01能垒图像的分析与应用-2023年高考化学大二轮专题突破.docxVIP

能垒图像的分析与应用

【研析真题?明方向】

1．(2022·湖南卷)(多选)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示，下列有关四种不同反应进程的说法正确的是()

A．进程Ⅰ是放热反应 B．平衡时P的产率：ⅡⅠ

C．生成P的速率：ⅢⅡ D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用

2．(2021·湖南卷)铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示，下列说法错误的是()

A．该过程的总反应为HCOOHeq\o(=====,\s\up7(催化剂))CO2↑＋H2↑B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低

C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定

【方法与技巧?思维建模】

三步突破能量变化能垒图

第1步

通览全图，理清坐标的含义。能量变化的能垒图的横坐标一般表示反应的历程，横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能

第2步

细看变化，分析各段反应。仔细观察曲线(直线)的变化趋势，分析每一阶段发生的反应是什么，各段反应是放热还是吸热，能量升高的为吸热，能量下降的为放热

第3步

综合分析，做出合理判断。综合整合各项信息，回扣题目要求，做出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，但不改变反应的反应热，也不会改变反应的转化律

【题型突破?查漏缺】

1．文献报道：在45℃、0.1MPa时，科学家以铁粉为催化剂，通过球磨法合成氨。部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)，下列说法正确的是()

A．由此历程可知：N*＋3H*===NH*＋2H*ΔH＞0B．铁粉改变了合成氨的反应历程和反应热

C．图示过程中有极性共价键的生成D．用不同催化剂合成氨，反应历程均与上图相同

2．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，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二氧化硫。下列说法错误的是()

A．氧分子的活化包括O—O键的断裂与C—O键的生成

B．每活化一个氧分子放出0.29eV的能量

C．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eV

D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂

3．我国科学家以MoS2为催化剂，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。下列说法错误的是()

A．Li2SO4溶液利于MoS2对N2的活化

B．两种电解质溶液环境下从N2→NH3的焓变不同

C．MoS2(Li2SO4溶液)将反应决速步(*N2→*N2H)的能量降低

D．N2的活化是NN键断裂与N—H键形成的过程

4．研究发现Pd2团簇可催化CO的氧化，在催化过程中路径不同可能生成不同的过渡态和中间产物(过渡态已标出)，下图为路径1和路径2催化的能量变化。下列说法不正确的是()

A．该过程中有极性键和非极性键的断裂和生成B．反应路径2的催化效果更好

C．催化剂不会改变整个反应的ΔHD．反应路径1中最大能垒(活化能)E正＝1.77eV

5．碳单质在生产生活中用途广泛。炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*)，活化氧可以快速氧化SO2，从而消除雾霾。其活化过程中的能量变化如图所示，下列说法错误的是()

A．活性炭可去除水中的悬浮杂质B．生成活化氧的ΔH0

C．活化过程中有水时的活化能降低了D．氧化SO2的过程中，炭黑起催化作用

6．ShyamKattle等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，吸附在Pt/SiO2催化剂表面上的物质用eq\a\vs4\al(·)标注，Ts表示过渡态。下列有关说法正确的是()

A．物质被吸附在催化剂表面形成过渡态过程是放热的

B．形成过渡态Ts1的活化能为1.05eV

C．前三步的总能量变化为ΔH＝2.05eV

D．反应历程中能量变化最大的反应方程式为eq\a\vs4\al(·)HOCO＋eq\f(7,2)H2(g)===eq\a\vs4\al(·)CO＋eq\a\vs4\al(·)OH＋eq\f(7,2)H2(g)

7．科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)