高考化学二轮总复习精品课件 专题6 化学反应与能量.ppt

C.装置Ⅱ中OH-穿过阴离子交换膜由左向右迁移D.空气的作用是将含NH3的气体吹出反应器答案B突破高考题型(六)反应机理与隔膜的应用突破点1反应机理的分析及应用高考指引:近几年,化学反应机理的分析及应用是高考命题的热点之一,此类试题大多以“能量-历程转化”“物质转化循环”等为载体,考查吸热(或放热)反应、共价键及变化、活化能与反应速率等,侧重考查考生的“理解与辨析能力”“分析与推测能力”等关键能力。核心归纳1.活化能-反应历程图像及分析(1)反应热取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,仅由部分反应物和部分生成物的总能量,不能判断反应是吸热反应还是放热反应。(2)从反应物至最高点的能量数值代表正反应的活化能(E1),从最高点到生成物的能量数值代表逆反应的活化能(E2)。(3)催化剂只能改变正、逆反应的活化能,从而改变反应速率,但不能改变反应的ΔH。(4)涉及反应热的相关计算时,要特别注意图中反应物和生成物的物质的量。2.物质转化-循环图示及分析(1)位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体,如⑤、⑥、⑦、⑧。(2)“入环”的物质为反应物,如①和④。(3)“出环”的物质为生成物,如②和③。(4)依据判断出的反应物和生成物,即可快速写出反应的方程式。真题感悟1.[2023·全国甲卷,28节选]MO+分别与CH4、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以CH4示例)。(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。?(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线(填“c”或“d”)。?(ⅲ)MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD(填“”“=”或“”)CHD2OH。若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有种。?Ⅰc2解析(ⅰ)观察分析图中反应进程知,步骤Ⅰ中甲烷中C—H键发生变化,氧原子与氢原子间形成新的共价键。(ⅱ)依据题目信息“元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢”,当CH4被替换为CD4后,反应速率变慢,说明其反应的活化能变大,故选c。(ⅲ)根据上述分析,当MO+与CH2D2反应时,H原子与O原子结合跟D原子与O原子结合相比较,反应速率更快,则产量更高。依据反应机理知,当MO+与CHD3反应时,实际参与替换的氢原子共两种类型(H和D),故生成的氘代甲醇有2种。2.[2019·全国Ⅰ卷,28节选]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[CO(g)+H2O(g)══CO2(g)+H2(g)]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,写出该步骤的化学方程式:?。?小于2.02COOH*+H*+H2O*══COOH*+2H*+OH*(或H2O*══H*+OH*)解析根据图像,可以得出水煤气变换过程中,能量降低,为放热过程,即ΔH小于0;根据图示中能量变化数据,该历程中最大能垒为1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV;由图中所示的物质转化,可以得出其反应为COOH*+H*+H2O*══COOH*+2H*+OH*或H2O*══H*+OH*。【思维建模】解答物质转化历程-能量图像及分析类题目的方法考向预测1.(2023·青海海东一中一模)CO2在Au纳米颗粒表面电催化还原制备CO的方法具有在常温下催化效率高的优点,其反应历程如图所示。下列说法错误的是()A.该反应历程为阴极反应历程B.催化剂降低了反应的活化能C.高温下一定能提高电催化制备CO的速率D.电催化还原CO2的电极反应式为CO2+2H++2e-══CO+H2OC解析CO2转化为CO为还原反应,阴极得电子发生还原反应,A正确;催化剂通过改变反应路径降低反应的活化能,B正确;温度过高可能会使催化剂失活,从而降低反应速率,C错误;根据电子守恒、元素守恒可知电催化还原CO2的电极反应式为CO2+2H++2e-══CO+H2O,D正确。2.(2023·内蒙古赤峰4月模拟)2021年9月,中科院天津工业生物技术研究所成果“无细胞化学酶系统催化CO2合成淀粉”在国际学术期刊《Science》上发表。其中核心反应里有一步是在催化剂作用下CO2加氢制得甲醇,该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面,