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(共21张PPT)
高三二轮复习
利用建模
解决有关催化剂的两种图像题
基础回顾
1、催化剂是能改变反应速率而自身在反应前后化学性质和质量没有发生变化的物质。
2、催化剂通过参与化学反应，改变反应的历程，使发生反应所需要的活化能降低从而达到提高反应速率的目的，催化剂不改变化学反应热。
3、使用催化剂同等程度地改变正逆反应速率，但不影响平衡转化率和平衡的移动。
历年高考纵览：
二、构建模型一　能量历程图
例一：某反应过程的能量变化如图所示，a为无催化剂情况，b为使用催化剂情况。请填写下列空白。
（1）由图可知，在催化剂作用下，该反应分为 步完成。
（2）用E0、E1、E2、E峰1、E峰2填写下列关系式。
Ea1=
Ea2=
△H=
基元反应：在反应中直接转化为产物的反应，又称为简单反应。
两
波峰个数=（基元）反应个数
Ea(活化能)=E波峰-E反应物
模型构建一
能量——历程图
波峰个数
生成物(或中间产物)与反应物的能量差
波峰(过渡态能量)与前一波谷(中间产物或反应物)的能量差
判断活化能Ea大小，反应快慢及反应决速步骤
判断反应热(焓变)
判断基元反应数量
构建模型，突破难点
大气臭氧层的分解反应为：O3+O=2O2 △H，已知在某催化剂存在下O3分解的催化机理以此为：
①O3+Cl=ClO+O2 △H1
②ClO+O=Cl+O2 △H2
其过程中能量变化如右图所示，下列有关叙述正确的是（ ）
A、ClO是该反应的催化剂
B、 △H1 >0;△H2>0; △H<0
C、第二步反应活化能比第一步高
D、反应①为慢反应，决定了整个反应的反应速率
D
跟踪练习
H2O2+IO-=H2O+O2+I-
解析：
利用上述构建的模型方法，从第1问中可以了解到，反应应该有两个基元反应，即反应甲和反应乙，所以会存在两个波峰。从第2问中所给信息可知，甲的活化能高于乙的活化能，即波峰为左高右低，且波谷能量高于反应物2H2O2的能量。
例二：NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气脱氮技术：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H<0。密闭容器中，在相同时间内，无催化剂作用下脱氮速率随温度变化如图所示：
（1）据图可知，在相同时间内300℃前，温度升高脱氮率逐渐增大，其可能原因是（ ）
300℃之后，温度升高脱氮率又逐渐减小，其可能原因是（ ）
三、构建模型二　T－α图像
解析：300℃前反应未达到平衡，脱氮率决定于反应速率。温度越高，反应速率越快，相同时间内消耗的NO越多，所以脱氮率增大。大于等于300℃达到平衡，因为反应放热，随温度的升高，平衡转化率降低，所以脱氮率下降。
(2)现若使用催化剂进行该实验（不考虑温度对催化剂活性的影响），请在图中画出催化剂作用下的脱氮率随温度变化曲线。
应用2 在密闭容器中充入5molCO和4molNO，发生反应2NO+2CO=N2+2CO2 ΔH=-746.5kJ·mol-1。某研究小组为探究催化剂对CO、NO转化的影响，将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率（即NO的转化率），结果如图所示。
ａ点　　　　（填是或者不是）对应温度下的平衡脱氮率，说明其理由。
模型构建二
最高点
曲线下降：温度上升，催化剂活性降低；其他副反应；最高点是活性最高点
曲线下降：T升高，平衡逆移，放热反应，平衡影响转化率，最高点不一定是活性最高点
是平衡点
非平衡点
BD
AB
四、催化剂的选择性
催化剂具有选择性，某种催化剂对某一反应可能是活性很强的催化剂，但对其他反应不一定具有催化作用。根据这一特性，可以通过选择催化剂来调控反应，从而提高生产效率。
催化剂的催化能力一般叫做催化活性，那么催化剂的催化活性一般与什么因素有关？
催化剂一般都存在活性最强的温度范围，这个温度范围叫做催化剂的活性温度。工业上在选择某反应的温度时，首先应考虑催化剂的活性温度，以便最大限度地发挥催化剂的作用。例如五氧化二钒的活性温度为420~550℃，这是选择二氧化硫催化氧化反应的适宜温度的主要依据。在475℃，上述反应用催化剂时的反应速率比不用催化剂时提高了一亿六千万倍。
此外，有些物质的存在会使催化剂明显失效，这种现象称为催化剂中毒。
【从理论到化工生产】
归纳小结
本节总结：
关于催化剂图像（表）应用在高考中的考查形式主要有以下两种：
1、以能量——历程图考查催化剂与活化能、反应热、基元反应个数与快慢的关系。
考察方式：画图及图像分析
解题策略：建模一
归纳小结
2、以转化率——温度图的形式来考查催化剂活性、选择性、催化剂与化学平衡、化学反应速率的关系。
考查方式：图像分析
解题策略：建模二
解题思路—— 认真审题，分析图像
判断类型，应用建模
催化剂的研究前景和应用现状
在现代化学工业中，催化剂的应用十分普遍。就近年来化学工业生产与技术的发展趋势而言，催化剂往往成为技术改造和更新的关键，有关这方面的研究成果多次获得诺贝尔奖。在生命现象中也存在着大量的催化作用。
如今，“催化”已成为一门科学，人们对催化反应历程和催化剂作用机理的认识已达到分子和原子水平，催化剂的研发已经从偶然经验性时期，经过现在有目的的经验性过渡时期，开始进入设计时期。但催化科学仍是一门实验科学，最终还是要通过实验验证催化剂实用性和有效性。

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