2023届新高考二轮复习 化学反应机理 热能 学案

专题七化学反应机理热能核心素养变化观念与平衡思想宏观辨识与微观探析考情预测化学反应原理中物质转化机理图的辨识与分析是近年来新高考中较为新型的一种能量变化考查方式。通过此类题型的考查可使考生根据催化剂催化反应的过程粒子和能量变化示意图，认识反应粒子变化的复杂性、能量变化的多样性,从而培养考生的识图能力，信息获取能力。难点也就在于陌生情境图像的辨析与分析，即学生在识图方面有较大难度。预计在2023年高考中，仍会以分析反应过程为主，涉及化学键的破坏与生成、催化剂的判定及机理分析、得失电子、能量变化等知识点，这类题目是核心素养下化学高考试题的新题型，应加以关注!考法1、化学反应机理1.反应机理应反机理是用来描述某反应物到反应产物所经由的全部基元反应，就是把一个复杂反应分解成若干个基元反应，以图示的形式来描述某一化学变化所经由的全部反应，然后按照一定规律组合起来，从而阐述复杂反应的内在联系，以及总反应与基元反应内在联系。反应机理详细描述了每一步转化的过程，包括过渡态的形成，键的断裂和生成，以及各步的相对速率大小等。典型的是基元反应碰撞理论和基元反应过渡态理论。反应机理中包含的基元反应是单分子反应或双分子反应。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。认识化学反应机理，任何化合物的每--步反应都应该是在该条件下此类化合物的通用反应。2.有效碰撞化学反应发生的条件:在化学反应中，反应物分子不断发生碰撞，大多数碰撞无法发生反应，只有少数分子的碰撞才能发生化学反应，能发生有效碰撞的分子是活化分子。普通反应物分子形成活化分子所需要的能量叫活化能。而活化分子的碰撞也不一定都能发生有效碰撞。发生有效碰撞不仅有能量的因素，还有空间因素，只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞。3.反应历程反应历程:发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有较高的能量。活化分子比普通分子所高出的能量称为活化能。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。如图所示，反应的活化能是E，反应热是E1-E2。在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。活化能越大，反应速率越慢，化学反应取决于最慢的一步。考法2、化学反应与热能1.化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。2.吸热反应与放热反应（从三个角度理解产生化学反应热效应的原因）（1）从能量高低角度理解ΔH＝H1(生成物的总能量)－H2(反应物的总能量)（2）从微观角度理解ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和（3）从活化能角度理解ΔH＝E1(正反应活化能)－E2(逆反应活化能)【常见的放热反应和吸热反应】放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。3.中和热①概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol液态H2O时的反应热叫中和热。②用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH＝-57.3kJ·mol－1。③中和热的测定【注意事项】①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。②为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。4.热化学方程式【注意】（1）ΔH与反应的“可逆性”可逆反应的ΔH表示反应完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。如ΔH＝－92.4kJ·mol－1。表示在298K时，1molN2(g)和3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量。但实际上1molN2(g)和3molH2(g)充分反应，不可能生成2molNH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4kJ。（2）物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。5.反应热的计算与比较应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：(1)参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般为2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘或除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，可得出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式ΔH之间的换算关系。(2)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号。(3)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。(4)在涉及反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。(5)同一个反应，生成物的状态不相同有如下两个热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：依据盖斯定律得ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。（6）同一个反应，反应物的状态不相同有如下两个热化学方程式：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：依据盖斯定律得ΔH3＋ΔH1＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。（7）对于不同反应，当它们之间有关联时有如下两个热化学方程式：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：依据盖斯定律得ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，即ΔH1－ΔH2＝ΔH3<0，故ΔH2>ΔH1。应对真题：（2022·湖北·高考)同位素示踪是研究反应机理的重要手段之一。已知醛与在酸催化下存在如下平衡：。据此推测，对羟基苯甲醛与10倍量的在少量酸催化下反应，达到平衡后，下列化合物中含量最高的是（）A．B．C．D．答案：D应对真题：（2022·湖北·高考)反应物(S)转化为产物(P或)的能量与反应进程的关系如下图所示:

下列有关四种不同反应进程的说法正确的是()A.进程Ⅰ是放热反应 B.平衡时P的产率:Ⅱ>ⅠC.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ D.进程Ⅳ中，Z没有催化作用答案：AD应对真题：（2022·山东，高考）在催化下，丙烷与