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重点专题16 化学反应中的能量变化与反应机理
【考点考向】高考中有关化学反应热效应的考查在选择题和主观题中都会涉及,考查主要形式有两种:一是考查简单的化学反应能量变化形式和能源对自然环境和社会发展的影响;二是以陌生的化学反应机理图为载体进行考查,涉及的知识点较多,如氧化还原反应、化学键的判断、方程式的书写等。关于反应机理内容的考查在选择题和主观题中也都会涉及,考查形式通常包括反应历程、活化能、催化剂等。
【知识体系】
1、反应热的计算
2、热化学反应方程式书写
3、反应历程图像分析
★势能历程图像
焓变(ΔH)与活化能的关系,反应的吸、放热情况;过渡态、中间产物的判断;决速步骤的判断等。★环形历程图像分析
“环上”的物质一般是催化剂或中间体;“入环”的物质为反应物;“出环”的物质为生成物;可快速得出总反应。
★梯形历程图像分析
多相催化:一般包括扩散、吸附、反应、脱附、扩散等过程;基元反应的判断;决速步骤的判断及方程式书写;反应的吸放热情况等。
★分析催化剂的思维模型
【强化练习】
1. (2024·安徽卷)某温度下在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:X(g)⇌Y(g)(ΔH1<0),Y(g) ⇌Z(g)(ΔH2<0),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是( )
A B. C. D.
2.(2024·甘肃卷) 甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,错误的是( )
A. B. 步骤2逆向反应的
C. 步骤1的反应比步骤2快 D. 该过程实现了甲烷的氧化
3.(2024·北京卷)可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是( )
A.Y为反应物,W为生成物
B.反应制得,须投入
C.升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
7. (2024·广东卷)对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为( )
8.(2023·广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行
B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
9.(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
10.(2022·山东卷)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生成的反应历程有2种
C.增大NO的量,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
★化学反应中的能量变化与反应机理答案
1、B
2、C
3、B
4、(ⅱ )断开化学键的步骤都需要吸收能量,由于N≡N的键能比H-H键的大,因此,速率控制步骤为(ⅱ)
5、CD
6、劣于,相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大。
7、A
8、C
9、AD
10、D
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