2025版高考化學(xué)全程一輪復(fù)習(xí)第41講反應(yīng)歷程與化學(xué)反應(yīng)速率課件

第41講反應(yīng)歷程與化學(xué)反應(yīng)速率1.了解基元反應(yīng)、過渡態(tài)理論，了解速率方程和速率常數(shù)。2．掌握多因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的分析方法。考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)一基元反應(yīng)過渡態(tài)理論1.基元反應(yīng)(1)概念：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的，其中的每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。(2)速率方程：對(duì)于基元反應(yīng)aA＋bB===gG＋hH，其速率方程可寫為v＝____________(其中k稱為速率常數(shù)，恒溫下，k不因反應(yīng)物濃度的改變而變化)。k·ca(A)·cb(B)2．過渡態(tài)理論如圖所示是兩步完成的化學(xué)反應(yīng)，分析并回答下列問題。(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物為A、B，中間體為C，生成物為D。(2)由A、B生成C的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，由C生成D的反應(yīng)為____熱反應(yīng)，總反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)第一步為____(填“快”或“慢”，下同)反應(yīng)，第二步為____反應(yīng)，決定總反應(yīng)快慢的是慢反應(yīng)。放慢快

EaEa1(2)活化能與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系①加入催化劑后，兩步基元反應(yīng)的活化能Ea1和Ea2均小于原反應(yīng)的活化能Ea，因此反應(yīng)速率加快。②兩步基元反應(yīng)由于Ea1>Ea2，第1步反應(yīng)是慢反應(yīng)，決定整個(gè)反應(yīng)的快慢?！窘炭笺暯印康淅齕2023·全國(guó)甲卷，28(3)]MO＋分別與CH4、CD4反應(yīng)，體系的能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如下圖所示(兩者歷程相似，圖中以CH4示例)。(ⅰ)步驟Ⅰ和Ⅱ中涉及氫原子成鍵變化的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則MO＋與CD4反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線________(填“c”或“d”)。(ⅲ)MO＋與CH2D2反應(yīng)，氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD________CHD2OH(填“＞”“＜”或“＝”)。若MO＋與CHD3反應(yīng)，生成的氘代甲醇有________種。Ⅰc＜2解析：(ⅰ)步驟Ⅰ涉及的是碳?xì)滏I的斷裂和氫氧鍵的形成，步驟Ⅱ中涉及碳氧鍵形成，所以符合題意的是步驟Ⅰ；(ⅱ)直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則此時(shí)正反應(yīng)活化能會(huì)增大，根據(jù)圖示可知，MO＋與CD4反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線c；(ⅲ)MO＋與CH2D2反應(yīng)時(shí)，因直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量會(huì)下降，則氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD＜CHD2OH；根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知，若MO＋與CHD3反應(yīng)，生成的氘代甲醇可能為CHD2OD和CD3OH，共2種。【對(duì)點(diǎn)演練】考向一反應(yīng)機(jī)理——快反應(yīng)與慢反應(yīng)1．已知反應(yīng)：2NO(g)＋Br2(g)?2NOBr(g)

ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)，其反應(yīng)機(jī)理如下：①NO(g)＋Br2(g)?NOBr2(g)快②NO(g)＋NOBr2(g)?2NOBr(g)慢下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(

)A．該反應(yīng)的速率主要取決于①的快慢B．NOBr2是該反應(yīng)的催化劑C．正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小akJ·mol－1D.增大Br2(g)濃度能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率答案：C解析：反應(yīng)速率主要取決于慢的一步，所以該反應(yīng)的速率主要取決于②的快慢，故A錯(cuò)誤；NOBr2是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物，不是該反應(yīng)的催化劑，故B錯(cuò)誤；由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，說明反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，所以正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能小akJ·mol－1，故C正確；增大Br2(g)濃度，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，但單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)目增多，所以能加快反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤。2．據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，某反應(yīng)的反應(yīng)歷程如圖所示：

答案：A

答案：D考向二速率常數(shù)與速率方程4．工業(yè)上利用CH4(混有CO和H2)與水蒸氣在一定條件下制取H2，原理為CH4(g)＋H2O(g)?CO(g)＋3H2(g)，該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率表達(dá)式為v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，k為速率常數(shù)，在某溫度下測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：由上述數(shù)據(jù)可得該溫度下，c2＝________，該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率常數(shù)k＝________L3·mol－3·min－1。CO濃度/(mol·L－1)H2濃度/(mol·L－1)逆反應(yīng)速率/(mol·L－1·min－1)0.1c18.0c2c116.0c20.156.750.21.0×1045．300℃時(shí)，2NO(g)＋Cl2(g)?2ClNO(g)的正反應(yīng)速率表達(dá)式為v正＝k·cn(ClNO)，測(cè)得正反應(yīng)速率和濃度的關(guān)系如下表：n＝________；k＝____________________。序號(hào)c(ClNO)/(mol·L－1)v正/(mol·L－1·s－1)①0.303.60×10－9②0.601.44×10－8③0.903.24×10－824.0×10－8L·mol－1·s－1

6．已知2N2O5(g)?2N2O4(g)＋O2(g)，起始時(shí)N2O5(g)為35.8kPa，分解的反應(yīng)速率v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62min時(shí)，測(cè)得體系中pO2＝2.9kPa，則此時(shí)的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。30.06.0×10－2解析：

2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)起始/kPa35.8

0

0變化/kPa2.9×22.9×2

2.962min時(shí)/kPa30.05.8

2.9v＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1?？键c(diǎn)二考點(diǎn)二反應(yīng)歷程圖像分析1.常考影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑的活性、接觸面積、原電池原理、副反應(yīng)等。2．隨著時(shí)間的推移，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小。3．絕大多數(shù)催化劑都有活性溫度范圍，溫度太低時(shí)，催化劑的活性太小，反應(yīng)速率太慢；隨溫度升高，反應(yīng)速率逐漸增大，物質(zhì)轉(zhuǎn)化率增大，溫度過高又會(huì)破壞催化劑的活性。4．速率圖像分析的一般方法(1)看清關(guān)鍵點(diǎn)：起點(diǎn)、終點(diǎn)和變化點(diǎn)。(2)看清變化趨勢(shì)。(3)綜合分析反應(yīng)原理，如有的反應(yīng)放熱造成溫度升高，反應(yīng)速率加快；有的反應(yīng)生成的金屬與原金屬形成原電池，反應(yīng)速率加快；有的反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢；有的反應(yīng)生成物中有催化劑，反應(yīng)速率加快；有的反應(yīng)溫度過高，造成催化劑失去活性，反應(yīng)速率減慢等。

答案：(ⅱ)在化學(xué)反應(yīng)中，最大的能壘為速率控制步驟，而斷開化學(xué)鍵的步驟都屬于能壘，由于N≡N的鍵能比H—H鍵的大很多，因此，在上述反應(yīng)機(jī)理中，速率控制步驟為(ⅱ)

d解析：為了提高催化劑的綜合性能，科學(xué)家對(duì)催化劑進(jìn)行了改良，從圖中可以看出標(biāo)號(hào)為d的催化劑V-K-Cs-Ce對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率最好，產(chǎn)率最佳，故答案選d?！緦?duì)點(diǎn)演練】考向一濃度與溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．把在空氣中久置的鋁片5.0g投入盛有500mL0.5mol·L－1鹽酸的燒杯中，該鋁片與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率v與反應(yīng)時(shí)間t可用如圖的坐標(biāo)曲線來表示?；卮鹣铝袉栴}：(1)O→a段不生成氫氣的原因是___________________________________________________________。(2)b→c段生成氫氣的速率增加較快的主要原因可能是____________________________________________________________。(3)t＞c時(shí)生成氫氣的速率降低的主要原因是________________________________________。鋁的表面有一層致密的Al2O3薄膜，能與H＋反應(yīng)得到鹽和水，無氫氣放出反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快(或反應(yīng)產(chǎn)生的鋁離子是該反應(yīng)的催化劑)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中氫離子的濃度逐漸降低考向二溫度與選擇性的雙重影響2．汽車排氣管裝有三元催化劑裝置，在催化劑表面通過發(fā)生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反應(yīng)機(jī)理如下[Pt(s)表示催化劑，右上角帶“*”表示吸附狀態(tài)]：Ⅰ.NO＋Pt(s)===NO*Ⅱ.CO＋Pt(s)===CO*Ⅲ.NO*===N*＋O*Ⅳ.CO*＋O*===CO2＋Pt(s)Ⅴ.N*＋

N*===N2＋Pt(s)Ⅵ.NO*＋N*===N2O＋Pt(s)經(jīng)測(cè)定汽車尾氣中反應(yīng)物濃度及生成物濃度隨溫度T變化關(guān)系如圖1和圖2所示。(1)圖1中溫度從Ta升至Tb的過程中，反應(yīng)物濃度急劇減小的主要原因是____________________________________。(2)圖2中T2

℃時(shí)反應(yīng)Ⅴ的活化能________(填“<”“>”或“＝”)反應(yīng)Ⅵ的活化能；T3

℃時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為________(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。溫度升高，催化劑活性增強(qiáng)，反應(yīng)速率加快>Ⅳ解析：(1)由圖1可知，溫度升高，反應(yīng)物的消耗量增大，說明催化劑的活性增強(qiáng)，反應(yīng)速率加快。(2)由圖2可知，T2

℃時(shí)，N2的濃度小于N2O的濃度，說明反應(yīng)Ⅴ的反應(yīng)速率小于反應(yīng)Ⅵ的反應(yīng)速率，則反應(yīng)Ⅴ的活化能大于反應(yīng)Ⅵ的活化能；T3

℃時(shí)，生成物二氧化碳的濃度最大，說明發(fā)生的主要反應(yīng)為反應(yīng)Ⅳ。3．NOx（主要指NO和NO2）是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)（裝置見圖1）。反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖2所示，在50～250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是________________________________________________