備考2025屆高考化學一輪復習強化訓練第七章化學反應速率和化學平衡第1講化學反應速率模型建構-反應歷程題的思維模型

素養(yǎng)：模型建構——反應歷程題的思維模型命題特點：能量－歷程圖或反應機理圖，宏微結合。（1）變更觀→微粒變更→化合價變更→能壘（或活化能）→吸附和脫附；（2）數(shù)目觀→微粒個數(shù)變更→熱化學方程式。反應歷程題常見考向如下：模型說明①無催化劑時：Ea為[1]正反應的活化能，Ea'為[2]逆反應的活化能，ΔH＝[3]Ea－Ea'。②有催化劑時：總反應閱歷了兩個過渡態(tài)，閱歷過渡態(tài)1的反應為[4]吸熱反應，活化能為Ea1；閱歷過渡態(tài)2的反應為[5]放熱反應，活化能為Ea2，Ea1＜Ea，Ea2＜Ea（活化能降低使反應速率增大）。③催化劑的作用：降低Ea、Ea'，使反應速率增大，但不影響ΔH，反應是放熱反應還是吸熱反應取決于反應物總能量和生成物總能量的相對大小在鐵催化劑表面進行的合成氨反應歷程如圖（吸附在催化劑表面的物種用*標注）ΔH＝E（生成物）－E（反應物）＝（－d－0）＝－d；E（最大能壘）＝E（過渡態(tài)）－E（吸附態(tài)）＝a－（－b）＝a＋b吸附催化：反應物擴散至催化劑表面、反應物在催化劑表面被吸附、發(fā)生表面反應、生成物從催化劑表面脫附、生成物擴散離開反應區(qū)。①表面吸附過程，一般能量是降低的（放熱過程），每一次從“吸附態(tài)”到“過渡態(tài)”均須要克服能壘。②最大能壘步驟（活化能）的反應速率確定了整個反應的速率，稱為“控速步”“環(huán)式”反應歷程模型圖示位于“環(huán)上”的物質一般是催化劑或中間體，如⑤、⑥、⑦和[6]⑧；“入環(huán)”的物質為反應物，如①和[7]④；“出環(huán)”的物質為生成物，如②和[8]③，然后可快速得出總反應1.[2024廣東]催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應R（g）?P（g）。反應歷程（如圖）中，M為中間產(chǎn)物。其他條件相同時，下列說法不正確的是（C）A.運用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行B.反應達平衡時，上升溫度，R的濃度增大C.運用Ⅱ時，反應體系更快達到平衡D.運用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大解析由歷程圖可知，運用Ⅰ和Ⅱ，R轉化為M閱歷2步，M轉化為P又閱歷了2步，所以反應歷程都分4步進行，A項正確；由歷程圖可知，該反應正向為放熱反應，上升溫度，平衡逆向移動，R的濃度增大，B項正確；由歷程圖可知，運用Ⅱ時，第一步反應的活化能在全部反應中最大，反應速率慢，反應體系達平衡慢，C項錯誤；由歷程圖可知，運用Ⅰ時，R轉化為M速率較快，而M轉化為P速率較慢，所以反應過程中M所能達到的最高濃度更大，D項正確。2.[2024福州一檢]某種含二價銅微粒[CuⅡ（OH）（NH3）]＋的催化劑可用于汽車尾氣脫硝，催化機理如圖所示，下列說法錯誤的是（D）A.[CuⅡ（OH）（NH3）3]＋屬于中間產(chǎn)物B.狀態(tài)②到狀態(tài)③的過程中N元素被氧化C.狀態(tài)③到狀態(tài)④的過程中有O—H鍵的形成D.該脫硝過程總反應的化學方程式為4NH3＋2NO＋2O26H2O＋3N2解析由催化機理圖可知，[CuⅡ（OH）（NH3）3]＋先生成，后消耗，為中間產(chǎn)物，A項正確；狀態(tài)②到狀態(tài)③的過程中發(fā)生反應[CuⅡ（OH）（NH3）3]＋＋NO[CuⅠ（H2NNO）（NH3）2]＋＋H2O，Cu由＋2價降為＋1價，H、O元素化合價不變，則N元素化合價上升，被氧化，B項正確；狀態(tài)③到狀態(tài)④的過程中發(fā)生反應[CuⅠ（H2NNO）（NH3）2]＋[CuⅠ（NH3）2]＋＋N2↑＋H2O，有O—H鍵的形成，C項正確；依據(jù)催化機理圖，加入的物質為2NH3、2NO、12O2，生成的物質為2N2、3H2O，故該脫硝過程總反應的化學方程式為4NH3＋4NO＋O26H2O＋4N2，D項錯誤。3.[2024新課標卷]“肼合成酶”以其中的Fe2＋協(xié)作物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉化為肼（NH2NH2），其反應歷程如下所示。下列說法錯誤的是（D）A.NH2OH、NH3和H2O均為極性分子B.反應涉及N—H、N—O鍵斷裂和N—N鍵生成C.催化中心的Fe2＋被氧化為Fe3＋，后又被還原為Fe2＋D.將NH2OH替換為ND2OD，反應可得ND2ND2解析NH2OH中正、負電荷中心不重合，為極性分子，NH3為三角錐形結構，H2O為V形結構，分子中正、負電荷中心也不重合，均為極性分子，A正確；圖示轉化過程共四步，將其依次標號為①②③④，第②步中N—O鍵斷裂，第③步中N—H鍵斷裂，第④步中N—N鍵生成，B正確；由題意可知，起始時，“肼合成酶”中含有Fe2＋，第②步中Fe2＋失去電子被氧化成Fe3＋，第④步中Fe3＋得電子又生成Fe2＋，C正確；依據(jù)反應機理分析，產(chǎn)物肼（NH2NH2）中，一個N原子上的2個H原子來自NH2OH中“—NH2”中的2個H原子，另一個N原子上的2個H原子來自NH3中的2個H原子，所以將NH2OH替換為ND2OD，與NH3反應會生成ND2NH2，D錯誤。4.（1）[定性考查微觀反應歷程－活化能][全國Ⅰ高考]對于反應2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g），提出如下反應歷程：第一步N2O5?NO2＋NO3 快速平衡其次步NO2＋NO3NO＋NO2＋O2 慢反應第三步NO＋NO32NO2 快反應其中可近似認為其次步反應不影響第一步的平衡。下列表述正確的是AC（填標號）。A.v（第一步的逆反應）＞v（其次步反應）B.反應的中間產(chǎn)物只有NO3C.其次步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D.第三步反應活化能較高（2）[定量考查微觀反應中的能壘][全國Ⅰ高考]我國學者結合試驗與計算機模擬結果，探討了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標注。可知水煤氣變換的ΔH小于0（填“大于”“等于”或“小于”）。該歷程中最大能壘（活化能）E正＝2.02eV，寫出該步驟的化學方程式COOH*＋H*＋H2O*COOH*＋2H*＋OH*（或H2O*H*＋OH*）。解析（1）快速平衡，說明第一步反應的正、逆反應速率都較大，可認為v正＝v逆，則第一步反應的逆反應速率大于其次步反應的速率，A項正確。將題給第一步、其次步、第三步反應方程式分別標上序號①、②、③，將其依據(jù)2×①＋②＋③計算可得出總反應，則反應的中間產(chǎn)物除NO3外還有NO，B項錯誤。有效碰撞才能發(fā)生反應，其次步反應慢，說明部分碰撞有效，C項正確。第三步反應快，說明反應活化能較低，D項錯誤。（2）視察始態(tài)物質的相對能量與終態(tài)物質的相對能量知，終態(tài)物質相對能量低于始態(tài)物質相對能量，說明該反應是放熱反應，ΔH小于0。過渡態(tài)物質相對能量與相應起始態(tài)物質