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查补易混易错13 化学反应机理
化学反应机理试题以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应,就是把一个复杂反应分解成若干个反应,然后按照一定规律组合起来,从而达到阐述复杂反应的内在联系的目的,这类试题符合新课标的理念,“源于教材而高于教材”,体现了化学核心素养中的宏观辨识与微观探析,从不同层次认识物质的多样性,以及由微观和宏观相结合的视角分析和解决实际问题,在备考过程中要给予高度重视与关注。
易错01反应机理
(1)反应机理是用来描述某反应物到反应产物所经由的全部基元反应,就是把一个复杂反应分解成若干个基元反应,以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应,然后按照一定规律组合起来,从而阐述复杂反应的内在联系,以及总反应与基元反应内在联系。
(2)反应机理详细描述了每一步转化的过程,包括过渡态的形成,键的断裂和生成,以及各步的相对速率大小等。典型的是基元反应碰撞理论和基元反应过渡态理论。
(3)反应机理中包含的基元反应是单分子反应或双分子反应。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。
(4)认识化学反应机理,任何化合物的每一步反应都应该是在该条件下此类化合物的通用反应。
易错02有效碰撞理论
(1)化学反应发生的条件:在化学反应中,反应物分子不断发生碰撞,大多数碰撞无法发生反应,只有少数分子的碰撞才能发生化学反应,能发生有效碰撞的分子是活化分子。普通反应物分子形成活化分子所需要的能量叫活化能。而活化分子的碰撞也不一定都能发生有效碰撞。发生有效碰撞不仅有能量的因素,还有空间因素,只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞。
(2)反应历程:发生有效碰撞的分子叫做活化分子,活化分子具有较高的能量。活化分子比普通分子所高出的能量称为活化能。活化能越小,普通分子就越容易变成活化分子。如图所示,反应的活化能是E1,反应热是E1-E2。
在一定条件下,活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大,单位体积内活化分子数越多,单位时间内有效碰撞的次数越多,化学反应速率越快。活化能越大,反应速率越慢,化学反应取决于最慢的一步。
易错03催化剂与化学反应
化学反应中,反应分子原有的某些化学键,必须解离并形成新的化学键,这需要一定的活化能。在某些难以发生化学反应的体系中,加入有助于反应分子化学键重排的第三种物质(催化剂)其作用可降低反应的活化能。催化剂能改变反应的途径、降低反应的活化能、加快反应速率,但不能改变反应热的符号与数值、不能改变平衡的移动方向。解答时注意题干信息的理解应用,通过分析化学反应过程,明确反应过程中催化剂的作用和能量变化、化学键的变化。左图虚线表示催化剂对反应的影响,右图为催化反应历程示意图。
1.(2022·北京·高考真题)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,以恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A.反应①为CaO+CO2=CaCO3;反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4C+2H2
C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率
D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生
2.(2023·浙江·高考真题)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0],下列说法不正确的是
A.
B.可计算键能为
C.相同条件下,的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:
3.(2012·江苏·高考真题)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.催化剂能降低该反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
4.(2023·河北保定·统考一模)水煤气变换反应为 。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面水煤气变换的反应历程,如下图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用•标注。下列说法错误的是
A.水煤气变换反应的
B.步骤③的化学方程式为
C.步骤⑤只有极性键的形成
D.该反应中的决速步骤为步骤④
5.(2023·河北沧州·统考一模)二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一。常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注),下列说法错误的是