化学反应历程机理图解题分析

1、 化学反应历程机理图解题分析 黄春德摘 要：化学反应速率是高中化学化学反应原理模块的重要探究内容，属于化学动力学范畴。2020新版人教版教材对化学反应速率给了定义并剖析了影响因素，并引入了基元反应，碰撞理论等概念，对影响化学反应速率的因素展开了定性和定量分析。2017版课标也明确要求掌握基元反应，催化剂作用的要求。在新高考考题中，我们不难发现，化学反应历程机理遍布各地考题，构建思维模型等的教育理念推层出新，各类新科研成果，前言技术以情境模型出现于高考题型，无疑引领时代的进步，考察的不再是学生死记硬背的能力，而更多的是思维的能力，迁移的能力。本文就此部分知识出现的考题进行探索与研究。Key：情境

2、教学;思维模型;催化剂;反应历程纵观近几年高考真题与各地模拟题，笔者发现，在化学反应历程考察的题型，有以下几种题型：总能量变化曲线模型;非均相反应历程模型;“环式”反应历程模型以下是介绍这几种题型的常见解法。一、简单的总能量变化曲线模型此类题型属于最基础的反应历程：清晰的展现能量变化趋势图。如图1所示，可以读出以下信息：1.起点反应物的总能量与终点生成物的总能量的变化为降低的，故为放热反应，H0。2.E1為正反应的活化能;E2为逆反应的活化能。故放热反应的正向活化能大于逆向活化能;反之，吸热反应的正向活化能小于逆向活化能。3.加入催化剂，活化能明显降低，且反应历程为单一基元反应变成两个基元反应

3、组合起来。4.结合动力学理论，可以读出另外的信息：有催化剂的情况下，该反应历程有经历两个基元反应。反应的活化能比反应的活化能高，故该反应的速率由活化能高的慢反应决定。例1 1，3-丁二烯和Br2以物质的量之比为11发生加成反应分两步：第一步Br+进攻1，3-丁二烯生成中间体C（溴鎓正离子）;第二步Br?进攻中间体C完成1，2-加成或1，4-加成。反应过程中的能量变化如下图所示，下列说法正确的是A.1，2-加成产物A比1，4-加成产物B稳定B.第一步的反应速率比第二步慢C.该加成反应的反应热为EbEaD.升高温度，1，3-丁二烯的平衡转化率增大【解析】A.根据图像可知，1，2-加成产物A含有的总

4、能量大于1，4-加成产物B，则1，4-加成产物B稳定，故A说法错误;B.第一步的反应的活化能大于第二步，则第一步的反应速率比第二步慢，B说法正确;C.该加成反应的反应热为1，3-丁二烯的总能量分别与1，2-加成产物A和1，4-加成产物B的总能量的差值，所以C说法错误;D.根据图像可知，该反应为放热反应。升高温度，平衡逆反应方向移动，则1，3-丁二烯的平衡转化率减小，因此D说法错误。二、非均相反应历程模型所谓“均相”模型，就如H2O2的分解反应，用FeCl3溶液作为催化剂，均在水相中进行的反应;而“非均相”模型，就如H2O2液体相的分解反应，用固体相MnO2作为催化剂，经常表现为催化剂表面的“吸

5、附”与“解吸”反应历程模型，如图2所示。三、“环式”反应历程模型此类题型，可以观察图3，可以看到整个反应过程中涉及多种物质，解题的关键在于有些物质循环出现，如，有可能是催化剂或者中间产物。如果是一开始就存在的，那么就是催化剂;中间产生的后来又反应掉的，则为中间产物。有些物质是进入旋转圈的，如，为反应物;由旋转圈出来的物质，如，为反应产物。例1（2020年全国1卷第10题）铑的配合物离子Rh（CO）2I2-可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错误的是：A.CH3COI是反应中间产物B.甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2HC.反应过程中Rh的成键数目保持不变D.存在反应CH3O

6、H+HI=CH3I+H2O解析A.CH3COI为左侧循环圈的中间产物，正确。B.纵观整个图，进入的物质有CO和CH3OH，生成的物质为CH3CO2H，所以B正确。C.图中左右的Rh，可以看到6个键，而最上方的Rh只有4个键，最下方的Rh是5个键，故C错误。D.图的左侧，可以看到H2O和CH3COI接触，生成HI和CH3CO2H，正确。结合上述几道反应历程。笔者发现，考题主要考察的知识主要如下：1）化学反应的过程伴随能量的变化，加入催化剂能改变反应的历程，不改变反应的反应热。2）催化剂所起的作用是降低反应的活化能，以提高反应速率的作用;3）催化剂改变的历程有多种情况：可以是被吸附在催化剂表层，降低反应物的键能;也可能是反应物与催化剂反应生成中间产物，再重新与另一反应物反应生成目标产物不管考题以何种情境何种类型出现，考察的内容都是基本概念基本原理。只有掌握课本知识，养成提炼题目信息的能力，构建科学的催化剂发挥作用模型，从“学会知识”转变为“会学”、“会研究”，才能满足新高考选拔人材的需要。Reference1中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准