選擇題專項(xiàng)13　物質(zhì)能量、能壘變化圖像 高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)

第一部分熱點(diǎn)專題考試類型專題五熱化學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率與平衡選擇題專項(xiàng)13物質(zhì)能量、能壘變化圖像(1)

(打破反應(yīng)機(jī)理、電化學(xué)壁壘)(2024·河北高考)我國科技工作者設(shè)計(jì)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(shí)CO2還原產(chǎn)物為MgC2O4。該設(shè)計(jì)克服了MgCO3導(dǎo)電性差和釋放CO2能力差的障礙，同時(shí)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(shí)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))。

路徑2中涉及PDA參與反應(yīng)的機(jī)理

最大能壘小，反應(yīng)速率快＋

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)物不同路徑1、3產(chǎn)物為*MgCO3，路徑2產(chǎn)物為MgC2O4

下列說法錯(cuò)誤的是(

D

)D

1.

能量圖(1)E1、E2分別為第一步、第二步反應(yīng)的活化能。(2)活化能與反應(yīng)速率的關(guān)系：基元反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)速率越慢；一個(gè)反應(yīng)的快慢取決于反應(yīng)速率最慢(活化能最大)的基元反應(yīng)。(3)能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。(4)ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量＝正反應(yīng)活化能－逆反應(yīng)的活化能。(5)催化劑的作用催化劑參與反應(yīng)，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，但不影響ΔH、化學(xué)平衡及平衡轉(zhuǎn)化率。2.

能壘圖(1)圖中“爬坡”與“下坡”各對應(yīng)一個(gè)基元反應(yīng)。(2)最大能壘：“爬坡”即能壘，最大能壘步驟屬于“慢反應(yīng)”，決定整個(gè)反應(yīng)的速率。相反，能壘越小，反應(yīng)速率越快。提高慢反應(yīng)速率即能提高逆反應(yīng)速率3.

循環(huán)圖和微觀原子模型循環(huán)圖微觀原子模型(1)判斷反應(yīng)物、生成物、催化劑、中間產(chǎn)物一般來說，通過一個(gè)箭頭進(jìn)入循環(huán)(“只進(jìn)不出”)的是反應(yīng)物；通過一個(gè)箭頭離開循環(huán)(“只出不進(jìn)”)的是生成物；先參加反應(yīng)，又在后續(xù)反應(yīng)中生成(“有進(jìn)有出”)的是催化劑；先生成后又消耗掉(“自生自滅”)的是中間產(chǎn)物。(2)催化劑和反應(yīng)中間體的判斷①催化劑：分步反應(yīng)中，參與第一步反應(yīng)，并(2024·江蘇)氟氯烴破壞臭氧層，氟氯烴產(chǎn)生的氯自由基改變O3分解的歷程，選項(xiàng)正確在最后一步重新生成的物質(zhì)。②反應(yīng)中間體：除最初反應(yīng)物、最終生成物及催化劑外，其他物質(zhì)一般都是反應(yīng)中間體。(3)考查方向①與物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊融合：考查微觀結(jié)構(gòu)，如電子排布、化合價(jià)、σ鍵、π鍵、配位鍵、分子空間結(jié)構(gòu)、軌道雜化等。②與無機(jī)化合物融合：考查物質(zhì)的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、離子方程式等。③與有機(jī)化合物融合：通過反應(yīng)本質(zhì)——斷鍵和成鍵，判斷有機(jī)反應(yīng)類型、有機(jī)產(chǎn)物種類。

B解析：由題圖可知，生成Y的速率大于生成Z的速率，則第一步反應(yīng)的活化能比第二步反應(yīng)的活化能小，C項(xiàng)、D項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合ΔH1、ΔH2均小于0可知，兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，則能量：X＞Y＞Z，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。2.(循環(huán)類反應(yīng)機(jī)理)(2023·湖南高考)N2H4是一種強(qiáng)還原性的高能物質(zhì)，在航天、能源等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。我國科學(xué)家合成的某Ru(Ⅱ)催化劑(用[L－Ru－NH3]＋表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4，其反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(

B

)BA.Ru(Ⅱ)被氧化至Ru(Ⅲ)后，配體NH3失去質(zhì)子能力增強(qiáng)B.M中Ru的化合價(jià)為＋3C.

該過程有非極性鍵的形成D.

該過程的總反應(yīng)式：4NH3－2e－

N2H4＋2N

3.(肼合成酶——Fe2＋配合物)(2023·全國新課標(biāo))

“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物為催化中心，可將NH2OH與NH3轉(zhuǎn)化為肼(NH2NH2)，其反應(yīng)歷程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(

D

)DA.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、NH3和H2O的正電重心和負(fù)電重心不重合，均為極性分子，A正確；由反應(yīng)歷程可知，有N－H、N－O鍵斷裂，還有N－N鍵的生成，B正確；由反應(yīng)歷程可知，反應(yīng)過程中，F(xiàn)e2＋先失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe3＋，后面又得到電子生成Fe2＋，C正確；由反應(yīng)歷程可知，反應(yīng)過程中，生成的NH2NH2有兩個(gè)氫來源于NH3，所以將NH2OH替換為ND2OD，不可能得到ND2ND2，而是得到ND2NH2和HDO，D錯(cuò)誤。4.(有機(jī)催化反應(yīng)機(jī)理)(2023·浙江6月高考)一定條件下，1－苯基丙炔(Ph－C≡C－CH3)可與HCl發(fā)生催化加成，反應(yīng)如下：反應(yīng)過程中該炔烴及反應(yīng)產(chǎn)物的占比隨時(shí)間的變化如圖(已知：反應(yīng)Ⅰ、Ⅲ為放熱反應(yīng))，下列說法不正確