2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義（新人教新高考版）第8章 第45講 化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)歷程

第45講化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)歷程

［復(fù)習(xí)目標(biāo)］1.了解基元反應(yīng)、過(guò)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)一基元反應(yīng)過(guò)渡態(tài)理論

■歸納整合必各知識(shí)

1.基元反應(yīng)

大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的，其中的都稱(chēng)為基元反應(yīng)。

2.對(duì)于基元反應(yīng)aA+〃B=gG+〃H,其速率方程可寫(xiě)為。=&d（A）/（B）（其中k稱(chēng)為速率常

數(shù)，恒溫下，攵不因反應(yīng)物濃度的改變而變化），這種關(guān)系可以表述為基元反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速

率與反應(yīng)物濃度以其化學(xué)計(jì)量數(shù)為指數(shù)的呆的乘積成正比。有時(shí)稱(chēng)其為質(zhì)量作用定律。

3.許多化學(xué)反應(yīng)，盡管其反應(yīng)方程式很簡(jiǎn)單，卻不是基元反應(yīng)，而是經(jīng)由兩個(gè)或多個(gè)步驟完

成的更雜反應(yīng)。例如H2（g）+l2（g）=2HI（g）,它的反應(yīng)歷程有如下兩步基元反應(yīng)：

①121+1（快）

②H2+2I=2HI（慢）

其中慢反應(yīng)為整個(gè)反應(yīng)的決速步驟。

4.過(guò)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(wèn)題。

（I）該反應(yīng)的反應(yīng)物為，中間體為,生成物為.

⑵由A、B生成C的反應(yīng)為一（填“吸”或“放"，下同）熱反應(yīng)，由C生成D的反應(yīng)為—

熱反應(yīng)，總反應(yīng)為熱反應(yīng)。

⑶第一步為—（填“快”或“慢"，下同）反應(yīng)，第二步為一反應(yīng)，決定總反應(yīng)快慢的是

第一步反應(yīng)。

■專(zhuān)項(xiàng)突破關(guān)鍵能力

一、反應(yīng)機(jī)理---快反應(yīng)與慢反應(yīng)

1.甲烷與氯氣在光照條件下存在如下反應(yīng)歷程（“?”表示電子）：

僅卜出匕。?（慢反應(yīng)）

（快反應(yīng)）

@CH4+Cl?-CH3+HC1

@.CH3+CI2—^CMCl+Cl.（快反應(yīng)）

④CHa+Cl?-CHQ（快反應(yīng)）

已知在一個(gè)分步反應(yīng)中，較慢的一步反應(yīng)控制總反應(yīng)的速率。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.上述過(guò)程的總反應(yīng)方程式為CH4+C12-^CH3C1+HCI

B.光照的主要作用是促進(jìn)反應(yīng)①的進(jìn)行從而使總反應(yīng)速率加快

C.反應(yīng)②?④都是由微粒通過(guò)碰撞而發(fā)生的反應(yīng)

D.反應(yīng)①是釋放能量的反應(yīng)

2.如圖是CH4與Zr形成過(guò)渡金屬化合物的過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是（）

39

妙

狀態(tài)

A.加入合適的催化劑待反應(yīng)完成時(shí)可.增大過(guò)渡金屬化合物的產(chǎn)率

B.Zr+CH4―<H3—Zr-H的活化能為99.20kJmo「

四'

C.整個(gè)反應(yīng)的快慢由狀態(tài)1前@-CHs—Zr…H的反應(yīng)快慢決定

-1

D.Zr+CH4-CH—Zr???H3A//=-39.54kJ-mol

二、速率常數(shù)與速率方程

3.工業(yè)上利用CHK混有CO和Hz）與水蒸氣在一定條件下制取H2,原理為CH』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=》C（CO）/（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:

CO濃度/(molL71)H2濃度/(molLp逆反應(yīng)速率/(moLL'min')

0.1c\8.0

C2Cl16.0

C20.156.75

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)〃=I?.

mol3.minL

4.300℃時(shí)，2NO(g)+Cl2(g)2QN0(g)的正反應(yīng)速率表達(dá)式為v#=k4ClN0),測(cè)得正

反應(yīng)速率和濃度的關(guān)系如下表：

序號(hào)c(ClNO)/(molL"1)v正/(1門(mén)01.口6一1)

①0.303.60X1(r9

②0.601.44X10-8

③0.903.24X108

〃=；k=o

考點(diǎn)二多因素影響下的速率圖像分析

■歸納整合

i.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)，催化劑的活性很小，反應(yīng)速率很慢，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(guò)高乂會(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)。

⑵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(guò)高，造成催化劑失去活性，反應(yīng)速率減慢等。

■專(zhuān)項(xiàng)突破關(guān)鍵能力

一、溫度與濃度的雙重影響

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

真題演練明確考向

1.（2021.山東，14）蜴0標(biāo)記的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中發(fā)生水解，部分反應(yīng)歷程可表示

l8()1HO-,8()

I

H3C-C-OCH3

IIII

為：H3C—C—OCH.OH一；H￡—C—()H+CHQ-,

OHN

iao-IKOH

II

H:lC-C-OCHtH^C-C-OCH.

能量變化如圖所示。已知OHo-為快速平衡，下列說(shuō)法正確的是

)

能量

過(guò)渡態(tài)?

/~\過(guò)渡態(tài)2

//、t?\

/y\

/H3C-C-OCH；

1OOH\

II—

H3C—c—OCHtO

+OH-H,C—C—OH

KHQ-

反應(yīng)進(jìn)感

A.反應(yīng)II、in為決速步

B.反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在I8OH-

C.反應(yīng)結(jié)束后，溶液中存在CH9OH

D.反應(yīng)I與反應(yīng)IV活化能的差值等于圖示總反應(yīng)的焰變

2.（2022?北京，14）CO2捕獲和轉(zhuǎn)化可減少CO?排放并實(shí)現(xiàn)資源利用，原理如圖1所示。反應(yīng)

①完成之后，以N?為載氣，以恒定組成的N?、CM混合氣，以恒定流速通入反應(yīng)器，單位

時(shí)間流出氣體各組分的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖2所示。反應(yīng)過(guò)程中始終未檢測(cè)到CO?，

在催化劑上有積碳。

①

CO?

-co

H2

-CH,

下列說(shuō)法小止確的是（）

A.反應(yīng)①為CaO+CO2=CaCO3；CaCO5+CH4^=^CaO+2CO+2H2

B.八?，3,〃(H2)比〃(CO)多，且生成H2速率不變，可能有副反應(yīng)CH4些k：+2H2

C.12時(shí)刻，副反應(yīng)生成H2的速率大于反應(yīng)②生成H2速率

D.門(mén)之后，生成CO的速率為0,是因?yàn)榉磻?yīng)②不再發(fā)生

3.[2018?江蘇，20(4)②]NOK主要指NO和NO?)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的

NQ,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