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1、微专题(十一)化学反应历程要点阐释一、理论依据1.基元反应大多数化学反应都是分几步完成的,其中的每一步反应都称为基元反应。2.对于基元反应aA+bB=gG+hH,其速率方程可写为v=kca(A)cb(B)(其中k称为速率常数,恒温下,k不因反应物浓度的改变而变化),这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。有时称其为质量作用定律。3.许多化学反应,尽管其反应方程式很简单,却不是基元反应,而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。例如H2(g)+I2(g)=2HI(g),它的反应历程有如下两步基元反应:I2=I+I(快)H2+2I=2HI(慢)其中慢反
2、应为整个反应的决速步骤。4.过渡态理论如图所示是两步完成的化学反应。(1)该反应的反应物为A、B,中间体为C,生成物为D。(2)由A、B生成C的反应为吸热反应,由C生成D的反应为放热反应,总反应为放热反应。(3)第一步为慢反应,第二步为快反应,决定总反应快慢的是慢反应。二、方法指导1.催化反应机理的分析思维模型2.催化反应机理题的解题思路(1)通览全图,找准一“剂”三“物”一“剂”指催化剂催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的,以催化剂粒子为主题的多种物质一定在机理图中的主线上三“物”指反应物、生成物、中间物质(或中间体)反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物生成物 通过一个箭头
3、最终脱离整个历程的物质多是产物中间体通过一个箭头脱离整个历程,但又生成的是中间体,通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体,中间体有时在反应历程中用“”标出(2)逐项分析得答案根据第一步由题给情境信息,找出催化剂、反应物、生成物、中间体,再结合每一选项设计的问题逐项分析判断,选出正确答案。3.三步突破能量变化能垒图 专题探究1.(2023浙江宁波十校联考)氢气选择性催化还原NO是一种比NH3还原NO更为理想的方法,备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂,氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图。下列说法不正确的是()A.在Pt-HY界面因反应活化能降低使H2迅速参与反应B.反应过程
4、中有非极性键的断裂和生成C.Pt原子表面上发生的反应有:N+N=N2、2H+O=H2O、NO+N=N2O、3H+N=NH3D.若1 mol NO在催化剂表面参与反应,转移的电子数为2NA答案 D 解析Pt-HY是氢气还原NO的催化剂,在Pt-HY界面上,降低了反应的活化能,从而使H2迅速参与反应,A正确;从图中可以看出,反应过程中有O=O、HH等非极性键的断裂,有NN键的生成,B正确;从图中可以看出,在左侧的Pt原子表面,发生的反应有:2H+O=H2O、NO+N=N2O,在右侧的Pt原子表面,发生的反应有N+N=N2、3H+N=NH3,C正确;从左侧Pt表面可以看出,NO转化为N2O,则1 m
5、ol NO在催化剂表面参与反应,转移的电子数为NA,D不正确。2.(2023广东卷)催化剂和均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中,M为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是()A.使用和,反应历程都分4步进行B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大C.使用时,反应体系更快达到平衡D.使用时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大C解析由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用和,反应历程都分4步进行,A正确;由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R的浓度增大,B正确;由图可知的最高活化能小于的最高活化能,所以使用时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,C错误;由图可知在前两个历程中使用活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用活化能较高反应速率较慢,所以使用时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确。
