2026版化学步步高大二轮专题复习-专题五　微点突破1　反应历程与催化机理图分析

微点突破1反应历程与催化机理图分析一、有无催化剂的反应过程的能量变化比较1.在无催化剂时，正反应的活化能为E1；逆反应的活化能为E2；此反应的焓变ΔH=E1-E2，为放热(填“吸热”或“放热”，下同)反应。2.在有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤，反应①的活化能为Ea1，为吸热反应，产物为总反应的中间产物；反应②的活化能为Ea2，为放热反应，总反应的焓变ΔH=E1-E2。3.催化剂的作用(1)降低反应的活化能，但不影响反应热(ΔH)，加快了化学反应速率。(2)决定总反应速率的步骤为反应①(填“反应①”或“反应②”)，判断的方法是Ea1大于Ea2。例1如NO在空气中存在反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH，反应分两步完成，其反应历程如图：(1)反应的能量变化①第1步基元反应ΔH1=kJ·mol-1(用含物理量E的等式表示，下同)，为反应，正反应的活化能=kJ·mol-1，逆反应的活化能=kJ·mol-1。

②第2步基元反应ΔH2=kJ·mol-1，为反应，正反应的活化能=kJ·mol-1，逆反应的活化能=kJ·mol-1，该步骤反应的热化学方程式为。

(2)活化能和反应速率的关系决定总反应速率的是(填“反应1”或“反应2”)。

(3)多步基元反应中的平衡移动问题在一定温度下，若“反应1”在t1时达到平衡，“反应2”在t2(t2>t1)时达到平衡，则t1~t2过程中，快反应的平衡状态将会(填“正移”“逆移”或“不移动”)，其判断理由是

。

答案(1)①(E2-E3)放热(E4-E3)(E4-E2)②(E1-E2)放热(E5-E2)(E5-E1)N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-(E2-E1)kJ·mol-1(2)反应2(3)正移慢反应进行时消耗N2O2，使快反应2NO(g)N2O2(g)平衡正移例2(2024·安徽，10改编)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。画出反应进程-能量图像：答案二、反应历程能垒图1.能垒与决速步骤(1)能垒是指反应历程中各步变化中起始相对能量和过渡态相对能量的差值。(2)能垒越大，反应速率越小，在多步反应中能垒最大的反应为决速步骤。如上图中，催化剂2作用下，E(最大能垒)=c-b。2.竞争反应：相同反应物发生多个竞争反应时，能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。3.催化剂：催化剂1使能垒降低幅度较大，催化效果更好，但催化剂不能改变反应物和生成物的能量，催化剂的使用不能改变化学平衡，也不影响反应的ΔH。4.反应能量变化：根据初始物质与最终产物之间的相对能量大小判断总反应的吸、放热情况，即“左高右低为放热”，ΔH<0；“左低右高为吸热”，ΔH>0。例3在Rh催化下，甲酸分解制H2反应的过程如图所示。其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。

答案HCOOH*HCOO*+H*HCOOH(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-0.16NAeV·mol-1三、“环式”催化机理图解读1.“环式”催化机理图中微粒变化分析模型(如图)例4如图是1，2⁃丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理：MoO3是该反应的，、、为，生成物除水外还有、、。

答案催化剂中间产物CH3CHCH2HCHOCH3CHO例5[2022·辽宁，17(6)]H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下：已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为。

答案H2+O2H2O2解析第一步为H2在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，第二步为O2与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。2.催化历程中断键成键方式及化合价变化分析例6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。观察图示，分析该历程中断键和成键情况：有一个C—H和一个C==O断裂，形成一个C—C和一个O—H。例7(2023·湖南，14改编)N2H4是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂(用[L⁃Ru—NH3]+表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4，其反应机理如图所示。(1)[L⁃Ru—NH3]2+中的Ru的化合价为价。

(2)简述[L⁃Ru—NH2]+变为M时，Ru化合价的变化：。

(3)解释形成N—N非极性键的过程：。

答案(1)+3(2)[L⁃Ru—NH2]+中N原子有一个