備考2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化訓(xùn)練第七章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第1講化學(xué)反應(yīng)速率模型建構(gòu)-反應(yīng)歷程題的思維模型

素養(yǎng)：模型建構(gòu)——反應(yīng)歷程題的思維模型命題特點(diǎn)：能量－歷程圖或反應(yīng)機(jī)理圖，宏微結(jié)合。（1）變更觀→微粒變更→化合價(jià)變更→能壘（或活化能）→吸附和脫附；（2）數(shù)目觀→微粒個(gè)數(shù)變更→熱化學(xué)方程式。反應(yīng)歷程題常見(jiàn)考向如下：模型說(shuō)明①無(wú)催化劑時(shí)：Ea為[1]正反應(yīng)的活化能，Ea'為[2]逆反應(yīng)的活化能，ΔH＝[3]Ea－Ea'。②有催化劑時(shí)：總反應(yīng)閱歷了兩個(gè)過(guò)渡態(tài)，閱歷過(guò)渡態(tài)1的反應(yīng)為[4]吸熱反應(yīng)，活化能為Ea1；閱歷過(guò)渡態(tài)2的反應(yīng)為[5]放熱反應(yīng)，活化能為Ea2，Ea1＜Ea，Ea2＜Ea（活化能降低使反應(yīng)速率增大）。③催化劑的作用：降低Ea、Ea'，使反應(yīng)速率增大，但不影響ΔH，反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對(duì)大小在鐵催化劑表面進(jìn)行的合成氨反應(yīng)歷程如圖（吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注）ΔH＝E（生成物）－E（反應(yīng)物）＝（－d－0）＝－d；E（最大能壘）＝E（過(guò)渡態(tài)）－E（吸附態(tài)）＝a－（－b）＝a＋b吸附催化：反應(yīng)物擴(kuò)散至催化劑表面、反應(yīng)物在催化劑表面被吸附、發(fā)生表面反應(yīng)、生成物從催化劑表面脫附、生成物擴(kuò)散離開(kāi)反應(yīng)區(qū)。①表面吸附過(guò)程，一般能量是降低的（放熱過(guò)程），每一次從“吸附態(tài)”到“過(guò)渡態(tài)”均須要克服能壘。②最大能壘步驟（活化能）的反應(yīng)速率確定了整個(gè)反應(yīng)的速率，稱為“控速步”“環(huán)式”反應(yīng)歷程模型圖示位于“環(huán)上”的物質(zhì)一般是催化劑或中間體，如⑤、⑥、⑦和[6]⑧；“入環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物，如①和[7]④；“出環(huán)”的物質(zhì)為生成物，如②和[8]③，然后可快速得出總反應(yīng)1.[2024廣東]催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R（g）?P（g）。反應(yīng)歷程（如圖）中，M為中間產(chǎn)物。其他條件相同時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是（C）A.運(yùn)用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行B.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，上升溫度，R的濃度增大C.運(yùn)用Ⅱ時(shí)，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡D.運(yùn)用Ⅰ時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中M所能達(dá)到的最高濃度更大解析由歷程圖可知，運(yùn)用Ⅰ和Ⅱ，R轉(zhuǎn)化為M閱歷2步，M轉(zhuǎn)化為P又閱歷了2步，所以反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行，A項(xiàng)正確；由歷程圖可知，該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，R的濃度增大，B項(xiàng)正確；由歷程圖可知，運(yùn)用Ⅱ時(shí)，第一步反應(yīng)的活化能在全部反應(yīng)中最大，反應(yīng)速率慢，反應(yīng)體系達(dá)平衡慢，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由歷程圖可知，運(yùn)用Ⅰ時(shí)，R轉(zhuǎn)化為M速率較快，而M轉(zhuǎn)化為P速率較慢，所以反應(yīng)過(guò)程中M所能達(dá)到的最高濃度更大，D項(xiàng)正確。2.[2024福州一檢]某種含二價(jià)銅微粒[CuⅡ（OH）（NH3）]＋的催化劑可用于汽車尾氣脫硝，催化機(jī)理如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（D）A.[CuⅡ（OH）（NH3）3]＋屬于中間產(chǎn)物B.狀態(tài)②到狀態(tài)③的過(guò)程中N元素被氧化C.狀態(tài)③到狀態(tài)④的過(guò)程中有O—H鍵的形成D.該脫硝過(guò)程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3＋2NO＋2O26H2O＋3N2解析由催化機(jī)理圖可知，[CuⅡ（OH）（NH3）3]＋先生成，后消耗，為中間產(chǎn)物，A項(xiàng)正確；狀態(tài)②到狀態(tài)③的過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)[CuⅡ（OH）（NH3）3]＋＋NO[CuⅠ（H2NNO）（NH3）2]＋＋H2O，Cu由＋2價(jià)降為＋1價(jià)，H、O元素化合價(jià)不變，則N元素化合價(jià)上升，被氧化，B項(xiàng)正確；狀態(tài)③到狀態(tài)④的過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)[CuⅠ（H2NNO）（NH3）2]＋[CuⅠ（NH3）2]＋＋N2↑＋H2O，有O—H鍵的形成，C項(xiàng)正確；依據(jù)催化機(jī)理圖，加入的物質(zhì)為2NH3、2NO、12O2，生成的物質(zhì)為2N2、3H2O，故該脫硝過(guò)程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3＋4NO＋O26H2O＋4N2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.[2024新課標(biāo)卷]“肼合成酶”以其中的Fe2＋協(xié)作物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉(zhuǎn)化為肼（NH2NH2），其反應(yīng)歷程如下所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（D）A.NH2OH、NH3和H2O均為極性分子B.反應(yīng)涉及N—H、N—O鍵斷裂和N—N鍵生成C.催化中心的Fe2＋被氧化為Fe3＋，后又被還原為Fe2＋D.將NH2OH替換為ND2OD，反應(yīng)可得ND2ND2解析NH2OH中正、負(fù)電荷中心不重合，為極性分子，NH3為三角錐形結(jié)構(gòu)，H2O為V形結(jié)構(gòu)，分子中正、負(fù)電荷中心也不重合，均為極性分子，A正確；圖示轉(zhuǎn)化過(guò)程共四步，將其依次標(biāo)號(hào)為①②③④，第②步中N—O鍵斷裂，第③步中N—H鍵斷裂，第④步中N—N鍵生成，B正確；由題意可知，起始時(shí)，“肼合成酶”中含有Fe2＋，第②步中Fe2＋失去電子被氧化成Fe3＋，第④步中Fe3＋得電子又生成Fe2＋，C正確；依據(jù)反應(yīng)機(jī)理分析，產(chǎn)物肼（NH2NH2）中，一個(gè)N原子上的2個(gè)H原子來(lái)自NH2OH中“—NH2”中的2個(gè)H原子，另一個(gè)N原子上的2個(gè)H原子來(lái)自NH3中的2個(gè)H原子，所以將NH2OH替換為ND2OD，與NH3反應(yīng)會(huì)生成ND2NH2，D錯(cuò)誤。4.（1）[定性考查微觀反應(yīng)歷程－活化能][全國(guó)Ⅰ高考]對(duì)于反應(yīng)2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g），提出如下反應(yīng)歷程：第一步N2O5?NO2＋NO3 快速平衡其次步NO2＋NO3NO＋NO2＋O2 慢反應(yīng)第三步NO＋NO32NO2 快反應(yīng)其中可近似認(rèn)為其次步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是AC（填標(biāo)號(hào)）。A.v（第一步的逆反應(yīng)）＞v（其次步反應(yīng)）B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C.其次步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D.第三步反應(yīng)活化能較高（2）[定量考查微觀反應(yīng)中的能壘][全國(guó)Ⅰ高考]我國(guó)學(xué)者結(jié)合試驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，探討了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。可知水煤氣變換的ΔH小于0（填“大于”“等于”或“小于”）。該歷程中最大能壘（活化能）E正＝2.02eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式COOH*＋H*＋H2O*COOH*＋2H*＋OH*（或H2O*H*＋OH*）。解析（1）快速平衡，說(shuō)明第一步反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率都較大，可認(rèn)為v正＝v逆，則第一步反應(yīng)的逆反應(yīng)速率大于其次步反應(yīng)的速率，A項(xiàng)正確。將題給第一步、其次步、第三步反應(yīng)方程式分別標(biāo)上序號(hào)①、②、③，將其依據(jù)2×①＋②＋③計(jì)算可得出總反應(yīng)，則反應(yīng)的中間產(chǎn)物除NO3外還有NO，B項(xiàng)錯(cuò)誤。有效碰撞才能發(fā)生反應(yīng)，其次步反應(yīng)慢，說(shuō)明部分碰撞有效，C項(xiàng)正確。第三步反應(yīng)快，說(shuō)明反應(yīng)活化能較低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。（2）視察始態(tài)物質(zhì)的相對(duì)能量與終態(tài)物質(zhì)的相對(duì)能量知，終態(tài)物質(zhì)相對(duì)能量低于始態(tài)物質(zhì)相對(duì)能量，說(shuō)明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH小于0。過(guò)渡態(tài)物質(zhì)相對(duì)能量與相應(yīng)起始態(tài)物質(zhì)