大单元6 第20讲 化学反应速率（知识点梳理+真题挑战）-【精准备考】2026年高考化学一轮复习·知识清单（新高考通用）

大单元六　化学反应速率　化学平衡 第20讲　化学反应速率 学习导航站 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1化学反应速率★★★☆☆ 考点2影响化学反应速率的因素★★★☆☆ 考点3多因素影响下的速率变化图像及溯因推理★★★☆☆ 考点4化学反应机理(历程)★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 考点1　化学反应速率★★★☆☆ 知识点1 化学反应速率 1.定义：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。 计算公式：v＝； 单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)，该速率为平均反应速率。 2.浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，固体和纯液体的浓度视为常数。 3.在同一化学反应中：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d，此处的速率为平均反应速率。 4.化学反应速率大小比较的方法 如：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，v(X)＝0.5mol/(L·s)、v(Y)＝1.2mol/(L·s)、v(Z)＝0.6mol/(L·s)。反应速率最大的是v(X)。 (1)归一法：将三种物质的速率均换算成以X表示的速率，分别为0.5mol/(L·s)、0.4mol/(L·s)、0.3mol/(L·s)，数值越大，反应速率越大，故v(X)最大。 (2)比值法：化学反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越大，由于＞＞，故v(X)最大。 知识点2 质量作用定律 1.基元反应：反应物分子一步直接转化为产物的反应。 2.对于基元反应aA(g)＋bB(g)===gG(g)＋hH(g)，其速率方程可写为v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而发生变化)。这种关系可以表述为一定温度下，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连乘积成正比(有时称其为质量作用定律)。 3.许多化学反应，尽管其化学方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。 如：H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2===2·I(快)；②H2＋2·I===2HI(慢)。其中慢反应为整个反应的决速步骤。 考点2　影响化学反应速率的因素★★★☆☆ 知识点1 内因(决定因素) 反应物本身的性质，如Na、Mg、Al与等浓度的稀硫酸发生反应，该反应的速率由大到小的顺序为Na>Mg>Al。 知识点2 外因(其他条件不变，改变一个条件) 1.浓度 (1)增大反应物浓度，反应速率增大，反之减小。 (2)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故增加(或减少)固体或纯液体的量，反应速率不变。 (3)溶液中离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，才会影响反应速率，如Zn与稀硫酸反应，加入少量Na2SO4固体，生成H2的速率不变。 2.压强 (1)对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率增大，反之减小。增大压强一般指的是缩小容器容积，增大气体反应物的浓度。 (2)对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况： ①恒温时：增大压强容积缩小浓度增大反应速率增大。 ②恒温恒容时： a.充入气体反应物反应物浓度增大反应速率增大。 b.充入稀有气体(或非反应气体)总压强增大，但反应物和产物的浓度均不变，反应速率不变。 c.恒温恒压时：充入稀有气体(或非反应气体)容积增大反应物和产物的浓度减小反应速率减小。 3.温度 不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大；降低温度，正、逆反应速率均减小。 4.催化剂 (1)一般情况下，使用催化剂，加快化学反应速率。 (2)催化剂参与反应，改变反应历程。如2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O，使用铜丝作催化剂将一步反应改变为两步反应，第一步反应为2Cu＋O22CuO，第二步反应为CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋Cu＋H2O。 (3)使用催化剂，反应速率加快的原因 ①活化能：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。 活化能越小(大)，反应速率越快(慢)。 ②加入催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率。 如图所示，使用催化剂前，E1(填“E1”“E2”或“E3”，下同)为正反应活化能，E2为逆反应活化能，使用催化剂后，正反应的活化能为E3，ΔH＝E1－E2(用E1和E2表示)。 (4)注意催化剂的活性 ①催化剂催化时需要适宜的温度，温度过低，活性低；温度升高，活性增强，但温度过高，催化剂可能失去活性。 ②有些物质的存在会使催化剂明显失效，即催化剂中毒。 5.其他因素： (1)固体颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快。 (2)一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。 (3)形成原电池，可以加快氧化还原反应的反应速率。 (4)光辐射、超声波、加快搅拌速度等也可加快某些反应的速率。 知识点3 用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 1.基本概念 (1)有效碰撞：能发生反应的碰撞。 (2)有效碰撞发生的两个条件：发生碰撞的分子具有足够高的能量；分子在一定的方向上发生碰撞。 (3)活化分子：能量较高、有可能发生有效碰撞的分子。 2.用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 条件改变 活化能 单位体积内 有效碰撞 次数 化学反应 速率 分子数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度 不变 增加 增加 不变 增加 增大 增大压强 不变 增加 增加 不变 增加 增大 升高温度 不变 不变 增加 增加 增加 增大 加催化剂 降低 不变 增加 增加 增加 增大 知识点4 控制变量法探究外界条件对反应速率的影响 探究变量 举例 备注 温度 　　　 ①确定变量：先弄清楚影响反应速率的因素有哪些(浓度、温度、压强、催化剂、固体物质的表面积等)。 ②控制变量：“定多变一”，仅要探究的因素(如催化剂)不同，其余的因素(浓度、温度、压强、固体物质的表面积等)要完全相同。 ③探究不同催化剂对反应速率的影响，加入催化剂的体积要相同，可保证加入催化剂后过氧化氢溶液的浓度相同；对照实验中加入相同体积的水也是为了保证过氧化氢溶液的浓度相同。 浓度 　　　 催化剂 ④若探究温度对反应速率的影响，则必须在水浴中将溶液加热(或降温)到所需要的温度 考点3　多因素影响下的速率变化图像及溯因推理★★★☆☆ 知识点1 反应速率加快常见原因 1.温度升高； 2.形成原电池； 3.反应生成物对反应有催化作用； 4.温度升高，催化剂活性增强； 5.反应物浓度增大、反应物接触面增大等。 知识点2 反应速率减慢常见原因 1.反应物浓度减小； 2.反应温度过高，催化剂失去活性； 3.析出的晶体或沉淀覆盖在固体表面，阻碍反应的进行； 4.竞争吸附等。 考点4　化学反应机理(历程)★★★☆☆ 知识点1 能量图 某化学反应的机理能量图如图所示。 (1)该图中发生反应：A＋B―→D，则ΔH<0(填“＞”或“＜”)。使用催化剂，反应分两步进行，第一步：A＋B―→C，为吸热(填“吸热”或“放热”)反应，活化能为E1(填“E1”或“E2”)；第二步：C―→D，为放热(填“吸热”或“放热”)反应，活化能为E2(填“E1”或“E2”)。 (2)活化能越大，反应速率越慢；一个反应的快慢取决于反应速率最慢(活化能最大)的反应。图中第一步反应比第二步反应慢；决速步骤为第一步。 (3)能量越低，物质越稳定。图中最稳定的是D(填“A＋B”“C”或“D”)。 (4)ΔH＝生成(填“生成”或“反应”，下同)物的总能量－反应物的总能量＝正(填“正”或“逆”，下同)反应活化能－逆反应的活化能。 (5)催化剂不影响ΔH、平衡移动及平衡转化率。使用催化剂能提高单位时间内反应物的转化率。 知识点2 能垒图 已知在Rh催化下，由甲酸生成CO2和H2的反应历程与相对能量关系如图所示。 (1)图中HCOOH(g)―→HCOOH*表示HCOOH(g)吸附到催化剂表面，该过程放热(填“放”或“吸”)。 (2)写出图中3个基元反应方程式： HCOOH*===HCOO*＋H*、 HCOO*＋H*===CO＋2H*、 CO＋2H*===CO2(g)＋H2(g)。 (3)图中决速步骤反应为HCOOH*===HCOO*＋H*。 (4)总反应的热化学方程式为HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－0.16NAeV/mol(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 (5)反应物相同，若发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 知识点3 循环图 (1)“入环”(“只进不出”)的物质是反应物，“出环”(“只出不进”)的物质是生成物。位于“环”上的物质一般是催化剂或反应中间体。 (2)催化剂：参与第一步反应，并在最后一步重新生成的物质。 (3)中间体：除最初反应物、最终生成物及催化剂外，其他物质一般都是反应中间体。 【真题挑战】 一、单选题 1．（2025·北京·高考真题）乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．①中反应为 B．②中生成的过程中，有键断裂与形成 C．生成总反应的原子利用率为 D．催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率 【答案】C 【详解】A．①中反应物为CH3COOH、O2、Pd，生成物为H2O和Pd(CH3COO)2，方程式为：，A正确； B．②中生成的过程中，有C-H断开和C-O的生成，存在键断裂与形成，B正确； C．生成总反应中有H2O生成，原子利用率不是，C错误； D．是反应的催化剂，改变了反应的历程，提高了反应速率，D正确； 答案选C。 2．（2025·云南·高考真题）铜催化下，由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是 A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成 C．Ⅳ的示意图为 D．催化剂Cu可降低反应热 【答案】C 【详解】A．由图可知，Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子，属于还原反应，A错误； B．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键，如图，有极性键生成，不是非极性键，B错误； C．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键，由Ⅲ结合氢离子和电子可知，Ⅲ到Ⅳ也生成了一根C-H键，Ⅳ到Ⅴ才结合CO，可知Ⅳ的示意图为，C正确； D．催化剂可改变活化能，加快反应速率，不能改变反应热，D错误； 故选C。 3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．电解总反应： C．以为原料，也可得到TQ D．用标记电解液中的水，可得到 【答案】D 【分析】电极b发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b为阳极，a为阴极，阴极上氢离子得电子生成H2，以此解题。 【详解】A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A正确； B．根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a上H+得电子生成H2，总反应方程式为：，B正确； C．将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，C正确； D．根据右图可知，用标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，D错误； 答案选D。 4．（2025·河北·高考真题）氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下： 下列说法错误的是 A．反应ⅰ是吸热过程 B．反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV C．反应ⅲ包含2个基元反应 D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中 【答案】D 【详解】A．观察历程图可知，反应ⅰ中的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3完成反应，生成和，此时的相对能量为0.05eV，因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，A正确； B．反应ⅱ中因脱去步骤需要经过TS5，则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差，即3.39eV-0.70eV=2.69eV，B正确； C．反应ⅲ从生成经历过渡态TS6、TS7，说明该反应分两步进行，包含2个基元反应，C正确； D．整反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤(活化能为3.07eV)，所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中，D错误； 故选D。 5．（2025·河南·高考真题）在负载的催化剂作用下，可在室温下高效转化为，其可能的反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A．该反应的原子利用率为 B．每消耗可生成 C．反应过程中，和的化合价均发生变化 D．若以为原料，用吸收产物可得到 【答案】B 【分析】由反应历程可知，总反应为，据此解答。 【详解】A．该反应为化合反应，原子利用率为100%，A正确； B．由分析可知，每消耗可生成，B错误； C．由反应历程可知，催化剂有连接4个S原子和2个S原子的，这两种类型的原子成键数目均会发生改变，所以和的化合价均发生变化，C正确； D．若以为原料，有反应历程可知，会生成，用吸收产物时，其存在电离平衡：，结合水电离出的可得到，D正确； 故选B。 6．（2025·河南·高考真题）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，中部分进程已省略)。 下列说法正确的是 A．总反应是放热反应 B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同 C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定 D．①转化为②的进程中，决速步骤为 【答案】C 【详解】A．由图可知，生成物能量高，总反应为吸热反应，A错误； B．平衡常数只和温度有关，与催化剂无关，B错误； C．由图可知，丙烷被催化剂a吸附后能量更低，则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定， C正确； D．活化能高的反应速率慢，是反应的决速步骤，故决速步骤为*CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H或*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H，D错误； 故选C。 7．（2025·山东·高考真题）在恒容密闭容器中，热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：温度时，完全分解；体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是 A．a线所示物种为固相产物 B．温度时，向容器中通入，气相产物分压仍为 C．小于温度时热解反应的平衡常数 D．温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 【答案】D 【分析】热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物，则其分解产物为和，其分解的化学方程式为，根据图数据分析可知，a线代表，b线代表，c线代表。由各线的走势可知，该反应为吸热反应，温度升高，化学平衡正向移动。 【详解】A．a线所示物种为，固相产物，A正确； B．温度时，向容器中通入，恒容密闭容器的体积不变，各组分的浓度不变，化学平衡不发生移动，虽然总压变大，但是气相产物分压不变，仍为，B正确； C．由图可知，升温b线代表的SiF4增多，则反应为吸热反应，升温Kp增大，已知：温度时，完全分解，则该反应T2以及之后正向进行趋势很大，Qp＜Kp，体系中气相产物在温度时的分压为，，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有，=p()，即温度时热解反应的平衡常数=p()，C正确； D．据分析可知，b线所示物种为，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有，=p()，温度不变Kp不变，温度时向容器中加入，重新达平衡时p()不变，则逆反应速率不变，D错误； 综上所述，本题选D。 8．（2025·安徽·高考真题）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 【答案】C 【详解】A．①的，②，②－①得到，则K=，A正确； B．由图可知，时间段，生成M和N的物质的量相同，由此可知，成M和N的平均反应速率相等，B正确； C．若加入催化剂，增大，更有利于生成M，则变大，但催化剂不影响平衡移动，不变，C错误； D．若和均为放热反应，升高温度，两个反应均逆向移动，A的物质的量分数变大，即变大，D正确； 故选C。 9．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一定条件下，“”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中，体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④，①②为快速反应。下列说法错误的是 ① ② ③ ④ ⑤ A．原料中不影响振幅和周期 B．反应④： C．反应①~④中，对的氧化起催化作用 D．利用pH响应变色材料，可将pH振荡可视化 【答案】A 【详解】A．根据图像可知氢离子浓度影响振幅大小，A错误； B．反应④中亚硫酸被氧化，反应的离子方程式为，B正确； C．由于①②为快速反应，而溴酸根离子直接氧化的是亚硫酸，所以反应①~④中，对的氧化起催化作用，C正确； D．根据题干信息和图像可知利用pH响应变色材料，可将pH振荡可视化，D正确； 答案选A。 二、解答题 10．（2025·湖北·高考真题）粉末可在较低温度下还原。回答下列问题： (1)已知一定温度下： 则的 (用m和n表示)。 (2)图1分别是和下还原过程中反应体系电阻随反应时间变化的曲线，可用 (填标号)表示反应的快慢。 a．    b．    c．    d． (3)图1中曲线 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。 (4)研究发现对的还原性主要来自于其产生的。一般认为在表面被氧化成有两种可能途径，图2是理论计算得到的相对能量变化图，据此推测途径 (填“a”或“b”)是主要途径。 (5)产生的可能反应：①或②。将放在含微量水的气流中，在至的升温过程中固体质量一直增加，由此可断定的来源之一是反应 (填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是的来源，必须进行的实验是 。 (6)已知。研究表明，在相同温度下，用还原比直接用还原更有优势，从平衡移动原理角度解释原因： 。 【答案】(1) (2)d (3)Ⅰ (4)a (5) ② 将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温，看固体质量是否在减小 (6)消耗H2O(g)同时产生H2(g)，H2O(g)的浓度减小，H2(g)的浓度增大均有利于平衡正向移动，提高Fe的产率 【详解】（1）① ② ③ ×①+×②得到反应③，根据盖斯定律可知=×+×=； （2）随着铁的生成，电阻变小，可用单位时间内电阻的变化量来表示反应速率，即，选d； （3）其它条件相同，温度越高，反应速率越快，曲线Ⅰ电阻变化最快，故曲线Ⅰ对应的反应温度最高； （4）由图可知途径a中能垒为1.3eV，比途径b中小，故途径a反应速率更快，途径a是主要途径； （5）固体质量一直增加，则氢气的来源之一是反应②；若要判断另一个反应是否是H2的来源，必须进行的实验是：将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温，看固体质量是否在减小； （6）在相同温度下，用还原比直接用还原更有优势，从平衡移动原理角度解释原因：消耗H2O(g)同时产生H2(g)，H2O(g)的浓度减小，H2(g)的浓度增大均有利于平衡正向移动，提高Fe的产率。 11．（2025·江苏·高考真题）合成气(和)是重要的工业原料气。 (1)合成气制备甲醇：。的结构式为，估算该反应的需要 (填数字)种化学键的键能数据。 (2)合成气经“变换”“脱碳”获得纯。 ①合成气变换。向绝热反应器中通入和过量的：。催化作用受接触面积和温度等因素影响，的比热容较大。过量能有效防止催化剂活性下降，其原因有 。 ②脱碳在钢制吸收塔中进行，吸收液成分：质量分数30%的吸收剂、(正价有)缓蚀剂等。溶液浓度偏高会堵塞设备，导致堵塞的物质是 (填化学式)。减缓设备腐蚀的原理是 。 (3)研究与不同配比的铁铈载氧体[是活泼金属，正价有]反应，气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下，先后以一定流速通入固定体积的，依次发生的主要反应： 步骤Ⅰ   步骤Ⅱ   ①步骤Ⅰ中，产物气体积分数、转化率、与x的关系如图乙所示。时，大于理论值2的可能原因有 ；时，通入标准状况下的至反应结束，的选择性，则生成标准状况下和的总体积为 。 ②时，新制载氧体、与反应后的载氧体的X射线衍射谱图如图丙所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中，能与反应的物质有 (填化学式)。 ③结合图示综合分析，步骤Ⅰ中的作用、气体分步制备的价值： 。 【答案】(1)5 (2) 该反应为放热反应，在绝热容器中进行，的比热容较大，则体系温度变化较小，催化剂活性受温度影响，过量可有效防止催化剂活性下降 具有强氧化性，能使设备表面形成一层致密的氧化膜 (3) 当时，载氧体为，氧化性较强，提供的O原子较多，将CO氧化为，使得CO的物质的量减小，增大 432 C、Fe、FeO 步骤Ⅰ中作载氧体供氧，将甲烷转化为CO和氢气，避免生成大量积炭导致催化剂失活；采用分步制备，可提高原料利用率，且可以有效消除积碳使催化剂再生，同时步骤Ⅰ需要的温度较高，步骤Ⅱ需要的温度较低，分步制备也可节约能源 【详解】（1）反应的焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，计算该反应的需。、、、，共5种化学键的键能数据。 （2）①该反应为放热反应，在绝热容器中进行时，若无水的存在，随着反应进行，温度会逐渐升高，由于使用了低温型催化剂，温度过高会导致催化剂的活性下降；的比热容较大，可以吸收大量的热从而使体系温度变化较小，因此，过量可有效防止催化剂活性下降。 ②脱碳过程中，溶液会吸收，发生反应，当溶液浓度偏高时，会生成较多，而溶解度相对较小，容易在溶液中达到饱和后结晶析出，从而堵塞设备。中的Cr元素化合价为，处于最高价态，具有强氧化性，在钢制吸收塔的环境中，它会与铁发生氧化还原反应，使铁表面形成一层由铁的氧化物和铬的氧化物组成的致密氧化膜，这层氧化膜可以将钢铁与腐蚀性介质隔离开，阻止氧气、水和其他腐蚀性物质与钢铁接触，从而减缓腐蚀。 （3）①当时，载氧体中没有，只有，由于的氧化性较强，且其提供的O原子较多，可以将CO氧化为，使得CO的物质的量减小，增大；由题图乙可知，当时，转化率为60%，则，已知CO的选择性，则，根据图乙中数据可知，此时产物气中，则，故生成标准状况下CO和的总体积为432mL。 ②新制载氧体与反应后新生成的晶态物质，在步骤Ⅱ中会与反应，使载氧体再生从而继续与反应，因此，在新制载氧体中不存在，而在与反应后的载氧体中含有的晶态物质，会在步骤Ⅱ中与反应。因此，对比二者X射线衍射谱图可知，C、Fe、FeO在步骤Ⅱ中均可与反应。 ③步骤Ⅰ中作载氧体供氧，将甲烷转化为CO和氢气，可以避免生成大量积炭致催化剂活性降低甚至失活；采用分步制备，可提高原料利用率，且可以有效消除积碳使催化剂再生，同时步骤Ⅰ需要的温度较高，步骤Ⅱ需要的温度较低，分步制备也可节约能源。 12．（2025·河北·高考真题）乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。 (1)石油化工路线中，环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙二醇，伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。 主反应：   副反应： 体系中环氧乙烷初始浓度为，恒温下反应30min，环氧乙烷完全转化，产物中。 ①0~30min内， 。 ②下列说法正确的是 (填序号)。 a．主反应中，生成物总能量高于反应物总能量 b．0~30min内， c．0~30min内， d．选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率 (2)煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如下：。按化学计量比进料，固定平衡转化率，探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图： ①代表的曲线为 (填“”“”或“”)；原因是 。 ② 0(填“>”“<”或“=”)。 ③已知：反应，，x为组分的物质的量分数。M、N两点对应的体系， (填“>”“<”或“=”)，D点对应体系的的值为 。 ④已知：反应，，p为组分的分压。调整进料比为，系统压强维持，使，此时 (用含有m和的代数式表示)。 【答案】(1) cd (2) 该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大 < = 12 【详解】（1）①0~30min内，环氧乙烷完全转化，； ②a．，主反应中，，则生成物总能量低于反应物总能量，a错误； b．由题中信息可知主反应伴随副反应发生，EG作为主反应的生成物同时也是副反应的反应物，即EG浓度的变化量小于EO浓度的变化量，0~30min内，，b错误； c．主反应中，，副反应，同一反应体系中物质一量变化量之比等于浓度变化量之比，产物中，即，，反应时间相同，则，，则，c正确； d．选择适当催化剂可提高主反应的选择性，可提高 乙二醇的最终产率，d正确； 故选cd； （2）①该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，，故、、对应α为0.6、0.5、0.4； ②由图可知，压强相同时，温度升高，平衡转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，<0； ③M、N的进料相同，平衡转化率相等，平衡时各组分物质的量分数分别相等，则=；D点对应的平衡转化率为0.5，根据题中信息，该反应按化学计量比进料，设起始加入2molCO和3molH2，列三段式：，平衡时，、、的物质的量分数分别为，； ④设起始加入mmolCO和3molH2，此时，列三段式：，平衡时，气体总的物质的量为mmol，、、平衡分压分别，。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大单元六　化学反应速率　化学平衡 第20讲　化学反应速率 学习导航站 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1化学反应速率★★★☆☆ 考点2影响化学反应速率的因素★★★☆☆ 考点3多因素影响下的速率变化图像及溯因推理★★★☆☆ 考点4化学反应机理(历程)★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 考点1　化学反应速率★★★☆☆ 知识点1 化学反应速率 1.定义：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。 计算公式：v＝； 单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)，该速率为平均反应速率。 2.浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，固体和纯液体的浓度视为常数。 3.在同一化学反应中：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d，此处的速率为平均反应速率。 4.化学反应速率大小比较的方法 如：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，v(X)＝0.5mol/(L·s)、v(Y)＝1.2mol/(L·s)、v(Z)＝0.6mol/(L·s)。反应速率最大的是v(X)。 (1)归一法：将三种物质的速率均换算成以X表示的速率，分别为0.5mol/(L·s)、0.4mol/(L·s)、0.3mol/(L·s)，数值越大，反应速率越大，故v(X)最大。 (2)比值法：化学反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越大，由于＞＞，故v(X)最大。 知识点2 质量作用定律 1.基元反应：反应物分子一步直接转化为产物的反应。 2.对于基元反应aA(g)＋bB(g)===gG(g)＋hH(g)，其速率方程可写为v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而发生变化)。这种关系可以表述为一定温度下，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连乘积成正比(有时称其为质量作用定律)。 3.许多化学反应，尽管其化学方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。 如：H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2===2·I(快)；②H2＋2·I===2HI(慢)。其中慢反应为整个反应的决速步骤。 考点2　影响化学反应速率的因素★★★☆☆ 知识点1 内因(决定因素) 反应物本身的性质，如Na、Mg、Al与等浓度的稀硫酸发生反应，该反应的速率由大到小的顺序为Na>Mg>Al。 知识点2 外因(其他条件不变，改变一个条件) 1.浓度 (1)增大反应物浓度，反应速率增大，反之减小。 (2)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故增加(或减少)固体或纯液体的量，反应速率不变。 (3)溶液中离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，才会影响反应速率，如Zn与稀硫酸反应，加入少量Na2SO4固体，生成H2的速率不变。 2.压强 (1)对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率增大，反之减小。增大压强一般指的是缩小容器容积，增大气体反应物的浓度。 (2)对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况： ①恒温时：增大压强容积缩小浓度增大反应速率增大。 ②恒温恒容时： a.充入气体反应物反应物浓度增大反应速率增大。 b.充入稀有气体(或非反应气体)总压强增大，但反应物和产物的浓度均不变，反应速率不变。 c.恒温恒压时：充入稀有气体(或非反应气体)容积增大反应物和产物的浓度减小反应速率减小。 3.温度 不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大；降低温度，正、逆反应速率均减小。 4.催化剂 (1)一般情况下，使用催化剂，加快化学反应速率。 (2)催化剂参与反应，改变反应历程。如2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O，使用铜丝作催化剂将一步反应改变为两步反应，第一步反应为2Cu＋O22CuO，第二步反应为CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋Cu＋H2O。 (3)使用催化剂，反应速率加快的原因 ①活化能：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。 活化能越小(大)，反应速率越快(慢)。 ②加入催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率。 如图所示，使用催化剂前，E1(填“E1”“E2”或“E3”，下同)为正反应活化能，E2为逆反应活化能，使用催化剂后，正反应的活化能为E3，ΔH＝E1－E2(用E1和E2表示)。 (4)注意催化剂的活性 ①催化剂催化时需要适宜的温度，温度过低，活性低；温度升高，活性增强，但温度过高，催化剂可能失去活性。 ②有些物质的存在会使催化剂明显失效，即催化剂中毒。 5.其他因素： (1)固体颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快。 (2)一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。 (3)形成原电池，可以加快氧化还原反应的反应速率。 (4)光辐射、超声波、加快搅拌速度等也可加快某些反应的速率。 知识点3 用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 1.基本概念 (1)有效碰撞：能发生反应的碰撞。 (2)有效碰撞发生的两个条件：发生碰撞的分子具有足够高的能量；分子在一定的方向上发生碰撞。 (3)活化分子：能量较高、有可能发生有效碰撞的分子。 2.用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 条件改变 活化能 单位体积内 有效碰撞 次数 化学反应 速率 分子数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度 不变 增加 增加 不变 增加 增大 增大压强 不变 增加 增加 不变 增加 增大 升高温度 不变 不变 增加 增加 增加 增大 加催化剂 降低 不变 增加 增加 增加 增大 知识点4 控制变量法探究外界条件对反应速率的影响 探究变量 举例 备注 温度 　　　 ①确定变量：先弄清楚影响反应速率的因素有哪些(浓度、温度、压强、催化剂、固体物质的表面积等)。 ②控制变量：“定多变一”，仅要探究的因素(如催化剂)不同，其余的因素(浓度、温度、压强、固体物质的表面积等)要完全相同。 ③探究不同催化剂对反应速率的影响，加入催化剂的体积要相同，可保证加入催化剂后过氧化氢溶液的浓度相同；对照实验中加入相同体积的水也是为了保证过氧化氢溶液的浓度相同。 浓度 　　　 催化剂 ④若探究温度对反应速率的影响，则必须在水浴中将溶液加热(或降温)到所需要的温度 考点3　多因素影响下的速率变化图像及溯因推理★★★☆☆ 知识点1 反应速率加快常见原因 1.温度升高； 2.形成原电池； 3.反应生成物对反应有催化作用； 4.温度升高，催化剂活性增强； 5.反应物浓度增大、反应物接触面增大等。 知识点2 反应速率减慢常见原因 1.反应物浓度减小； 2.反应温度过高，催化剂失去活性； 3.析出的晶体或沉淀覆盖在固体表面，阻碍反应的进行； 4.竞争吸附等。 考点4　化学反应机理(历程)★★★☆☆ 知识点1 能量图 某化学反应的机理能量图如图所示。 (1)该图中发生反应：A＋B―→D，则ΔH<0(填“＞”或“＜”)。使用催化剂，反应分两步进行，第一步：A＋B―→C，为吸热(填“吸热”或“放热”)反应，活化能为E1(填“E1”或“E2”)；第二步：C―→D，为放热(填“吸热”或“放热”)反应，活化能为E2(填“E1”或“E2”)。 (2)活化能越大，反应速率越慢；一个反应的快慢取决于反应速率最慢(活化能最大)的反应。图中第一步反应比第二步反应慢；决速步骤为第一步。 (3)能量越低，物质越稳定。图中最稳定的是D(填“A＋B”“C”或“D”)。 (4)ΔH＝生成(填“生成”或“反应”，下同)物的总能量－反应物的总能量＝正(填“正”或“逆”，下同)反应活化能－逆反应的活化能。 (5)催化剂不影响ΔH、平衡移动及平衡转化率。使用催化剂能提高单位时间内反应物的转化率。 知识点2 能垒图 已知在Rh催化下，由甲酸生成CO2和H2的反应历程与相对能量关系如图所示。 (1)图中HCOOH(g)―→HCOOH*表示HCOOH(g)吸附到催化剂表面，该过程放热(填“放”或“吸”)。 (2)写出图中3个基元反应方程式： HCOOH*===HCOO*＋H*、 HCOO*＋H*===CO＋2H*、 CO＋2H*===CO2(g)＋H2(g)。 (3)图中决速步骤反应为HCOOH*===HCOO*＋H*。 (4)总反应的热化学方程式为HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－0.16NAeV/mol(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 (5)反应物相同，若发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 知识点3 循环图 (1)“入环”(“只进不出”)的物质是反应物，“出环”(“只出不进”)的物质是生成物。位于“环”上的物质一般是催化剂或反应中间体。 (2)催化剂：参与第一步反应，并在最后一步重新生成的物质。 (3)中间体：除最初反应物、最终生成物及催化剂外，其他物质一般都是反应中间体。 【真题挑战】 一、单选题 1．（2025·北京·高考真题）乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．①中反应为 B．②中生成的过程中，有键断裂与形成 C．生成总反应的原子利用率为 D．催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率 2．（2025·云南·高考真题）铜催化下，由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是 A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成 C．Ⅳ的示意图为 D．催化剂Cu可降低反应热 3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是 A．电解时，从右室向左室移动 B．电解总反应： C．以为原料，也可得到TQ D．用标记电解液中的水，可得到 4．（2025·河北·高考真题）氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下： 下列说法错误的是 A．反应ⅰ是吸热过程 B．反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV C．反应ⅲ包含2个基元反应 D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中 5．（2025·河南·高考真题）在负载的催化剂作用下，可在室温下高效转化为，其可能的反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A．该反应的原子利用率为 B．每消耗可生成 C．反应过程中，和的化合价均发生变化 D．若以为原料，用吸收产物可得到 6．（2025·河南·高考真题）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，中部分进程已省略)。 下列说法正确的是 A．总反应是放热反应 B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同 C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定 D．①转化为②的进程中，决速步骤为 7．（2025·山东·高考真题）在恒容密闭容器中，热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：温度时，完全分解；体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是 A．a线所示物种为固相产物 B．温度时，向容器中通入，气相产物分压仍为 C．小于温度时热解反应的平衡常数 D．温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 8．（2025·安徽·高考真题）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 9．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）一定条件下，“”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中，体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④，①②为快速反应。下列说法错误的是 ① ② ③ ④ ⑤ A．原料中不影响振幅和周期 B．反应④： C．反应①~④中，对的氧化起催化作用 D．利用pH响应变色材料，可将pH振荡可视化 二、解答题 10．（2025·湖北·高考真题）粉末可在较低温度下还原。回答下列问题： (1)已知一定温度下： 则的 (用m和n表示)。 (2)图1分别是和下还原过程中反应体系电阻随反应时间变化的曲线，可用 (填标号)表示反应的快慢。 a．    b．    c．    d． (3)图1中曲线 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。 (4)研究发现对的还原性主要来自于其产生的。一般认为在表面被氧化成有两种可能途径，图2是理论计算得到的相对能量变化图，据此推测途径 (填“a”或“b”)是主要途径。 (5)产生的可能反应：①或②。将放在含微量水的气流中，在至的升温过程中固体质量一直增加，由此可断定的来源之一是反应 (填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是的来源，必须进行的实验是 。 (6)已知。研究表明，在相同温度下，用还原比直接用还原更有优势，从平衡移动原理角度解释原因： 。 11．（2025·江苏·高考真题）合成气(和)是重要的工业原料气。 (1)合成气制备甲醇：。的结构式为，估算该反应的需要 (填数字)种化学键的键能数据。 (2)合成气经“变换”“脱碳”获得纯。 ①合成气变换。向绝热反应器中通入和过量的：。催化作用受接触面积和温度等因素影响，的比热容较大。过量能有效防止催化剂活性下降，其原因有 。 ②脱碳在钢制吸收塔中进行，吸收液成分：质量分数30%的吸收剂、(正价有)缓蚀剂等。溶液浓度偏高会堵塞设备，导致堵塞的物质是 (填化学式)。减缓设备腐蚀的原理是 。 (3)研究与不同配比的铁铈载氧体[是活泼金属，正价有]反应，气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下，先后以一定流速通入固定体积的，依次发生的主要反应： 步骤Ⅰ   步骤Ⅱ   ①步骤Ⅰ中，产物气体积分数、转化率、与x的关系如图乙所示。时，大于理论值2的可能原因有 ；时，通入标准状况下的至反应结束，的选择性，则生成标准状况下和的总体积为 。 ②时，新制载氧体、与反应后的载氧体的X射线衍射谱图如图丙所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中，能与反应的物质有 (填化学式)。 ③结合图示综合分析，步骤Ⅰ中的作用、气体分步制备的价值： 。 12．（2025·河北·高考真题）乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。 (1)石油化工路线中，环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙二醇，伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。 主反应：   副反应： 体系中环氧乙烷初始浓度为，恒温下反应30min，环氧乙烷完全转化，产物中。 ①0~30min内， 。 ②下列说法正确的是 (填序号)。 a．主反应中，生成物总能量高于反应物总能量 b．0~30min内， c．0~30min内， d．选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率 (2)煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如下：。按化学计量比进料，固定平衡转化率，探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图： ①代表的曲线为 (填“”“”或“”)；原因是 。 ② 0(填“>”“<”或“=”)。 ③已知：反应，，x为组分的物质的量分数。M、N两点对应的体系， (填“>”“<”或“=”)，D点对应体系的的值为 。 ④已知：反应，，p为组分的分压。调整进料比为，系统压强维持，使，此时 (用含有m和的代数式表示)。 学科网（北京）股份有限公司 $$