2.3.1 化学反应历程与化学反应速率-【优化探究】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步导学案配套课件 鲁科版（2019）双选

第3节　化学反应的速率 第1课时　化学反应历程与化学反应速率 优化探究 第2章　化学反应的方向、限度与速率 [课程标准要求]　1.知道化学反应是有历程的,认识基元反应。2.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。 任务一　化学反应是有历程的 任务二　化学反应速率 课时作业　巩固提升 任务一　化学反应是有历程的 氢气和氧气的混合气体在点燃或有催化剂存在的条件下,可以发生爆炸式反应生成液态水。实际上,这个化学反应大约要经历12步反应才能完成,主要的四步反应如下: H2 2H· H·+O2―→·OH+O· O·+H2―→·OH+H· ·OH+H2―→H2O+H· 1.基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的,其中的每一步反应称为　　　　反应。  基元 2.反应历程 基元反应构成的反应序列称为　　　 　(又称反应机理)。  (1)每个基元反应的一般过程一般分为始态→过渡态→终态(可能是产物也可能是中间产物或中间体)。 反应历程 (2)基元反应的表示方法 ①能量—反应进程图像的方式 ②环形机理图的方式 在环形机理图中常常涉及反应物、产物、中间产物、催化剂等概念,其中进入环中,始终没出来的是　　　　,没有进入环中,但在某一个位置出来的是　　 　　,一开始进入环中,后来又出来的是　　　　,在上一个反应中出现,下一个反应中又反应掉的是　　　 　。  反应物 反应产物 催化剂 中间产物 3.复杂反应和简单反应 (1)复杂反应:由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。 (2)简单反应:由反应物一步直接转化为反应产物的,其总反应就是基元反应,这类反应又称为简单反应,如:H++OH-===H2O。 特别提醒　平常所写的化学方程式是总反应的化学方程式,它只能表示出最初的反应物和最终的反应产物以及它们之间的化学计量关系。 1.同一化学反应,不同条件下,可能有不同的反应历程。(　　) 2.若一个化学反应分多步完成,总反应的快慢由基元反应中最慢的一步决定。(　　) 3.H++OH- === H2O既是基元反应又是总反应。(　　) 4.过渡态就是反应过程中的中间产物。(　　) √ √ √ × 1.造成化学反应速率千差万别的原因是什么? 提示:因为反应历程由反应物的结构和反应条件决定,而反应历程是由诸多基元反应组成的,其中速率最慢的基元反应决定总反应的速率快慢。由于物质的结构不同,外界条件不同,所以造成化学反应的速率千差万别。 2.利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除废气中的NO和NO2,生成两种无毒物质,其反应历程如图所示: (1)X是　　 　　。  (2)上述历程的总反应为 　 。  (3)由反应历程可知,[(NH4)(HNO2)]+是该反应的　　　　　　。  N2、H2O 2NH3+NO+NO22N2+3H2O 中间产物 1.化学反应是有历程的,下列有关叙述错误的是(　　) A.所有的化学反应都由多个基元反应构成 B.化学反应不同,反应历程就不相同 C.反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程 D.由多个基元反应构成的化学反应中,其速率快慢取决于反应历程中的慢反应 A 某些反应是由多个基元反应构成的而还有一些反应其本身就是1个基元反应,A错误;每个化学反应都有自己独特的反应历程,反应历程互不相同, B正确;反应物的结构和反应条件共同决定该反应的反应历程,C正确;慢反应由于反应时间较长,决定着由多个基元反应构成的化学反应的反应时间的快慢,D正确。 2.(2024·四川宜宾高二检测)已知碘化氢分解吸热,分以下两步完成: 2HI(g)―→H2(g)+2I·(g);2I·(g)―→I2(g),下列图像最符合上述反应历程的是(　　) A 碘原子结合形成碘分子是化学键形成的过程,属于放热过程,由碘化氢分解吸热可知,碘化氢分解生成氢气和碘原子的反应为吸热反应,则符合第一步吸热、第二步放热、总反应吸热的图示为图A,故选A。 3.(2024·山东枣庄高二检测)合成氨反应历程和能量变化如图所示(*R表示微粒处于吸附状态)。 下列说法错误的是(　　) A.决定总反应速率的反应历程为*N +3*H =*NH3 B.反应历程中的最低能垒(活化能)为90 kJ·mol-1 C.升高温度,该反应历程中基元反应的速率加快 D.N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1 B 反应的活化能越大,反应速率越慢,总反应速率取决于慢反应,由图可知,过渡态Ⅱ的活化能最大,则决定总反应速率的反应历程为*N +3*H =*NH3,故A正确;由图可知,反应历程中的最低能垒(90+34) kJ·mol-1=124 kJ·mol-1,故B错误;升高温度,反应物的能量增大,活化分子和活化分子百分数增大,有效碰撞的次数增大,反应历程中基元反应的速率加快,故C正确;由图可知,合成氨反应的反应热ΔH =(100+308) kJ·mol-1-500 kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1,反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1,故D正确。 任务二　化学反应速率 1.化学反应速率的概念 (1)表示方法:对于反应体系体积不变的化学反应aA+bB===dD+eE,可以用单位时间内某物质　　　　(或质量、物质的量等)的　　 　(取绝对值)来表示该物质的化学反应速率。  (2)定义式:v(A)=　　　　　　,v表示反应速率(取正值),其常用单位为 　 、 　　　　　　　　　　。  浓度 改变量 mol·L-1·s-1 mol·L-1·min-1 (3)与化学计量数间的关系 对于反应体系体积不变的化学反应aA+bB===dD+eE,v=　　　　·= 　　　　·=　　　　·=　　　　·。  特别提醒　对于一个化学反应来说,无论用哪一种物质表示,化学反应速率都相同。 2.化学反应速率的计算 (1)化学反应速率的计算公式 v=或v=或…… (2)化学反应速率的计算方法——“三段式”法 ①计算步骤:写出化学方程式,列出各反应物和生成物的起始量、转化量、某时刻量,再根据变化量之比等于化学计量数之比,列出关系式进行计算。 ②计算模式: 反应　　　　　　　　　 mA　+　nB　===　pC 起始浓度/(mol·L-1) a b c 转化浓度/(mol·L-1) x t时刻浓度/(mol·L-1) a-x b- c+ v(A)= mol·L-1·min-1; v(B)= mol·L-1·min-1; v(C)= mol·L-1·min-1。 特别提醒　(1)反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻); (2)生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)。 3.化学反应速率的测定 通过准确而快速地测定反应物或反应产物　　　　的变化来确定化学反应速率。常用的测定化学反应速率的物理方法有　　　　、　　　　、 　　　　等。  浓度 量气法 比色法 电导法 1.可逆反应的正反应速率,必须用单位时间内反应物浓度的改变量来表 示。(　　) 2.化学反应速率越大,化学反应的现象越明显。(　　) 3.同一化学反应,相同条件下用不同物质浓度表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。(　　) × × √ 截取三根打磨过的镁条,称重,再让它们分别与20 mL浓度不同的过量盐酸反应,记录镁条完全消失所用的时间t,所得结果见表:   一组 二组 三组 盐酸的浓度/mol·L-1 2.0 1.5 1.0 盐酸的体积/mL 20 20 20 镁条的质量/g 0.12 0.12 0.12   一组 二组 三组 镁条的物质的量/mol 0.005 0.005 0.005 时间/s t1 t2 t3 v(Mg)/g·s-1       v(Mg)/mol·s-1       (1)以第三组数据为例,分析计算用HCl、MgCl2表示的化学反应速率: ①v(HCl)=　　　 　;  ②v(MgCl2)=　　 　　;  ③上述①、②两数据不同的原因是   　 。  mol·L-1·s-1 mol·L-1·s-1 化学方程式中HCl、MgCl2的系数不同 (2)比较t1、t2、t3的大小顺序依次为　　 　　;用HCl表示的化学反应速率,三组数据由大到小的顺序是　　　　 　　　　。  t3>t2>t1 v(一组)>v(二组)>v(三组) 计算反应速率时可以用单位时间内物质浓度的变化、物质的量的变化计算,也可以用体积的变化、压强的变化等进行计算,但务必注意单位与所选物理量的一致性。如用单位时间(如1 s)内浓度的改变计算反应速率,则单位应是mol·L-1·s-1,但如用单位时间(如1 s)内气体压强的改变,则单位就是kPa·s-1。　 1. (双选)在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)⥫⥬2C(g)+xD(g),5 s时,生成了2 mol C,经测定D的浓度为0.5 mol·L-1,下列判断正确的是(　　) A.x=1 B.5 s内C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·s-1 C.此时A的浓度为0.75 mol·L-1 D.5 s内B的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1 BC 5 s时,n(D)=0.5 mol·L-1×4 L=2 mol。在相同时间内生成C和D的物质的量相等,因此x=2,A错误; 　　　　 　 3A(g)+B(g)⥫⥬2C(g)+2D(g) 开始/mol　 　6　 　5　　 　0　　0 转化/mol　 　3　 　1　 　　2　　2 5 s时/mol　　3　 　4　 　　2　　2 v(C)===0.1 mol·L-1·s-1,B正确;5 s时,c(A)==0.75 mol·L-1,C正确; v(B)===0.05 mol·L-1·s-1,D错误。 2.(2024·浙江绍兴高二检测)甲基叔丁基醚(MTBE)是一种性能优良的高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂,工业上用异丁烯(IB)与甲醇在催化剂作用下合成MTBE:CH3OH(g)+IB(g)⥫⥬MTBE(g)。向恒温恒容容器中按物质的量之比为1∶1充入甲醇和异丁烯,在温度分别为368 K与398 K时异丁烯的转化率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是( ) A.若容器内起始总压为p0Pa,则M点时用分压变化表示的v(IB)=0.01 Pa·min-1 B.A、M、B三点中,逆反应速率最大的点是A C.维持T2不变,再向该容器中充入1 mol MTBE,达到新平衡时MTBE的百分含量增大 D.反应MTBE(g)⥫⥬CH3OH(g)+IB(g)的ΔH>0 答案:A 容器内起始总压为p0 Pa,则异丁烯的分压为0.5p0 Pa,M点时异丁烯的转化率为60%,则转化的异丁烯的分压为0.5p0 Pa×60%=0.3p0 Pa,M点时用分压变化表示的v(IB)==0.005p0 Pa·min-1,故A错误;随着反应进行,正反应速率减小,逆反应速率增大,最终v正=v逆,达到化学平衡,A点的温度和生成物浓度都最高,则A、M、B三点中逆反应速率最大的点是A,故B正确;维持T2不变,再向该容器中充入1 mol MTBE,相当于增大压强,平衡正向进行,所以达到新平衡时MTBE的百分含量增大,故C正确;温度升高,化学反应速率增大,反应达到平衡的时间缩短,则T1>T2,根据图中信息可知,升高温度,异丁烯的转化率下降,平衡逆向移动,则该反应为放热反应,因此反应MTBE(g)⥫⥬CH3OH(g)+IB(g)的ΔH>0,故D正确。 3.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇,某实验人员向一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如表: t/s 0 500 1 000 c(H2)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.48 c(CO)/(mol·L-1) 2.50     (1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是　　　　　 　　　。  (2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是　　　　 　　　　,1 000 s时H2的转化率是　　　　。  2.96×10-3 mol·L-1·s-1 1.26×10-3 mol·L-1·s-1 50.4% 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [A组　基础落实] 题组一　化学反应历程 1.I-可以作H2O2分解反应的催化剂,催化机理: ⅰ.H2O2+ I-=== H2O + IO-; ⅱ.　　　　　　　　　　　　。  9 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 分解反应过程中能量变化如图所示,下列判断正确的是(　　) A.使用催化剂能降低反应活化能, 改变反应历程 B.反应速率与I-的浓度无关 C.反应ⅱ为H2O2+IO-===H2O+O2↑+I-, 反应ⅰ和ⅱ均为放热过程 D.该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能 9 10 A 11 12 由图可知,加入催化剂后,降低了反应活化能,改变了反应历程,故A正确;I-参与了反应,所以反应速率与I-的浓度有关,故B错误;由图可知,反应ⅰ是吸热反应,反应ⅱ是放热反应,故C错误;由图可知该反应是放热反应,所以反应物的总键能小于生成物的总键能,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 2.我国科研人员研究了在催化剂上加氢制甲醇过程中水的作用机理,其主反应历程如图所示(H2→*H+*H)。下列说法错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 A.向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的产率 B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物 C.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100% D.第③步的反应式为*H3CO+H2O―→CH3OH+*HO 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 由图可知,③步中有水参与反应,向该反应体系中加入少量的水有利于增加甲醇的产率,故A正确;根据图知,带*标记的物质在反应过程中被消耗,所以带*标记的物质是该反应历程中的中间产物,故B正确;总反应为CO2+3H2―→CH3OH+H2O,原子利用率小于100%,故C错误;由图可知,第③步的反应式为*H3CO+H2O―→CH3OH+*HO,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 3.煤的间接液化的途径之一是先将煤转化为CO和H2,之后在催化剂作用下合成CH3OH,其反应历程如图所示,吸附在催化剂表面上的物质用*标注。下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 A.煤的间接液化和氯气的液化过程中,所克服的作用力相同 B.该反应历程中的决速步骤为CO*(g)+2H2(g)===HCO*+H2(g) C.温度升高,H2的平衡转化率将升高 D.CH3OH在催化剂上的脱附或吸附是物理过程,无能量变化 答案:B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 煤的间接液化是化学反应,氯气的液化是物理变化,所克服的作用力不相同,A错误;活化能最大的步骤为决速步骤,由图可知,该步骤为CO*(g)+2H2(g)===HCO*+H2(g),B正确;由图可知,该反应为放热反应,则温度升高平衡逆向移动,H2的平衡转化率将降低,C错误;由图可知,CH3OH在催化剂上的脱附需要吸收热量,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 4.分别在催化剂a和b的催化下发生反应M(g)+R(g)⥫⥬P(g),反应历程如图所示。下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 A.在催化剂a或b的作用下,第Ⅱ步反应均为决速步骤 B.反应达到平衡时,升高温度,P的平衡浓度增大 C.低温条件有利于该反应自发进行 D.其他条件相同时,与催化剂a相比,催化剂b能使反应更快达到平衡 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 活化能最大的为决速步骤,如图可知,在催化剂a的作用下,第Ⅲ步反应为决速步骤,在催化剂b的作用下,第Ⅰ步反应为决速步骤,A错误;由图可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,P的平衡浓度减小,B错误;该反应ΔH<0,ΔS<0,故低温条件有利于该反应自发进行,C正确;其他条件相同时,催化剂a的决速步骤活化能较低,催化剂a能使反应更快达到平衡,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 题组二　化学反应速率 5.下列说法正确的是(　　) A.化学反应速率通常用反应物或生成物的质量变化来表示 B.用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比 C.化学反应速率的单位由时间单位和物质的量的单位决定 D.反应过程中,反应物浓度逐渐变小,所以用反应物表示的化学反应速率为负值 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 12 化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示,故A错误;用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,故B正确;化学反应速率单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定,故C错误;反应过程中,反应物浓度逐渐变小,用反应物或生成物浓度的变化表示的化学反应速率均为正值,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 6.对反应A+3B⥫⥬2C来说,下列反应速率最快的是(　　) A.v(A)=0.3 mol/(L·min) B.v(B)=0.6 mol/(L·min) C.v(C)=0.5 mol/(L·min) D.v(A)=0.01 mol/(L·s) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 12 以A的速率为标准判断。A项中v(A)=0.3 mol/(L·min);B项中v(A)=1/3v(B)=1÷3×0.6 mol/(L·min)=0.2 mol/(L·min);C项中v(A)=1/2v(C)=1÷2×0.5 mol/(L·min)=0.25 mol/(L·min);D项中v(A)=0.01 mol/(L·s)=0.6 mol/(L·min)。故反应速率大小顺序为D>A>C>B。即反应速率最快的是D项。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 7.某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成Z,反应2 min后,测得参加反应的X2为0.6 mol·L-1,用Y2变化表示的反应速率v(Y2)=0.1 mol·L-1·min-1,生成的c(Z)=0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式为(　　) A.X2+2Y2===2XY2　　 B.2X2+Y2===2X2Y C.3X2+Y2===2X3Y D.X2+3Y2===2XY3 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 12 用X2表示的反应速率为v(X2)==0.3 mol·L-1·min-1。用Z表示的反应速率为v(Z)==0.2 mol·L-1·min-1。根据X2、Y2和Z的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比, v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)=0.3 mol·L-1·min-1∶0.1 mol·L-1·min-1∶0.2 mol·L-1· min-1=3∶1∶2,则X2、Y2、Z2的化学计量数之比为3∶1∶2。根据原子守恒,可确定Z的化学式为X3Y。可得出反应的化学方程式为3X2+Y2===2X3Y。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 8. (双选)用纯净的CaCO3固体与100 mL稀盐酸反应制取CO2。实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积,溶液体积的变化忽略不计),下列说法中正确的是(　　) A.OE段表示的平均反应速率最大 B.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为 0.04 mol/(L·min) C.FG段化学反应速率较EF段化学反应速率小 D.OE、EF、FG三段中,用CO2表示的平均反应速率之比为2∶4∶1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 CD 11 12 OE、EF、FG三段对应所用时间相同,生成的二氧化碳体积分别为 224 mL、(672-224) mL=448 mL、(784-672) mL=112 mL,故EF段表示的平均反应速率最大,A错误;EF段,n(CO2)==0.02 mol,根据关系式:CaCO3~2HCl~CO2,则n(HCl)=2n(CO2)=0.04 mol,用盐酸表示该反应的平均反应速率为=0.4 mol/(L·min),B错误;从EF段到FG段,图像的斜率(代表化学反应速率)减小,反应速率变慢,C正确;OE、EF、FG三段中,时间相同,生成的气体的体积比等于其反应速率之比,则用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL=2∶4∶1,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 9.如图所示为800 ℃时,a、b、c三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是(　　) A.发生的反应可表示为2a(g)⥫⥬2b(g)+c(g) B.前2 min a的分解速率为0.1 mol·L-1·min-1 C.开始时,正、逆反应同时开始 D.2 min时,a、b、c的浓度之比为2∶3∶1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 12 根据题图,反应过程中a的浓度减小,b、c的浓度增大,因此a为反应物,b、c为生成物,根据浓度的变化量可以确定反应为2a(g)⥫⥬2b(g)+c(g),A项不符合题意;前2 min,v(a)==0.1 mol·L-1·min-1,B项不符合题意;开始时加入的物质只有a和b,不能进行逆反应,C项符合题意;根据题图,2 min时,a、b、c的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.1 mol·L-1, a、b、c的浓度之比为2∶3∶1,D项不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 [B组　培优训练] 10. (双选)一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,下列对该反应的推断正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 A.该反应的化学方程式为3B(g)+4C(g)⥫⥬6A(g)+2D(g) B.反应进行到1 s时,v(A)=v(D) C.反应进行到6 s时,B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1 D.反应进行到6 s时,各物质的反应速率相等 答案:AC 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 反应中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=(1.2-0) mol∶(1.0-0.4) mol∶(1.0-0.2) mol∶(0.4-0) mol=6∶3∶4∶2,所以化学方程式为3B(g)+4C(g)⥫⥬6A(g)+2D(g),A正确;由A项中化学方程式可知,A和D的化学计量数不同,所以任何时刻都不可能出现v(A)=v(D),B错误;6 s时,Δn(B)=1.0 mol-0.4 mol=0.6 mol,v(B)===0.05 mol·L-1·s-1,C正确;由A项分析可知,各物质的反应系数不同,所以反应进行到6 s时,各物质的反应速率不可能相等,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 11.化学反应速率与生产、生活密切相关。某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况),实验记录如表(累计值): 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL 100 240 464 576 620 11 12 (1)反应速率最大的时间段为　　　　(填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”) min。  (1)在0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min时间段内,产生H2的体积分别为100 mL、140 mL、224 mL、112 mL、44 mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3 min。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2~3 11 12 (2)求3~4 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应的反应速率为 　　　　　　　　　　　　(设溶液体积不变)。  (2)3~4 min内,Δn(H2)==5×10-3 mol,则Δn(HCl)=2Δn(H2)=10-2 mol,则v(HCl)==0.025 mol/(L·min)。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 0.025 mol/(L·min) 11 12 12.利用甲烷制取氢气等气体是科学家研究的热点课题。 (1)一定条件下,CH4分解反应CH4(g)===C(s)+2H2(g)的部分反应历程如图所示。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 ①该反应历程图表示　　　　 步反应,其中正反应活化能最大的步骤的反应方程式为　 　 。  (1)①由图可知,该反应经历了4步反应,其中活化能最大的反应为CH(g)+3H(g)===C(s)+4H(g); 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 4 CH(g)+3H(g)===C(s)+4H(g) 11 12 ②CH4分解反应　　　　(填字母)。  A.高温下能自发进行 B.低温下能自发进行 C.任何温度都能自发进行 D.任何温度都不能自发进行 ②由图可知,CH4分解反应为CH4(g)===C(s)+2H2(g),ΔH>0,ΔS>0,所以在高温下能自发进行,故选A。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A 11 12 (2)科学家提出以吸附性活性炭C(ads)为催化剂,利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2)。其反应历程分两步,反应历程的能量变化如图: 反应Ⅰ:CH4(g)⥫⥬C(ads)+2H2(g)　(慢反应); 反应Ⅱ:C(ads)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)　(快反应)。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 ①加入活性炭C(ads)使该反应的活化能　　　　　 (填“升高”“降低”或 “不变”)。  ②CH4与CO2制备“合成气”的反应为　　　　 (填“放热”或“吸热”)反应,其热化学方程式为_____________________________________________ 　　　　　  (ΔH用E1~E5表示),能量变化图中:E5+E1________ E4+E2(填“>”“<”或“=”)。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 降低 吸热 CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)　 ΔH=(E3-E1) kJ/mol < 11 12 (2)①吸附性活性炭C(ads)为催化剂,使该反应的活化能降低;②根据如图所示信息,反应物的总能量低于生成物的总能量,CH4与CO2制备“合成气”的反应为吸热反应,其热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)　ΔH=(E3-E1) kJ/mol,由图可知,第一步反应为慢反应,第二步反应为快反应,则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,所以E4-E1>E5-E2,所以E5+E1<E4+E2。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 $$