2024版化学新教材鲁科版（闽粤皖京豫）教师用书配套课件第7章化学反应的方向、限度与速率第7章第43讲热点强化18　化学反应历程　反应机理的分析与应用

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2024-11-17 3 0 1.27MB 9 页 5.9玖币

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热点强化 18　化学反应历程　反应机理的分析与应用

1．大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。

如反应：H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下：

(1)H＋＋H2O2H3O

(2)H3O＋Br－===H2O＋HOBr

(3)HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2

2．基元反应过渡态理论

基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，

这个状态称为过渡态。

AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC

反应物　　过渡态　　反应产物

过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，过渡态能量与反应物的平均能量的差值

相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与 NaOH 溶液

反应的过程可以表示为 CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH

3．活化能与反应机理

使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且

均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示：

E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。

1．对于反应 2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg 提出如下反应历程：

第一步　N2O5NO2＋NO3　快速平衡

第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2　慢反应

第三步　NO＋NO3―→2NO2　快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是(　　)

A．v(第一步的逆反应)<v(第二步反应)

B．反应的中间产物只有 NO3

C．第二步中 NO2与NO3的碰撞仅部分有效

D．第三步反应活化能较高

答案　C

解析　第一步反应快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆

反应速率大于第二步反应的反应速率，A错误；反应的中间产物除 NO3外还有 NO，B错误；

有效碰撞才能发生化学反应，第二步反应慢，说明仅部分碰撞有效，C正确；第三步反应快，

说明反应活化能较低，D错误。

2．科学家结合实验与计算机模拟结果，研究出了均相催化的思维模型。总反应： A＋

B―→AB(K 为催化剂)，① A＋K―→AK　Ea1，② AK＋B―→AB＋K　Ea2。下列说法错误

的是(　　)

A．第①步为决速步骤

B．升高温度，该反应的速率加快

C．该反应的 ΔH＝－Ea kJ·mol－1

D．催化剂降低了活化能，加快了反应速率

答案　C

解析　第①步的正反应活化能 Ea1>第②步正反应活化能 Ea2，所以反应速率：①<②，而总反

应速率取决于慢的反应，故决速步骤为①，A正确；温度升高，反应速率加快，B正确；Ea

是该反应正反应的活化能，C错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，D正确。

3．(2023·南昌模拟)二甲醚(CH3OCH3)被称为 21 世纪的“清洁能源”，科学家研究在酸性条

件下，用甲醇可合成二甲醚，反应历程中相对能量变化如图所示。

下列叙述错误的是(　　)

A．循环过程中，催化剂参与了中间反应

B．该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为1.31 kJ·mol－1

C．制约总反应速率关键步骤的基元反应方程式为 ―→CH3OCH3＋H＋

D．总反应方程式为 2CH3OH=====CH3OCH3＋H2O

答案　B

解析　整个过程中 H＋是催化剂，先参与第一步反应，在最后一步反应生成，故 A正确；由

图可知该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为131 kJ·mol－1，故 B错误；决定总反应速率

的是活化能或能垒最高的基元反应，由图可知，该基元反应为 ―→CH3OCH3＋H

＋，故 C正确；整个过程消耗甲醇，生成二甲醚和水，故总反应为

2CH3OH=====CH3OCH3＋H2O，故 D正确。

4．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．CH4→CH3COOH 过程中，有 C—H 发生断裂

C．①→②放出能量并形成了 C—C

D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

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热点强化18　化学反应历程　反应机理的分析与应用1．大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。如反应：H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程...

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