内容正文:
专题六 化学反应与能量
热考题型突破(四) ≡反应历程(机理)的分析及应用≡
[知识拓展]
近年,全国卷均出现了考查反应历程(机理)的试题,以分析反应过程为主,涉及共价键的变化、催化剂和反应中间体、氧化还原反应、能量变化、化学反应速率等,充分体现新高考对学科素养中“学习掌握”“实践探索”“思维方法”三个维度的全面考查。
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第2轮 化学 (全国版)
专题六 化学反应与能量
1.共价键及其变化
共价键类型 判断方法 发生的变化
极性共价键 X—Y
(不同种元素) 分析中心原子形成共价键的种类和数目,判断反应过程中共价键的变化
非极性
共价键 X—X
(同种元素)
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专题六 化学反应与能量
2.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。
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专题六 化学反应与能量
3.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。
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专题六 化学反应与能量
4.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。
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专题六 化学反应与能量
[典题范例]
(2022·湖南卷,改编)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错误的是( )
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:Ⅱ>Ⅲ
D.进程 Ⅳ 中,Z没有催化作用
B
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专题六 化学反应与能量
解析:
由图中信息可知,进程 Ⅰ 中S的总能量大于产物P的总能量,因此进程 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,因此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,因此生成P的速率为 Ⅲ<Ⅱ,C正确;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,因此,Z没有表现出催化作用,D正确。
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专题六 化学反应与能量
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-1)如图所示。下列说法错误的是( )
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专题六 化学反应与能量
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+5H===NH3+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
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专题六 化学反应与能量
解析:
选C 由图可知,反应⑥的活化能(Ea)最大,反应速率最小,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。
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专题六 化学反应与能量
分析化学反应机理图像的分析步骤
第一步 精准转化——解决新信息图像题,一定要理解图像信息所表示的机理及过程,对所求问题向已有知识进行恰当的转化
第二步 方法的选取——对新信息题可以采取一般到特殊的特例法,在理解题目信息本质的基础上,从逻辑推理的角度进行解答
第三步 仔细审读题目——严格按新信息的指代机理,解答问题时要避免课本知识或者已有知识对信息问题的干扰
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专题六 化学反应与能量
[题型演练]
硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题,甲酸(HCOOH)在纳米级Pd