届高考化学反应机理热点问题突破

1、2021 高考化学反应机理热点问题突破例题（ 2021 全国卷 i）：我国学者结合试验与运算机模拟结果，讨论了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如下列图，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注可知水煤气变换的h 0（填 “大于 ”“等于 ”或 “小于 ”），该历程中最大能垒（活化 能） e 正= ev ，写出该步骤的化学方程式 ；强化训练：1.（ 2021 广州一测） 科学家讨论利用铁触媒催化合成氨的反应历程如下列图，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示；由图可知合成氨反应的. h=kj.mol-1 ；该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为；2.（ 2021 茂名） co 2 加氢可

2、转化为高附加值的 co 、ch 4、ch 3oh 等 c1 产物；该过程可缓解 co 2 带来的环境压力，同时可变废为宝，带来庞大的经济效益； co 2 加氢过程，主要发生的三个竞争反应为：反应 i： co2 g + 3h 2 gch 3oh g + h 2o g h=49.01 kj · -m1 ol反应 ii ：co 2 g + 4h 2 g ch 4 g + 2h 2 o g h= 165.0 kj · -m1 ol反应 iii ： co 2 g + h 2 g co g + h 2o g h=+41.17kj · m-1ol回答以下问题：反应iii为逆水煤

3、气变换反应，简称rwgs；以金属催化剂为例，该反应历程的微观示意和相对能量 ev 变化图如下所示为催化剂，为 c 原子，为 o 原子，为 h 原子 ：历程i ：历程ii:历程iii:历程i 方框内反应的方程式为co 2* + * = co* + o* *为催化剂活性位点；依据图示，其反应热h0 填“ > 或”“ <；”反应历程ii方框内的方程式是；反应历程中填“历程i ”、“历程ii ”或“历程iii”是 rwgs 的控速步骤；3.（ 2021 厦门）我国科学家结合试验与运算机模拟结果，讨论了在铁掺杂w 18o49 纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨，获得较高的氨产量和法拉

4、第效率；反应历程如下列图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注；需 要 吸 收 能 量 最 大 的 能 垒 （ 活 化 能 ） e= ev ， 该 步 骤 的 化 学 方 程 式为； 如 通 入h 2 体 积 分 数 过 大 ， 可 能 造成；4. （ 2021 武汉）5. （ 2021 福建省检）反应可能的反应历程如下图所示；注：方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量（括号里的数字或字母，单位：ev ）；其中，ts 表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒；反应历程中，生成甲醇的决速步骤的反应方程式为；相对总能量e=（运算结果保留2 位小数）；（已知： 1ev = 1.6x 10 -22kj

5、.ev-1）6.（2021 全国 ii 卷） .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就使积碳量削减；相关数据如下表:积碳反应ch4 g cs+2h 2g消碳反应co 2g+cs2cogh/kj · m-1ol75172活化能 / kj · m-o1 l催化剂x催化剂y33914372由上表判定 ,催化剂 x填“优于 ”或“劣于 ”y,理由是；在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情形下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示； 上升温度时 ,以下关于积碳反应、 消碳反应的平稳常数 k 和速率 v 的表达正确选项 填字母 ；a. k 积、k 消均增加

6、b. v 积减小、 v 消 增加c. k 积减小、 k 消增加d. v 消增加的倍数比 v 积 增加的倍数大7（. 2021 湖北） t1 温度时在容积为2l 的恒容密闭容器中发生反应:2nog+o 2g2no 2gh<0；试验测得 :v 正=vno 消耗 =2 vo2 消耗 =k 正 c2no ·co 2,v 逆=vno 2 消耗 =k 逆 c2no 2,k 正、k逆为速率常数只受温度影响；不同时刻测得容器中nno 、no 2如表 :时间 /s012345nno/mol0.200.100.080.070.060.06no 2/mol从 02s 内该反应的平均速率0.10vno

7、=0.050.040.035moll0.03· -s1；0.03t1 温度时化学平稳常数k =结果保留3 位有效数字 ；化学平稳常数k 与速率常数k 正、k 逆的数学关系是k =；如将容器的温度转变为t2 时其 k 正=k 逆,就 t2t1 填“ >”“或<“”=”；已知 2nog+o 2g2no 2 的反应历程为:第一步 no+non2o2快速反应其次步 n2o2+o 22no 2慢反应以下表达正确选项填标号 ；a. v第一步的正反应< v其次步的反应 b. 总反应快慢由其次步打算c. 其次步的活化能比第一步的高d. 其次步中n2o2 与 o2 的碰撞 100%

8、有效8.2021 福·建宁德5 月氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,讨论氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义； . 氮氧化物间的相互转化(1) 已知 2nog+o 2g2no 2g 的反应历程分两步:第一步2nogn2 o2g快速平稳 其次步n 2o2 g+o2g2no 2g慢反应 o2表 示 的 速 率 方 程 为vo2=k1·c2no ·co 2;no 2表 示 的 速 率 方 程 为2.12vno 2=k2·c no ·co 2,k1 与 k2 分别表示速率常数,就.=；以下关于反应2nog+o 2g2no 2g 的说法正确选项填序号

9、 ；a. 增大压强 ,反应速率常数肯定增大b. 第一步反应的活化能小于其次步反应的活化能c. 反应的总活化能等于第一步和其次步反应的活化能之和(2) 2no 2gn 2o4 gh<0, 用分压 某组分的分压等于总压与其物质的量分数的积1表示的平稳常数kp 与 t 为温度 的关系如图；.能正确表示1gkp与 关系的曲线是填“a或”“b”；1. 298k 时 ,在体积固定的密闭容器中充入肯定量的no 2,平稳时 no 2 的分压为100kpa； 已知 k p=2.7 × 1-30kpa-1 ,就 no 2 的转化率为；9.（山东滨州2021 ）对于反应2nog+o 2g2no 2g

10、的反应历程如下:第一步 :2nogn2 o2g 快速平稳 其次步 :n2o2g+o 2g2no 2g 慢反应 其中可近似认为其次步反应不影响第一步的平稳,第一步反应中:v 正=k1 正 ·c2no, v 逆=k1 逆·cn 2o2 ,k1 正、k1 逆为速率常数 ,仅受温度影响； 以下表达正确选项 填标号 ；a. 整个反应的速率由第一步反应速率打算b. 同一温度下 ,平稳时第一步反应的k1 正/k1 逆越大 ,反应正向程度越大c. 其次步反应速率低,因而转化率也低d. 其次步反应的活化能比第一步反应的活化能高(3) 科学家讨论出了一种高效催化剂,可以将 co 和 no 2

11、两者转化为无污染气体,反应方程式为 2no 2g+4cog4co2g+n 2gh<0；某温度下 ,向 10 l 密闭容器中分别充入0. 1 mol no 2 和 0. 2 mol co, 发生上述反应,随着反应的进行,容器内的压强变化如下表所示:时间 /min024681012压强 /kpa7573.471.9570.769.768.7568.75此温度下 ,反应的平稳常数kp=kpa-1 kp 为以分压表示的平稳常数;如降低温度 ,再次平稳后 ,与原平稳相比体系压强 p 总减小的缘由是；(4) 汽车排气管装有的三元催扮装置,可以排除 co 、no 等的污染 ,反应机理如下 : no+p

12、tsno*pts 表示催化剂 ,no* 表示吸附态no, 下同 :co+ptsco* :no*n*+o* :co*+o*co 2+2pts :n*+n*n 2+2 pts :no*+n*n2o+2 pts尾气中反应物及生成物浓度随温度的变化关系如图； 330 以下的低温区发生的主要反应的化学方程式是；反应 v 的活化能反应 vi 的活化能 填“ <”“或>“”=”理由, 是；答案：例题： . 小于. 2.02cooh*+h*+h2o*cooh*+2h*+oh*（或h2 o* h*+oh* ）.1. （ 1） -46nad +3had nhad +2had或“ nad +had nh

13、ad ”；2. <.o*+h*= oh* + *历程iii3. 1.54nh 3*+ nh 3=2nh 3占据催化剂活性位点过多4. （ 1） 1.19nch 33 + oh* + h * = nch33 + 2ho（ 2）ch 32nchog + 2h 2g = nch 33g + h 2og.h 1.02n a ev/mol 5. hcooh* + 2h 2g h 2cooh* + 3/2h 2反应历程图: e 表示的是1 个ch 3 oh分子和1 个h2o分子的相对总能量与1 个co 2 分子和3 个 h2 分子的相对总能量之差（单位为ev），且将起点的相对总能量设定为0.22-1e = h÷an÷ 1.6 × 10kj.ev1-23l-1 49.4 kj·÷ 6.02 × 1m0 o÷ 1.6 22-1 0.51ev ；mol× 10 kj.ev6.劣于相对于催化剂x, 催化剂 y 积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小,而消碳反应活化能相对小