2022-2023學年蘇教版選擇性必修1 專題2 第一單元 微專題6 化學反應歷程與化學反應速率 學案

微專題6化學反應歷程與化學反應速率1．基元反應、過渡態(tài)理論及活化能(1)基元反應：研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)化學反應并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成，往往要經(jīng)過多個反應步驟才能實現(xiàn)。每一步反應都稱為基元反應。(2)過渡態(tài)理論：過渡態(tài)理論認為，反應物分子并不只是通過簡單碰撞直接形成產(chǎn)物，而是必須經(jīng)過一個形成活化絡合物的過渡狀態(tài)，并且達到這個過渡狀態(tài)需要一定的活化能。這與爬山類似，山的最高點便是過渡態(tài)。2．多步反應的活化能及與速率的關系(1)多步反應的活化能：反應物轉化為生成物的過程中要經(jīng)過能量較高的過渡態(tài)。過渡態(tài)的平均能量與反應物分子的平均能量的差為反應的活化能(如圖所示)。圖中表示CH4與Cl2生成CH3Cl的反應過程中各物質的能量變化，Ea1表示第一步反應的活化能，Ea2表示第二步反應的活化能，ΔH是CH4與Cl2生成CH3Cl兩步總反應的反應熱。(2)活化能和速率的關系：基元反應的活化能越大，反應物到達過渡態(tài)就越不容易，該基元反應的速率就越慢。一個化學反應的速率取決于速率最慢的基元反應。上述反應中Ea2較小，因而第二步為快反應，第一步是慢反應，它決定了CH4與Cl2生成CH3Cl的反應速率。3．催化劑對化學反應速率的影響催化劑是通過降低反應所需的活化能來增大反應速率的。如圖所示，沒有催化劑參與的反應，活化能(Ea2)較大，則反應速率較小；而有催化劑參與的反應，活化能(Ea1)較小，則反應速率較大。1．研究表明CO與N2O在Fe＋作用下發(fā)生反應的能量變化及反應歷程如圖所示，兩步反應分別為：①N2O＋Fe＋=N2＋FeO＋(慢)；②FeO＋＋CO=CO2＋Fe＋(快)。下列說法正確的是()A．反應①是氧化還原反應，反應②是非氧化還原反應B．兩步反應均為放熱反應，總反應的化學反應速率由反應②決定C．Fe＋使反應的活化能減小，F(xiàn)eO＋是中間產(chǎn)物D．若轉移1mol電子，則消耗11.2LN2O答案C解析反應②FeO＋＋CO=CO2＋Fe＋(快)，元素化合價發(fā)生變化，屬于氧化還原反應，故A項錯誤；總反應速率由反應慢的一步?jīng)Q定，即由反應①決定，故B項錯誤；Fe＋作催化劑，使反應的活化能減小，F(xiàn)eO＋是中間產(chǎn)物，故C項正確；氣體存在的條件未知，不能確定氣體的體積，故D項錯誤。2．pH>10時，CO2與OH－的反應歷程如下：①CO2＋OH－HCOeq\o\al(－,3)ΔH1(慢反應)；②HCOeq\o\al(－,3)＋OH－COeq\o\al(2－,3)＋H2OΔH2(瞬間完成)。下列說法錯誤的是()A．①的活化能大于②的活化能B．ΔH1一定大于0，ΔH2一定小于0C．總反應的焓變?yōu)棣1＋ΔH2D．總反應的速率由①決定答案B解析反應①的速率較慢，證明反應①需要的活化能大于反應②的活化能，故A正確；焓變大于零或者小于零與反應快慢無關，只與反應是吸熱或放熱有關，所以無法判斷，故B錯誤；根據(jù)蓋斯定律可知，總反應的焓變?yōu)棣1＋ΔH2，故C正確；總反應的速率由反應慢的一步?jīng)Q定，所以該反應的總反應速率由①決定，故D正確。3．(2021·安徽蕪湖單元測試)反應4HBr(g)＋O2(g)=2H2O(g)＋2Br2(g)的能量與反應歷程的關系如圖所示：下列說法錯誤的是()A．HOOBr和HOBr均是反應的中間體B．活化能最大的步驟反應為HBr(g)＋O2(g)=HOOBr(g)C．三步反應中，第一步反應的速率最慢D．用E表示鍵能，該反應的ΔH＝2E(Br—Br)＋4E(H—O)－4E(H—Br)－E(O=O)答案D解析由圖可得HOOBr和HOBr均是反應的中間體，A項正確；第一步反應的活化能最大，發(fā)生反應4HBr(g)＋O2(g)=3HBr(g)＋HOOBr(g)，簡化為HBr(g)＋O2(g)=HOOBr(g)，B項正確；第一步反應的活化能最大，反應速率最慢，C項正確；ΔH＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能，D項錯誤。4．(2021·湖南模擬)活潑自由基與氧氣的反應一直是關注的熱點。HNO自由基與O2反應過程的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A．該反應為吸熱反應B．產(chǎn)物的穩(wěn)定性：P1>P2C．該過程中最大正反應的活化能E正＝186.19kJ·mol－1D．相同條件下，由中間產(chǎn)物Z轉化為產(chǎn)物的速率：v(P1)<v(P2)答案C解析根據(jù)圖像可知，此反應的反應物的總能量大于生成物的總能量，故此反應是放熱反應，故A錯誤；物質的能量越高越不穩(wěn)定，根據(jù)圖像可知，產(chǎn)物P1的能量高于產(chǎn)物P2的能量，故產(chǎn)物的穩(wěn)定性：P1<P2，故B錯誤；最大的正反應的活化能出現(xiàn)在由中間產(chǎn)物Z到過渡態(tài)Ⅳ時，即最大正反應的活化能E正＝－18.92kJ·mol－1－(