第44讲化学反应机理-2025年高考化学总复习(人教版)配套课件

根据 A 项计算，参加反应②的 M 所占的比例为00..122050×100%＝62.5%， 故如果反应能进行到底，反应结束时 62.5%的 M 转化为 Z，C 项正确； 由 C 项分析知，反应②的速率较大，所以反应①的活化能比反应②的 活化能大，D 项正确。
命题方式2 速率常数 3．瑞典化学家阿伦尼乌斯的化学反应速率经验定律为k＝ (k为速率常 数，k正、k逆为正、逆速率常数，A、R为常数，Ea为活化能，T 为绝对 温度，e为自然对数底数，约为 2k正增大，k逆变小 B．其他条件不变，使用催化剂，k正、k逆同倍数增大
min
时间段内，Y
的平均反应速率
v(Y)
＝
Δc(Y) Δt
＝
0.075 30
mol·L-1 min
＝
2.5×10-3 mol·L-1·min-1，A 项错误；由 v＝ΔΔct可得 Δc＝v·Δt，且 v1＝ k1c2(M)，v2＝k2c2(M)，则 Y、Z 的浓度变化之比 Δc(Y)∶Δc(Z)＝v1∶v2 ＝k1∶k2，所以反应开始后，Y、Z 的浓度之比保持不变，B 项正确；
c(H2)/ (mol·L-1) 0.1 0.1 0.2 0.4 0.2
c(Br2)/ (mol·L-1) 0.1 0.4 0.4 0.1 0.1
c(HBr)/ (mol·L-1) 2 2 2 4 c
反应速率 v 8v 16v 2v 4v
根据表中的测定结果，下列结论错误的是( B ) A．表中c的值为1 B．α、β、γ的值分别为1、2、－1 C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大 D．在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)的浓度，会使反 应速率降低
5．在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大 压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增 大，完成下列问题(填序号)： (1)降低反应活化能的是___④_____。 (2)增加活化分子百分数的是___②__④___。 (3) 未 改 变 活 化 分 子 百 分 数 ， 但 增 加 了 单 位 体 积 内 分 子 总 数 的 是 __①__③____。 (4)增加单位体积内活化分子数的是__①__②__③__④___。
2．室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个 反应：①M＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z。反应①的速率可表示为v1 ＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反 应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是 ()
A．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-3 mol·L-1·min-1 B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变 C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z D．反应①的活化能比反应②的活化能大 答案：A
由图像可知，0～30 min 时间段内，M 的浓度变化为(0.500－0.300)
mol·L-1＝0.200 mol·L-1，Z 的浓度变化为 0.125 mol·L-1，即反应②中 M
的浓度变化为 0.125 mol·L-1，故反应①中 M 的浓度变化为(0.200－0.125)
mol·L-1＝0.075 mol·L-1，即 Y 的浓度变化为 0.075 mol·L-1，所以 0～30
2．阿伦尼乌斯经验公式：k＝
或 lnkk12＝ERaT12－T11。
其中的 A 为比例系数(与反应物的接触面积有关)，e 为自然对数的底，
R 为理想气体常数，Ea 为活化能。公式中的 k 为反应速率常数，表示 单位浓度下的化学反应速率。它具备以下特点：
(1)与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。温
下列有关该反应的说法正确的是( C ) A．该反应的速率主要取决于反应①的快慢 B．NOBr2是该反应的催化剂 C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1 D．增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率
反应速率主要取决于慢反应，所以该反应的速率主要取决于反应②的快 慢，故A错误；NOBr2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化 剂，故B错误；由于该反应为放热反应，说明反应物的总能量高于生成 物的总能量，所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1，故C 正确；增大Br2的浓度，活化分子百分数不变，但单位体积内的活化分 子数目增多，所以能加快反应速率，故D错误。
命题方式2 碰撞理论
4．下列说法正确的是( B )
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子有时也能发生有
效碰撞 ③升高温度会加快反应速率，原因是分子吸收能量，增加了活
化分子的百分数 ④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是活化分子
百分数不变，单位体积内分子总数增加 ⑤使用催化剂能提高反应速
率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞次数增多 ⑥化学反应实质
提升关键能力 应对命题方式
命题方式1 反应机理 1．(2023·东莞调研)已知反应：2NO(g)＋Br2(g)⥫⥬2NOBr(g) ΔH＝－a kJ·mol-1(a＞0)，其反应机理如下： ①NO(g)＋Br2(g)⥫⥬NOBr2(g) 快； ②NO(g)＋NOBr2(g)⥫⥬2NOBr(g) 慢。
是活化分子的碰撞
A．①②⑤
B．③④
C．③④⑥ D．②③④
碰撞不一定为有效碰撞，活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应，还 与其分子取向有关，①错误；普通分子不具有反应所需的能量，即不能 发生有效碰撞，②错误；升高温度，提供了分子需要的能量，活化分子 百分数增大，则增加了活化分子的有效碰撞次数，反应速率加快，③正 确；增大反应物浓度，单位体积内分子总数增加，活化分子数目增大， 单位体积内有效碰撞的次数增多，反应速率加快，④正确；使用催化 剂，降低分子所需的能量，使有效碰撞频率增大，反应速率加快，⑤错 误；活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应，活化分子有合适的取向 时才发生有效碰撞，即发生了化学变化，⑥错误。
3．有效碰撞理论 基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生__碰__撞____，但是并不 是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。 (1)
越快
(2)活化分子：具有足够的能量发生__有__效__碰__撞____的分子。 (3)活化能：__活__化__分__子___具有的平均能量与__反__应__物__分__子__具有的平均能 量之差，为反应的活化能。活化能越小，反应速率__越__快____。 (4)反应物、生成物的能量与活化能的关系
该反应为 CO(g)＋H2O(g) =催==化==剂CO2(g)＋H2(g)，该反应为等体积反 应，温度一定时加压，化学平衡不移动，平衡转化率不变，A 正确； 从题图中可知，并不是所有分子从催化剂表面脱附的过程都是吸热的， 如 CO2*＋H2O*＋2H*转化为 CO2＋H2O*＋2H*的过程是放热的，B 错误； 从题图中可知，过渡态 TS1 的相对能量最大，此时的活化能最大，因 此反应历程中活化能最大的一步为 CO*＋2H2O*―→CO*＋H2O*＋OH* ＋H*，C 正确；该过程中 H2O 中的 O—H 断裂，同时也有 CO2 中 C===O 的形成，D 正确。
大单元四 化学反应原理 第十一章 化学反应速率与化学平衡
第44讲
化学反应机理
考点1 基元反应 化学反应历程 考点2 速率方程与速率常数 探究真题 素养提升 课时作业
考点1 基元反应 化学反应历程
掌握必备知识 筑牢应试根基
1．基元反应和复杂反应的概念 能够一步完成的反应叫基元反应，例如H·＋O2―→·OH＋O·。复杂反应 是由几个基元反应组成的反应，绝大多数化学反应都属于复杂反应。 2．反应历程及其特点 反应历程是基元反应构成的反应序列。其特点如下： (1)反应历程由反应本身的特点决定，反应不同，反应历程不同。 (2)同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。 (3)反应历程的差别造成了反应快慢的不同。
1，对于 4v＝k×(0.2)α×(0.1)β×cγ(HBr)与①式，将α＝1，β＝32，γ＝－1 代入，
解得 c＝1，故 A 项正确，B 项错误；v＝kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr)，α、β、γ 的 值分别为 1、32、－1，由于速率与 Br2(g)和 H2(g)的浓度成正比，与 HBr(g) 的浓度成反比，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，故 C 项正确；γ＝－1， 增大 HBr(g)的浓度，cγ(HBr)减小，会使反应速率降低，故 D 项正确。
催化剂能改变反应机理，加快反应速率，不能改变反应热，A错误；由 反应历程图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反 应，B正确；HCOO*＋4H*===CH3O*＋H2O的活化能最大，是该反应的 决速步骤，C正确；该反应的反应物是CO2和H2，生成物是CH3OH和 H2O，则总反应为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，D正确。
度升高，k 值通常增大。
(2)通常情况下，k 值越大，反应进行得越快。 (3)同一反应若升高相同的温度，活化能越大，k 值增大的程度越大。 (4)对于基元反应，正、逆反应的速率常数之比等于平衡常数，即 K＝ k（正） k（逆）。
3．外界条件对化学反应速率的影响
提升关键能力 应对命题方式
命题方式1 速率方程 1．一定条件下，反应H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)的速率方程为v＝ kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr)，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下：
将 c(H2) 、 c(Br2) 、 c(HBr) 和 反 应 速 率 代 入 速 率 方 程 可 以 得 到 ， ① v ＝ k×(0.1)α×(0.1)β×2γ 、 ②8v ＝ k×(0.1)α×(0.4)β×2γ 、 ③16v ＝ k×(0.2)α×(0.4)β×2γ、④2v＝k×(0.4)α×(0.1)β×4γ，解得 α＝1，β＝32，γ＝－
考点2 速率方程与速率常数
掌握必备知识 筑牢应试根基
1．速率方程：对于任意一个化学反应：aA＋bB===cC＋dD，其反应速 率方程为v＝kcm(A)cn(B)，其中的m、n、k都由实验测得，与化学方程式 中的化学计量数无关。但是对于基元反应而言，速率方程中物质浓度的 指数等于化学方程式的计量数。
2．(2023·广东统考二模)我国科学家合成了一种新型Au15/MoC材料，实 现了低温催化水煤气变换。反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面 的物质用“*”标注，TS指过渡态。下列有关说法不正确的是( )
A．温度一定时，加压无法提高平衡转化率 B．分子从催化剂表面脱附的过程都是吸热的 C．反应历程中活化能最大的一步为CO*＋2H2O*―→CO*＋H2O*＋OH* ＋H* D．该过程中有极性键的断裂和形成 答案：B
E1为_反__应__的__活__化__能___，___E_3____为使用催化剂时的活化能，___E_2____为 活化分子变成生成物分子放出的能量，____E_1_－__E_2_____为反应热。
4．用有效碰撞理论解释外界因素对反应速率的影响
[正误判断] (1)活化分子的碰撞都是有效碰撞。( × ) (2)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分数，所以反应速率增 大。( × ) (3)催化剂能降低反应所需的活化能，提高活化分子的百分数，ΔH也会 发生变化。( × )
3．(2023·河北高三专题练习)二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效 应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一。常温常压下 利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和相对能量 如图所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)，下列说法错误的 是( )
A．催化剂能改变反应机理，加快反应速率，降低反应热 B．二氧化碳选择性加氢制甲醇是放热反应 C．该反应的决速步骤为HCOO*＋4H*===CH3O*＋H2O D．总反应为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) 答案：A