关于以下这个问题,你考虑过吗?

反应进度的例题(判断反应快慢的小小问题)(1)

这是2021河北理综卷中的关于选修四(旧教材)反应原理考题中(4)②中的II问题

从已知可知此题是比较电极上由二氧化碳变为CO的难易,而反应的难易在这里只需要与竞争反应氢离子变成氢分子做比较就可以了。

一个反应的完成可能要经过多个步骤,但决定反应快慢的步骤一定是能垒最高(分步反应中活化能最高的基元反应)的那一步。

现在进行对比分析:发现催化剂c作用下,二氧化碳电还原的活化能(0.68-0.22)=0.46小于氢离子电还原的活化能0.60,所以更易发生二氧化碳的电还原。

而催化剂a和b作用下,二氧化碳电还原的活化能均大于氢离子电还原的活化能。即二氧化碳电还原相对较难。

具体分析途径:在催化剂a作用下,二氧化碳电还原最高能垒是0.51,氢离子电还原的活化能是0.27,两者相差是0.24。

在催化剂b作用下,不论二氧化碳电还原,还是氢离子电还原,一开始却都是放出能量,虽后续反应中二氧化碳电还原能垒(0.68 0.08)=0.76远高于氢离子的电还原能垒0.22,但从横坐标反应历程看其变化很快,所以那就比较放出能量的差值好了。前者是-0.08,后者是-0.22,两者相差是0.16。

由于0.16<0.24,所以二氧化碳发生电还原,b比a较容易。

故二氧化碳电还原为CO由易到难顺序为c、b、a。

一孔之见,定有不妥之处,希朋友们批评指正。互相学习,共同进步。

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