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專題九：化學(xué)反應(yīng)機理
2024屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題
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【新課程標準】
化學(xué)反應(yīng)速率
知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，了解化學(xué)反應(yīng)速率測定的簡單方法。通過實驗探究，了解溫度、濃度、壓強和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認識基元反應(yīng)，活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控
認識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。知道催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)歷程，對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義。
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2024屆高三化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)
【命題熱點及近五年考頻考題】
主要考查方向：
化學(xué)反應(yīng)歷程,催化劑與反應(yīng)歷程的關(guān)系、催化劑與活化能的關(guān)系、中間產(chǎn)物的判斷和反應(yīng)的選擇性等,幾乎滲透到了化學(xué)學(xué)科的各項核心素養(yǎng)。
試題常以圖像為載體，以陌生的反應(yīng)歷程方程式或示意圖為主要信息源,高起點(題目陌生度高,往往用詞新穎) , 低落點(考查的思維簡單) ,從微觀視角來考查反應(yīng)機理，考查點集中在題目信息采集處理、能量、速率、 平衡、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)等關(guān)鍵考點。由于形式較新穎,能比較好的考察學(xué)生閱讀和理解題目信息能力，且考察難度、深度比較容易調(diào)控,廣度易于輻射到各模塊,預(yù)計在今后幾年的高考中仍會是命題熱點。
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2024屆高三化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)
【命題熱點及近年考頻考題】
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【研磨典題】
【典例】（2023·浙江卷）標準狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2和Cl2的相對能量為0]，下列說法不正確的是( )
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A．E6-E3=E5-E2
B．可計算Cl-Cl鍵能為:2E2-E3 KJ/mol
C．相同條件下，O2的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ>歷程Ⅰ
D．歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
C
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解析：
根據(jù)歷程Ⅰ，O3(g)＋O(g) 2O2(g)的ΔH＝(E6－E3)kJ·mol－1，根據(jù)歷程Ⅱ，O3(g)＋O(g) 2O2(g)的反應(yīng)熱ΔH＝(E5－E2)kJ·mol－1，則E6－E3＝E5－E2，A項正確；根據(jù)圖示，Cl(g)的相對能量為(E2－E3)kJ·mol－1，由于Cl2(g)的相對能量為0，故Cl2(g)===Cl(g)＋Cl(g)的ΔH＝2(E2－E3)kJ·mol－1，即Cl—Cl鍵能為2(E2－E3)kJ·mol－1，B項正確；歷程Ⅱ使用了催化劑Cl，催化劑不能使平衡發(fā)生移動，則O3的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ＝歷程Ⅰ，C項錯誤；歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)為活化能最小的反應(yīng)，即ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1，D項正確。
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1、機理圖與分子模型結(jié)合題的一般解法
(1) 認真審題，獲取信息。通過對自然界、生產(chǎn)和生活中的化學(xué)現(xiàn)象的觀察，以及實驗現(xiàn)象、實物、模型的觀察，獲取有關(guān)的感性知識和印象，并進行初步加工、吸收、有序存儲，從中找到與問題相關(guān)的有效信息。
(2) 聯(lián)系已知，合理解讀。從提供的新信息中，準確地提取實質(zhì)性內(nèi)容，并與已知知識整合，重組為新知識。
(3) 對照選項，聯(lián)想遷移。逐一分析各選項，找到要考查的知識點，結(jié)合知識融合加以聯(lián)想和遷移，從而使問題迎刃而解。
2、能量變化與反應(yīng)歷程圖解題策略
(1)正確理解催化劑
① 一般不特殊指出均指正催化劑，催化劑改變反應(yīng)速率，是由于改變了反應(yīng)途徑，降低了反應(yīng)的活化能；
② 催化劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)的反應(yīng)熱；
③ 催化劑需要合適的溫度：溫度過低，活性低；溫度過高，催化劑可能失活。
【解題方法】
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一“劑”指催化劑 催化劑在機理圖中多數(shù)是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的，以催化劑粒子為主題的多個物種一定在機理圖中的主線上
三“物”指反應(yīng)物、生成物、中間物種(或中間體) 反應(yīng)物 通過一個箭頭進入整個歷程的物質(zhì)一般是反應(yīng)物
生成物 通過一個箭頭最終脫離整個歷程的物質(zhì)多是產(chǎn)物
中間體 通過一個箭頭脫離整個歷程，但又生成的是中間體，通過兩個箭頭進入整個歷程的中間物質(zhì)也是中間體，中間體有時在反應(yīng)歷程中用“[　]”標出
3、催化反應(yīng)機理題的解題思路（1）通覽全圖，找準一“劑”三“物”
（2）逐項分析得答案根據(jù)第一步由題給情境信息，找出催化劑、反應(yīng)物、生成物、中間體，再結(jié)合每一選項設(shè)計的問題逐項分析判斷，選出正確答案。
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一、基元反應(yīng)、過渡態(tài)理論相關(guān)知識點
1．基元反應(yīng)
大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的，其中的每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。基元反應(yīng)是指反應(yīng)物分子在有效碰撞中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)（一步完成）。
例如： SO2Cl2→SO2+Cl2 單分子反應(yīng).
NO2+CO→ NO+CO2 雙分子反應(yīng)
2NO2 → 2NO+O2 雙分子反應(yīng)
2.反應(yīng)歷程：
反應(yīng)物按什么途徑，經(jīng)過哪些步驟，才能轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物。選擇適當?shù)姆磻?yīng)途徑，可以使熱力學(xué)由預(yù)期轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實。又稱反應(yīng)機理。
【答題要素】
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3．非基元反應(yīng)的反應(yīng)機理：許多化學(xué)反應(yīng)，盡管其反應(yīng)方程式很簡單，卻不是基元反應(yīng)，而是經(jīng)由兩個或多個步驟完成的復(fù)雜反應(yīng)。例如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反應(yīng)歷程有如下兩步基元反應(yīng)：①I2 I＋I(快)②H2＋2I === 2HI(慢)其中慢反應(yīng)為整個反應(yīng)的決速步驟。
化學(xué)反應(yīng)方程式往往表示總反應(yīng)，它由若干基元反應(yīng)組成，全部基元反應(yīng)按一定順序排列的總和，就成為該反應(yīng)的反應(yīng)機理。
在化學(xué)反應(yīng)中，能量較高，能發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子。
活化分子的平均能量與普通反應(yīng)物分子的平均能量的差值稱為活化能。
活化能大小決定反應(yīng)速率快慢。（內(nèi)因）
活化能越小，反應(yīng)速率越快。
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4.活化分子和活化能
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5．過渡態(tài)理論
過渡態(tài)理論即活化絡(luò)合物理論。過渡態(tài)理論認為從反應(yīng)物到生成物之間形成了勢能較高的活化絡(luò)合物，活化絡(luò)合物所處的狀態(tài)叫過渡態(tài)。
反應(yīng)物分子并不只是通過簡單碰撞直接形成產(chǎn)物，而是必須經(jīng)過一個形成高能量活化絡(luò)合物的過渡狀態(tài)，在這個過渡態(tài)，反應(yīng)物部分斷鍵，產(chǎn)物部分成鍵，活化絡(luò)合物和反應(yīng)物(或生成物)間存在能壘，這一能壘被稱為正反應(yīng)（或逆反應(yīng)）的活化能
如圖所示是兩步完成的化學(xué)反應(yīng)
(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物為A、B，中間體為C，生成物為D。(2)由A、B生成C的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，由C生成D的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)第一步為慢反應(yīng)，第二步為快反應(yīng)，決定總反應(yīng)快慢的是第一步反應(yīng)。
一般有幾個過渡態(tài)就有幾個基元反應(yīng)
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二、幾種經(jīng)典圖示解析
1、回歸教材中的經(jīng)典圖示
（1）反應(yīng)歷程與活化能
（2）催化劑對反應(yīng)歷程與活化能影響
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2、常見反應(yīng)歷程(或機理)圖像分析
（一）催化劑與化學(xué)反應(yīng)
(1)在無催化劑的情況下：E1為正反應(yīng)的活化能；E2為逆反應(yīng)的活化能；E1－E2為此反應(yīng)的焓變(ΔH)。(2)有催化劑時，總反應(yīng)分成了兩個反應(yīng)步驟(也可能為多個)，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，產(chǎn)物為總反應(yīng)的中間產(chǎn)物，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)催化劑的作用：降低E1、E2，但不影響ΔH，反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于起點(反應(yīng)物)能量和終點(生成物)能量的相對大小
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（二）“環(huán)式”反應(yīng)
對于“環(huán)式”反應(yīng)過程圖像注意反應(yīng)物、產(chǎn)物、催化劑、反應(yīng)中間體的區(qū)別
催化劑：在機理圖中多數(shù)是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的
反應(yīng)物：通過一個箭頭進入整個歷程的物質(zhì)則是反應(yīng)物
產(chǎn) 物：通過一個箭頭最終脫離整個歷程的物質(zhì)一般是產(chǎn)物
反應(yīng)中間體：化學(xué)反應(yīng)的中間產(chǎn)物
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（三）催化劑與中間產(chǎn)物
催化劑：在連續(xù)反應(yīng)中從一開始就參與了反應(yīng)，在最后又再次生成，所以僅從結(jié)果上來看似乎并沒有發(fā)生變化，實則是消耗多少后續(xù)又生成了多少。
中間產(chǎn)物：在連續(xù)反應(yīng)中為第一步的產(chǎn)物，在后續(xù)反應(yīng)中又作為反應(yīng)物被消耗，所以僅從結(jié)果上來看似乎并沒有生成，實則是生成多少后續(xù)有消耗多少。
例1：在含少量 I-的溶液中，H2O2 分解的機理為：H2O2 + I- → H2O + IO- 慢H2O2 + IO-→ O2 + I- +H2O 快在該反應(yīng)中I-為催化劑， IO-為中間產(chǎn)物。
例2：而在機理圖中，先找到確定的反應(yīng)物，反應(yīng)物一般是通過一個箭頭進入整個歷程的物質(zhì)，(產(chǎn)物一般多是通過一個箭頭最終脫離這個歷程的物質(zhì))與之同時反應(yīng)的就是催化劑，并且經(jīng)過一個完整循環(huán)之后又會生成；中間產(chǎn)物則是這個循環(huán)中的任何一個環(huán)節(jié)。如下圖中，MoO3則是該反應(yīng)的催化劑，圖中剩余的三個物質(zhì)均為中間產(chǎn)物。
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（四）能壘與決速步驟
能壘：簡單可以理解為從左往右進行中，向上爬坡最高的為能壘，而包含此能壘的反應(yīng)我們稱之為決速步驟，也成為慢反應(yīng)。例如圖中，從第一個中間態(tài)到過渡態(tài)2的能量就是能壘，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化劑時該歷程的決速步驟。注意：①能壘越大，反應(yīng)速率越小，即多步反應(yīng)中能壘最大的反應(yīng)為決速反應(yīng)。②用不同催化劑催化化學(xué)反應(yīng)，催化劑使能壘降低幅度越大，說明催化效果越好。③相同反應(yīng)物同時發(fā)生多個競爭反應(yīng)，其中能壘越小的反應(yīng)，反應(yīng)速率越大，產(chǎn)物占比越高。
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誤區(qū)1 催化劑不參加化學(xué)反應(yīng) 實際上，催化劑不是不參加化學(xué)反應(yīng)，而是在化學(xué)反應(yīng)前后，催化劑的化學(xué)性質(zhì)基本不變。例如在銅催化乙醇生成乙醛的反應(yīng)中，銅參與反應(yīng)的原理如下：第一步為2Cu＋O2===2CuO，第二步為CuO＋CH3CH2OH→Cu＋CH3CHO＋H2O，這兩步反應(yīng)方程式的加和為O2＋2CH3CH2OH→CH3CHO＋2H2O。顯然催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)。
誤區(qū)2 一種反應(yīng)只有一種催化劑 實際上一個反應(yīng)可以有多種催化劑，只是我們常選用催化效率高的，對環(huán)境污染小，成本低的催化劑，如雙氧水分解的催化劑可以是二氧化錳，也可以是氯化鐵，當然還可以硫酸銅等。
誤區(qū)3 催化劑都是加快化學(xué)反應(yīng)速率 實際上，催化劑有正催化劑與負催化劑，正催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率，負催化劑是減慢化學(xué)反應(yīng)速率的。
誤區(qū)4 催化劑的效率與催化劑的量無關(guān) 實際上，催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)，是第一反應(yīng)物。既然是反應(yīng)物，催化劑的表面積，催化劑的濃度大小必然影響化學(xué)反應(yīng)速率。比如用酵母催化劑做食品，酵母量大自然面就膨大快。催化劑的用量是會改變催化效率的。
三、常見催化劑的四大誤區(qū)
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【真題再練】
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1,（2023·廣東卷）催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)
反應(yīng)歷程(下圖)中，M為中間產(chǎn)物。其它條件相同時。下列說法不正確的是( )
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進行 B．反應(yīng)達平衡時，升高溫度，R的濃度增大C．使用Ⅱ時，反應(yīng)體系更快達到平衡 D．使用Ⅰ時，反應(yīng)過程中M所能達到的最高濃度更大
C
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【答案】C
【解析】A．由圖可知兩種催化劑均出現(xiàn)四個波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進行，A正確；B．由圖可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以達平衡時，升高溫度平衡向左移動，R的濃度增大，B正確；C．由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ時反應(yīng)速率更快，反應(yīng)體系更快達到平衡，C錯誤；D．由圖可知在前兩個歷程中使用Ⅰ活化能較低反應(yīng)速率較快，后兩個歷程中使用Ⅰ活化能較高反應(yīng)速率較慢，所以使用Ⅰ時，反應(yīng)過程中M所能達到的最高濃度更大，D正確；故選C。答案選C。
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【真題再練】
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2.(2022山東卷,10)在NO催化下,丙烷與氧氣反應(yīng)制備丙烯的部分反應(yīng)機理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.含N分子參與的反應(yīng)一定有電子轉(zhuǎn)移
B.由NO生成HONO的反應(yīng)歷程有2種
C.增大NO的量,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率不變
D.當主要發(fā)生包含②的歷程時,最終生成的水減少
D
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解析 本題考查有機物的轉(zhuǎn)化、反應(yīng)歷程、氧化還原反應(yīng)、平衡轉(zhuǎn)化率等相關(guān)知識點。根據(jù)反應(yīng)機理的圖示可知,含N分子發(fā)生的反應(yīng)有NO+·OOH ══ NO2+·OH、NO+NO2+H2O ══ 2HONO、NO2+·C3H7 ══ C3H6+HONO、HONO ══ NO+·OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合價依次為+2價、+4價、+3價,上述反應(yīng)中均有元素化合價的升降,都為氧化還原反應(yīng),一定有電子轉(zhuǎn)移,A項正確;根據(jù)圖示,由NO生成HONO的反應(yīng)歷程有2種,B項正確;NO是催化劑,增大NO的量,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率不變,C項正確;無論反應(yīng)歷程如何,在NO催化下丙烷與O2反應(yīng)制備丙烯的總反應(yīng)都為2C3H8+O2 2C3H6+2H2O,當主要發(fā)生包含②的歷程時,最終生成的水不變,D項錯誤。
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3.(雙選)(2022湖南卷,12)反應(yīng)物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應(yīng)進程的關(guān)系如下圖所示:
下列有關(guān)四種不同反應(yīng)進程的說法正確的是(　　)
A.進程Ⅰ是放熱反應(yīng) B.平衡時P的產(chǎn)率:Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ D.進程Ⅳ中,Z沒有催化作用
A D
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答案 A D
解析 由圖中信息可知,進程Ⅰ中S的總能量大于產(chǎn)物P的總能量,因此進程Ⅰ是放熱反應(yīng),A正確;進程Ⅱ中使用了催化劑X,但是催化劑不能改變平衡產(chǎn)率,因此在兩個進程中平衡時P的產(chǎn)率相同,B錯誤;進程Ⅲ中由S·Y轉(zhuǎn)化為P·Y的活化能高于進程Ⅱ中由S·X轉(zhuǎn)化為P·X的活化能,由于這兩步反應(yīng)分別是兩個進程的決速步驟,因此生成P的速率為Ⅲ<Ⅱ,C錯誤;進程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z,然后S·Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物P·Z,由于P·Z沒有轉(zhuǎn)化為P+Z,因此,Z沒有表現(xiàn)出催化作用,D正確。
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A.反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ為決速步
B.反應(yīng)結(jié)束后,溶液中存在18OH-
C.反應(yīng)結(jié)束后,溶液中存在
D.反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅳ活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的焓變
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4.(2021山東卷,14)18O標記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解,部分反應(yīng)歷程可表示為:
B
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解析 本題考查反應(yīng)中的能量變化和反應(yīng)機理。反應(yīng)的活化能越大,化學(xué)反應(yīng)越慢,由反應(yīng)進程中的能量變化圖可知,反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ的活化能較高,故反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ為決速步,A項說法錯誤;反應(yīng)Ⅰ為加成反應(yīng),
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故反應(yīng)結(jié)束后的溶液中不會存在 ,C項說法錯誤;由題給反應(yīng)進程圖可以看出,過渡態(tài)1和過渡態(tài)2的能量不同,故反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅳ活化能的差值不等于圖示總反應(yīng)的焓變,D項說法錯誤。
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5、[2020·全國卷Ⅰ] 銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化，反應(yīng)過程如圖所示。下列敘述錯誤的是 (　 　)
A.CH3COI是反應(yīng)中間體
B.甲醇羰基化反應(yīng)為CH3OH+CO CH3CO2H
C.反應(yīng)過程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變
D.存在反應(yīng)CH3OH+HI CH3I+H2O
C　
[解析]：根據(jù)題干信息和催化反應(yīng)的過程可知，CH3COOH是反應(yīng)產(chǎn)物，CH3COI是中間產(chǎn)物，A項正確；甲醇的羰基化反應(yīng)為CH3OH+CO CH3COOH，B項正確；從催化反應(yīng)過程可以看出，Rh的成鍵數(shù)有4、5、6三種，C項錯誤；由圖可知，存在反應(yīng)CH3OH+HI CH3I+H2O， D項正確。
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6、（2020山東高考題14）1,3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步：第一步H+進攻1,3-丁二烯生成碳正離子( )；第二步Br－進攻碳正離子完成1,2-加成或1,4-加成。反應(yīng)進程中的能量變化如下圖所示。已知在0℃和40℃時，1,2-加成產(chǎn)物與1,4-加成產(chǎn)物的比例分別為70:30和15:85。下列說法正確的是（ ）
A. 1,4-加成產(chǎn)物比1,2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定
B. 與0℃相比，40℃時1,3-丁二烯的轉(zhuǎn)化率增大
C. 從0℃升至40℃，1,2-加成正反應(yīng)速率增大，1,4-加成正反應(yīng)速率減小
D. 從0℃升至40℃，1,2-加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度
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7、（2020 新課標Ⅱ卷）據(jù)文獻報道：Fe(CO)5催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機理如下圖所示。下列敘述錯誤的是 ( )
A．OH－參與了該催化循環(huán)
B．該反應(yīng)可產(chǎn)生清潔燃料H2
C．該反應(yīng)可消耗溫室氣體CO2
D．該催化循環(huán)中Fe的成鍵數(shù)目發(fā)生變化
C
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8、（2020北京高考T9）硫酸鹽(含SO42－、HSO4－)氣溶膠是PM2.5的成分之一。近期科研人員提出了霧霾微顆粒中硫酸鹽生成的轉(zhuǎn)化機理，其主要過程示意圖如下：下列說法不正確的是（ ）
A.該過程有H2O參與
B.NO2是生成硫酸鹽的氧化劑
C.硫酸鹽氣溶膠呈酸性
D.該過程沒有生成硫氧鍵
D
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1．已知甲酸的分解反應(yīng)為HCOOH CO＋H2O　ΔH。在H＋催化作用下反應(yīng)歷程為
HCOOH＋H＋―→
根據(jù)過渡態(tài)理論，其反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示(E1、E2、E3均大于0)。
下列說法錯誤的是(　　)
A．E2為正反應(yīng)的活化能
B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＝－E3 kJ·mol－1
C．圖像中第一個峰(過渡態(tài))對應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)為過渡態(tài)Ⅰ，第二個峰(過渡態(tài))對應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)為過渡態(tài)Ⅱ
D．使用催化劑后，正、逆反應(yīng)速率同等程度改變，平衡不移動
D
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【預(yù)測押題】
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解析：從圖像可看出，E2為正反應(yīng)的最高能量，是正反應(yīng)的活化能，A正確；反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＝－E3 kJ·mol－1，B正確；過渡態(tài)Ⅱ為第三個峰所對應(yīng)的物質(zhì)，C錯誤；催化劑能同等程度地改變正逆反應(yīng)速率，故平衡不移動，D正確。
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2．科學(xué)家通過密度泛函理論研究甲醇與水蒸氣催化重整制氫反應(yīng)機理時，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面發(fā)生解離時四個路徑與相對能量關(guān)系如圖所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物種用*標注。下列說法正確的是
(　　)
A．Pd(Ⅲ)能改變反應(yīng)歷程，從而改變化學(xué)反應(yīng)速率
B.該歷程中反應(yīng)速率最快的是路徑①
C．該歷程中能壘(反應(yīng)活化能)最大的是路徑②
D．由此歷程可知：CH2O*＋2H*===CHO*＋3H*ΔH＞0
A
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解析：Pd(Ⅲ)是該反應(yīng)的催化劑，催化劑能改變反應(yīng)的活化能，能改變反應(yīng)歷程，從而改變化學(xué)反應(yīng)速率，故A正確；活化能為反應(yīng)物的總能量與過渡態(tài)能量之差，反應(yīng)需要的活化能越小，反應(yīng)進行的越快，反應(yīng)速率越快，根據(jù)圖示，路徑③的活化能最小，反應(yīng)速率最快，故B錯誤；活化能為反應(yīng)物的總能量與過渡態(tài)能量之差，由圖可以看出，過渡態(tài)1發(fā)生的反應(yīng)活化能最大，該歷程中能壘(反應(yīng)活化能)最大的是路徑①，故C錯誤；根據(jù)圖示，CH2O*和2H*總能量大于CHO*和3H*總能量，則該反應(yīng)歷程為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，故D錯誤。
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3、(2023·常德模擬)可聞聲波誘導(dǎo)液體振動產(chǎn)生的法拉第波可以調(diào)節(jié)氧氣分子在水中的溶解，從而誘導(dǎo)有差別的時空分布，有的區(qū)域呈氧化性，而同時有的區(qū)域呈還原性。研究人員選擇了如圖所示的氧化還原平衡體系。已知：聲波頻率提高可促進氧氣的溶解。
下列說法錯誤的是(　　)A．MV2＋被SO2-還原形成自由基陽離子MV·＋的過程伴隨著顏色的改變B．開啟可聞聲波能夠促進MV2＋再生C．持續(xù)補充SDT才能維持藍色D．向體系中加入1 mol SDT，轉(zhuǎn)移電子為2 mol
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D
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【解析】選D。被還原形成自由基陽離子的過程中，溶液顏色由無色變?yōu)樗{色，A正確；開啟可聞聲波后，溶液中氧氣濃度增大，平衡正向移動，促進MV2＋再生，B正確；持續(xù)補充SDT，增大濃度，平衡移動生成藍色，C正確；向體系中加入1 mol SDT，僅有部分轉(zhuǎn)化為SO2-，轉(zhuǎn)移電子小于2 mol，D錯誤。
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4、我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程，該歷程示意圖如下，下列說法不正確的是 (　 )
A. 生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%
B. CH4→CH3COOH過程中，有C—H鍵發(fā)生斷裂
C. ①→②放出能量并形成了C—C鍵
D. 該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
D
[解析]：觀察圖像，發(fā)生的反應(yīng)是二氧化碳和甲烷生成醋酸,反應(yīng)的原子利用率為100%，A項正確；甲烷生成醋酸，觀察分子結(jié)構(gòu)可知有C—H鍵斷裂，B項正確；觀察圖像①→②，物質(zhì)的能量降低，故放出能量，且形成了C—C鍵，C項正確；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響平衡的轉(zhuǎn)化率，D項錯誤。
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5、反應(yīng)2SO2+O2 2SO3因SO2在催化劑表面與O2接觸而得名，反應(yīng)過程示意圖如下：
下列說法正確的是 ( 　 )
A. 反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②低
B. 總反應(yīng)的反應(yīng)速率由反應(yīng)①決定
C. 圖示過程中既有S—O的斷裂,又有S—O的形成
D. 該反應(yīng)的催化劑有V2O5和V2O4
B
[解析]：由圖知反應(yīng)①為慢反應(yīng)，則反應(yīng)①活化能高，A錯誤；總反應(yīng)的反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定，B正確；反應(yīng)①生成新的S—O，整個過程中沒有S—O斷裂，C錯誤；該反應(yīng)的催化劑只有V2O5，V2O4是前面反應(yīng)生成，又在后面反應(yīng)中消耗，屬于“中間產(chǎn)物”，D錯誤。
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6、我國科研人員研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化劑上CO2加氫制甲醇過程中水的作用機理，其主反應(yīng)歷程如圖所示（H2 H+*H）。下列說法錯誤的是 (　 　)
A.向該反應(yīng)體系中加入少量的水能增加甲醇的產(chǎn)率
B.帶*標記的物質(zhì)是該反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物
C.二氧化碳加氫制甲醇的過程中原子利用率達100%
D.第③步的反應(yīng)式為*H3CO+H2O CH3OH+*HO
C　
[解析]：反應(yīng)歷程第③步需要水，所以向該反應(yīng)體系中加入少量的水能增加甲醇的產(chǎn)率，故A正確；根據(jù)圖知，帶*標記的物質(zhì)在反應(yīng)過程中最終被消耗，所以帶*標記的物質(zhì)是該反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物，故B正確；根據(jù)圖知，二氧化碳和氫氣反應(yīng)生成甲醇和水，該反應(yīng)中除了生成甲醇外還生成水，所以二氧化碳加氫制甲醇的過程中原子利用率不是100%，故C錯誤；根據(jù)圖中信息得到第③步的反應(yīng)式為*H3CO+H2O CH3OH+*HO，故D正確。
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7.乙炔在Hg(Ⅱ)催化下與水反應(yīng)生成乙醛，反應(yīng)歷程及相對能壘如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.反應(yīng)①中，水分子的氧原子向Hg2＋的空軌道提供孤對電子
B.本反應(yīng)歷程涉及的物質(zhì)中，CH2===CHOH的穩(wěn)定性最弱
C.本反應(yīng)歷程中，決定整個反應(yīng)快慢的決速步為反應(yīng)④
D.本反應(yīng)歷程中，催化劑Hg(Ⅱ)的化合價始終不變
D
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