第7章 热点专攻10 化学反应机理(历程)及分析（Word教参）-【优化指导】2024高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版 新教材 新高考）

热点专攻10　化学反应机理(历程)及分析

1．物质循环型机理及分析

(1)催化剂和反应中间体的判断

①催化剂：分步反应中，参与第一步反应，并在最后一步重新生成的物质。

②反应中间体：除最初反应物、最终生成物及催化剂外，其他物质一般都是反应中间体。

(2)物质循环型反应机理图示解读

①“环形”反应机理图示，位于“环”上的物质(A、B、C、D)一般是催化剂或反应中间体。

②“入环”的物质(X、Z)是反应物，“出环”的物质(Y、R)是生成物。

【例1】H2在石墨烯负载型Pd单原子催化剂(Pd/SvG)上还原NO生成N2和NH3的路径机理及活化能(kJ/mol)如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．H2还原NO生成N2的决速步为反应⑥

B．Pd/SvG上H2还原NO，更容易生成NH3

C．根据上图数据可计算NO＋5HNH3＋H2O的ΔH

D．由图可知，相同催化剂条件下反应可能存在多种反应历程

C　解析：由图可知，反应⑥ 的活化能(Ea)最大，反应速率最慢，故反应⑥是决速步，A正确；由图可知，生成NH3的基元反应更少，且生成NH3的活化能小于生成N2的活化能，故更容易生成NH3，B正确；据图可知反应①～⑤的活化能，但无法确定每步反应的ΔH，故不能确定NO＋5H===NH3＋H2O的ΔH，C错误；图中在相同催化剂条件下，NO和H2可转化为NH3和H2O或N2和H2O，可能存在多种反应历程，D正确。

2．能量变化型机理及分析

(1)物质的能量变化及稳定性的判断

①物质的能量变化：根据反应物和生成物的总能量的相对高低，判断吸热反应和放热反应；根据物质具有能量或共价键的键能确定反应热(ΔH)。

②物质稳定性的判断：先确定物质具有能量的相对高低，一般情况，物质具有的能量越低，其稳定性越强。

(2)化学反应速率的比较

①若化学反应分为多个基元反应，一般来说，活化能(Ea)越大，基元反应的反应速率越慢，反之则反应速率越快。

②多步反应中，整个反应的总反应速率是由慢反应步骤决定。

【例2】(双选)(2022·湖南卷)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示：

下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　　)

A．进程 Ⅰ 是放热反应     B．平衡时P的产率： Ⅱ > Ⅰ

C．生成P的速率： Ⅲ > Ⅱ      D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用

AD　解析：进程 Ⅰ 中S的总能量大于产物P的总能量，故进程 Ⅰ 是放热反应，A正确；进程 Ⅱ 中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，在两个

进程中平衡时P的产率相同，B错误；进程 Ⅲ 中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程 Ⅱ 中由S·X转化为P·X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，故生成P的速率： Ⅲ < Ⅱ ，C错误；进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z转化为产物P·Z，由于P·Z没有转化为P＋Z，故Z没有表现出催化作用，D正确。

1．(2022·北京卷)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

C　解析：由题干图1所示信息可知，反应①为CaO＋CO2===CaCO3，结合氧化还原反应配平可得反应②为CaCO3＋CH4CaO＋2CO＋2H2，A正确；t1～t3时，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，且反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳，故可能有副反应CH4C＋2H2，B正确；H2和CO的反应速率相等，由t2时刻信息可知，H2的反应速率未变，仍然为2 mmol/min，而CO