2025届高三化学二轮复习 讲义　基元反应与反应历程

基元反应与反应历程 1.基元反应 一个化学反应往住需要经过多个反应步骤才能实现，每一步反应都称为基元反应。 2.反应历程 (1)含义：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 (2)实例：大多数化学反应并不是经过简单碰撞就一步完成的，往往要经历多个基元反应。 如CH4与Cl2的取代反应是自由基反应历程，经历反应的引发、发生、终止： Cl2―→2Cl·，Cl·＋CH4―→HCl＋·CH3、 ·CH3＋Cl2―→CH3Cl＋Cl·、 CH3Cl＋Cl·―→·CH2Cl＋HCl、 ·CH2Cl＋Cl2―→CH2Cl2＋Cl· 等多步基元反应。CH4与Cl2在光照条件下反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等多种取代产物的混合物。 3.自由基 (1)含义：带有单电子的原子或原子团叫做自由基，如O·自由基、I·自由基。 (2)反应历程中的自由基 如反应2HI===H2＋I2的反应历程是2HI―→H2＋2I·，2I·―→I2。 4.解题要点 (1)决速步骤 若化学反应历经多个基元反应，基元反应的速率有快有慢，则总反应的速率取决于速率慢(最慢)的那步基元反应而不是速率快(最快)的那步基元反应。活化能最高的反应速率(最)慢，是总反应速率的决速步骤。 (2)催化剂与中间产物 催化剂是参加反应又生成出来(参与基元反应，转化为其他物质，到后面的基元反应中又生成出来)的物质，中间产物是由反应生成又在反应中消失(由前面的基元反应生成，又参与后面基元反应)的物质。 1.(2023·苏州常熟中学一模)乙酸甲酯在NaOH溶液中发生水解时物质和能量的变化如下图所示。下列说法正确的是(　　) A.总反应为吸热反应 B.决定总反应速率快慢的是反应物→中间产物1的反应 C.反应过程中碳原子的轨道杂化方式不发生变化 D.如反应物使用，则产物中存在 2.(2024·重庆七校开学考试)CO用于处理大气污染物N2O，在催化剂作用下该反应的具体过程如图1所示，反应过程中能量变化情况如图2所示。下列说法错误的是(　　) A.CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g) B.该总反应的反应ΔH＝－361.22 kJ/mol C.该总反应的决速步是反应② D.该反应催化剂为Zn＋，ZnO＋为中间产物 3.(2023·南通通州区4月月考)一种计算机模拟在催化剂表面上水煤气反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的历程如下图所示。吸附在催化剂表面上的物种用“·”表示。 下列说法正确的是(　　) A.水煤气反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH<0、ΔS＝0 B.决定总反应速率快慢的步骤是转化⑦ C.1 mol CO与1 mol H2O充分反应后转移电子的物质的量是2 mol D.催化剂表面吸附1 mol CO会释放出0.21 eV的能量 4.(2024·湖南师大附中入学考试)H2和O2在钯的配合物离子[PdCl4]2－的作用下合成H2O2，反应历程如图： 下列说法不正确的是(　　) A.该过程的总反应为H2＋O2H2O2 B.该过程有非极性键断裂 C.[PdCl4]2－在此过程中作为中间产物 D.历程中发生了反应Pd＋O2＋2Cl－===[PdCl2O2]2－ “环式”反应历程图像分析 以上图为例，对于“环式”反应历程图像，位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧。“入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的物质为生成物、如②和③，由反应物和生成物可写出总反应化学方程式。 基元反应与反应历程 培优专练 1.B　[A.由图可知该反应反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，故A错误；B.反应物到中间产物1的活化能大于中间产物1到中间产物2的活化能，活化能越大反应速率越慢，慢反应决定总反应速率的快慢，故B正确；C.反应物中存在酯基，酯基上C原子采用sp2杂化，中间产物1酯基中碳氧双键转化成单键，碳原子杂化方式为sp3杂化，碳原子的杂化方式发生变化，故C错误；D.根据图示信息可知酯中的C—O断裂，该氧原子最终进入醇中，若反应物使用，则18O进入甲醇中，故D错误。] 2.C　[A.根据流程图可以看出反应过程中CO变为CO2，N2O变成N2，因此化学方程式为CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g)，故A正确；B.ΔH＝生成物的总能量-反应物的总能量，根据图2可以看出反应的能量变化为ΔH＝-361.22-0＝-361.22 kJ/mol，故B正确；C.反应①的活化能是149.6 kJ/mol，反应②的活化能是108.22 kJ/mol，反应②的活化能更小，因此反应①是总反应的决速步，C错误；D.根据图1和图2结合，可以看出反应的催化剂为Zn＋，ZnO＋为中间产物，D正确。] 3.D　[A.虽然该反应前后气体体积不变，但ΔS≠0，A错误；B.根据图像可知⑤中活化能最大，为1.86 eV-(-0.16 eV)＝2.02 eV，所以决定总反应速率快慢的步骤是转化⑤，B错误；C.1 mol CO与1 mol H2O充分反应后转移电子的物质的量小于2 mol，因为是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，C错误；D.根据图像可知吸附过程能量降低，会放出能量，根据⑧可知催化剂表面吸附水蒸气会释放出0.11 eV的能量，根据①可知催化剂表面吸附CO会释放出的能量＝0.32 eV-0.11 eV＝0.21 eV，D正确。] 4.C　[A.依据图示可知氢气与氧气在[PdCl4]2-催化作用下生成过氧化氢，即H2＋O2H2O2，A项正确；B.H2、O2中存在非极性键，该过程有非极性键断裂，B项正确；C.依据过程图可知[PdCl4]2-在此过程中先消耗后生成，反应前后不变，是催化剂，C项错误；D.由图示可知，过程中发生了反应Pd＋O2＋2Cl-===[PdCl2O2]2-，D项正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$