突破01 基元反应-备战2021年高考化学《催化剂、活化能与反应历程图像题》专题突破系列

催化剂、活化能与反应历程 【必备知识】 1、大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，这每一步反应都叫一个基元反应 如：反应 H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下： (1)H＋＋H2O2 H3O＋ 2 (2)H3O＋ 2 ＋Br－===H2O＋HOBr (3)HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2 2、基元反应过渡状态理论 (1)基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为 过渡态 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物 过渡态 产物 (2)过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化 能。如：一溴甲烷与 NaOH 溶液反应的历程可以表示为： CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH 反应物 过渡态 产物 3、正确理解活化能与反应热的关系 a、催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小 b、在无催化剂的情况下，E1 为正反应的活化能，E2 为逆反应的活化能，即：E1＝E2＋ΔH 4、影响化学反应速率的内因——活化能 (1)相同条件下，不同化学反应的速率不同，主要是内因——活化能大小不同所致，活化能小的化学反应速率快， 活化能大的反应速率慢 (2)活化能是指为了能发生化学反应，普通分子(具有平均能量的分子)变成活化分子所需要吸收的最小能量，即活 化分子比普通分子所多出的那部分能量 (3)化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关，所有能够改变内能、运动速率，以及碰撞几率的方法，都可以 用来改变、控制反应的速率，即：活化分子百分数和单位体积活化分子数增大时，化学反应速率也就增大 外界因素 活化能 分子 总数 活化分 子总数 活化分子 百分数 单位体积活化 分子数 有效碰 撞次数 反应速率 增大反应 物的浓度 不变 增多 增多 不变 增多 增多 加快 增大反应物 的压强 不变 不变 不变 不变 增多 增多 加快 升高反应 物的温度 不变 不变 增多 增多 增多 增多 加快 使用催化剂 降低 不变 增多 增多 增多 增多 加快 【经典练习】 1、[2018·海南卷·节选] 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。下列说法正确的是( ) A．每活化一个氧分子吸收 0.29 eV 的能量 B．水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.42 eV C．氧分子的活化是 O—O 键的断裂与 C—O 键的生成过程 D．炭黑颗粒不是大气中二氧化碳转化为三氧化硫的催化剂 2、(多选)水煤气变换反应为：CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)。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。下列说法正确 的是 A．水煤气变换反应的△H