2020年高考化学微专题复习《反应历程图像、基元反应、催化剂和活化能》
2020届高考化学催化剂与反应历程图的3类考法
微专题：催化剂与反应历程图【主要考向】判断催化剂的判断、作用和选择；根据反应历程图分析断键与成键及能量变化；计算活化能（能垒）等。
【温馨提示】催化剂是否参加化学反应？催化剂能做什么不能做什么？催化剂参加反应，反应前后质量不变；能通过改变反应路径、降低活化能而加快反应速率；催化剂的使平衡．转化率。
用不能改变反应热、不能改变物质的键能、不能改变平衡常数、不能改变．1．（2020·河南高二月考）用钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应时，每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量，下列说法正确的是（）A．图示中物质II为该反应的催化剂B．图示中参与循环的物质只有CO2和H2C．反应的活化能为62.4kJ·mol-1D．该反应的热化学方程式为H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l) △H=-31.2kJ·mol-1 2．（2020·北京高三）中国科学家在合成氨（N 2+3H22NH3△H<0）反应机理研究中取得新进展，首次报道了LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理。
如图所示，下列说法不正确的是A．转化过程中有非极性键断裂与形成B．复合催化剂降低了反应的活化能C．复合催化剂能降低合成氨反应的焓变D．低温下合成氨，能提高原料转化率3．（2019·陕西高三）氮及其化合物的转化过程如图所示。
下列分析不合理的是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．催化剂不能改变反应焓变但可降低反应活化能C．在催化剂b 表面形成氮氧键时，涉及电子转移D．催化剂a、b 能提高反应的平衡转化率4．（2020·山东章丘四中高三月考）二氧化碳用不同催化剂催化生成一氧化碳的历程中能量的转变如图所示，(吸附在催化剂表面的用“·”表示）下列说法错误的是（）A．使用催化剂NiPc需要的条件更高B．·COOH经过还原反应得到COC．反应过程中存在极性键的断裂和生成D．相同微粒吸附在不同的催化剂时能量相同5．（2020·山东省莱西市第一中学高三月考，双选）废水对自然环境有严重的破坏作用，水污染治理刻不容缓，BMO（Bi2MoO6）是一种高效光催化剂，可用于光催化降解苯酚，原理如图所示。
2020年高考化学专题复习《化学反应原理图像与图表综合分析》
的结垢问题。
试用电极反应式并结合必要的文字进行解释： 阴极_结__垢__后__倒__换__电__极__电__性__，__阴__极__变___为__阳__极__，__其__电__极__反__应__为___2。Cl －－2e－===Cl2↑，产生的氯气与水发生反应：Cl2＋H2O HCl ＋HClO，使该电极附近溶液呈酸性，从而将 Mg(OH)2 和 CaCO3 溶解而达到除垢的目的
已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝＋175.4 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220.9 kJ·mol－1
问题：氯化过程中 CO 和 CO2 可以相互转化，根据如图判断： CO2 生成 CO 反应的 ΔH____>____0(填“＞”“＜”或“＝”)， 判断依据：
(2)η 表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量 占其总吸氢量的比例，则温度为 T1、T2 时，η(T1)__>______η(T2)(填 “>”“<”或“＝”)。当反应(Ⅰ)处于图中 a 点时，保持温度不 变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应(Ⅰ)可能处于 图中的_____c___点(填“b”“c”或“d”)。
图b
①通过 BaO 和 Ba(NO3)2的相互转化实现 NOx的储存和还原。 储存 NOx 的物质是___B_a_O___。
②用 H2 模拟尾气中还原性气体研究了 Ba(NO3)2 的催化还原 过程，该过程分两步进行，图 b 表示该过程相关物质浓度随时间
的变化关系。第一步反应消耗的 H2 与 Ba(NO3)2 的物质的量之比 是__8_:_1____。
高考中的活化能 催化剂(答案)(1)
专题高考题中反应历程图的演变一、题源——教材中的示意图1、Ea为正反应的活化能，Ea′为逆反应的活化能，反应热为△H＝Ea－Ea′。
二、知识储备：有效碰撞理论与过渡态理论2.催化剂：（4）①②③④⑤⑥⑦⑧⑩三、理清细节，突破高考题中的催化剂例1、①2ClO3-+2Cl-+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O解析：第②步中Cl2生成Cl-，可知催化剂Cl-的变化历程是Cl-→Cl2→Cl-，即Cl-在第①步中变成Cl2。
由题给信息及氧化还原知识可知，氧化剂是ClO3-，且ClO3-反应后生成ClO2。
离子方程式：2ClO3-+2Cl-+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
【提后悟道】解决催化剂参与反应的反应历程问题，关键是要根据题给信息确定催化剂转化的中间产物。
【练习】1．H2O2分解：2H2O22H2O+O2↑（1）MnO2做催化剂①MnO2+2H++H2O2==Mn2++O2↑+2H2O②H2O2+Mn2+==MnO2+2H+（2）Fe3+做催化剂①H2O2+2Fe3+==2Fe2++2H++O2↑②H2O2+2Fe2++2H+==2Fe3++2H2O（3）Cu2+做催化剂①Cu 2++H 2O 2==CuO 2+2H +②CuO 2+H 2O 2+2H +==Cu 2++2H 2O +O 2↑（4）I －做催化剂①H 2O 2+I －=H 2O +IO－②H 2O 2+IO －==H 2O +O 2↑+I－（5）催化H 2O 2分解，一个过氧化氢酶催化H 2O 2分解的速度比25万个Fe3+催化H 2O 2分解的速度还快，这表明酶具有高效性。
2．SO 2的催化氧化：2SO 2+O 22SO 3①SO 2+V 2O 5==SO 3+2VO 2②4VO 2+O 2==2V 2O 53．Fe 3+做催化剂：2SO 2+O 2+2H 2O ==2H 2SO 4①2Fe 3++SO 2+2H 2O ==2Fe 2++SO 42－+4H +②4Fe 2++O 2+4H +==4Fe 3++2H 2O4．Fe 2+做催化剂：Pb +PbO 2+2H 2SO 42PbSO 4+2H 2O①2Fe 2++PbO 2+4H ++SO 42－==2Fe 3++PbSO 4+2H 2O ②2Fe 3++Pb +SO 42－==PbSO 4↓+2Fe 2+5．酯化反应：CH 3COOH +CH 3CH 2OHCH 3COOCH 2CH 3+H 2O①CH 3CH 2OH +H 2SO 4==CH 3CH 2OSO 3H +H 2O②CH 3CH 2OSO 3H +CH 3COOH==CH 3CH 2OOCCH 3+H 2SO 42、催化剂与活化能、焓变例2、（1）c (CH 3OH)•c (H 2O)c (CO 2)•c 3(H 2)+41.2（2）CD（3）表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。
有关“反应历程”题的考向全扫描
知识篇高考命题新动向高考理化2021年6月有天“反应历程汀题的耆同至扫掘■江苏省苏州高新区第一中学姚明站2020年版普通高中《化学课程标准》中明确指出：知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。
近几年多套高考试题中涉及有关反应历程的考査,有如下常见的几种考査方向。
考向一：识别催化反应历程图侧f碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。
碱式氯化铜有多种制备方法，其中一种方法：先制得CuCl2,再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。
Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2,Fe卄对该反应有催化作用，其催化原理如图1所示。
M'的化学式为____o解析：由催化原理示意可知，Fe”对该反应有催化作用，该过程的总反应为2C u+O2 +4H+=2C u2++2H20o Cu元素的化合价升高，则M中Fe元素的化合价降低，可知M'的化学式为Fe”。
答案：Fe*备考提示：对于反应历程图的分析，最基本的是判断反应物、生成物以及催化剂。
一般情况下，催化剂在反应历程图中是以完整的循环出现，即该物质先参加反应后又生成，反应前后质量和化学性质均不变；反应物则是通过一个箭头进入整个历程的物质；生成物一般是通过一个箭头最终脱离整个历程的物质；而上一步反应的生成物又为下一步反应的反应物的是反应中间体。
考向二：应用催化反应历程图1W2co2/hcooh循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。
HCOOH催化释氢。
在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和日2,可能的反应机理如图2所示。
(1)HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成____(填化学式)。
(2)研究发现：其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是O解析：由反应历程循环图可知,HCOOH 生成HCOCT和H+分别与催化剂结合，在催化剂表面HCOCT分解生成CO2和,之后在催化剂表面和第一步产生的H+反应生成Hz，即反应历程为HCOOH= HCOO-+H+,HCOO-^CO2牛+H-, H~+H+H2牛，总反应为HCOOH co2f+见仁根据分析可知，HCOOD可以产生HCOCT和D+，所以最终产物为CO2和HD(H-与D+结合生成)，第(1)问还生成HD即氢气；HCOOK是强电解质，比HCOOH更容易产生浓度较大的HCOCT和K+，从而更快地产生KH,KH可以与水反应生成H2和KOH,生成的KOH 可以吸收分解产生的CO"从而使氢气更纯净，所以具体优点是：提高释放氢气的速率，提高释放出氢气的纯度。
微专题20催化剂与反应机理及化学反应速率图像
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第七章 化学反应速率和化学平衡
下列说法错误的是( D ) 催化剂
A．该过程的总反应为 HCOOH ===== CO2↑＋H2↑ B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低 C．该催化循环中 Fe 元素的化合价发生了变化 D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
高考总复习第1轮 化学
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第七章 化学反应速率和化学平衡
A．Pd(Ⅲ)能改变反应历程，从而改变化学反应速率
B．该历程中反应速率最快的是路径①
C．该历程中能垒(反应活化能)最大的是路径②
D．由此历程可知：CH2O*＋2H*===CHO*＋3H* ΔH＞0 解析：Pd(Ⅲ)是该反应的催化剂，催化剂能改变反应的活化能，能改变反应 历程，从而改变化学反应速率，A 正确；活化能为反应物的总能量与过渡态能量 之差，反应需要的活化能越小，反应进行的越快，反应速率越快，根据图示，路 径③的活化能最小，反应速率最快，B 错误；活化能为反应物的总能量与过渡态 能量之差，由图可以看出，过渡态 1 发生的反应活化能最大，该历程中能垒(反应 活化能)最大的是路径①，C 错误；根据图示，CH2O*＋2H*的总能量大于 CHO* ＋3H*的总能量，则该反应历程为放热反应，ΔH＜0，D 错误。
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第七章 化学反应速率和化学平衡
解析：t2 时刻改变条件，v 正、v 逆瞬间增大，可能增大压强或升高温度，但 v 逆＞v 正，说明平衡逆向移动，则 t2 时刻升高温度；t4 时刻改变条件，v 正、v 逆瞬间 减小，可能减小压强或降低温度，但 v 逆＞v 正，说明平衡逆向移动，则 t4 时刻减 小压强；t6 时刻改变条件，v 正瞬间增大、v 逆不变，平衡正向移动，则 t6 时刻增大 反应物浓度；t8 时刻改变条件，v 正、v 逆瞬间增大，二者仍相等，平衡不移动，则 t8 时刻使用了催化剂。
高三化学二轮复习 催化剂-化学反应历程 课件
4×1接力赛成绩，取决于跑到最慢的那个
IO开始没有反应后也没有，为中间产物
✖ A.I2浓度与N2O分解速率无关 ✔ B.第二步对总反应速率起决定作用 ✖ C.第二步活化能比第三步小 ✔ D.IO为反应的中间产物
4-根据基元反应的能量图，判断最大能垒和焓变 【典例】我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变 换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
6-催化剂活性与温度的关系考查
催
催化剂 活性
若温度偏低，反应速率则偏小；
化 效 率
若温度偏高，催化剂活性减弱。
【典例7】（ 2017天津） H2S 和 SO2 会对环境和人体健康带来极大的危害 ，工 业上采取多种方法减少这些有害气体的排放。生物脱 H2S 的原理为：
H2S + Fe2(SO4)3 =S + 2FeSO4 + H2SO4 4FeSO4 + 02 + 2H2SO4 =2Fe2(SO4)3 + 2H2O 硫杆菌存在时 FeSO4 被氧化的速率是无菌时的 5x105 倍 ，该菌的作用是__催__化__剂___； 若反应温度过高 ，反应速率下降 ，其原因是_催__化__剂__硫__杆__菌_因__蛋__白__质__变__性__而_失__去__了__催__化__性__能；
✖ D．此图中逆反应的热效应为ΔH=E1−E2，逆反应为吸热反应
3-考查快反应、慢反应与活化能的关系；中间产物和决速步骤
【典例】N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环
境保护有重要意义。碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：
第一步 I2(g)―→2I(g) (快反应)
催化剂、活化能和反应历程
2020高考热点训练活化能与催化剂机理一、活化能和有效碰撞理论1.有效碰撞：使分子间发生化学反应的碰撞。
2.有效碰撞的条件：发生碰撞的分子具有足够的能量（活化分子）；有合适的取向。
特别提醒：不是所有的活化分子之间的碰撞是有效碰撞。
3.活化分子：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子。
4.活化能：活化能是指化学反应中，由反应物分子到达活化分子所需的最小能量。
即活化分子高出反应物分子平均能量的部分。
如图：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1-E2＝ΔH。
结论：5.活化能对反应速率的影响化学反应速率方程是由实验测定的。
例如aA+bB=cC的速率公式可表示为：v=kc m（A）c n（B），式中k为反应速率常数，瑞典的阿伦尼乌斯创立了化学反应速率常数经验公式k=Ae-Ea/RT，由次可以得出以下结论：（1）活化能Ea的高低对反应速率的影响极大。
催化剂通过降低活化能而影响到速率常数，进而影响反应速率。
（2）活化能越低，单位体积活化分子数越多，单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越快。
（3）k值的大小与浓度无关，浓度的大小能影响化学反应速率的大小，但对速率常数没有影响。
（4）k值随温度升高而增大，这与平衡常数不同，速率常数对温度非常敏感，每升高10度，速率会增加2-4倍。
（5）速率方程是由实验测定的经验方程，不一定和反应计量系数呈对应关系。
（6）多步反应中，决定总反应速率的是慢反应（决速步骤），其反应物浓度影响总反应的速率。
二、催化剂1.催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒。
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
特别提醒：催化剂同等程度的改变正、逆反应速率。
2.催化机理：（1）催化剂通过参与化学反应，改变反应历程，降低反应的活化能（能垒），提高活化分子百分数，增加单位体积内有效碰撞次数，从而加快反应速率。
如图：（2）催化剂参与反应的形式：①均相催化（催化剂和反应物同为气体或液体）时，通常催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间态即活化络合物。
2020届高三化学平衡图像说理题型——图像中活化能分析
2020届高三总复习专题——化学平衡图像说理题（图像中活化能分析）【化工生产适宜条件选择的一般原则】条件原则从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制【经典训练】1、[2018·全国卷II·节选] 反应中催化剂话性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表：积碳反应：CH4(g)= C(s)+2H2(g)消碳反应：CO2(g)+ C(s)= 2CO(g)ΔH/(kJ·mol−1) 75 172活化能/(kJ·mol−1) 催化剂X 33 91 催化剂Y 43 72由上表判断，催化剂X Y(填“优于”或“劣于”)，理由是2、[2018·江苏卷I·节选] NO x(主要指NO 和NO2)是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO x 是环境保护的重要课题。
在有氧条件下，新型催化剂M 能催化NH3与NO x 反应生成N2。
将一定比例的O2、NH3和NO x 的混合气体，匀速通入装有催化剂M 的反应器中反应(装置见图1)反应相同时间NO x 的去除率随反应温度的变化曲线如图2 所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NO x 的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是；当反应温度高于380 ℃时，NO x 的去除率迅速下降的原因可能是3、[2017·天津卷·节选] 已知：生物脱H2S 的原理：H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4硫杆菌4FeSO4＋O2＋2H2SO4 ===== 2Fe2(SO4)3＋2H2O 由图1 和图2 判断使用硫杆菌的最佳条件为，若反应温度过高，反应速率下降，其原因是4、[2016·全国卷Ⅲ·节选] 煤燃烧排放的烟气含有SO2和NO x，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。
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2020年高考化学微专题复习《反应历程图像、基元反应、催化剂和
活化能》
活化能或能垒的研究对化学发展是具有重要意义的，其意义在于动力学角度怎么分析反应速率问题，特别是目前一些比较慢的反应，如何加快，如何优化反应条件。
合成氨工业是典型的代表，目前尤其是电催化合成氨的研究层出不穷。
近来不少模拟题均考查了模拟微观反应历程的位能变化情况。
反应历程不可谓不复杂。
复杂反应过程中能垒与活化能等问题，上次介绍了活化能与速率常数、温度等关系，并附上高考真题进行了例析。
【厘清几个理论】
【活化能几个意思？】
【小结1】
【活化能大的反应，反应速率一定小吗？】
【举例说一说】
【小结2】
【在为找最高能垒发愁？】
小结3
应该不纠结为何很多图像一开始都是下降了吧。
非均相催化，往往存在固体催化剂吸附的过程等。
【近些日子比较火的能量图1】
讨论环节
全国卷1的文献似乎没找错，只是文献中暂时未找到原始数据，英文水平弱。
可能文献找错的缘故。
武汉质检的原图如下：
DFT表征的图示，更多是势能差，在过渡态出现的前后步骤，可以将爬坡理解为活化吉布斯自由能或活化能或能垒。
【近些日子比较火的能量图2】
讨论环节
武汉质检的原图如下：
启示
【厦门质检引发思考活性位点】
总结。