2024年高考化学一轮复习讲义（新人教新高考版）第8章 第45讲 化学反应速率与反应历程

第45讲化学反应速率与反应历程

［复习目标］1.了解基元反应、过渡态理论，了解速率方程和速率常数。2.掌握多因素对化学

反应速率影响的分析方法。

考点一基元反应过渡态理论

■归纳整合必各知识

1.基元反应

大多数化学反应都是分几步完成的，其中的都称为基元反应。

2.对于基元反应aA+〃B=gG+〃H,其速率方程可写为。=&d（A）/（B）（其中k称为速率常

数，恒温下，攵不因反应物浓度的改变而变化），这种关系可以表述为基元反应的化学反应速

率与反应物浓度以其化学计量数为指数的呆的乘积成正比。有时称其为质量作用定律。

3.许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完

成的更杂反应。例如H2（g）+l2（g）=2HI（g）,它的反应历程有如下两步基元反应：

①121+1（快）

②H2+2I=2HI（慢）

其中慢反应为整个反应的决速步骤。

4.过渡态理论

如图所示是两步完成的化学反应，分析并回答下列问题。

（I）该反应的反应物为，中间体为,生成物为.

⑵由A、B生成C的反应为一（填“吸”或“放"，下同）热反应，由C生成D的反应为—

热反应，总反应为热反应。

⑶第一步为—（填“快”或“慢"，下同）反应，第二步为一反应，决定总反应快慢的是

第一步反应。

■专项突破关键能力

一、反应机理---快反应与慢反应

1.甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程（“•”表示电子）：

仅卜出匕。•（慢反应）

（快反应）

@CH4+Cl•-CH3+HC1

@.CH3+CI2—^CMCl+Cl.（快反应）

④CHa+Cl•-CHQ（快反应）

已知在一个分步反应中，较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是（）

A.上述过程的总反应方程式为CH4+C12-^CH3C1+HCI

B.光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快

C.反应②〜④都是由微粒通过碰撞而发生的反应

D.反应①是释放能量的反应

2.如图是CH4与Zr形成过渡金属化合物的过程。下列说法正确的是（）

39

妙

状态

A.加入合适的催化剂待反应完成时可.增大过渡金属化合物的产率

B.Zr+CH4―<H3—Zr-H的活化能为99.20kJmo「

四'

C.整个反应的快慢由状态1前@-CHs—Zr…H的反应快慢决定

-1

D.Zr+CH4-CH—Zr•••H3A//=-39.54kJ-mol

二、速率常数与速率方程

3.工业上利用CHK混有CO和Hz）与水蒸气在一定条件下制取H2,原理为CH』g）+

H2O（g）CO（g）+3H2（g）,该反应的逆反应速率表达式为v逆=》C（CO）/（H2）,k为速率常数,

在某温度下测得实验数据如表所示:

CO浓度/(molL71)H2浓度/(molLp逆反应速率/(moLL'min')

0.1c\8.0

C2Cl16.0

C20.156.75

由上述数据可得该温度下，C2=，该反应的逆反应速率常数〃=I?.

mol3.minL

4.300℃时，2NO(g)+Cl2(g)2QN0(g)的正反应速率表达式为v#=k4ClN0),测得正

反应速率和浓度的关系如下表：

序号c(ClNO)/(molL"1)v正/(1门01.口6一1)

①0.303.60X1(r9

②0.601.44X10-8

③0.903.24X108

〃=；k=o

考点二多因素影响下的速率图像分析

■归纳整合

i.常考影响化学反应速率的因素：浓度、温度、压强、催化剂的活性、接触面积、原电池原

理、副反应等。

2.随着时间的推移，反应物浓度减小，反应速率减小。

3.绝大多数催化剂都有活性温度范围，温度太低时，催化剂的活性很小，反应速率很慢，随

温度升高，反应速率逐渐增大，物质转化率增大，温度过高乂会破坏催化剂的活性。

4.速率图像分析的一般方法

(1)看清关键点：起点、终点和变化点。

⑵看清变化趋势。

(3)综合分析反应原理，如有的反应放热造成温度升高，反应速率加快；有的反应生成的金属

与原金属形成原电池，反应速率加快；有的反应物浓度减小，反应速率减慢；有的反应生成

物中有催化剂，反应速率加快；有的反应温度过高，造成催化剂失去活性，反应速率减慢等。

■专项突破关键能力

一、温度与浓度的双重影响

1.把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL0.5mol-L-1盐酸的烧杯中，该铝片与盐酸反

真题演练明确考向

1.（2021.山东，14）蜴0标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示

l8()1HO-,8()

I

H3C-C-OCH3

IIII

为：H3C—C—OCH.OH一；H£—C—()H+CHQ-,

OHN

iao-IKOH

II

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

能量变化如图所示。已知OHo-为快速平衡，下列说法正确的是

)

能量

过渡态।

/~\过渡态2

//、t•\

/y\

/H3C-C-OCH；

1OOH\

II—

H3C—c—OCHtO

+OH-H,C—C—OH

KHQ-

反应进感

A.反应II、in为决速步

B.反应结束后，溶液中存在I8OH-

C.反应结束后，溶液中存在CH9OH

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的焰变

2.（2022•北京，14）CO2捕获和转化可减少CO?排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应

①完成之后，以N?为载气，以恒定组成的N?、CM混合气，以恒定流速通入反应器，单位

时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO?，

在催化剂上有积碳。

①

CO?

-co

H2

-CH,

下列说法小止确的是（）

A.反应①为CaO+CO2=CaCO3；CaCO5+CH4^=^CaO+2CO+2H2

B.八〜，3,〃(H2)比〃(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4些k：+2H2

C.12时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率

D.门之后，生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生

3.[2018・江苏，20(4)②]NOK主要指NO和NO?)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的

NQ,是环境保护的重要课题。在有氧条件下，新型催化剂M能催化