2025届高三化学一轮复习 化学反应速率及过渡态理论 课件

人教版一轮复习 第七章 化学反应速率与化学平衡 第1讲 化学反应速率及影响因素 一、化学反应速率 各物质的化学反应速率之比＝化学计量数之比 vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q 1.化学反应速率 一、化学反应速率 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率 注意： ①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同 一、化学反应速率 2.化学反应速率大小的比较方法 ①归一法 按照化学计量数关系换算为同一物质、同一单位表示，再比较数值大小 ②比值法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。 如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比较 与 ，若 > ，则用A表示的化学反应速率比用B表示的大 一、化学反应速率 2.化学反应速率大小的比较方法 例：反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)＝0.45 mol/(L·min) ②v(B)＝0.6 mol/(L·s) ③v(C)＝0.4 mol/(L·s) ④v(D)＝0.45 mol/(L·s) 反应速率的大小关系为____________________(填序号)。 ④＞③＝②＞① 一、化学反应速率 3.应用“三段式”计算化学反应速率 专项训练 t/s 0 500 s 1 000 s c(H2)(mol/L) 5.00 3.52 2.48 c(CO)(mol/L) 2.50     例：(2024·湖南长郡质检)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，某实验人员在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下： (1)在500 s内用H2表示的化学反应速率________________。 (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__________。 (3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________mol/L。 2.96×10－3 mol/(L·s) 1.26×10－3 mol/(L·s) 50.4%　 0.74 易错辨析 1．由 计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值(　×　) 2．化学反应速率一般指的是瞬时速率，可以用固体物质来表示(　×　) 3．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1，是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　×　) 4．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显(　×　) 5．同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大(　×　) 专项训练 1．一定温度下反应：4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol·L－1，对此反应速率的表示正确的是( 　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．分别用B、C、D表示反应速率，其比值是1∶2∶3 C．在2 min末的反应速率，用B表示为0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内用B和C表示的瞬时速率的值都是逐渐减小的 D 专项训练 2．在新型RuO2催化剂作用下，使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下表： t/min 0 2 4 6 8 n(Cl2)/(10－3 mol) 0 1.8 3.7 5.4 7.2 在2～6 min内，以HCl的物质的量变化表示的反应速率为____________mol·min－1。 1.8×10－3 专项训练 3．工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中的部分数据见下表： 反应时间/min SO2(g) /mol O2(g) /mol SO3(g) /mol 0 4 2 0 5     1.5 10 2     15   1   若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝________________kPa·min－1 二、影响化学反应速率的因素 1.内因 反应物本身的性质是主要因素 如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al 2.外因 专项训练 1．(2024·江西抚州质检)少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L－1的稀盐酸反应，反应速率太慢，为了加快此反应速率而不改变H2的量，可以使用如下方法中的(　　) ①由铁粉换铁块　 ②加NaNO3固体　 ③将0.01 mol·L－1稀盐酸换成98%的硫酸溶液　 ④加CH3COONa固体　 ⑤加NaCl溶液　 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液　 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)　 ⑧改用100 mL 0.1 mol·L－1盐酸 A．③⑤ B．①③ C．⑥⑦ D．⑦⑧ D 专项训练 2．为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是( 　　) A．pH越小，氧化率越小 B．温度越高，氧化率越小 C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率 D 专项训练 3．实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，有关说法错误的是( 　　) 实验编号 温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 ① 25 4 mL 0.01 mol·L－1 2 mL 0.1 mol·L－1 ② 25 4 mL 0.01 mol·L－1 2 mL 0.2 mol·L－1 ③ 50 4 mL 0.01 mol·L－1 2 mL 0.1 mol·L－1 A．实验中要记录溶液褪色所需时间 B．实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响 C．实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响 D．起始向①中加入MnSO4固体，不影响反应速率 D 专项训练 5．已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)： 编号 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min Ⅰ 2 2 0 20 2.1 Ⅱ V1 2 1 20 5.5 Ⅲ V2 2 0 50 0.5 下列说法不正确的是(　　 ) A．V1＝1，V2＝2 B．设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响 C．实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束 D．实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1 C 人教版一轮复习 第七章 化学反应速率与化学平衡 第2讲 有效碰撞理论及过渡态理论 一、有效碰撞理论 1.有效碰撞 能够发生化学反应的碰撞为有效碰撞 发生碰撞的分子具有足够的能量 有效碰撞必须具备两个条件 碰撞时要有合适的取向 2.活化分子 有足够的能量，能够发生有效碰撞的分子叫活化分子 一、有效碰撞理论 3.活化能 ①定义：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，叫做反应的活化能 E1表示反应的活化能 E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量 E1-E2表示反应热 ②意义：活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度 活化能越小，反应越容易发生 一、有效碰撞理论 ③影响因素 催化剂可以降低反应的活化能 ①催化剂只改变活化能，但不能改变焓变ΔH ②对于可逆反应，催化剂可同时改变正、逆反应的活化能，且改变的幅度一样。所以催化剂对正、逆反应速率的影响一样 ③催化剂因为影响速率，所以可以改变可逆反应达到平衡的时间，但不能改变平衡产率 ④催化剂在反应前后本身的质量和化学性质不变 一、有效碰撞理论 4.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 条件改变 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度 ______  ______    ______   ______   ______  增大压强 ______   ______   ______   ______   ______   升高温度 ______   ______   ______   ______   ______   加催化剂 ______   ______   ______   ______   ______   增加 增加 不变 增加 增大 增加 增加 不变 增加 增大 不变 增加 增加 增加 增大 不变 增加 增加 增加 增大 一、有效碰撞理论 例：一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。 (1)缩小体积使压强增大：________，原因是___________________________________ _____________________________________________________________________________。 (2)恒容充入N2：________。 (3)恒容充入He：________，原因是_________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (4)恒压充入He：________。 增大 增大 单位体积内，活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多 不变 单位体积内活化分子数不变 减小 二、过渡态理论 由反应物只经一步就转化成生成物的反应，称为基元反应。大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步都是一个基元反应 1.基元反应 H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ①I2I＋I ②H2＋2I===2HI 基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)，基元反应的总和称为总反应 若总反应只有一步，则基元反应就是总反应，这类反应又称为简单反应 若总反应有多步，则每一步为一个基元反应，由几个基元反应组成的总反应也称为复杂反应 2.反应历程 二、过渡态理论 3.过渡态 基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态这个状态称为过渡态 过渡态是一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的状态 物质进行多步反应时，介于两个过渡态之间的物质称为中间产物 4.中间产物 一、有效碰撞理论 5.决速步反应（慢反应） (1)定义：在多步反应中，决定总反应速率 (2)特征：在多步反应中，决速步反应的活化能最大，反应速率最慢 (1)该反应的反应物为 ，中间体为 ，生成物为 。 (2)由A、B生成C的反应为 (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。 (3)第一步为 (填“快”或“慢”，下同)反应，第二步为 反应，决定总反应快慢的是第 步反应。 A、B C D 吸 放 放 慢 快 一 专项训练 1．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 下列有关该反应的说法正确的是(　 　) A．该反应的速率主要取决于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 C 专项训练 2．(2024·1月九省联考贵州卷)叔丁基溴可与硝酸银在醇溶液中反应： 反应分步进行： ①(CH3)3C－Br→[(CH3)3C－Br]→(CH3)3C＋＋Br－ 下图是该反应能量变化图。下列说法正确的是(　　 ) A．选用催化剂可改变反应ΔH的大小 B．图中Ⅰ对应的物质是[(CH3)3C－ONO2] C．其他条件不变时， 的浓度越高，总反应速率越快 D．其他条件不变时，(CH3)3C－Br的浓度是总反应速率的决定因素 D 专项训练 3．(2024·龙岩模拟)一定温度下，在恒容反应器中发生反应CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)，化学反应速率v＝kcm(CO)cn(NO2)(k为化学反应速率常数，其数值与温度有关)。实验测得该温度下反应物浓度与化学反应速率的关系如下表所示： 根据表中的测定结果，下列结论不正确的是(　　 ) A．表中x的值为3.3×10－4 B．化学反应速率v＝2.2c(CO)c(NO2) C．升高温度，各物质浓度不变，化学反应速率不变 D．催化剂可能对k影响较大 C 专项训练 4．300 ℃时，2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正＝k·cn(ClNO)，测得正反应速率和浓度的关系如下表： n＝__________________；k＝__________________________。 2 4.0×10－8 L·mol－1·s－1 $$