第三板块 层级Ⅱ 微专题(一) 催化反应机理分析与能垒图像（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（新教材 江苏专用）

微专题(一)　催化反应机理分析与能垒图像 新高考强调素养为本的情境化命题，高考通过真实情境的创设，考查学生的信息获取能力和迁移应用能力。近几年高考常以催化剂的催化反应机理和能垒图像为情境载体进行命题。这两类命题，由于陌生度高，思维转化大，且命题视角在不断地发展和创新，成为大多数考生高分路上的“拦路虎”。 目录 目录 1 2 题型(一)　催化反应机理分析 题型(二)　能垒图像 01 题型(一)　催化反应机理分析 1．牢记两种反应机理模型 (1)循环模型 一种太阳能催化H2O分解的反应机理　　 (2)微观原子模型 CO2和CH4转化为CH3COOH的催化反应历程　　 2．巧抓三个关键点 (1)未给出具体物质模型或给出微观模型，要先将模型转化为具体物质，再进行分析，避免途中混淆。 (2)确定物质：进入循环图的箭头为反应物，离开循环图的箭头为生成物，生成最终产物的步骤同样生成催化剂，其余为中间产物。 (3)反应机理中，涉及过渡态、基元反应、碰撞理论等知识应做理解，避免储备不足导致无法解析题干。 [例1]　铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。 下列叙述错误的是(　 ) A．CH3COI是反应中间体 B．甲醇羰基化反应为CH3OH＋CO===CH3CO2H C．反应过程中Rh的成键数目保持不变 D．存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O 铑配合物在整个反应历程中，成键数目，配体种类等均发生了变化，C项不正确； 由图可知HI可以使甲醇转化为CH3I，方程式可写成CH3OH＋HI===CH3I＋H2O，D项正确。 [答案]　C [思维建模]　催化反应机理题的解题思路 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、中间产物(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生成物 三“物”指反应物、生成物、中间产物(或中间体) 中间 产物 通过一个箭头脱离整个历程，但最终生成生成物的是中间体，通过两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 续表 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。 [提能集训] 1．(2023·湖南等级考)N2H4是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某 Ru(Ⅱ)催化剂(用[L­Ru—NH3]＋表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4，其反应机理如图所示。 答案：B　 [L­Ru—NH3]2＋→[L­Ru—NH2]＋失去1个H，所带电荷数减1，则Ru化合价不变，与[L­Ru—NH2]＋相比，M中N含有1个单电子，所以Ru的化合价不是＋3，B项错误； 反应过程中有N—N非极性键的形成，C项正确； 答案：D　 解析：1进入反应后经过多步反应后又生成，故该物质为催化剂，而3、5、8均为上一步的产物和下一步的反应物，它们均为中间体，A项错误； 3．有文献报道异辛醇在一定条件下选择性合成异辛酸可能的反应机理如图所示，下列说法错误的是(　 ) 答案：B　 解析：从题给反应机理图可以判断，开始时物质A参与了反应，最后又生成了物质A，物质A的性质没有改变，故反应过程中A为催化剂，故A正确； 反应机理图中钨(W)的成键数目一直是4，未发生改变，故B错误； 02 题型(二)　能垒图像 [例2]　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________(填“大于”“等于”或“小于”)0。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：_____ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 [解析]　题图为水煤气变换的反应历程中能量的变化，横坐标表示CO(g)与H2O(g)在金催化剂表面的反应历程，而纵坐标表示反应历程中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 eV到－0.72 eV，ΔH<0，为放热过程。 反应历程中过渡态1的能