专题10 反应微观机理分析 速率方程及其应用（原卷版+解析版）--2025年高考化学二轮复习学案

专题10 反应微观机理分析 速率方程及其应用 目录 1 【考向一】基元反应及其反应机理分析 1 【考向二】能垒图、过渡态理论及其反应机理分析 3 【考向三】催化剂、活化能及其反应机理 7 【考向四】循环反应机理图像分析 10 【考向五】速率方程与速率常数的有关计算 13 【考向六】外界条件对速率与速率常数的影响 15 【考向七】速率常数与平衡常数的转化 17 20 【考向一】基元反应及其反应机理分析 【典例1】（24-25高三上·广东·期中）CO和N2O在Fe+作用下转化为N2和CO2，反应的能量变化及反应历程如图所示，两步基元反应：① K1，② K2。下列说法不正确的是（ ） A．该反应ΔH<0 B．两步反应中，决定总反应速率的是反应① C．升高温度，可提高N2O的平衡转化率 D．增大了活化分子百分数，加快了化学反应速率，但不改变反应的ΔH 1.基元反应： 大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，这每一步反应都叫一个基元反应 如：反应H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下： ①H＋＋H2O2H3O ②H3O＋Br－===H2O＋HOBr ③HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2 2．反应历程： 由基元反应构成的反应序列，又称反应机理。 （1）总反应：2NO+2H2N2+2H2O （2）反应历程 ①2NO+H2N2O+H2O（慢） ②2N2O2N2+O2（快） ③2H2+O22H2O（更快） （3）决速反应：在反应历程中，反应速率最慢的基元反应 （4）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率 （5）特点： a．不同的化学反应，反应历程不同。 b．同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。 c．反应历程的差别造成了化学反应速率的快慢差异。 d．对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 【变式1-1】（2024·浙江金华·三模）已知基元反应的速率符合质量作用定律，如基元反应，(k为速率常数)。卤代烃RX发生水解反应有两种历程，能量变化如下图所示，下列说法不正确的是（ ） A．若RX的水解速率，则反应按历程1进行 B．调节NaOH浓度，观察分层现象消失的用时变化，可确定RX的水解历程 C．相同条件下，按反应历程2，碘代烷水解速率要快于氯代烷 D．取水解液，加溶液，根据沉淀颜色可判断卤代烃RX中的卤素原子 【变式1-2】（24-25高三上·河南·阶段练习）反应在不同催化剂作用下的反应历程如图所示，它们都分两个基元反应进行且反应中各物质的化学计量数均为1。下列叙述错误的是（ ） A．不同催化剂不改变反应的焓变 B．能垒：①<③，②>④ C．四个基元反应的都小于0 D．其他条件相同，反应相同时间(未达平衡)： 【考向二】能垒图、过渡态理论及其反应机理分析 【典例2】（2024·甘肃·卷）甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是（ ） A． B．步骤2逆向反应的 C．步骤1的反应比步骤2快 D．该过程实现了甲烷的氧化 1.过渡态理论 过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能，再转化成生成物。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。 2.基元反应过渡状态理论 (1)基元反应过渡状态理论认为，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 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　过渡态　　 　产物 (2)过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。如：一溴甲烷与NaOH溶液反应的历程可以表示为： CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH 反应物　　 过渡态　　 　 产物 3.多步反应的活化能及与速率的关系 (1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经 ... ...