《2024年步步高大一轮复习讲义高中化学人教版》

4. [2021·福建,12(4)①②]$NaNO_{2}$溶液和$NH_{4}Cl$溶液可发生反应：$NaNO_{2}+NH_{4}Cl\xlongequal{\triangle}N_{2}\uparrow+NaCl + 2H_{2}O$。为探究反应速率与$c(NaNO_{2})$的关系，利用如图装置(夹持仪器略去)进行实验。

实验步骤：往A中加入一定体积$(V)$的$2.0mol\cdot L^{-1}NaNO_{2}$溶液、$2.0mol\cdot L^{-1}NH_{4}Cl$溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入$1.0mol\cdot L^{-1}$醋酸，当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体，用秒表测量收集$1.0molN_{2}$所需的时间，重复多次取平均值$(t)$。回答下列问题：
每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如表所示。
①$V_{1}=$_______，$V_{3}=$_______。
②该反应的速率方程为$v = k\cdot c^{m}(NaNO_{2})\cdot c(NH_{4}Cl)\cdot c(H^{+})$，$k$为反应速率常数。利用实验数据计算得$m=$_______（填整数）。

答案： ①4.0　6.0　②2

(1)大多数化学反应都是分几步完成的，其中的______________都称为基元反应。
(2)基元反应速率方程
对于基元反应$aA + bB = gG + hH$，其速率方程可写为$v = k\cdot c^{a}(A)\cdot c^{b}(B)$(其中$k$称为速率常数，恒温下，$k$不因反应物浓度的改变而变化)，这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。

答案： 每一步反应

2. 反应机理
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。
例如$H_{2}(g)+I_{2}(g)=2HI(g)$，它的反应历程有如下两步基元反应：
①$I_{2}=I\cdot + I\cdot$(快)
②$H_{2}+2I\cdot =2HI$(慢)
其中慢反应为整个反应的决速步骤。

答案：

3. 过渡态理论
(1)化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能的过渡态，处于过渡态的分子叫做活化络合物。活化络合物是一种高能量的不稳定的反应物原子组合体，它能较快地分解为新的能量较低的较稳定的生成物。
(2)活化能($E_{a}$)是处在过渡态的活化络合物分子平均能量与反应物分子平均能量的差值。

答案：

[应用举例]
对于反应$NO_{2}+CO = NO + CO_{2}$，$CO$和$NO_{2}$先形成活化络合物$[O - N\cdots O\cdots C - O]$，原有的$N\cdots O$键部分地破裂，新的$C\cdots O$键部分地形成，最后旧键完全破裂，新键形成，转变为生成物分子。
(i)反应过程可表示为
$O - N - O + C - O\rightleftharpoons O - N\cdots O\cdots C - O\rightarrow N - O + O - C - O$
(ii)反应过程能量图

图示释义
(1)______表示正反应的活化能；
(2)______表示逆反应的活化能；
(3)反应的焓变$\Delta H =$____________；
(4)一般来说，$E_{a}$越____，反应速率越快，反应越易进行。

答案：
(1)$E_{a1}$
(2)$E_{a2}$
(3)$E_{a1}-E_{a2}$
(4)小