2025版新教材高中化学第2章化学反应速率与化学平衡第1节化学反应速率第3课时活化能三催化机理与反应历程学生用书新人教版选择性必修1

三、催化机理与反应历程1．催化剂特点(1)催化剂具有高效性和_选择__性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不愿定具有催化作用，可以选用_合适的催化剂__来调控反应。(2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用须要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性_降低__。2．催化剂与反应历程(1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。(2)催化剂通过参与反应变更_反应历程__、_降低__反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应越_难__进行。(3)困难反应中的速度限制步骤确定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)_大__的慢反应是确定整个反应速率的关键步骤。故变更温度，活化能_大__的反应速率变更程度大。正｜误｜判｜断(1)催化剂能变更更学反应速率而在反应前后本身质量和化学性质不变。(√)(2)催化剂不能变更更学反应的平衡常数。(√)(3)反应历程包括催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。(√)深｜度｜思｜考1.反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量削减。相关数据如下表：积碳反应：CH4(g)=C(s)＋2H2(g)消碳反应：CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH/(kJ·mol－1)＋75＋172活化能/(kJ·mol－1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表推断，催化剂X_劣于__(填“优于”或“劣于”)Y，理由是_催化剂X较催化剂Y，积碳反应时，活化能低，反应速率大，消碳反应时，活化能高，反应速率小，综合考虑，催化剂X较催化剂Y更利于积碳反应，不利于消碳反应，会降低催化剂活性__。2．生物催化剂——酶对反应速率的影响如图所示：依据酶促反应速率曲线说明酶的催化活性：_由曲线说明在最适的温度和pH条件下，酶的活性最高__。应｜用｜体｜验1.在光照条件下，CO2加氢制CH4的一种催化机理如图所示，下列说法正确的是(C)A．没有La2O3的介入，CO2和H2就不能转化为CH4和H2OB．反应过程中释放出带负电荷的·HC．该反应的化学方程式为CO2＋4H2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(光照))CH4＋2H2OD．La2O2CO3是反应的催化剂解析：催化剂不是化学反应的必要条件，不能确定反应能否发生，没有La2O3催化剂的加入，只是反应速率减慢，A错误；据图示知，反应过程中H2经过Ni活性中心裂解产生活化态的·H，不带电，B错误；由催化机理图知，CO2和H2是反应物，CH4和H2O是生成物，反应方程式为CO2＋4H2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(光照))CH4＋2H2O，C正确；由图知，La2O3和反应物CO2一同加入，属于催化剂，La2O2CO3是反应的中间产物，D错误。故选C。2．铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用“ad”表示，下列说法正确的是(B)A．该历程中，“吸附”过程吸热，“脱附”过程放热B．合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＝－92kJ·mol－1C．铁触媒不仅可以变更反应历程，增大活化分子百分数，还可以变更该反应的焓变D．该历程中反应速率最慢的过程为eq\f(1,2)N2ad＋eq\f(3,2)H2=Nad＋3Had解析：由图第一步可知，吸附过程放热；由图倒数其次步可知，脱附过程是吸热过程，故A错误；由图可知，eq\f(1,2)N2(g)和eq\f(3,2)H2(g)的总能量比NH3(g)的总能量多46kJ·mol－1，则该反应为放热反应，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＝－92kJ·mol－1，故B正确；催化剂可以变更反应的历程，增大活化分子百分数，但是不能变更焓