第一部分熱點專題考試類型專題五熱化學化學反應速率與平衡選擇題專項13物質能量、能壘變化圖像(1)

(打破反應機理、電化學壁壘)(2024·河北高考)我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg－CO2電池，以Mg(TFSI)2為電解質，電解液中加入1，3－丙二胺(PDA)以捕獲CO2，使放電時CO2還原產物為MgC2O4。該設計克服了MgCO3導電性差和釋放CO2能力差的障礙，同時改善了Mg2＋的溶劑化環境，提高了電池充放電循環性能。對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了進一步研究，電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態)。

路徑2中涉及PDA參與反應的機理

最大能壘小，反應速率快＋

C.

路徑1、3經歷不同的反應步驟但產物相同；路徑2、3起始物相同但產物不同路徑1、3產物為*MgCO3，路徑2產物為MgC2O4

下列說法錯誤的是(

D

)D

1.

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

能壘圖(1)圖中“爬坡”與“下坡”各對應一個基元反應。(2)最大能壘：“爬坡”即能壘，最大能壘步驟屬于“慢反應”，決定整個反應的速率。相反，能壘越小，反應速率越快。提高慢反應速率即能提高逆反應速率3.

循環圖和微觀原子模型循環圖微觀原子模型(1)判斷反應物、生成物、催化劑、中間產物一般來說，通過一個箭頭進入循環(“只進不出”)的是反應物；通過一個箭頭離開循環(“只出不進”)的是生成物；先參加反應，又在后續反應中生成(“有進有出”)的是催化劑；先生成后又消耗掉(“自生自滅”)的是中間產物。(2)催化劑和反應中間體的判斷①催化劑：分步反應中，參與第一步反應，并(2024·江蘇)氟氯烴破壞臭氧層，氟氯烴產生的氯自由基改變O3分解的歷程，選項正確在最后一步重新生成的物質。②反應中間體：除最初反應物、最終生成物及催化劑外，其他物質一般都是反應中間體。(3)考查方向①與物質結構與性質模塊融合：考查微觀結構，如電子排布、化合價、σ鍵、π鍵、配位鍵、分子空間結構、軌道雜化等。②與無機化合物融合：考查物質的性質、氧化還原反應、離子方程式等。③與有機化合物融合：通過反應本質——斷鍵和成鍵，判斷有機反應類型、有機產物種類。

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

B

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

該過程有非極性鍵的形成D.

該過程的總反應式：4NH3－2e－

N2H4＋2N

3.(肼合成酶——Fe2＋配合物)(2023·全國新課標)

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

D

)DA.NH2OH、NH3和H2O均為極性分子B.

反應涉及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，反應可得ND2ND2解析：NH2OH、NH3和H2O的正電重心和負電重心不重合，均為極性分子，A正確；由反應歷程可知，有N－H、N－O鍵斷裂，還有N－N鍵的生成，B正確；由反應歷程可知，反應過程中，Fe2＋先失去電子發生氧化反應生成Fe3＋，后面又得到電子生成Fe2＋，C正確；由反應歷程可知，反應過程中，生成的NH2NH2有兩個氫來源于NH3，所以將NH2OH替換為ND2OD，不可能得到ND2ND2，而是得到ND2NH2和HDO，D錯誤。4.(有機催化反應機理)(2023·浙江6月高考)一定條件下，1－苯基丙炔(Ph－C≡C－CH3)可與HCl發生催化加成，反應如下：反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應Ⅰ、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確