2020届高三化学二轮专题强化练—— 选择题13化学反应过程的微观探析(共24张PPT)

＝
20.00
c
m
3
，
c
(
H
＋
)
＝
1×10－4mol 20×10－3L
＝
5
.
0
×
10－3mol·L－1，B 项正确；
第三层中水分子结构不变，每个水分子与4个水分子形成氢键，氢键网络结构保持不 变，C项正确。
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4.(2020·山东等级模拟考，15)热催化合成氨面临的两难问题是：采用高温增大反应 速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti-H-Fe双温区催 化剂(Ti-H区域和Fe区域有温度差可超过100 ℃)。Ti-H-Fe双温区催化合成氨的反应历 程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是 A.①为N≡N的断裂过程
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3.(2019·全国卷Ⅰ，10)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材 料科学等领域研究的重要课题。如图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解 过程的示意图，下列叙述错误的是
A.冰表面第一层中，HCl以分子形式存在 B.冰表面第二层中，H＋浓度为5×10－3mol·L－1(设冰的密度为0.9 g·cm－3) C.冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变
选择题13
化学反应过程的微观探析
第一篇
高考必备知识
1.简化后的价键分析模型 化学变化意味着物质组成和结构的变化，常从旧化学键的断裂和新化学键的形成 来分析，因而化学反应的过程既有物质变化又有能量变化。 反应物 ――旧―吸―化――收―学―能―键―量――断―E―裂1―→ 原子或原子团 ――新――放―化―出―学――能―键―量―形―E―成―2―→ 生成物
NO(g)＋CO2(g)，该反应过程及能量变
下列说法正确的是
A.升高温度，平衡正向移动
B.该反应生成了具有非极性共价键的CO2
C.使用催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率
√D.反应物转化为活化络合物需要吸收能量
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解析 通过图像分析可知，题中所给反应为放热反应，故升高温度，平衡逆向移动， A项错误； CO2分子中只存在C==O键，为极性共价键，B项错误； 使用催化剂，只会降低反应的活化能，同等程度地增大正、逆反应速率，平衡不发 生移动，也不会改变反应物的平衡转化率，C项错误； 通过图像分析可知，反应物转化为活化络合物时能量升高，因此需要吸收能量，D 项正确。
重练高考真题
1.(2020·山东等级模拟考，13)利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯， 进行水体修复的过程如图所示。H＋、O2、NO－3 等共存物的存在会影响水体修复效果， 定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量 为ne。下列说法错误的是 A.反应①②③④均在正极发生
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2.(2018·海南，12改编)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
(2)图2是两步完成的化学反应 A＋B ―――→C ――――→D 反应物 中间体 生成物
上述A和B反应，在反应进程中首先经过第一过渡态， 形成活性中间体C，中间体处在能量谷底时，中间体 有一定的寿命，从A、B生成中间体C为吸热反应。从 中间体C形成生成物D时，又需经过第二过渡态，该反 应为放热反应，A、B到生成物D的总反应是放热反应。 这两个过渡态相应的活化能分别为Ea1和Ea2，其中到达 第一过渡态的活化能较高，第一步为慢反应，第二步 为快反应，因而决定总反应快慢的是第一步反应。
D.炭黑颗粒不是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂
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解析 根据能量变化图分析，最终结果为活化氧，体系能量降低，则每活化一个 氧分子放出0.29 eV能量，故A项错误； 根据能量图分析，没有水加入的反应活化能为E＝0.75 eV，有水加入的反应的活 化能为E＝0.57 eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低0.75 eV－0.57 eV＝ 0.18 eV，故B项错误； 根据图像分析，氧分子活化过程中O—O键断裂，生成C—O键，所以氧分子的活 化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程，故C项正确； 活化氧可以快速氧化SO2，而炭黑颗粒可以活化氧分子产生活化氧，所以炭黑颗粒 是大气中SO2转化为SO3的催化剂，故D项错误。
√D.冰表面各层之间，均存在可逆反应HCl H＋＋Cl－
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解析 观察图示知，第一层只存在HCl分子，HCl没有电离，A项正确，D项错误；
在冰表面第二层中，假设 H2O 的物质的量为 1 mol，则 n(Cl－)＝1×10－4mol，n(Cl－)＝
n(H＋)，冰的体积
V＝
1
mol×18 g·mol－1 0.来自百度文库 g·cm－3
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解析 催化剂a表面是氢气和氮气反应生成氨气，催化剂a表面发生了非极性共价键 的断裂和极性共价键的形成，故A项正确； N2与H2反应生成NH3，反应物参加反应过程中原子利用率为100%，故B项正确； 催化剂b表面是氨气催化氧化生成NO的反应，发生的是氧化还原反应，故C项错误； 催化剂a、b改变反应速率，不改变化学平衡，不能提高反应的平衡转化率，故D项 错误。
△ =====
Fe3O4＋H2↑
D.铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点
解析 过程Ⅰ利用太阳能将四氧化三铁转化为氧气和氧化亚铁，实现的能量转化形
式是太阳能→化学能，选项A正确；
√B.单位时间内，三氯乙烯脱去a mol Cl时ne＝a mol
C.④的电极反应式为 NO－ 3 ＋10H＋＋8e－===NH＋ 4 ＋3H2O
D.增大单位体积水体中小粒径ZVI的投入量，可使nt增大
解 析 B 选 项 ， 三 氯 乙 烯 脱 氯 时 发 生 的 反 应 为 CHCl==CCl2 ＋ 3H ＋ ＋ 6e － ―→CH2==CH2＋3Cl－，故ne＝2a mol。
√B.①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生 √C.④为N原子由Fe区域向Ti-H区域的传递过程
D.使用Ti-H-Fe双温区催化剂使合成氨反应转 变为吸热反应
解析 ①为N2被催化剂吸附，②为形成过渡态过程，③为N≡N断裂过程，④为N原 子传递过程，⑤为N—H成键过程。
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精练预测押题
题组一 反应过程与能量转化(不定项选择题) 1.过渡态理论认为：化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分 子生成产物分子的过程中，首先生成一种高能量的活化配合物，高能量的活化配合 物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论，NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)的 反应历程如下，下列有关说法中正确的是
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3.肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃在Cu表面分解的机理如图1。已知 200 ℃时： 反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g) ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1 反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1，下列说法不正确的是
解析 根据图知，HAP在第一步反应中作反应物、第二步反应中作生成物，所以为
催化剂，催化剂能改变化学反应速率，故A项正确；
HCHO在反应中有C—H键断裂和C==O键形成，所以甲醛被氧化生成二氧化碳和水，
故B项正确；
根据图知，CO2分子中的氧原子一部分还来自于甲醛，故C项错误；
该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP为催化剂，反应方程
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解析 活化分子之间的碰撞不一定能发生反应，不一定是有效碰撞，故A项错误； 活化配合物的能量越高，第一步反应速率越慢，故B项错误； 第一步反应是断裂化学键，需要吸收能量，故C项正确； 反应速率主要取决于慢反应的速率，故D项错误。
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2.汽车尾气处理存在反应：NO2(g)＋CO(g) 化如图所示：
3.基元反应过渡状态理论
基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到生成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 生成物
过渡态极不稳定，只是反应进程的一个中间阶段的结构，不能分离得到。
(1)如图1所示是一完成的化学反应：AB＋C―→A＋BC，其中ΔH是反应热，Ea是 正反应的活化能，不管是放热反应还是吸热反应，反应物经过过渡态变成生成物， 都必须越过一个高能量的过渡态。
若E1＞E2，该反应为吸热反应，若E1＜E2，该反应为放热反应。
2.简化后的有效碰撞模型 (1)概念：能够发生化学反应的分子(或原子)的碰撞叫做有效碰撞，能发生有效碰撞 的分子是活化分子。活化能(Ea)是指化学反应中，由反应物分子到达活化分子所需的 最小能量。 (2)有效碰撞的条件： ①反应物的分子必须相互碰撞；②分子具有一定能量，必须是活化分子；③活化分 子碰撞时，相对取向合适。
式为HCHO＋O2―H――A―→P
CO2＋H2O，故D项正确。
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6.以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图所示。 下列叙述不正确的是
A.过程Ⅰ中的能量转化形式是太阳能→化学能
√B.过程Ⅰ中每消耗116 g Fe3O4转移2 mol 电子
C.过程Ⅱ的化学方程式为3FeO＋H2O
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题组二 物质转化的过程与实质(不定项选择题) 4.氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是
√A.催化剂a表面发生了非极性共价键的断裂和极性共价键的形成 √B.N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%
C.在催化剂b表面形成氮氧键时不涉及电子转移 D.催化剂a、b能提高反应的平衡转化率
√A.图1所示过程①、②都是放热反应
B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
√C.断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成
1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量 D.200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式
为N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH＝＋50.7 kJ·mol－1
第一步：
＋C—O―→
(慢反应)
第二步：
―→N—O＋O—C—O(快反应)
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第一步：
＋C—O―→
(慢反应)
第二步：
―→N—O＋O—C—O(快反应)
A.第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快
√C.第一步反应需要吸收能量
D.该反应的反应速率主要取决于第二步反应
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解析 由3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g) ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1知，图1所示过程①是 放 热 反 应 ； 由 反 应 Ⅰ 、 Ⅱ 计 算 过 程 ② 的 热 化 学 方 程 式 为 2NH3(g)===N2(g) ＋ 3H2(g) ΔH3＝＋92.5 kJ·mol－1，②是吸热反应，A错误； 反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示，与热化学方程式相符，B正确； 由3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g) ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1知，断开3 mol N2H4(g)中的化 学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量，C错误； 200 ℃时，N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1 ① 2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g) ΔH3＝＋92.5 kJ·mol－1 ② ①＋②得：N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH＝＋50.7 kJ·mol－1，D正确。
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5.某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历 程，该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法不正确的是
A.HAP能提高HCHO与O2的反应速率 B.HCHO在反应过程中，有C—H键发生断裂
√C.根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2 D.该反应可表示为：HCHO＋O2 ―H――A―→P CO2＋H2O 123456