人教版高中化学选择性必修1第2章微专题1反应历程与活化能课件.ppt

微专题1反应历程与活化能1.能够利用基元反应、过渡态理论、活化能等分析反应历程与能量图像。2.能够结合具体的情境,分析“环式”反应历程图。一、反应历程与活化能知识讲解1.过渡态理论与活化能。(1)无催化剂时: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ΔH。(2)有催化剂时,总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个),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.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),而该复杂的总反应的活化能只是由实验测算的表观值,没有实际物理意义。(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小。一个化学反应的速率就取决于速率最小的基元反应。典例剖析【例1】液态的NH3可作制冷剂,NH3还可用于制造铵态kJ·mol-1。我国必威体育精装版报道的氨催化合成反应的机理如图所示(*代表微粒吸附在催化剂表面)。下列有关说法正确的是()。A.使用该催化剂,提高了反应的活化能B.NH3从催化剂表面脱离时有热量放出C.在转化过程中有极性键的断裂和形成答案:D解析:使用催化剂,降低了反应的活化能,加快了反应,A项错误;由图像可知,NH3从催化剂表面脱离时生成物的能量高于反应物的总能量,故吸收热量,B项错误;在N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中只有非极性键H—H和N≡N的断裂,没有极性键的断裂,C项错误;由图像可知,合成氨反应中步骤学以致用1.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:①N2O+Fe+===N2+FeO+(慢);②FeO++CO===CO2+Fe+(快)。下列说法正确的是()。A.反应①是氧化还原反应,反应②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②决定C.Fe+使反应的活化能减小,FeO+是中间产物D.若转移1mol电子,则消耗11.2LN2O答案:C解析:反应②FeO++CO===CO2+Fe+(快),元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,A项错误;总反应速率由反应慢的一步决定,即由反应①决定,B项错误;Fe+作催化剂,使反应的活化能减小,FeO+是中间产物,C项正确;气体所处的条件未知,不能确定气体的体积,D项错误。2.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ΔH(填“大于”“等于”或“小于”)0。该历程中最大能垒(活化能)E正=eV,该步骤的化学方程式为?。?答案:小于2.02COOH*+H*+H2O*===COOH*+2H*+OH*(或H2O*===H*+OH*)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,ΔH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,最大能垒E正=1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV,该步起始物质为COOH*+H*+H2O*,产物为COOH*+2H*+OH*。图像解读对于“环式”反应历程图像,位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体,如⑤、⑥、⑦和⑧,“入环”的物质为反应物,如①和④,“出环”的物质为生成物,如②和③,然后可快速得出总反应二、 “环式”反应历程图知识讲解典例剖析【例2】(2022山东卷)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是()。A.含N分子参与的反应一定有电子转移B.由NO生成HONO的反应历程有2种C.增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少D解析:根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有NO+·OOH══NO2+·OH、NO+NO2+H2O══2HONO、NO2+·C3H7══C3H6+HONO、HONO══NO+·OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项正确;根据图示,由NO生成H