专题 化学反应机理（历程）分析 课件-2026届高三化学一轮复习

第十章 化学反应速率与化学平衡 专题 化学反应机理（历程）分析 新人教版 高中化学 2027届 一轮复习 由反应物微粒(分子、原子、离子、自由基等)一步直接实现的变化, 称为基元反应或基元步骤。 例如： NO2+CO→NO＋CO2 知识梳理 知识点一 基元反应与过渡态理论 【思考1】什么叫基元反应？有什么特点？ 不能被进一步拆分的反应 （1）基元反应特点: ①没有中间体(中间产物) v = k [ca(A)] [cb(B)] ②速率方程： (2）反应历程（机理） 中间体 例如H2(g)与I2(g)化合 I2=2I· H2+2I·→2HI 知识梳理 【思考2】过渡态的特点? 反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成高能量活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要的一定的活化能，再转化成生成物。 与爬山类似，山的最高点便是过渡态 知识点一 基元反应与过渡态理论 一般来说，有几个过渡态，就有几个基元反应 ①图示历程包中含几个基元反应？ 3个基元反应 【2023湖北卷】观察下列能量－反应历程变化图像： 重难点突破 知识点一 基元反应与过渡态理论 ②能否找出图示历程的反应物、生成物、过渡态、中间体、催化剂？ 中间体1 中间体2 催化剂 过渡态1 过渡态2 过渡态3 ‘先消耗后生 成，量相等’ ③图中每步反应的活化能是多少？其中哪一步为决速步骤？ 70.9 89.6 141.3 第3步反应的活化能（能垒）最大，反应速率最慢，为决速步骤 能垒：可以简单理解为从左往右进行中，向上爬坡吸收的能量。(活化能) 初中化学九年级上册P39 中学化学中的催化剂 这种在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质，叫做催化剂（又叫触媒）。 催化剂，在化工生产中具有重要而广泛的应用。 人教版高中化学必修二P49 《神奇的催化剂》 催化剂十分神奇，它能极大地加快化学反应速率(可使化学反应速率增大几个到十几个数量级)，而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和反应体系的关系就像锁于钥匙的关系一样，具有高度的选择性（或专一性）。 人教版高中化学选择性必修一 催化剂能加快反应速率，是因为它能改变反应的路径，使发生反应所需要的活化能降低。有催化剂时反应的活化能E2比无催化剂时反应的活化能E1降低了很多，这样一来，就使反应体系中含有的活化分子百分数提高，从而使有效碰撞等几率提高，反应速率增大。 知识梳理 知识梳理 知识点二 催化剂与催化作用 1、催化剂：少量就能显著改变反应速率，反应结束时，其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。（ 一“变”二“不变”） 【思考3】催化剂：能改变什么，不改变什么？ 改 变 改变反应的途径（机理） 改变反应的活化能 改变了化学反应速率 ΔH不变 一步完成 两步基元反应 不 改 变 催化剂的质量和化学性质不变 不能改变焓变（ΔH) 不改变反应的平衡转化率（α） T℃不变反应平衡常数（K）不变 不改变反应的可能性 ！加快等时转化率 v正,v逆同倍增大,平衡时间缩短 注意：催化剂具有一定范围的活化温度， 过高或过低 ， 都会导致催化剂的活性降低。 如生物催化剂酶 ， 对温度就非常敏感 。 回归教材 【思考4】影响催化剂活性的因素？ 1、温度 2、纯度 3、用量 4、比表面积 5、载体 P211T1【2025·八省联考四川卷】恒容反应器中,Rh和Rh/Mn均能催化反应:HCHO+H2+CO HOCH2CHO(羟基乙醛),反应历程如图所示,I1~I3为中间体,TS1~TS3为过渡态。 下列描述正确的是(　　) A.“CO插入”步骤,ΔH为-17.6 kcal·mol-1 B.Rh催化作用下,“加氢”步骤为决速步骤 C.Rh/Mn催化作用下,羟基乙醛的生成速率更小 D.反应达平衡时,升高温度,羟基乙醛的浓度增大 B 拓展： 1.使用不同催化剂时，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 2.相同反应物同时发生多个反应时,其中能垒越小的反应,反应速率越大,产物占比越高。 ——基元反应书写 【思考4】催化剂如何影响化学反应? 重难点突破 【练习1】CO2转化为高能燃料CH3OH，有利于实现碳资源的有效循环。通常通过CO2与H2反应生成CH3OH(g)和H2O(g)的反应i来实现。 (2)反应i中在沸石类催化剂表面氢化生成甲醇的反应分为如下三步： 第一步：CO2+H2→HO-CHO 第二步：…… 第三步：HCHO+H2→CH3OH 第二步发生反应的方程式为 。 改变反应途径 (1)电催化合成CH3OH 以IrO2作为催化剂，以CH4和Na2CO3溶液作为原料，在催化剂表面生成CH3OH和CO2，催化机理如图1所示。 ①该催化过程发生三步反应，反应Ⅰ为CO32--2e-=CO2+O*(“*”表示该物质吸附在催化剂表面)，写出反应Ⅲ的化学方程式： 巩固提升 2、基于催化历程的反应调控思维模型 解题要点：关注题给情境信息 知识点三 催化机理循环图 知识梳理 【思考4】如何找到反应物、生成物、催化剂、中间产物？ 箭头进入循环图——为反应物 特点：只进不出 箭头指出循环图——为生成物 特点：只出不进 催化剂----先进去后出来 中间产物----先生成后消耗 P212T3【2024·北京卷】可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-114.4 kJ·mol-1。如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HCl,W为生成物H2O B.反应制得1 mol Cl2,须投入2 mol CuO C.升高反应温度,HCl被O2氧化制Cl2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 B 真题感悟 【2025·湖南卷】环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯( )为原料生产环氧丙烷( )的反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．过程中Ⅱ是催化剂 B．过程中有极性键和非极性键的断裂和形成 C．过程中Ti元素的化合价发生了变化 D．丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100% B $