资源简介

(共24张PPT)
教材“源”题3
化学反应(历程)机理分析
化学反应速率与限度
命题点一　以反应机理图为原型，考查基元反应、活化能与反应历程等
2．(鲁科版选择性必修1)
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基元反应。例如，H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。
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。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。因此，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。
3．(苏教版选择性必修1)
许多化学反应的过程较为复杂，反应物往往不是一步转化为生成物的。化学家用最简单的化学反应模型来说明反应发生的过程。反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应，称为基元反应。
许多反应的化学方程式看似简单，却不是基元反应，而是经过两个或多个步骤完成的复杂反应。
复杂反应中的速率控制步骤往往决定了该反应的速率。如2NO＋O2===2NO2不是基元反应。根据实验现象，化学家提出了由三步构成的反应模型：
①2NO===N2O2(快)
②N2O2===2NO(快)
③N2O2＋O2===2NO2(慢)
其中，第一步反应的产物N2O2是第二、第三步的反应物。依据反应模型的理论计算表明，慢反应③是决定整个反应速率的关键步骤。
4．(人教版选择性必修1)
5．(鲁科版选择性必修1)
6．(苏教版选择性必修1)
高考题中涉及的反应历程或反应机理图像一般来自实际科学研究的成果，揭示的是化学反应的本质，考查反应历程、基元反应、机理图像等，是近年高考的命题热点，试题的重点在于从陌生的图像中提取解题信息。
A　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
√
B　[由题图可知，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g) Y(g)的反应速率大于Y(g) Z(g)的反应速率，则反应X(g) Y(g)的活化能小于反应Y(g) Z(g)的活化能。A．已知ΔH1<0，ΔH2<0，而图像显示Y的能量高于X，即图像显示X(g) Y(g)为吸热反应，A项不符合题意；B．图像显示ΔH1<0，ΔH2<0，且X(g) Y(g)的活化能小于Y(g) Z(g)的活化能，B项符合题意；C．图像显示ΔH1<0，ΔH2<0，但图像上X(g) Y(g)的活化能大于Y(g) Z(g)的活化能，C项不符合题意；D．图像显示X(g) Y(g)和Y(g) Z(g)的ΔH都大于0，且X(g) Y(g)的活化能大于Y(g) Z(g)的活化能，D项不符合题意；选B。]
回答下列问题：
图示历程包含________个基元反应，其中速率最慢的是第____个。
[解析]　由题给反应历程图可知，该历程中包含3个基元反应，其中第3个基元反应的活化能最大，故第3个基元反应的速率最慢。
3
3
1．(人教版选择性必修1)
在等温条件下，对于一个已达到化学平衡的反应，当改变反应物或生成物的浓度时，根据浓度商与平衡常数的小关系，可以判断化学平衡移动的方向。
命题点二　以化工生产或沉淀溶解平衡图像为原型，考查浓度商与反应方向
当 Q ＝ K时，可逆反应处于平衡状态；
当 Q ＜K 时，化学平衡向正反应方向移动，直至达到新的平衡状态；
当 Q ＞K 时，化学平衡向逆反应方向移动，直至达到新的平衡状态。
在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。
2．(鲁科版选择性必修1)
吸热反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)，在2 000 ℃时K＝6.2×10-4。
2 000 ℃时，向10 L 密闭容器中充入2.9×10-3 mol NO、2.5×10-1 mol N2和4.0×10-2 mol O2，通过计算回答下列问题。
(1)此反应的初始状态是否为化学平衡状态？
(2)若非化学平衡状态，反应将向哪个方向进行以达到化学平衡状态？
3．(苏教版选择性必修1)
已知800 ℃时，化学反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)达到平衡，K＝1。试推断在下列情况下该平衡移动的方向，填写表2－11。
表2－11　化学平衡移动的方向
序号 平衡移动的方向
1 0.3 0.5 0.4 0.4
2 1.0 0.3 0.5 0.6
3 0.8 1.6 0.7 1.7
高考对浓度商的考查主要有两个考点：一是用Q与K的相对大小判断化学反应是否达到平衡状态；二是用Q与K的相对大小判断化学平衡是否发生移动。
√
√
C　[反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的v-t关系，曲线②表示的是逆反应的v-t关系，故A正确；t2时，正、逆反应速率相等，体系处于平衡状态，故B正确；反应进行到t1时，反应正向进行，故Q＜K，故C错误；催化剂能降低反应的活化能，使反应的v1、v2都增大，故D正确。]1．(人教版选择性必修1)
研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就 能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。例如，2HI===H2＋I2 实际上是经过下列两步反应完成的：
2HI―→H2＋2I　2I―→I2
每一步反应都称为基元反应，这两个先后进行的基元反应反映了2HI===H2 ＋ I2 的反应历程。反应历程又称反应机理。
2．(鲁科版选择性必修1)
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基元反应。例如，H＋O2―→OH＋O即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。
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。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。因此，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。
3．(苏教版选择性必修1)
许多化学反应的过程较为复杂，反应物往往不是一步转化为生成物的。化学家用最简单的化学反应模型来说明反应发生的过程。反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应，称为基元反应。
许多反应的化学方程式看似简单，却不是基元反应，而是经过两个或多个步骤完成的复杂反应。
复杂反应中的速率控制步骤往往决定了该反应的速率。如2NO＋O2===2NO2不是基元反应。根据实验现象，化学家提出了由三步构成的反应模型：
①2NO===N2O2(快)
②N2O2===2NO(快)
③N2O2＋O2===2NO2(慢)
其中，第一步反应的产物N2O2是第二、第三步的反应物。依据反应模型的理论计算表明，慢反应③是决定整个反应速率的关键步骤。
4．(人教版选择性必修1)
5．(鲁科版选择性必修1)
6．(苏教版选择性必修1)
高考题中涉及的反应历程或反应机理图像一般来自实际科学研究的成果，揭示的是化学反应的本质，考查反应历程、基元反应、机理图像等，是近年高考的命题热点，试题的重点在于从陌生的图像中提取解题信息。
1．(2024安徽卷，T10)某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g) Y(g)(ΔH1<0)，Y(g) Z(g)(ΔH2<0)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是(　　)
A　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
2．(2023湖北卷，T19节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如下：
回答下列问题：
图示历程包含________个基元反应，其中速率最慢的是第________个。
命题点二　以化工生产或沉淀溶解平衡图像为原型，考查浓度商与反应方向
1．(人教版选择性必修1)
在等温条件下，对于一个已达到化学平衡的反应，当改变反应物或生成物的浓度时，根据浓度商与平衡常数的小关系，可以判断化学平衡移动的方向。
当 Q ＝ K时，可逆反应处于平衡状态；
当 Q＜K 时，化学平衡向正反应方向移动，直至达到新的平衡状态；
当 Q＞K 时，化学平衡向逆反应方向移动，直至达到新的平衡状态。
在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。
2．(鲁科版选择性必修1)
吸热反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)，在2 000 ℃时K＝6.2×10-4。2 000 ℃时，向10 L 密闭容器中充入2.9×10-3 mol NO、2.5×10-1 mol N2和4.0×10-2 mol O2，通过计算回答下列问题。
(1)此反应的初始状态是否为化学平衡状态？
(2)若非化学平衡状态，反应将向哪个方向进行以达到化学平衡状态？
3．(苏教版选择性必修1)
已知800 ℃时，化学反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)达到平衡，K＝1。试推断在下列情况下该平衡移动的方向，填写表2－11。
表2－11　化学平衡移动的方向
序号 CO/(mol· H2O/(mol· CO2/(mol· H2/(mol· 平衡移动的方向
1 0.3 0.5 0.4 0.4
2 1.0 0.3 0.5 0.6
3 0.8 1.6 0.7 1.7
高考对浓度商的考查主要有两个考点：一是用Q与K的相对大小判断化学反应是否达到平衡状态；二是用Q与K的相对大小判断化学平衡是否发生移动。
1．(2023全国乙卷，T13)一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀
B．b点时，c(Cl－)＝，Ksp(AgCl)＝Ksp(Ag2CrO4)
C． 的平衡常数K＝107.9
D．向NaCl、Na2CrO4均为0.1 molL-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀
2．(2023海南卷，T13改编)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3(g) C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．曲线②表示的是逆反应的v-t关系
B．t2时刻体系处于平衡状态
C．反应进行到t1时，Q>K(Q为浓度商)
D．催化剂存在时，v1、v2都增大
21世纪教育网(www.21cnjy.com)1．(人教版选择性必修1)
研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就 能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。例如，2HI===H2＋I2 实际上是经过下列两步反应完成的：
2HI―→H2＋2I　2I―→I2
每一步反应都称为基元反应，这两个先后进行的基元反应反映了2HI===H2 ＋ I2 的反应历程。反应历程又称反应机理。
2．(鲁科版选择性必修1)
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基元反应。例如，H＋O2―→OH＋O即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。
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。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。因此，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。
3．(苏教版选择性必修1)
许多化学反应的过程较为复杂，反应物往往不是一步转化为生成物的。化学家用最简单的化学反应模型来说明反应发生的过程。反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应，称为基元反应。
许多反应的化学方程式看似简单，却不是基元反应，而是经过两个或多个步骤完成的复杂反应。
复杂反应中的速率控制步骤往往决定了该反应的速率。如2NO＋O2===2NO2不是基元反应。根据实验现象，化学家提出了由三步构成的反应模型：
①2NO===N2O2(快)
②N2O2===2NO(快)
③N2O2＋O2===2NO2(慢)
其中，第一步反应的产物N2O2是第二、第三步的反应物。依据反应模型的理论计算表明，慢反应③是决定整个反应速率的关键步骤。
4．(人教版选择性必修1)
5．(鲁科版选择性必修1)
6．(苏教版选择性必修1)
高考题中涉及的反应历程或反应机理图像一般来自实际科学研究的成果，揭示的是化学反应的本质，考查反应历程、基元反应、机理图像等，是近年高考的命题热点，试题的重点在于从陌生的图像中提取解题信息。
1．(2024安徽卷，T10)某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g) Y(g)(ΔH1<0)，Y(g) Z(g)(ΔH2<0)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是(　　)
A　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
B　[由题图可知，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g) Y(g)的反应速率大于Y(g) Z(g)的反应速率，则反应X(g) Y(g)的活化能小于反应Y(g) Z(g)的活化能。A．已知ΔH1<0，ΔH2<0，而图像显示Y的能量高于X，即图像显示X(g) Y(g)为吸热反应，A项不符合题意；B．图像显示ΔH1<0，ΔH2<0，且X(g) Y(g)的活化能小于Y(g) Z(g)的活化能，B项符合题意；C．图像显示ΔH1<0，ΔH2<0，但图像上X(g) Y(g)的活化能大于Y(g) Z(g)的活化能，C项不符合题意；D．图像显示X(g) Y(g)和Y(g) Z(g)的ΔH都大于0，且X(g) Y(g)的活化能大于Y(g) Z(g)的活化能，D项不符合题意；选B。]
2．(2023湖北卷，T19节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如下：
回答下列问题：
图示历程包含________个基元反应，其中速率最慢的是第________个。
[解析]　由题给反应历程图可知，该历程中包含3个基元反应，其中第3个基元反应的活化能最大，故第3个基元反应的速率最慢。
[答案]　3　3　
命题点二　以化工生产或沉淀溶解平衡图像为原型，考查浓度商与反应方向
1．(人教版选择性必修1)
在等温条件下，对于一个已达到化学平衡的反应，当改变反应物或生成物的浓度时，根据浓度商与平衡常数的小关系，可以判断化学平衡移动的方向。
当 Q ＝ K时，可逆反应处于平衡状态；
当 Q＜K 时，化学平衡向正反应方向移动，直至达到新的平衡状态；
当 Q＞K 时，化学平衡向逆反应方向移动，直至达到新的平衡状态。
在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。
2．(鲁科版选择性必修1)
吸热反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)，在2 000 ℃时K＝6.2×10-4。2 000 ℃时，向10 L 密闭容器中充入2.9×10-3 mol NO、2.5×10-1 mol N2和4.0×10-2 mol O2，通过计算回答下列问题。
(1)此反应的初始状态是否为化学平衡状态？
(2)若非化学平衡状态，反应将向哪个方向进行以达到化学平衡状态？
3．(苏教版选择性必修1)
已知800 ℃时，化学反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)达到平衡，K＝1。试推断在下列情况下该平衡移动的方向，填写表2－11。
表2－11　化学平衡移动的方向
序号 CO/(mol· H2O/(mol· CO2/(mol· H2/(mol· 平衡移动的方向
1 0.3 0.5 0.4 0.4
2 1.0 0.3 0.5 0.6
3 0.8 1.6 0.7 1.7
高考对浓度商的考查主要有两个考点：一是用Q与K的相对大小判断化学反应是否达到平衡状态；二是用Q与K的相对大小判断化学平衡是否发生移动。
1．(2023全国乙卷，T13)一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀
B．b点时，c(Cl－)＝，Ksp(AgCl)＝Ksp(Ag2CrO4)
C． 的平衡常数K＝107.9
D．向NaCl、Na2CrO4均为0.1 molL-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀
C　[根据图像，由(1.7，5)可得到Ksp(Ag2CrO4)＝＝(1×10-5)2×1×10-1.7＝10-11.7，由(4.8，5)可得到Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)c(Cl－)＝1×10-5×1×10-4.8＝10-9.8，据此数据计算各选项结果。a点在沉淀溶解平衡曲线的上方，a点对应的Ag＋浓度小于达到沉淀溶解平衡时Cl－(或)浓度所对应的饱和溶液中Ag＋浓度，a点条件下两种沉淀均不能生成，A错误；Ksp为难溶物的溶度积，是一种平衡常数，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，根据分析可知，二者的溶度积不相同，B错误；该反应的平衡常数表达式为K＝，将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K＝＝＝＝＝1×107.9，C正确；向NaCl、Na2CrO4均为0.1 molL-1的混合溶液中滴加AgNO3，开始沉淀时所需要的c(Ag＋)分别为10-8.8 molL-1和10-5.35 molL-1，所以先产生AgCl沉淀，D错误。]
2．(2023海南卷，T13改编)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3(g) C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．曲线②表示的是逆反应的v-t关系
B．t2时刻体系处于平衡状态
C．反应进行到t1时，Q>K(Q为浓度商)
D．催化剂存在时，v1、v2都增大
C　[反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的v-t关系，曲线②表示的是逆反应的v-t关系，故A正确；t2时，正、逆反应速率相等，体系处于平衡状态，故B正确；反应进行到t1时，反应正向进行，故Q＜K，故C错误；催化剂能降低反应的活化能，使反应的v1、v2都增大，故D正确。]
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑