第二章 第1节 习题课1　催化机理循环图　催化能垒图（课件 学案）高中化学 人教版（2019）选择性必修1

习题课1　催化机理循环图　催化能垒图 学习目标 知识网络 1. 会分析常见的催化机理循环图。2. 会分析常见的催化能垒图。 催化剂活性与温度 一般规律：随着反应温度的升高，催化剂的催化活性会增加，但是，图像中往往会出现拐点，即升高到一定温度时，催化剂的活性会下降。 例　在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中发生反应。反应相同时间，NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。 (1) 反应在0～50 ℃范围内，NOx的去除率缓慢，主要原因：_____。 (2) 反应在50～200 ℃范围内，随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升，主要原因： _____。 (3) 反应在200～300 ℃范围内，随着温度的升高，NOx的去除率上升缓慢，主要原因： _____。 (4) 反应温度高于380 ℃时，随着温度的升高，NOx的去除率迅速下降，可能的原因： _____。 催化机理循环图与催化能垒图 1. 催化机理循环图 如图所示，根据箭头的方向，可判断各步反应的反应物、生成物、催化剂以及中间产物(若图中给出反应序号，还可判断反应的先后顺序)；根据反应过程中元素的化合价，判断是否发生了氧化还原反应等。 2. 催化机理能垒图 (1) 在催化机理能垒图中，有几个活化状态，就有几个基元反应。可以利用图中每步基元反应前后的活性物质，写出其热化学方程式。注意：如果纵坐标相对能量是电子伏特(eV)，焓变应转化成每摩尔。 (2) 每步基元反应的快慢取决于其能垒的大小，能垒越大，反应速率越慢。 例　在Rh催化下，单分子甲酸分解制H2反应的过程如图所示。 其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为HCOOH*===HCOO*＋H*；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－0.16NA eV/mol (设NA为阿伏加德罗常数的值)。 类型1　催化机理循环图 　常温下，将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其物质的转化过程如图所示。下列说法不正确的是(　　) A. H＋为该转化过程的中间产物 B. 反应前后溶液中Ce3＋和Ce4＋的总数保持不变 C. 反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 D. 反应Ⅱ中每生成22.4 L N2，转移的电子数目为4×6.02×1023 类型2　反应能垒图 　运用DFT计算研究HCOOH在不同催化剂(Pd和Rh)表面分解产生H2的部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”表示。下列说法错误的是(　　) A. Pd和Rh作催化剂时，改变了HCOOH分解产生H2的ΔH B. HCOO*＋H*===CO＋2H*是该历程的决速步骤 C. 该反应过程中存在C—H断裂和C===O的生成 D. HCOOH吸附在催化剂表面是一个放热过程 　(2024·广州第五中学)实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 容易得到的副产物有CO和CH2O，其中相对较多的副产物为CO B. 上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低*CO＋*OH―→*CO＋*H2O的能量变化 C. 该催化剂可提高该反应速率 D. 总反应焓变ΔH<0 　三甲胺N(CH3)3是重要的化工原料。我国科学家实现了使用铜催化剂将N，N-二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO，简称DMF]转化为三甲胺的合成路线。结合实验与计算机模拟结果，研究单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*装示物质吸附在铜催化剂上)。 (1) 该历程中最大能垒(活化能)＝_____eV，该步骤的化学方程式为_____　_____。 (2) 写出由N，N-二甲基甲酰胺制备三甲胺的热化学方程式：_____　_____(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 1. 铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A. CH3COI是反应中间体 B. 反应过程中Rh成键数目保持不变 C. 存在反 ... ...