2023届高三化学二轮专题复习 原理综合大题突破5　反应机理的分析课件PPT

这是一份2023届高三化学二轮专题复习 原理综合大题突破5　反应机理的分析课件PPT，共20页。PPT课件主要包含了＋H2O，H2O2-KMnO4，Fe2＋＋H2O2＋，O2在阴极表，减小体系，×10－4等内容，欢迎下载使用。

1.催化机理图形分析三部曲——吸附机理、分解机理、化学键的形成与断裂部位如：HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。
[归纳总结]①催化剂参与化学反应(质量在反应前后不变)。②反应过程中催化剂成键数目发生变化。③中间体(既不是反应物，也不是生成物)。④跟踪断键与成键的位置，吸附与解吸过程。
2.反应过程描述题的思维方法
[应用举例]1.(2022·江苏苏州高三调研)硝基苯是一种具有稳定化学性质、高毒性、难生物降解的污染物。工业上采用吸附、还原、氧化等方法可有效降解废水中的硝基苯。
(1)活性炭因为有较大的比表面积、多孔结构而具有较强的吸附能力，其物理吸附平衡建立如图1所示。活性炭处理低浓度的硝基苯废水时，当温度超过50 ℃，活性炭对硝
基苯的吸附量显著下降，原因是__________________________________________________________________________________________________。(请从平衡移动角度解释)。
活性炭吸附是放热过程，温度升高，平衡
朝着脱附的方向进行，不利于硝基苯的吸附，导致吸附量显著下降
(2)铁炭混合物中极小颗粒的炭分散在铁屑内，具有吸附作用，同时作正极材料构成原电池加快反应速率，还能防止铁屑结块。①酸性环境中，铁炭混合物处理硝基苯废水，难生物降解的硝基苯首先被还原为亚硝基苯( )，然后进一步被还原成可生物降解的苯胺，写出生成亚硝基苯的电极反应式：____________________________________________。
＋2H＋＋2e－===
②硝基苯的降解率随pH变化如图2所示。pH为4时，降解率达100%，pH为10时，降到50%左右。在碱性条件下，随着pH升高，降解率降低的原因是________________________________________________________________________
在碱性条件下，随着pH升高，Fe腐
__________________________________________________________________________。
蚀反应生成的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，覆盖
在铁屑的表面，阻碍了电子的传递，抑制了反应的进行，导致硝基苯的降解率降低
(3)研究发现，H2O2在Fe2＋、Mn2＋等离子作用下能够生成羟基自由基(HO·)。HO·具有很强的氧化作用，是氧化硝基苯的有效因子。H2O2、KMnO4作为强氧化剂，也可以与硝基苯直接发生氧化降解反应。
①相同条件下，三种氧化剂降解硝基苯的去除率如图3，则该条件下最佳的氧化剂是______________(填化学式)。②向含有Fe2＋的酸性溶液中滴加H2O2，写出生成HO·的离子方程式：____________________________________。
H＋===Fe3＋＋HO·＋H2O
③通过电激发也可以产生HO·，可能的机理如图4，产生过程可描述为___________________________________________________________________________________________________________________。
2.碳的化合物在工业上应用广泛，下面有几种碳的化合物的具体应用：(1)已知下列热化学方程式：ⅰ.CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g)===CH2ClCHClCH3(g)　ΔH1＝－133 kJ·ml－1ⅱ.CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g)===CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)　ΔH2＝－100 kJ·ml－1又已知在相同条件下，CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)==CH2ClCHClCH3(g)的正反应的活化能Ea(正)为132 kJ·ml－1，则逆反应的活化能Ea(逆)为______kJ·ml－1。
根据盖斯定律，将ⅰ－ⅱ得CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)===CH2ClCHClCH3(g)　ΔH＝－133 kJ·ml－1－(－100 kJ·ml－1)＝－33 kJ·ml－1，ΔH＝Ea(正)－Ea(逆)，则逆反应的活化能Ea(逆)为　132 kJ·ml－1＋33 kJ·ml－1＝165 kJ·ml－1。
(2)查阅资料得知，反应CH3CHO(aq)===CH4(g)＋CO(g)在含有少量I2的溶液中分两步进行：第Ⅰ步反应为CH3CHO(aq)＋I2(aq)→CH3I(l)＋HI(aq)＋CO(g)(慢反应)；第Ⅱ步为快反应。增大I2的浓度______(填“能”或“不能”)明显增大总反应的平均反应速率，理由为______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
总反应的平均速率由慢反应决定，I2为慢反应的反应物，增
大I2的浓度，慢反应的反应速率增大，则总反应的反应速率增大(或根据总反应可知I2为该反应的催化剂，增大I2的浓度，可以增大总反应的平均反应速率)
根据题意，第Ⅱ步反应＝总反应－第Ⅰ步反应，则第Ⅱ步反应为CH3I(l)＋HI(aq)===I2(aq)＋CH4(g)，总反应的平均反应速率由慢反应决定，I2为慢反应的反应物，增大I2的浓度，慢反应的反应速率增大，则总反应的反应速率增大或根据总反应和两步反应可知，I2为该反应的催化剂，增大I2的浓度，可以增大总反应的平均反应速率。
(3)用催化剂Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成乙烯的反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加_____助剂效果最好；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是_____________________________________________________________________________。
降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响
由表中数据可知，添加Na助剂时其他副反应占比大，添加Cu助剂时CO2转化率低，兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响，选择添加K助剂效果最好，不仅能提高单位时间内乙烯产量，并且其他副反应占比少，根本原因是降低反应的活化能，加快乙烯生成速率。
(4)在一密闭容器中，起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4)＝2∶1，发生反应：CH4(g)＋2H2S(g) CS2(g)＋4H2(g)。0.11 MPa时，温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示：
为提高H2S的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是_____________________________________________________________(列举一条)。N点对应温度下，该反应的Kp＝__________MPa2(Kp为以分压表示的平衡常数)。
根据图示，升高温度，CH4的物质的量分数减小，说明升高温度，平衡正移，正反应为吸热反应，ΔH＞0；为提高H2S的平衡转化率，即平衡正移，除改变温度外，还可减小体系压强、及时分离出产物、减小起始时 等；设起始加入甲烷的物质的量为3 ml，转化甲烷的物质的量为x ml，列“三段式”：　　 　　CH4(g)＋2H2S(g) CS2(g)＋4H2(g)起始/ml 3 　　　6 　　　 0 　　0变化/ml x 　　　2x 　　　 x 　　4x平衡/ml 3－x 　6－2x 　　 x 　　4x