重难04 催化机理图分析 一、催化剂与催化机理 1.催化剂：存在少量就能显著改变反应速率，反应结束时，其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。 2.催化特点： ①高效性，可以大大地加快反应速率。 ②选择性，反应不同，催化剂不同。 ③同等程度地加快正、逆反应的速率。 ④不能改变反应的可能性和平衡常数。 3.催化剂的催化机理： 催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中的一种反应物首先发生反应，生成过渡物，然后再跟另外的反应物反应，生成产物，同时催化剂重新生成。催化剂生成的过渡物比没有催化剂生成的过渡物的能量要低，因而使反应更加容易发生和进行。这就是改变了其反应历程。即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。 4.催化剂与活化能、焓变 催化剂能降低反应所需活化能，化学反应速率加快，但不影响焓变 H的大小，不影响平衡。 5.活化能 （1）正反应的活化能：反应物到最高点的能量差Ea正＝E1kJ·mol－1 （2）逆反应的活化能：生成物到最高点的能量差Ea逆＝E2kJ·mol－1 （3）活化能和反应热的关系 ①放热反应：Ea正＜Ea逆 ②吸热反应：Ea正＞Ea逆 （4）活化能和反应速率的关系 ①关系：活化能越大，反应速率越慢 ②决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应 ③决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率 二、循环机理图的解题思路 1．循环机理图中物质的判断 （1）有进有出的物质参与反应，常作催化剂； （2）只进不出的为反应物、原料； （3）不进只出的物质为生成物、产品。 2．循环转化机理图像的解读 对于“循环”反应过程图像，位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的物质为生成物，如②和③。在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质，(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图中，MoO3则是该反应的催化剂，图中剩余的三个物质均为中间产物。 3.循环机理图题的解题思路 （1）通览全图，找准一“剂”三“物” ①催化剂：催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上 ②反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物； ③生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物； ④中间体：通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[ ]”标出。 （2）逐项分析得答案：根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。 （建议用时：15分钟） 1．（2025·河南卷）在负载的催化剂作用下，可在室温下高效转化为，其可能的反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A．该反应的原子利用率为 B．每消耗可生成 C．反应过程中，和的化合价均发生变化 D．若以为原料，用吸收产物可得到 2．（2025·云南卷）铜催化下，由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是 A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成 C．Ⅳ的示意图为 D．催化剂Cu可降低反应热 3．某课题组提出，可催化与环氧化合物合成环状碳酸酯，反应的机理如图所示。下列说法正确的是 A．物质Ⅰ为离子液体，沸点比较低 B．物质Ⅰ与环氧化合物通过配位键形成物质Ⅱ C．物质Ⅲ为该合成总反应的催化剂 D．物质Ⅲ与反应转化为物质Ⅳ属于加 ... ...
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