高三二轮复习化学反应历程及机理2024年高考化学二轮专题复习课件

物质转化微观过程探析

——化学反应历程或机理专题复习高三二轮复习授课人：阳海斌在原子、分子水平上认识物质，了解化学可以识别、改变和创造分子；了解物质的组成、结构和性质的关系；了解化学反应的本质、基本原理以及能量变化等规律。高中化学学科核心素养：宏观辨识与微观探析，变化观念与平衡思想，证据推理与模型认识，科学探究与创新意识，科学态度与社会责任。《普通高中化学课程标准(2017年版)》《化学考试大纲（2019）》研究价值：

反应历程或机理的研究在可以掌握反应的本质、指导实验的选择性从而获得较高的产率、设计新的化学反应，指导新物质合成……反应机理：反应机理是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应，机理详细描述了每一步转化的过程，包括过渡态的形成，键的断裂和生成，以及各步的相对速率大小等。概念解读：反应历程：反应历程是指化学反应中反应物转化为最终产物通过的途径。

解题思路1、机理图与分子模型结合题的一般解法(1)认真审题，获取信息。通过对自然界、生产和生活中的化学现象的观察，以及实验现象、实物、模型的观察，获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序存储，从中找到与问题相关的有效信息。(2)联系已知，合理解读。从提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并与已知知识整合，重组为新知识。(3)对照选项，联想迁移。逐一分析各选项，找到要考查的知识点，结合知识融合加以联想和迁移，从而使问题迎刃而解。2、能量变化与反应历程图解题策略(1)正确理解催化剂

①

一般不特殊指出均指正催化剂，催化剂改变反应速率，是由于改变了反应途径，降低了反应的活化能；

②

催化剂不能改变平衡转化率与反应的反应热；

③

催化剂需要合适的温度：温度过低，活性低；温度过高，催化剂可能失活。例1、[2018新课标Ⅰ卷28题节选]采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：A．v（第一步的逆反应）>v（第二步反应）

B．反应的中间产物只有NO3C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效

D．第三步反应活化能较高（3）对于反应

2N2O5（g）→

4NO2（g）+O2（g），R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步N2O5NO3+NO2快速平衡第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应第三步NO+NO3→2NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是__________（填标号）。【考查角度】【角度一】：反应过程中的物质和微粒的变化AC慢反应有效碰撞次数少单位体积内活化分子数少活化能大基元反应（3）对于反应

2N2O5（g）→

4NO2（g）+O2（g），R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步N2O5

→

NO3+NO2快速平衡第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应第三步NO+NO3→2NO2快反应解析：1、[2020·全国卷Ⅰ]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+COCH3CO2HC.反应过程中Rh的成键数目保持不变D.存在反应CH3OH+HICH3I+H2OC

练一练[解析]：根据题干信息和催化反应的过程可知，CH3COOH是反应产物，CH3COI是中间产物，A项正确；甲醇的羰基化反应为CH3OH+COCH3COOH，B项正确；从催化反应过程可以看出，Rh的成键数有4、5、6三种，C项错误；由图可知，存在反应CH3OH+HICH3I+H2O，D项正确。2、我国科研人员研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理，其主反应历程如图所示（H2H+*H）。下列说法错误的是(

)A.向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的产率B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物C.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%D.第③步的反应式为*H3CO+H2OCH3OH+*HOC

[解析]：反应历程第③步需要水，所以向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的产率，故A正确；根据图知，带*标记的物质在反应过程中最终被消耗，所以带*标记的物质是该反应历程中的中间产物，故B正确；根据图知，二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，该反应中除了生成甲醇外还生成水，所以二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率不是100%，故C错误；根据图中信息得到第③步的反应式为*H3CO+H2OCH3OH+*HO，故D正确。例2、(2018·海南，12)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是

(

)A.氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程B.每活化一个氧分子放出0.29eV的能量C.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVD.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂【考查角度】【角度二】：反应过程中的能量变化C

活化能是指反应中能垒最大的那个活化能Ea1

过渡态1中间产物过渡态2反应物ΔH=-0.29eV活化能Ea3

ΔH

产物活化能Ea2

反应历程1、（2020山东高考题14）1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子()；第二步Br－进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时，1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是（）A.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定B.与0℃相比，40℃时1,3-丁二烯的转化率增大C.从0℃升至40℃，1,2-加成正反应速率增大，1,4-加成正反应速率减小D.从0℃升至40℃，1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度AD练一练2、我国科研工作者构建了一种在反应过程中能同时活化水和甲醇的双功能结构催化剂，用以实现氢气的高效存储和安全运输。图是甲醇脱氢转化的反应历程(TS表示过渡态)。下列说法错误的是(

)A.CH3OH的脱氢反应是分步进行的B.甲醇脱氢反应历程的最大能垒(活化能)是1.30eVC.甲醇脱氢反应中断裂的化学键有C—H和O—HD.该催化剂的研发为醇类重整产氢的工业应用提供了思路B[解析]：从图示看出，CH3OH的脱氢反应是分步进行的，A正确；能垒是发生某步反应需要克服的能量，B错误；该历程由CH3OH(g)→CO(g)+4H，断裂的化学键为C—H和O—H，C正确；该催化剂的成功研发，对工业上的醇类重整产氢有重要的启示，对促进我国制氢工业的节能减排和氢能升级提供了思路，D正确。3、（2020•新课标Ⅱ卷）据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是

(

)A．OH－参与了该催化循环 B．该反应可产生清洁燃料H2C．该反应可消耗温室气体CO2

D．该催化循环中Fe的成键数目发生变化C4、（2020北京高考T9）硫酸盐(含SO42－、HSO4－)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下：下列说法不正确的是（）A.该过程有H2O参与 B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂C.硫酸盐气溶胶呈酸性 D.该过程没有生成硫氧键D【总结提升】考察能量变化反应机理、历程类图像题解题方法：坐标物质能量微粒变化反应物生成物过渡态中间产物ΔH

活化能（能垒）催化剂主产物快反应慢反应1、（2019全国1卷28题节选）（3）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的物种用*标注210－1小于2.02COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*或H2O*=H*+OH*课堂练习（1）可知水煤气变换的△H_____________0（填“大于”，“等于”或“小于”），该历程中最大的能垒（活化能）E正=________ev，写出该步骤的化学方程式___________________________________________________________________。2、[2018·北京卷]我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下，下列说法不正确的是(

)A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B.CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂C.①→②放出能量并形成了C—C键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率D[解析]：观察图像，发生的反应是二氧化碳和甲烷生成醋酸,反应的原子利用率为100%，A项正确；甲烷生成醋酸，观察分子结构可知有C—H键断裂，B项正确；观察图像①→②，物质的能量降低，故放出能量，且形成了C—C键，C项正确；催化剂只能改变反应速率，不影响平衡的转化率，D项错误。3、反应2SO2+O2

2SO3因SO2在催化剂表面与O2接触而得名，反应过程示意图如下：下列说法正确的是(

)A.反应①的活化能比反应②低B.总