
第一章 化学反应的热效应 第二章 化学反应速率与化学平衡 章末整合与提升 1.反应物转化为反应产物的过程中要经过能量较高的过渡态。过渡态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能(如图所示)。图1中,Ea为正反应的活化能,Ea′为逆反应的活化能。 主题1:化学反应历程与活化能 2.多步反应的活化能及与速率的关系 (1)多步反应的活化能:一个化学反应由几个基元反应完成,每一个基元反应都经历一个过渡态,及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2),而该复合反应的活化能只是由实验测算的表观值,没有实际物理意义。 (2)活化能和速率的关系:基元反应的活化能越大,反应物到达过渡态就越不容易,该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。 主题1:化学反应历程与活化能 3.催化剂与活化能 (1)催化剂的催化机理:催化剂参与化学反应,生成能量更低的中间产物,降低了达到过渡态所需要的活化能,使反应易于发生,速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径,降低反应的活化能。 (2)催化反应一般过程(简化的过程): ①反应物扩散到催化剂表面; ②反应物被吸附在催化剂表面; ③被吸附的反应物发生化学反应生成产物; ④产物的解吸。 主题1:化学反应历程与活化能 催化剂对化学反应速率有显著影响。催化剂是通过降低反应所需的活化能来增大反应速率的。如图2所示,没有催化剂参与的反应,活化能(Ea2)较大,则反应速率较小;而有催化剂参与的反应,活化能(Ea1)较小,则反应速率较大。 主题1:化学反应历程与活化能 1.氮气与氢气在催化剂表面发生合成氨反应的微粒变化历程如图所示。 下列关于反应历程的先后顺序排列正确的是 A.④③①② B.③④①② C.③④②① D.④③②① 解析 物质发生化学反应就是构成物质的微粒重新组合的过程,分子分解成原子,原子再重新组合成新的分子,新的分子构成新的物质,氢分子和氮分子都是由两个原子构成,它们在固体催化剂的表面会分解成单个的原子,原子再组合成新的氨分子。 A 主题1:化学反应历程与活化能 例 研究表明CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步反应分别为:①N2O+Fe+===N2+FeO+(慢);②FeO++CO===CO2+Fe+(快)。下列说法正确的是 A.反应①是氧化还原反应,反应②是非氧化还原反应 B.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应②决定 C.Fe+使反应的活化能减小,FeO+是中间产物 D.若转移1 mol电子,则消耗11.2 L N2O D 解析 反应②FeO++CO===CO2+Fe+(快),元素化合价发生变化, 属于氧化还原反应,故A项错误; 总反应速率由反应慢的决定,即由反应①决定,故B项错误; Fe+作催化剂,使反应的活化能减小,FeO+是中间产物,故C项正确; 气体存在的条件未知,则不能确定气体的体积,故D项错误。 主题1:化学反应历程与活化能 1 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SO2。下列说法正确的是 A.每活化一个氧分子吸收0.29 eV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C—O的断裂与O—O的生成 过程 D.炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂 D 主题1:化学反应历程与活化能 解析 由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此是放出能量,故A不符合题意; 由图可知,水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18 eV,故B不符合题意; 由图可知,氧分子的活化是O—O的断裂与C—O的生成过程,故C不符合题意;活化氧可以快速氧化SO2,而炭黑颗粒可以活化氧分子,因此炭黑颗粒可以看作大气中SO2转化为SO3的催化剂。 主题1:化学反应历程与活化能 【例2】2018年是合成氨工业哈伯(F·Hab ... ...
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