化学-人教版选择性必修1第二章-微专题2-化学反应历程的能量探析课件.pptx

1、化学反应历程的能量探析1.基元反应、过渡态理论及活化能(1)基元反应：研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成，往往要经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。 (2)过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。2.多步反应的活化能及与速率的关系(1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2)，而该复合反应的活化能只是由实验测算的表观值，没有实际物

2、理意义。(2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。3.催化剂与活化能(1)催化剂的催化机理：催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。(2)催化反应一般过程(简化的过程)：反应物扩散到催化剂表面；反应物被吸附在催化剂表面；被吸附的反应物发生化学反应生成产物；产物的解吸。例研究表明CO与N2O在Fe作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分别为：N2OFe=N2FeO

3、(慢)；FeOCO=CO2Fe(快)。下列说法正确的是A.反应是氧化还原反应，反应是非氧化还原反应B.两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应决定C.Fe使反应的活化能减小，FeO是中间产物D.若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O解析反应FeOCO=CO2Fe(快)，元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故A项错误；总反应速率由反应慢的决定，即由反应决定，故B项错误；Fe作催化剂，使反应的活化能减小，FeO是中间产物，故C项正确；气体存在的条件未知，则不能确定气体的体积，故D项错误。1.(2018海南，12改编)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧

4、。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列说法正确的是A.每活化一个氧分子吸收0.29 eV能量B.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eVC.氧分子的活化是CO的断裂与OO的生成 过程D.炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂跟踪训练12345解析由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放出能量，故A不符合题意；由图可知，水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18 eV，故B不符合题意；由图可知，氧分子的活化是OO的断裂与CO的生成过程，故C不符合题意；活化氧可以快速氧化SO2，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中SO2转化为S

5、O3的催化剂。123452.(2018北京，7改编)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B.CH4CH3COOH过程中，有CH发生断裂C.放出能量并形成了CCD.该催化剂可改变反应的反应热12345解析CH4CO2 CH3COOH，反应的原子利用率为100%，A对；由题图可知，CH4CH3COOH有CH发生断裂，B对；反应物总能量高于生成物总能量，反应放出能量，形成了CC，C对；催化剂只改变反应的途径，不改变反应的反应热，D错。123453.(2019北京月考)N

6、2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O表面转化为无害气体，其反应原理为N2O(g)CO(g)=CO2(g)N2(g)H，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是A.HH1H2B.H226 kJmol1C.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能D.为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O和Pt2O12345由图示分析可知，反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，反应焓变H134 kJmol1360 kJmol1226 kJmol1，故B正确；12345正反应的活化能Ea134 kJmol1小于逆反应的活化能Eb360 kJmol1，故C错误；123

7、454.(2020山东等级模拟考，15改编)热催化合成氨面临的两难问题是：釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了TiHFe双温区催化剂(TiH区域和Fe区域的温度差可超过 100 )。TiHFe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是A.为氮氮三键的断裂过程B.在低温区发生C.为N原子由Fe区域向TiH区域的传递过程D.使用TiHFe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应12345由题中图示可知，过程完成了TiHFe*N 到TiH*NFe两种过渡态的转化，N原子由Fe区域向TiH区域传递，C正确；化学反应不

8、会因加入催化剂而改变吸放热情况，所以D错误。12345解析经历过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，所以A错误；为催化剂吸附N2的过程，为形成过渡态的过程，为N2解离为N的过程，以上都需要在高温时进行，所以B错误；_。5.2019全国卷，28(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，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_小于2.02H2O*=COOH*2H*OH*(或H2O*=H*OH*)12345COOH*H*解析观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质的相对能量低于始态物质的相对能量，说明该反应是放热反应，H小于0。过渡态物质的相对能量与起始态物质的相对能量相差越大，活化能越大，由题图知，最大活化能E正1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV，该步起始物质为COOH*H*H2O*，产物为COOH*2H*OH*。12345更多精彩内容请登录：