第6板块 大主题整合(一) 微课时突破2 综合深化解重难（课件PPT）-【创新方案】2024高考化学一轮复习（新教材版Ⅱ 新高考）

微课时突破2　综合深化解重难(反应机理与能垒图像) 题型(一)　 化学反应机理分析 　 [典例]　最新文献报道，有机小分子可催化多氟芳烃的取代反应，机理如图所示。 [答案]　C [思维建模]　催化反应机理的2步解题流程 1．通览全图，找准一“剂”三“物” 一“剂”指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上 三“物”指反应物、生成物、中间物种 (或中间体) 反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物 生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产物 中间体 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成生成物的是中间体，通过二个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[　　]”标出 2．逐项分析得答案 根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。 [全训题点考法] 1．(2023·江苏苏州模拟)在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。下列说法不正确的是 (　 ) A．若用HCOOD催化释氢，反应除生成CO2外，还生成HD B．第一步转化N与H间形成配位键 C．若用HCOOK溶液代替HCOOH释氢的速率加快 D．若用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中H2的纯度会降低 答案：D 解析：第一步HCOOD电离出D＋与N结合，第二步HCOO－―→CO2＋H－，第三步D＋、H－反应生成HD，所以HCOOD催化释氢，除生成CO2外，还生成HD，故A正确；N原子含有孤电子对、H＋有空轨道，根据图示，第一步转化N与HCOOH电离出的H＋通过配位键结合，故B正确；若用HCOOK溶液代替HCOOH，HCOO－的浓度大，第二步反应放出二氧化碳的速率加快，总反应速率加快，故释氢速率加快，故C正确；若用HCOOK溶液代替HCOOH，HCOOK水解出HCOOH，释氢历程不变，所以最终所得气体中H2的纯度不会降低，故D错误。　 2．[双选](2021·湖南等级考)铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示： 答案：CD　 由相对能量的变化情况图可以得出，该反应过程中的Ⅳ→Ⅰ步骤的活化能Ea＝86.1 kJ·mol－1，为该反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为Ⅳ→Ⅰ步骤，D说法错误。 3．(2022·山东等级考)在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是 (　 ) A．含N分子参与的反应一定有电子转移 B．由NO生成HONO的反应历程有2种 C．增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变 D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少 答案：D　 4．温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点。Ni­CeO2 催化CO2加H2形成CH4的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)，含碳产物中CH4的物质的量百分数(Y)及CO2的转化率随温度的变化如图2所示。 (2)CO2甲烷化的过程中，保持CO2与H2的体积比为1∶4，反应气的总流量控制在40 mL·min－1，320 ℃时测得CO2转化率为80%，则CO2反应速率为________mL·min－1。 解析：(1)由图2可知，含碳产物中CH4的物质的量百分数Y≥70%，则含碳副产物的产率≤30%，故含碳副产物的产率均低于CH4，A正确；由题意及图1中Ni­CeO2 催化CO2加H2形成CH4，故存在反应CO2＋4H2CH4＋2H2O，B正确； 答案：(1)ABCDE　(2)6.4 题型(二)　能垒图像分析 [典例]　水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程。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上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。 可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式____________________________________。 [解题流程] 第一步：通览全图，理清坐标含义 此图为水煤气变换的反应历程中能量变化，横坐标表示CO2(g)与H2O(g)反应在金催化剂表面的反应历程；而纵坐标表示反应历程中的不同阶段的能量变化，从总体来看，反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的过程中相对能量由0到－0.72 eV　ΔH 0，为 过程。 < 放热 第二步：细看变化，分析各段反应 分段细分析，反应历程中过渡态Ⅰ的能垒(活化能)E正为1.59 eV－(－