高考化學(xué)第二輪專項復(fù)習(xí)專題五　選擇題專攻1　物質(zhì)能量、能壘變化圖像分析含答案或解析

物質(zhì)能量、能壘變化圖像分析1.基元反應(yīng)與非基元反應(yīng)例如H++OH-=H2O是反應(yīng)物一步直接轉(zhuǎn)化為生成物的，其總反應(yīng)就是基元反應(yīng)，又稱為簡單反應(yīng)；而2HI=H2+I2的實際機(jī)理是分兩步進(jìn)行的，每一步都是一個基元反應(yīng)：2HI→H2+2I·、2I·→I2，帶有單電子的原子或原子團(tuán)稱為自由基，反應(yīng)活性高，壽命短，2HI=H2+I2稱為非基元反應(yīng)。2.過渡態(tài)A+BC→[A…B…C]→AB+C備注(1)以上為一種基元反應(yīng)，其中正反應(yīng)活化能Ea正=b-a，逆反應(yīng)活化能Ea逆=b-c，ΔH=Ea正-Ea逆。(2)過渡態(tài)[3.中間體備注處于能量最高點的是反應(yīng)的過渡態(tài)，在多步反應(yīng)中兩個過渡態(tài)之間的是中間體，中間體很活潑，壽命很短，但是會比過渡態(tài)更穩(wěn)定些。4.催化機(jī)理能壘圖(1)在催化機(jī)理能壘圖中，有幾個活化狀態(tài)，就有幾個基元反應(yīng)?？梢杂脠D中每步基元反應(yīng)前后的活性物質(zhì)，寫出其熱化學(xué)方程式。注意：如果縱坐標(biāo)相對能量的單位是電子伏特(eV)，焓變應(yīng)轉(zhuǎn)化成每摩爾。(2)每步基元反應(yīng)的快慢取決于其能壘的大小，能壘越大，反應(yīng)速率越慢。例如：在Rh催化下，甲酸分解制H2反應(yīng)的過程如圖所示。其中帶“*”的物種表示吸附在Rh表面，該反應(yīng)過程中決定反應(yīng)速率步驟的化學(xué)方程式為

；

甲酸分解制H2的熱化學(xué)方程式可表示為

(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)。5.多步反應(yīng)的活化能與速率的關(guān)系如NO在空氣中存在反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH，反應(yīng)分兩步完成，其反應(yīng)歷程如圖：(1)多步反應(yīng)的活化能一個化學(xué)反應(yīng)由幾個基元反應(yīng)完成，每一個基元反應(yīng)都經(jīng)歷一個過渡態(tài)，如該圖中的TS1和TS2，達(dá)到該過渡態(tài)所需要的能量為該基元反應(yīng)的活化能，分別為Ea1、Ea2。(2)反應(yīng)的能量變化①第1步基元反應(yīng)ΔH1=，為反應(yīng)，Ea1=。

②第2步基元反應(yīng)ΔH2=，為反應(yīng)，Ea2=。

③總反應(yīng)的反應(yīng)熱與基元反應(yīng)的活化能的大小無關(guān)，只與反應(yīng)物、生成物的能量有關(guān)，ΔH=E1-E3<0，為放熱反應(yīng)。(3)活化能和速率的關(guān)系基元反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)物到達(dá)過渡態(tài)就越不容易，該基元反應(yīng)的速率就越慢。Ea1<Ea2，第2步基元反應(yīng)為該反應(yīng)過程的決速步驟。1.(2024·廣東，15)對反應(yīng)S(g)T(g)(I為中間產(chǎn)物)，相同條件下：①加入催化劑，反應(yīng)達(dá)到平衡所需時間大幅縮短；②提高反應(yīng)溫度，c平(S)c平(T)增大，2.(2024·安徽，10)某溫度下，在密閉容器中充入一定量的X(g)，發(fā)生下列反應(yīng)：X(g)Y(g)(ΔH1<0)，Y(g)Z(g)(ΔH2<0)，測得各氣體濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。下列反應(yīng)進(jìn)程示意圖符合題意的是()3.(2024·河北，14)我國科技工作者設(shè)計了如圖所示的可充電Mg?CO2電池，以Mg(TFSI)2為電解質(zhì)，電解液中加入1，3?丙二胺(PDA)以捕獲CO2，使放電時CO2還原產(chǎn)物為MgC2O4。該設(shè)計克服了MgCO3導(dǎo)電性差和釋放CO2能力差的障礙，同時改善了Mg2+的溶劑化環(huán)境，提高了電池充放電循環(huán)性能。對上述電池放電時CO2的捕獲和轉(zhuǎn)化過程開展了進(jìn)一步研究，電極上CO2轉(zhuǎn)化的三種可能反應(yīng)路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態(tài))。下列說法錯誤的是()A.PDA捕獲CO2的反應(yīng)為B.路徑2是優(yōu)先路徑，速控步驟反應(yīng)式為C.路徑1、3經(jīng)歷不同的反應(yīng)步驟但產(chǎn)物相同；路徑2、3起始物相同但產(chǎn)物不同D.三個路徑速控步驟均涉及?CO4.(2023·浙江1月選考，14)標(biāo)準(zhǔn)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(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是()A.E6-E3=E5-E2B.可計算Cl—Cl鍵能為2(E2-E3)kJ·mol-1C.相同條件下，O3的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ>歷程ⅠD.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ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1

答案精析盤點核心知識4.(2)HCOOH*=HCOO*+H*HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-0.16NAeV·mol-15.(2)①E2-E3<0放熱E4-E3②E1-E2<0放熱E5-E2精練高考真題1.A[提高反應(yīng)溫度，c平(S)c平(T)增大，說明反應(yīng)S(g)T(g)的平衡逆向移動，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，c平(S)c平(I)減小，說明S生成中間產(chǎn)物2.B[由X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的ΔH都小于0可知，兩反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；由各氣體濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系圖可知，X(g)Y(g)的反應(yīng)速率大于Y(g)Z(g)的反應(yīng)速率，反應(yīng)X(g)Y(g)的活化能小于反應(yīng)Y(g)Z(g)的活化能。]3.D[根據(jù)題給反應(yīng)路徑圖可知，PDA(1，3?丙二胺)捕獲CO2的產(chǎn)物為，因此PDA捕獲CO2的反應(yīng)為，A正確；由反應(yīng)進(jìn)程-相對能量圖可知，路徑2的最大能壘最小，因此與路徑1和路徑3相比，路徑2是優(yōu)先路徑，且路徑2的最大能壘為?CO2??*C2O42?的步驟，據(jù)反應(yīng)路徑2的圖示可知，該步驟有參與反應(yīng)，因此速控步驟反應(yīng)式為，B正確；根據(jù)反應(yīng)路徑圖可知，路徑1、3的中間產(chǎn)物不同，即經(jīng)歷了不同的反應(yīng)步驟，但產(chǎn)物均為*MgCO3，而路徑2、3的起始物均為，產(chǎn)物分別為*MgC2O4和*MgCO3，故C正確；根據(jù)反應(yīng)進(jìn)程-相對能量圖可知，三個路徑的速控步驟中?CO2??都參與了反應(yīng)，且由B項分析可知，路徑2的速控步驟伴有PDA再生，但路徑3的速控步驟為?CO2??得電子轉(zhuǎn)化為*CO和?CO4.C[對比兩個歷程可知，歷程Ⅱ中增加了催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，加快了反應(yīng)速率。催化劑能降低活化能，但是不能改變反應(yīng)的焓變，因此E6-E3=E5-E2，A正確；已知Cl2(g)的相對能量為0，對比兩個歷程可知，Cl(g)的相對能量為(E2-E3)kJ·mol-1，則Cl—Cl鍵能為2(E2-E3)kJ·mol-1，B正確；催化劑不能改變反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)