第2章 微专题9 反应机理 化学反应速率的图像-【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

微专题9　反应机理　化学反应速率的图像 优化探究 第2章　化学反应的方向、限度与速率 一、反应机理 1.过渡态 (1)旧键没有完全断裂,新键没有完全形成的状态。如基元反应H2+Cl·―→HCl+H·,由Cl·与H2分子发生碰撞导致H—H键断裂、H—Cl键形成的过程中需要经历一个高能量的中间状态H…H…Cl,即为过渡态。 (2)图示过渡态及活化能: 二、有效碰撞理论 1.有效碰撞 2.活化分子 能够发生有效碰撞的分子。对于某一化学反应来说,在一定条件下,反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 3.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 三、化学反应速率的图像 1.化学反应速率图像的基本类型 图像类型 图像及其解读 速率⁃时间 图像   如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化如图所示。AB段:Zn与盐酸的反应是放热反应,使溶液的温度升高,化学反应速率逐渐增大;BC段:随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,化学反应速率逐渐减小 图像类型 图像及其解读 速率⁃ 温度 图像   其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大;其他条件一定,反应速率随着温度的降低而减小 图像类型 图像及其解读 速率⁃ 浓度 图像   其他条件一定,增大反应物X的浓度,反应速率随着浓度的增大而增大;其他条件一定,减小反应物X的浓度,反应速率随着浓度的减小而减小 图像类型 图像及其解读 速率⁃ 压强 图像   其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大;其他条件一定,减小气态反应物的压强(增大容器的容积),反应速率随着压强的减小而减小 图像类型 图像及其解读 定量 图像   定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量n(或物质的量浓度c)与反应时间t的定量关系 2.解题方法 (1)认清坐标系,明白纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理联系。 (2)看清起点,分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。 (3)抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。升高温度时,Δv(吸) >Δv(放),在速率⁃时间图像上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,还要分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。 (4)注意终点。例如在浓度⁃时间图像上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。 1.已知:分解1 mol H2O2放出98 kJ热量,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理如下: ①H2O2+I-―→H2O+IO-(慢); ②H2O2+IO-―→H2O+I-+O2↑(快)。 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A.反应速率与I-的浓度有关 B.该反应的热化学方程式为2H2O2(aq)===O2(g)+2H2O(l)　ΔH=+196 kJ/mol C.IO-是该反应的催化剂 D.v(H2O2)=v(H2O) A 慢反应决定总反应速率,可知反应速率与I-浓度有关,A正确;分解1 mol H2O2放出98 kJ热量,则该反应的热化学方程式为2H2O2(aq)===O2(g)+2H2O(l)　ΔH=-196 kJ/mol,B错误;该反应中,IO-是①反应的生成物,也是②反应的反应物,则IO-是该反应的中间产物,不是催化剂,C错误;水为纯液体,不用水表示该反应的反应速率,D错误。 2.(双选)过渡态理论认为:化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中,首先生成一种高能量的活化配合物,高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论,NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)的反应历程如下,下列有关说法正确的是(　　) A.第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞 B.活化配合物的能量越高,第一步的反应速率越慢 C.第一步反应需要吸收能量 D.该反应的反应速率主要取决于第二步反应 答案:BC 活化分子之间的碰撞不一定能发生反应,不一定是有效碰撞,故A项错误;活化配合物的能量越高,单位体积内的活化分子数目越少,有效碰撞的几率越小,第一步的反应速率越慢,故B项正确;反应物需要吸收能量形成高能量的活化配合物,故C项正确;反应速率主要取决于慢反应的速率,故D项错误。 3.合成氨反应N2(g)+H2(g)⥫⥬NH3(g)　ΔH的反应机理如图所示,图中“吸”表示各气态物质在催化剂表面吸附。下列说法错误的是(　　) A.该反应的ΔH=-46 kJ·mol-1 B.该反应机理中最大活化能为79 kJ· mol-1 C.升高温度,该反应过渡态的能量会增大 D.该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量 答案:C ΔH与始态和终态有关,与反应过程无关,ΔH=反应产物的总能量-反应物的总能量,由图可知,ΔH=-46 kJ·mol-1,故A项正确;该反应机理中的活化能即为每一步骤的过渡态的能量减去该步骤的反应物的平均能量,由图可知,生成过渡态2步骤的活化能最高,为79 kJ·mol-1,故B项正确;该反应过渡态的能量不会随着温度的改变而改变,故C项错误;依据能量图像分析可知,反应物的总能量高于反应产物的总能量,故D项正确。 4.观察图像,判断下列说法不正确的是(　　) A.图甲中,曲线Ⅱ表示反应时加入了催化剂 B.加入催化剂,增大了单位体积内活化分子的数目,使得单位时间内有效碰撞的次数增多 C.图乙中HI分子发生了有效碰撞 D.HI溶液和NaOH溶液的反应的活化能接近于零 答案:C 催化剂可降低反应所需的活化能,则曲线Ⅱ表示反应使用了催化剂,A正确;加入催化剂,增大了单位体积内活化分子的数目,使得单位时间内有效碰撞的次数增多,反应速率增大,B正确;只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,由图乙可知,碰撞后没有生成新分子,即没有发生化学反应,此碰撞不是有效碰撞,C错误;酸和碱的反应可在瞬间发生,因此活化能接近于零, D正确。 5.如图所示为反应N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的反应速率v(N2)变化的图像,则横轴不可能是(　　) A.反应时间　　　　　 B.温度 C.压强 D.N2的浓度 条件不变,随着时间的推移,反应后期反应物浓度减小,氮气的反应速率会逐渐降低,直至不变达到平衡,A项符合题意。 A 6.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应Cl+3HS===3S+Cl-+3H+。已知该反应的反应速率随c(H+)的增大而增大。如图所示为用Cl在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v⁃t图: 下列说法中错误的是(　　) A.反应开始时速率增大可能是c(H+)增大所致 B.纵坐标为v(Cl-)的v⁃t曲线与图中曲线完全重合 C.图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内Cl的物质的量的减少量 D.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小 C A项,随着反应的进行,氢离子浓度逐渐增大,所以反应速率逐渐增大,正确; B项,根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,v(Cl-)=v(Cl),则纵坐标为v(Cl-)的v⁃t曲线与图中曲线完全重合,正确;C项,图中阴影部分的面积应为t1~t2时间内Cl的物质的量浓度的减少量,错误;D项,在反应的后期由于反应物浓度减小,反应速率开始降低,正确。 7.在实验Ⅰ和实验Ⅱ中,用一定体积、一定浓度的盐酸与足量的石灰石反应,并在一定的时间内测量反应放出CO2的体积。实验Ⅰ用的是块状的石灰石,实验Ⅱ用的是粉末状的石灰石。图中能正确反映这两种实验结果的图像是(　　) B 石灰石足量,实验Ⅰ和实验Ⅱ中盐酸的物质的量相同,则产生的CO2的体积相等,A、C不符合题意;固体反应物参与反应,增大反应物间接触面积,可加快反应速率,粉末状固体比块状固体的表面积大,则实验Ⅱ中反应速率比实验Ⅰ中的反应速率快,则实验Ⅱ的斜率大于实验Ⅰ,B符合题意,D不符合题意。 8.下列表格中的各种情况,可以用对应图像表示的是(　　) 答案:C 选项 反应 甲 乙 A 外形、大小相同的金属与水反应 Na K B 不同浓度的H2C2O4溶液各2 mL分别与4 mL 0.01 mol·L-1的KMnO4溶液反应 0.1 mol·L-1的 H2C2O4溶液 0.2 mol·L-1的H2C2O4溶液 C 5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液反应 热水 冷水 D 5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2 无MnO2粉末 加MnO2粉末 9. (双选)研究反应2X(g)⥫⥬Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.比较实验②④得出:升高温度,化学反应速率加快 B.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率减慢 C.若实验②③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂 D.在0~10 min内,实验②的平均反应速率v(Y)=0.04 mol·L-1·min-1 答案:BD 实验②④起始浓度相同,但温度不同,实验④反应速率较大,则可得出:升高温度,化学反应速率加快,故A正确;实验①②温度相同,但起始浓度不同,实验①浓度较大,则可得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快,故B错误;实验②③温度、起始浓度相同,实验③反应速率较大,应为加入了催化剂,故C正确;在0~10 min之间,实验②中X的浓度变化为0.2 mol·L-1,则v(Y)=v(X)=×=0.01 mol·L-1·min-1,故D错误。 $$