选择题专项13　物质能量、能垒变化图像 高考化学二轮复习

第一部分热点专题考试类型专题五热化学化学反应速率与平衡选择题专项13物质能量、能垒变化图像(1)

(打破反应机理、电化学壁垒)(2024·河北高考)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg－CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3－丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2＋的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。

路径2中涉及PDA参与反应的机理

最大能垒小，反应速率快＋

C.

路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同路径1、3产物为*MgCO3，路径2产物为MgC2O4

下列说法错误的是(

D

)D

1.

能量图(1)E1、E2分别为第一步、第二步反应的活化能。(2)活化能与反应速率的关系：基元反应的活化能越大，反应速率越慢；一个反应的快慢取决于反应速率最慢(活化能最大)的基元反应。(3)能量越低，物质越稳定。(4)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝正反应活化能－逆反应的活化能。(5)催化剂的作用催化剂参与反应，降低反应的活化能，加快反应速率，但不影响ΔH、化学平衡及平衡转化率。2.

能垒图(1)图中“爬坡”与“下坡”各对应一个基元反应。(2)最大能垒：“爬坡”即能垒，最大能垒步骤属于“慢反应”，决定整个反应的速率。相反，能垒越小，反应速率越快。提高慢反应速率即能提高逆反应速率3.

循环图和微观原子模型循环图微观原子模型(1)判断反应物、生成物、催化剂、中间产物一般来说，通过一个箭头进入循环(“只进不出”)的是反应物；通过一个箭头离开循环(“只出不进”)的是生成物；先参加反应，又在后续反应中生成(“有进有出”)的是催化剂；先生成后又消耗掉(“自生自灭”)的是中间产物。(2)催化剂和反应中间体的判断①催化剂：分步反应中，参与第一步反应，并(2024·江苏)氟氯烃破坏臭氧层，氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程，选项正确在最后一步重新生成的物质。②反应中间体：除最初反应物、最终生成物及催化剂外，其他物质一般都是反应中间体。(3)考查方向①与物质结构与性质模块融合：考查微观结构，如电子排布、化合价、σ键、π键、配位键、分子空间结构、轨道杂化等。②与无机化合物融合：考查物质的性质、氧化还原反应、离子方程式等。③与有机化合物融合：通过反应本质——断键和成键，判断有机反应类型、有机产物种类。

B解析：由题图可知，生成Y的速率大于生成Z的速率，则第一步反应的活化能比第二步反应的活化能小，C项、D项错误；结合ΔH1、ΔH2均小于0可知，两步反应均为放热反应，故反应物总能量高于生成物总能量，则能量：X＞Y＞Z，A项错误，B项正确。2.(循环类反应机理)(2023·湖南高考)N2H4是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂(用[L－Ru－NH3]＋表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4，其反应机理如图所示。下列说法错误的是(

B

)BA.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配体NH3失去质子能力增强B.M中Ru的化合价为＋3C.

该过程有非极性键的形成D.

该过程的总反应式：4NH3－2e－

N2H4＋2N

3.(肼合成酶——Fe2＋配合物)(2023·全国新课标)

“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)，其反应历程如图所示。下列说法错误的是(

D

)DA.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子B.

反应涉及N－H、N－O键断裂和N－N键生成C.

催化中心的Fe2＋被氧化为Fe3＋，后又被还原为Fe2＋D.

将NH2OH替换为ND2OD，反应可得ND2ND2解析：NH2OH、NH3和H2O的正电重心和负电重心不重合，均为极性分子，A正确；由反应历程可知，有N－H、N－O键断裂，还有N－N键的生成，B正确；由反应历程可知，反应过程中，Fe2＋先失去电子发生氧化反应生成Fe3＋，后面又得到电子生成Fe2＋，C正确；由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，而是得到ND2NH2和HDO，D错误。4.(有机催化反应机理)(2023·浙江6月高考)一定条件下，1－苯基丙炔(Ph－C≡C－CH3)可与HCl发生催化加成，反应如下：反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确