高三化学一轮复习+第7章化学反应速率与化学平衡热点专攻17化学反应机理(历程)及分析课件

热点专攻17化学反应机理(历程)及分析热点精讲多年以来,化学反应机理的分析及应用始终是高考命题的热点之一,此类试题大多以“能量-历程转化”“物质转化循环”等为载体,考查吸热(或放热)反应、共价键及变化、活化能与反应速率等,侧重考查考生的“理解与辨析能力”“分析与推测能力”等关键能力。1.活化能-反应历程图像及分析

(1)在无催化剂的情况下:E1为正反应的活化能;E2为逆反应的活化能;E1-E2为此反应的焓变(ΔH)。(2)有催化剂时,总反应分成了两个反应步骤,反应①为吸热反应,产物为总反应的中间产物,反应②为放热反应,总反应为放热反应。(3)催化剂的作用:降低E1、E2,但不影响ΔH,反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小。2.物质转化-循环图示及分析

(1)位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体,如⑤、⑥、⑦、⑧。(2)“入环”的物质为反应物,如①和④。(3)“出环”的物质为生成物,如②和③。(4)依据判断出的反应物和生成物,即可快速写出反应的化学方程式。热点精练题型1能量变化型机理及分析1.(2023·湖北卷,19节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的反应机理和能量变化如下:(1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0kJ·mol-1和298.0kJ·mol-1,H—H键能为436.0kJ·mol-1。估算C40H20(g)

C40H18(g)+H2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。

(2)图示历程包含________个基元反应,其中速率最慢的是第_______个。+128.033解析

(1)从结构分析,反应中断裂两条碳氢键,形成一条碳碳键和H—H。ΔH=431.0

kJ·mol-1×2-298.0

kJ·mol-1-436.0

kJ·mol-1=+128.0

kJ·mol-1。(2)基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应,从图上看包含3个基元反应,其中第3步活化能最大,故该步反应速率最慢。2.(1)(2022·广东卷,19节选)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,X(g)→Y(g)过程的焓变为________________(列式表示)。

E1-E2+ΔH+E3-E4解析

设反应历程中第一步的产物为M,第二步的产物为N,则X→M

ΔH1=E1-E2,M→N

ΔH2=ΔH,N→Y

ΔH3=E3-E4,根据盖斯定律可知,X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1+ΔH2+ΔH3=E1-E2+ΔH+E3-E4。(2)(2021·广东卷,19节选)一定条件下,CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分________步进行,其中,第________步的正反应活化能最大。

44解析

由图可知,反应历程中能量变化出现了4个峰,即吸收了4次活化能,经历了4步反应;且从左往右看4次活化能吸收中,第4次对应的峰最高,即正反应方向第4步吸收的能量最多,对应的正反应活化能最大。题型2物质循环型机理及分析3.LnFeⅢ—Cl配合物能够受光激发产生高活性的氯自由基(Cl·),可将烷烃中难以活化的C(sp3)—H转化为C—N,反应机理变化情况如图所示:下列说法错误的是(

)A.HCl是反应过程的中间产物B.催化循环过程中铁元素的化合价不发生变化B解析

B项,循环过程中铁元素有+2和+3价的转化,错误。

4.钒的配合物催化某可逆反应的一种反应机理如图所示。下列说法错误的是(

)A.该反应的离子方程式为H2O2+Cl-+H+

HOCl+H2OB.产物HOCl可用于杀菌消毒C.该催化循环中V的成键数目发生变化D.钒的配合物通过参与反应,降低反应的活化能,提高H2O2的平衡转化率D解析

产物HOCl,即次氯酸,具有强氧化性,可以杀菌消毒,B正确;该催化循环