高考化学二轮复习模块五微题型3化学反应机理分析课件

微题型3化学反应机理分析核心精讲1.反应机理能垒图分析模型模型演变教材中的模型图迁移试题中的模型图案例分析图像相关内容分析如下:(1)活化能分析。(2)反应热分析。①第1步基元反应ΔH1=E2-E3<0,为放热反应。②第2步基元反应ΔH2=E1-E2<0,为放热反应。③总反应的ΔH=E1-E3<0,为放热反应。反应热与基元反应的活化能的大小无关,只与反应物、生成物的能量有关。2.催化机理循环图分析模型典例示范类型一:催化机理循环图C类型二:催化机理能垒图D下列说法错误的是(

)[A]反应ⅰ是吸热过程[B]反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69eV[C]反应ⅲ包含2个基元反应[D]总反应的速控步包含在反应ⅱ中【解析】

由题图可知,反应ⅰ中反应物Ga2O3(s)和NH3(g)的总相对能量为0,经TS1、TS2、TS3完成反应,生成Ga2O2NH(s)和H2O(g),产物的总相对能量为0.05eV,因此体系能量在反应中增加,则该反应为吸热过程,A正确;反应ⅱ中因H2O(g)脱去步骤需要经过TS5,则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差,即3.39eV-0.70eV=2.69eV,B正确;反应ⅲ从Ga2ON2H2(s)生成2GaN(s)和H2O(g)经历过渡态TS6、TS7,说明该反应分两步进行,包含2个基元反应,C正确;整个反应过程中,活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应的反应步骤(活化能为3.07eV),所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中,D错误。下列说法正确的是(

)[A]总反应是放热反应[B]两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同[C]和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定C思维建模催化剂对速率、平衡的影响(1)对速率的影响:催化剂改变反应过程,改变反应的活化能,改变反应速率。(2)对平衡的影响:催化剂不改变总反应的反应热,不改变化学平衡常数,不改变反应的平衡转化率。题型验收经典再现1.(2025·云南卷,10)铜催化下,由CO2电合成正丙醇的关键步骤如图所示。下列说法正确的是(

)[A]Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应[B]Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成[D]催化剂Cu可降低反应热CB[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]过程中钛元素的化合价发生了变化[D]丙烯与H2O2反应生成环氧丙烷的原子利用率为100%【解析】

根据反应原理,Ⅰ先消耗再生成,是整个历程的催化剂,Ⅱ先生成,再消耗,是中间产物,A错误;过程中存在H2O2中O—O非极性键的断裂,以及O2中非极性键的形成,还存在O—H极性键的断裂,以及O—C极性键的形成,B正确;过程中Ti的化学键(Ti—O)始终是4个,配位键不会改变Ti的化合价,故Ti的化合价不变,C错误;反应生成了H2O,且存在H2O2的分解反应,原子利用率小于100%,D错误。3.(2024·贵州卷,14)AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应,反应过程中CN-的碳原子和氮原子均可进攻CH3CH2Br,分别生成腈(CH3CH2CN)和异腈(CH3CH2NC)两种产物。通过量子化学计算得到的反应过程及能量变化如图所示(TS为过渡态,Ⅰ、Ⅱ为后续物)。由图示信息,下列说法错误的是(

)[A]从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应[B]过渡态TS1是由CN-的碳原子进攻CH3CH2Br的α-C而形成的[C]Ⅰ中“N--Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C--Ag”之间的作用力弱[D]生成CH3CH2CN放热更多,低温时CH3CH2CN是主要产物D【解析】

由反应过程及能量变化图可知,两种路径生成的产物的总能量均低于反应物,故从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应,A正确;与溴原子相连的碳原子为α-C,由反应过程及能量变化图可知,过渡态TS1是由CN-的碳原子进攻CH3CH2Br的α-C而形成的,B正确;由反应过程及能量变化图可知,后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物,分别断开的是“N--Ag”和“C--Ag”,且后者吸收更多的能量,故Ⅰ中“N--Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C--Ag”之间的作用力弱,C正确;由于生成CH3CH2CN所需要的活化能高,反应速率小,故低温时更容易生成CH3CH2NC,D错误。B[A]

[B]

[C]

[D]模拟预测1.(2025·四川名校联盟一模)研究氨及其合成工艺在工、农业上有着重要意义,下图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨反应历程的一部分,下列说法错误的是(

)[A]该反应历程包含6个基元反应[B]上图反应历程中,实线表示使用了铁催化剂A[D]该反应为放热反应,升温会减小正反应的热力学倾向2.(2025·宁夏银川一模)研究丙酮肟(A)以H3O+为质子源制备酰胺产物(P-A)反应过程如图所示。图中A-TS表示过渡态,A-INT表示中间体。下列说法错误的是(

)[A]过渡态中最稳定的是A-TS2[B]制备中间体A-INT3的步骤是决速步骤[C]该历程中H3O+是催化剂,H2O是中间产物[D]丙酮肟(A)制备酰胺产物(P-A)属于放热反应C【解析】

根据题图可知,过渡态中A-TS2的能量最低,根据能量越低越稳定可知,过渡态中最稳定的是A-TS2,A正确;由各过渡态与中间体的能量可知,由A-INT2到A-TS2这一步活化能最大,根据活化能越大,反应速率越小可知,生成A-INT3的步骤为决速步骤,B正确;虽然H3O+在该反应中作催化剂,但H2O主要作为溶剂或副产物存在,在反应机理中不属于生成后又被消耗的中间产物,C错误;由题图可知,反应物丙酮肟(A)的能量高于酰胺产物(P-A)的能量,则反应属于放热反应,D正确。3.研究化学反应的机理对于合成特定有机物具有重要意义,已知烯烃与氢卤酸(HX)加成反应分步进行:①

②

根据如图所示的丙烯与HCl反应两种可能反应路径的势能图(TS-1与TS-2分别是两种过渡态的碳正离子),下列说法正确的是(

)[A]一级碳正离子比二级碳正离子稳定[B]决定烯烃与HX加成反应速率的关键步骤是