2.3 化学反应的速率 第2课时（同步讲义）化学沪科版2020选择性必修1

第二章 化学反应的方向、限度和速率 第三节 化学反应的速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 教学目标 1. 通过实验探究影响化学反应速率的因素，建立“变量控制”探究外界条件对化学反应速率影响的思维模型。 2. 通过控制变量研究影响化学反应速率，掌握外因对化学反应速率的影响规律。 重点和难点 浓度、温度、压强、催化剂对于化学反应速率的影响 ◆知识点一 化学反应的历程 1．基元反应：能够 的反应叫基元反应。大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 2．反应历程 （1）含义：化学反应所经过的步骤。 （2）决定因素：反应历程是由反应物的结构和反应条件决定的。 特别提醒 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。 即学即练 1. 碰撞理论是我们理解化学反应速率的重要工具，下图为HI分解反应中分子碰撞示意图。 下面说法正确的是 A．图1中分子取向合适，发生有效碰撞 B．活化分子具有的能量与反应物分子具有的能量之差，是反应的活化能 C．用光辐照的方法，也可以增大活化分子数目，加快反应速率 D．由图知，是基元反应 2. 活化能和简单碰撞理论可以解释一些因素对化学反应速率的影响。研究发现，反应 实际上是经过以下两个基元反应完成的： ； 下列分析不正确的是 A． B．基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞 C．催化剂能改变反应历程，改变反应的活化能(Ea)及焓变(△H) D．断裂2mol HI(g)中的化学键吸收的能量大于断裂1mol H₂(g)和 1mol I₂(g)中的化学键吸收的总能量 3. 中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea (kJ·mol-1)如图所示，下列说法正确的是 A．上述历程的各基元反应中，N元素均被还原 B．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为N2 C．决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH D．生成N2的总反应方程式为2NO＋2H2N2＋2H2O ◆知识点二 有效碰撞理论 1．化学反应的实质：旧化学键的 ，新化学键的 。 2．化学反应发生的先决条件：反应物分子相互接触和碰撞。 3．有效碰撞 能够发生化学反应的碰撞，叫有效碰撞。 不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞，有效碰撞次数越多，反应速率 。 4．发生有效碰撞的条件 ①发生效碰撞的分子具有 的能量； ②碰撞时有合适的 。 易错提醒 注意：反应物分子间的碰撞次数很大，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。 即学即练 1．在体积可变的容器中发生反应，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是 A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞次数增加 B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增加 C．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增加 D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞 2．关于化学反应速率增大的原因，下列分析正确的是 A．有气体参加的化学反应，使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增多 B．增大反应物的浓度，可使活化分子百分数增大，进而增加有效碰撞几率 C．升高温度，可使单位体积内活化分子数增大，但活化分子百分数不变 D．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞 ◆知识点三 活化分子与活化能 1．活化分子：具有足够能量、能够发生有效碰撞的分子。 说明：对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的，所以，单位体积内的活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成 。 2．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，叫做反应的活化能。 3．图示 ① 表示正反应的活化能， 表示逆反应的活化能 ② 表示反应热 4．反应历程中的速率 （1）决速反应：活化能 的反应或速率 的反应； （2）决速浓度： 反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 （3）实例：H2（g）＋I2（g）2HI（g），它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I（快）②H2＋2I2HI（慢），其中慢反应为整个反应的决速步骤。 即学即练 1．下列说法正确的是 A．其他条件不变时，反应物浓度增大，活化分子百分数增大，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大 B．其他条件不变时，温度升高，活化分子数目增多，活化分子百分数增大，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大 C．其他条件不变时，增大压强，活化分子百分数增大，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大 D．其他条件不变时，使用催化剂，反应的活化能降低，活化分子百分数减小，化学反应速率增大 2．某温度下，反应在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是 A．加入催化剂，能降低反应的活化能，的值也减小 B．恒容下，充入一定量的的转化率增大 C．压缩体积增大压强，单位体积内活化分子数增大，活化分子百分数也增大 D．其他条件不变，若升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 3．已知：。在不同条件下反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应放出的热量小于akJ B．过程b使用了催化剂，降低了正反应的活化能，使反应的减小 C．恒温恒容条件下通入氦气，容器内压强增大，单位体积内活化分子数增多，反应速率加快 D．该反应中，反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所放出的总能量 ◆知识点四 用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 1．浓度：反应物浓度增大 → 反应物中活化分子百分数不变 → 单位体积内分子总数增多 → 活化分子总数增多 → 单位时间内有效碰撞次数增多 → 反应速率增大；反之，反应速率减慢。 2．压强：增大压强（压缩体积） → 反应物中活化分子百分数不变 → 单位体积内活化分子总数增多 → 单位时间内有效碰撞次数增多 → 反应速率增大；反之，反应速率减慢。 3．温度：升高温度 → 活化分子百分数增大 → 单位体积内分子总数不变 → 活化分子总数增多 → 单位时间内有效碰撞次数增多 → 反应速率增大；反之，反应速率减慢。 4．催化剂：加入催化剂 → 活化分子百分数增大 → 单位体积内活化分子总数增多 → 单位时间内有效碰撞次数增多 → 反应速率增大；反之，反应速率减慢。 5．化学反应发生的条件 特别提醒 1. 注意纯固体、纯液体浓度为单位“1”，增加或者减少纯固体和纯液体不改变速率。 2. 在恒容情况下加入稀有气体，虽然容器内压强增大，但是并没有影响反应物浓度，因此不会改变反应速率。 即学即练 1．对可逆反应2A(s)＋3B(g) 2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是 ①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，正减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，正、逆不变 ④增大B的浓度，正>逆 ⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动 A．①② B．④ C．③ D．④⑤ 2．催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应，反应过程的能量变化如图所示。其他条件相同时，下列说法不正确的是 A．达到平衡后升高温度，P的浓度减小 B．使用Ⅰ时，起始阶段M的浓度会明显增大，后又减小 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ或Ⅱ，达到平衡时P的浓度相等 3．下列说法正确且均与化学反应速率有关的是 ①足量锌粒与稀硫酸反应制氢气时，加入少量硫酸铜溶液 ②包装袋中放入生石灰作为脱氧剂，可以延长保质期 ③炼铁高炉尾气中，增加高炉的高度，高炉尾气中CO的比例没有改变 ④工业上选择合成氨 ⑤实验室用分解制备氧气，加入 ⑥面粉厂要注意防火，面粉在封闭厂房中扬起悬浮达到一定浓度时，易发生爆炸危险 ⑦向门窗合页里注油 ⑧汽车的三元催化器中利用铂、铑催化一氧化碳和氮氧化物转化成二氧化碳和氮气 A．③④⑥⑦ B．①④⑤⑥⑧ C．②③④⑤⑦⑧ D．①②⑥⑦ ◆知识点五 过渡态理论对催化剂影响化学反应速率的解释 1．从反应物到生成物的变化过程中，必须要经过一个中间状态，这个中间状态叫 。 2．过渡态分子的平均能量与反应物分子平均能量的差值叫 。 3．使用催化剂，可以改变反应的历程，降低过渡态的活化能，增加了单位体积内活化分子的百分数，从而同等程度地提高警惕了正、逆反应的速率。 特别提醒 使用催化剂，不改变化学平衡常数和平衡转化率，也不影响反应热。 即学即练 1．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图，下列说法正确的是 A．反应Ⅱ仅有非极性共价键的形成 B．甲醇属于烃的衍生物 C．在T℃、恒容条件下发生上述反应，加入氦气使体系的压强增大，则化学反应速率加快 D．在反应中生成又消耗，可认为是催化剂 2．铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效的选择性。其反应历程与能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。 下列说法正确的是 A．Bi更有利于CO2的吸附 B．使用Bi2O3催化剂时，能垒是0.38eV C．CO2电化学还原制取HCOOH反应的ΔH>0 D．生成*HCOO-的反应为 3．我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下，则下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH C．图示显示：起始时的2个H2O最终都参与了反应 D．使用催化剂能大大提高该反应的平衡转化率 ◆知识点六 影响化学反应速率因素的探究实验 一般探究的是浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等外界因素对化学反应速率的影响，在实验中的关键是控制变量。 特别提醒 1. 恒容下充入He，反应混合物的浓度不变，因此反应速率不变。 2. 恒容抽出反应物，反应速率变慢。 3. 碳是固体，增加碳的用量，物质的浓度不变，化学反应速率不变。 即学即练 1．利用浊度传感器探究溶液与溶液在不同温度和浓度下的反应，实验数据如下。下列说法错误的是 编 号 溶液 溶液 温度/℃ V/mL V/mL V/mL ① 0.1 1.5 0.1 3.5 10 25 ② 0.1 3.5 0.1 3.5 25 ③ 0.1 3.5 0.1 1.5 10 25 ④ 0.1 1.5 0.1 3.5 10 40 溶液的浑浊度随时间的变化 A．反应的离子方程式为 B．反应①②③探究浓度对反应速率的影响， C．由①④可知其它条件不变时，温度越高，反应速率越大 D．由①③可知与溶液相比，溶液浓度对反应速率的影响更显著 2．可使反应的反应速率增大的措施是 ①减小体积使压强增大；②增加碳的用量；③恒容通入；④恒压下充入He；⑤恒容下充入He；⑥将CO液化移出 A．①②③ B．②③④ C．①③ D．③⑤⑥ 3．对于处于平衡状态的可逆反应：A(g)+2B(g)=2C(g)  △H<0下列叙述正确的是 A．增大A的浓度，正反应速率增大，逆反应速度减小，平衡正向移动 B．升高温度，逆反应速率增大，正反应速度减小，平衡逆向移动 C．使用催化剂，平衡不移动，但可缩短达到平衡所需时间 D．扩大容器的容积，平衡逆向移动，A、B的浓度增大 一、基元反应与反应历程 1．化学反应是有历程的，反应历程又叫反应机理。 2．能够一步完成的反应叫基元反应，总反应是各基元反应的总和。 3．化学反应速率与反应历程有关，相同的反应，条件不同反应历程不同，化学反应速率也不同。 （1）决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； （2）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。 实践应用 1．大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线，已知反应：，在有存在时(对反应有催化作用)的反应机理为：基元反应①：，基元反应②：，反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．a表示存在时反应过程的能量变化 B．是反应的催化剂，改变了反应历程，降低了 C．决定反应速率的是基元反应① D．增大压强和加入催化剂都能增大活化分子百分数 2．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 3．大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线，已知反应：，在有Cl·存在时(Cl·对反应有催化作用)的反应机理为：基元反应①：，基元反应②：，反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．b表示存在Cl·时反应过程的能量变化 B．Cl·是反应的催化剂，改变了反应历程，不改变反应过程的大小 C．决定反应速率的是基元反应① D．增大压强和加入催化剂都能增大活化分子百分数 2、 有效碰撞理论 1．有效碰撞的概念：能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。 2．有效碰撞必须满足的条件： （1）分子具有足够的能量（即活化分子）； （2）分子在碰撞时具有合适的取向。 3．有效碰撞与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率越快。 实践应用 1．下列说法错误的是 A．发生碰撞的分子具有足够能量和适当取向时，才能发生化学反应 B．活化能的大小不仅意味着一般分子成为活化分子的难易，也会对化学反应前后的能量变化产生影响 C．升高温度，可增大活化分子百分数，也可增加反应物分子间的有效碰撞几率 D．使用催化剂，可以降低反应活化能，增大活化分子百分数，使有效碰撞次数增多 2．下列说法正确的有几个 ①其他条件不变，温度越高，化学反应速率越快，反应现象越明显 ②其他条件不变，升高温度，能增大单位体积内反应物分子中活化分子的百分数，则速率增大 ③如果活化分子百分数未变，但增加单位体积内活化分子数，可以使有效碰撞次数增多，则速率增大 ④增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使单位时间内有效碰撞次数增多，则速率增大 ⑤如果使用催化剂，可使反应活化能降低，单位体积内活化分子的百分数增大，则速率增大 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 3．研究一个化学反应时，往往需要关注反应的快慢、历程和涉及的反应速率和反应机理。下列说法错误的是 A．对于钢铁的腐蚀，减缓其腐蚀速率对人类有益 B．增大反应物浓度时，能增多单位体积内活化分子数 C．制造蜂窝煤时加入生石灰，与化学反应速率无关 D．化学反应中，反应物分子的每次碰撞都为有效碰撞 3、 影响化学反应速率的外界因素的微观解释 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 （1）关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 （2）解释 解释说明：①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能的大小； ②使用催化剂可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ③升高反应体系的温度，吸收能量，可增大活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。 实践应用 1．下列事实能说明反应物本身性质是影响化学反应速率的决定性因素的是 A．银能与浓HNO3反应，而不与浓盐酸反应 B．Cu与浓HNO3反应的速率比与稀HNO3反应快 C．N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应 D．Fe与热的浓硫酸反应，而不与冷的浓硫酸反应 2．关于下列说法，正确的是 A．恒压容器中发生反应，若平衡后在容器中充入He，则正、逆反应的速率均不变，平衡不移动 B．当一定量的锌粉和过量的2 mol·L-1盐酸反应时，为了减慢反应速率，又不影响产生的总量，可向反应器中加入一些水、溶液或溶液 C．探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，应先将两种溶液水浴加热至设定温度，再进行混合并计时 D．对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率 3．下列有关化学反应速率的实验探究方案设计合理的是 选项 实验方案 实验目的 A 向不同体积等浓度的溶液中分别加入5滴等浓度的和溶液，观察气体产生的速率 比较不同催化剂的催化效果 B 两支试管，都加入2mL 1mol/L的酸性溶液，再同时向两支试管分别加入2mL 0.1mol/L的溶液和2mL 0.05mol/L的溶液，观察高锰酸钾溶液褪色所需时间 探究草酸浓度对反应速率影响 C 在两个锥形瓶内各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入40mL1mol·L-1和40mL18mol·L-1的硫酸。比较两者收集10mL氢气所用的时间 探究硫酸浓度对反应速率影响 D 探究温度对反应速率的影响 4、 反应进程与能量变化图 这类问题往往是有催化剂参与的反应。 1．由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中一定既有催化剂参与的反应，也有催化剂生成的反应。 2．催化剂提高化学反应速率的原因，可表示为： 使用催化剂→改变反应的历程→降低反应的活化能→使更多的反应物分子成为活化分子→增加单位时间内的活化分子百分数→加快化学反应速率。 实践应用 1．在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则下列说法不正确的是 A．催化剂改变反应历程，加快反应速率 B．a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化 C．使用催化剂Ⅱ时，内 D．与催化剂Ⅱ相比，催化剂Ⅰ使反应活化能降至更低 2．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 3．我国科学家利用两种不同的铋基催化剂在一定条件下实现电化学还原制取。其反应历程中相对能量的变化如图所示（每步转化只标注了含碳物质；吸附在催化剂表面的物种用*标注），下列说法不正确的是 A．该反应的 B．使用催化剂的反应历程中，更有利于的吸附 C．使用催化剂时，控速步骤的能垒为 D．升高温度有利于提高的反应速率和平衡转化率 考点一 活化能对反应速率的影响判断 【例1】某温度下， 在密闭容器中充入一定量的 R(g)， 发生反应， 该反应经历两步：①。 ②， 催化剂M能催化第②步反应， 反应历程如图所示。下列说法不正确的是 A．升高温度，减小， 且减小 B．不使用催化剂M，反应过程中c(I)先增大后减小 C．使用催化剂M，反应①的活化能不变，反应②的活化能变为 D．使用催化剂M，反应①速率不变，反应②速率加快 解题要点 催化剂降低了活化能，增加了活化分子数百分含量，同时也增加了单位体积内的活化分子数，因此增大了反应速率。 催化剂不会改变反应热，不会改变平衡转化率。 【变式1-1】电催化硝酸根还原合成氨的方法，在实现脱硝的同时，产生了高附加值的氨。下图为不同晶相组成的（P25-600和P25-0）的反应机理。（*NOH被认为是决定反应方向的重要中间物质）下列说法错误的是 A．可以通过调控的品相组成来改变基元反应的活化能 B．P25-0表现出了更佳的合成氨性能 C．P25-0反应路径中的速控步骤为 D．图示包含6个基元反应 【变式1-2】反应，其两种反应过程中的能量变化曲线如图a、b所示，下列说法错误的是 A．a过程中反应的活化能为 B．通常情况下，a过程中反应在低温下能自发进行 C．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和 D．b过程的反应速率是由第I段决定 考点二 浓度、压强、温度对于速率的影响和对平衡影响的差异 【例2】对已经达到化学平衡的下列反应：A2(g)+2B2(g)2AB2(g)     ΔH＜0，升高温度，对反应产生的影响是 A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向正反应方向移动 B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 C．正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动 D．正、逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动 解题要点 速率的影响因素影响是的瞬间速率变化，且比较的对象是改变条件前的正反应速率与改变条件后的正反应速率的比较（或者是改变条件后的逆反应速率与改变条件后的逆反应速率的比较）。 平衡移动问题关注的是改变条件后正反应速率与逆反应速率的相对大小关系。 【变式2-1】硫化氢不稳定易分解。T℃时，在一恒容密闭容器中通入0.2 mol ，发生反应：；。下列说法正确的是 A．通入，压强增大，正、逆反应速率均增大 B．该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能 C．达到平衡后，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动 D．达到平衡后，保持其他条件不变，再通入0.1 mol ，重新达到平衡后，大于上一次平衡时 【变式2-2】向恒容密闭容器中充入1molXeF4(g)和一定量的F2(g)，发生反应：。XeF4的平衡转化率随投料比、温度变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A． B．正反应速率： C．平衡常数： D．450K时，压强不变则反应达到平衡 考点三 温度、压强图形 【例3】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 解题要点 温度升高使化学反应速率变大，温度降低使反应速率变小。 增大压强需要看反应物浓度时候变化，反应物浓度变大，反应速率变快，反应物浓度变小，反应速率变慢。 温度改变需要关注反应吸放热问题，判定移动方向。升高温度，反应向吸热反应方向进行。降低温度，反应向放热反应方向进行。 压强改变关注方程式左右两边气体关系。增大压强，平衡向气体系数减小的方向移动，减小压强，平衡向气体系数增大的方向移动。 【变式3-1】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应如下： 反应I 反应II 压强为101kPa下，在密闭容器中投入1mol 和4mol 在催化剂作用下发生反应。平衡时，转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如图所示。CH4选择性可表示为。下列说法正确的是 A．反应I的、反应II的 B．图中曲线②、曲线④分别表示平衡时物质的量、转化率随温度的变化 C．图中P点对应温度下，平衡时CH4选择性为88.9% D．450℃之后，温度升高导致催化剂活性降低，从而导致甲烷平衡产率减小 【变式3-2】一定温度下，在恒容密闭容器甲、乙（其中一个为恒温容器，另一个为绝热容器）中分别充入和合成甲醇：。测得压强变化[为起始压强，为某时刻压强]如图所示。下列叙述正确的是 A．上述反应 B．正反应速率： C．转化率： D．c点平衡常数 基础达标 1．室温下进行下图所示实验。(已知：为二元弱酸) 试管a、b、c中溶液褪色分别耗时。下列说法正确的是 A．反应的离子方程式为 B．试管c反应至时，溶液中剩余的 C．对比试管a、b，得到的结论是溶液浓度增大，反应速率加快 D．对比试管c、d，可验证浓度对反应速率的影响 2．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：，若0~15s内c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L，则下列说法正确的是 A．0~15s内用I2表示的平均反应速率为 B．c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L所需的反应时间小于10s C．升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的容积，化学反应速率加快 3．捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，以恒定组成的、混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上检测到有积碳。    下列说法不正确的是 A．反应①为；反应②为 B．，比多，且生成速率不变，可能有副反应 C．时刻，反应②生成速率小于副反应生成的速率 D．之后，反应②不再发生，随后副反应也逐渐停止 4．一定条件下，反应的速率方程为，已知：k为速率常数只与温度有关。某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下： 反应速率 0.1 0.1 2 0.1 0.4 2 0.2 0.4 2 0.4 0.1 4 0.2 0.1 c 根据表中的测定结果，下列结论错误的是 A．的值为1 B．表中c的值为1 C．反应体系的三种物质中，的浓度对反应速率影响最大 D．在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大浓度，会使反应速率升高 5．紫外光照射时，不同催化剂作用下将和转化为和，产量随光照时间的变化见图1，以为催化剂，可以将和直接转化成乙酸，不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图2.下列有关说法错误的是    A．由图1知，在0~15h内，的产量从大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ B．由图1知，在25~35h内，的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ C．由图2知，250℃时催化剂的催化效率最高 D．由图2知，乙酸的生成最佳温度范围：400℃以上 6．某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是 A．条件①，反应速率为0.012mol·L-1·min-1 B．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0mol·L-1时，半衰期为62.5min C．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 D．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 7．恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是 A．温度低于时，总反应速率由反应②决定 B．随的减小，反应②的速率先增大后减小 C．体系存在的速率关系： D．欲提高Y产率，需提高反应温度且控制反应时间 8．催化剂催化直接加氢制甲醚的反应机理如图甲，在界面上的反应历程如图乙，其反应为，在界面上发生的反应为，下列说法不正确的是 A．由图甲可知，使用催化剂可以改变反应的路径 B．过程放热 C．图乙表示的反应历程中，决速步骤为 D．该反应的总反应式为 9．、可用于合成甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)，共反应为(a、b均小于0)： 反应①： 反应②： 反应③： 若反应③正反应的活化能为，则下列说法正确的是 A． B． C．反应③逆反应的活化能为 D．将容器体积压缩，活化分子百分比增大，正、逆反应速率均增大 10．I某化学小组安装两套如图所示的相同装置，用以探究影响H2O2分解速率的因素。 （1）仪器b的名称为是 。 （2）MnO2催化下H2O2分解的化学方程式为 。 （3）有如下实验设计方案，请帮助他们完成表格中未填部分。 实验编号 实验目的 T/K 催化剂 浓度 甲组实验I 作实验参照 298 3滴FeCl3溶液 10mL2%H2O2 甲组实验Ⅱ 298 10mL5%H2O2 （4）某同学通过测定硫代硫酸钠与硫酸反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下： 实验编号 实验温度℃ ① 25 0.1 5.0 0.1 10.0 a ② 25 0.1 10.0 0.1 10.0 0 ③ 25 0.2 5.0 0.1 5.0 b ④ 30 0.2 5.0 0.1 10.0 5.0 i．请写出硫代硫酸钠与硫酸反应的离子方程式为 。 ii．其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验 (填实验编号)；若同时选择实验①②、实验②③，测定混合液变浑浊的时间，可分别探究Na2S2O3浓度和H2SO4的浓度对化学反应速率的影响，则表中a和b分别为 和 。 综合应用 11．固体酸分子筛(可表示为)催化乙醇脱水，反应进程与相对能量变化如图。下列说法错误的是 A．乙醇分子通过氢键吸附于固体酸分子筛 B．反应的决速步活化能为 C．反应过程中既有极性键又有非极性键的断裂和生成 D．该条件下反应为   12．为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法将有机氯化工业的副产品转化为Cl2：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)  ΔH1=-57.2 kJ·mol−1。不同温度下将n起始(O2) ∶n起始(HCl)=1∶1混合气体以不同流速通入一定长度装有催化剂的反应管中，出口处测算HCl的转化率随HCl流速的变化曲线如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法正确的是 A．温度：T1 <T2 <T3 B．选用高效催化剂能显著提高N点处HCl的转化率 C．其他条件不变时，增大可提高HCl平衡转化率 D．不同温度下，M点处HCl的转化率、反应平衡常数均相等 13．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 将浓盐酸与反应产生的气体通入酸性溶液中，紫红色褪去 具有还原性 B 常温下将铁片分别插入稀和浓中，前者产生气体，后者无明显现象 氧化性：稀>浓 C 向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液变为血红色 X溶液中一定含 D 相同条件下，同时向两支盛有等体积溶液的试管中分别加入等体积溶液和溶液，后者试管中先出现浑浊现象 其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越快 14．常温下，某同学用相同质量和形状的锌粉先后与盐酸及相同体积未知浓度的盐酸反应，两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化如图所示。假设氢气的密度为。下列说法正确的是 A．x一定小于1 B．剩余锌粉的质量： C．M点时， D．R点时，溶液中所含的微粒为 15．还原的主反应为。相同时间内测得选用不同催化剂的实验相关数据如图1、2所示： 由图可知具有较高活性和选择性的催化剂为 ；图1中转化率升高的原因为 。 拓展培优 16．在工业生产上可利用硫与为原料制备。 450℃以上，发生反应I：； 600℃以上，发生反应Ⅱ：2。 一定条件下，分解产生的体积分数、与反应中平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应Ⅱ的 B．的体积分数保持不变，说明反应处于平衡状态 C．在密闭容器中，某温度下若完全分解，当体积分数为时，转化率为 D．反应Ⅱ温度不低于600℃的原因是：低于此温度，浓度小，反应速率慢 17．某同学探究和与的配合能力强弱，已知，鲁米诺在碱性环境中，可被分解产生的活性氧氧化并释放蓝色荧光，其反应快慢决定发光强度与持续时间。进行如下实验： 序号 0.75% 鲁米诺溶液(含和氨水)/mL 、、溶液/mL 溶液/mL 蒸馏水/mL 发光时间/s 荧光强度 1 50 50 50 0 0.5 25 强 2 50 50 50 0.5 0 120 弱 3 0 50 50 0.5 无 无 下列说法错误的是 A．作为缓冲溶液，维持溶液碱性环境 B． C．实验1和实验2中，发光时间越长，说明溶液中发挥催化作用的浓度越高 D．与配位能力： 18．庚醛(N)与亚硫酸氢钠(P)可发生加成反应生成羟基磺酸钠(Q)，正、逆反应速率可以表示为和和分别为正，逆反应的速率常数，和分别为正，逆反应的活化能。与关系如图所示。下列说法正确的是 A．< B．升高温度，平衡正向移动 C．加入催化剂可以提高N的平衡转化率 D．达到平衡时 19．某小组为探究与KI之间的反应，进行了如下实验。 实验    现象 ①产生土黄色沉淀，溶液为棕黄色②变为白色悬浊液，最后得到无色澄清溶液 ①产生土黄色沉淀，溶液为蓝绿色 ②开始变为浅蓝色悬浊液，逐渐变为黄绿色悬浊液，然后变为黄色溶液，最后得到无色溶液 已知：；CuI为白色沉淀，可吸附； 在溶液中不存在；呈无色，呈黄色。 下列结论或推断不合理的是 A．与KI能发生反应： B．CuI与反应的速率快于与反应的速率 C．黄绿色悬浊液变为黄色溶液时，有生成 D．与生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度 20．在生产和生活中，人们关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率和调控反应条件。是工业制硫酸的主要反应之一、 （1）①在密闭容器内，500℃时，测得随时间的变化如下表： 时间(s) 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 用表示从内该反应的平均速率 。 ②如图中表示的变化的曲线是 (填字母)。 （2）1s时，(正) (填“>”“<”或“=”)v(逆)。 （3）黄铁矿常作为工业制硫酸的原料，在酸性条件下它可发生反应：，实现该反应的物质间转化如图所示。的作用 ，反应I的离子方程式为 。 （4）影响化学反应速率的因素有很多，某课外兴趣小组用实验的方法对其进行探究。 实验：取等量的氯酸钾分别加入A、B两试管中，直接加热A试管中的氯酸钾，基本无气体产生；向B试管中再加入少量高锰酸钾，生成气体体积与时间的关系如图。不考虑温度的影响，分析：图中前，B试管中产生气体的速率较慢且量少的原因可能为 ，后，B试管中产生气体的速率较快且量多的原因可能为 。 （5）实验：已知对分解也具有催化作用，为比较和对分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题。 ①甲装置：通过观察气泡产生的速率，比较二者的催化效果。但小组某同学提出将硫酸铜改为氯化铜更好，其理由可能是 。 ②通过乙装置也能比较二者的催化效果。同温同压下，均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。则实验中还需要测量的数据是 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 化学反应的方向、限度和速率 第三节 化学反应的速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 教学目标 1. 通过实验探究影响化学反应速率的因素，建立“变量控制”探究外界条件对化学反应速率影响的思维模型。 2. 通过控制变量研究影响化学反应速率，掌握外因对化学反应速率的影响规律。 重点和难点 浓度、温度、压强、催化剂对于化学反应速率的影响 ◆知识点一 化学反应的历程 1．基元反应：能够一步完成的反应叫基元反应。大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 2．反应历程 （1）含义：化学反应所经过的步骤。 （2）决定因素：反应历程是由反应物的结构和反应条件决定的。 特别提醒 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。 即学即练 1. 碰撞理论是我们理解化学反应速率的重要工具，下图为HI分解反应中分子碰撞示意图。 下面说法正确的是 A．图1中分子取向合适，发生有效碰撞 B．活化分子具有的能量与反应物分子具有的能量之差，是反应的活化能 C．用光辐照的方法，也可以增大活化分子数目，加快反应速率 D．由图知，是基元反应 【答案】C 【解析】A．由示意图可知，只有图3有新物质生成，故图3中的碰撞为有效碰撞，故A错误； B．使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，所以活化分子的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差为反应的活化能，故B错误； C．用光辐照的方法，也可以提高活化分子百分数，也可以增大活化分子数目，加快反应速率，故C正确； D．结合图3可知，是总反应，不是基元反应，故D错误； 答案选C。 2. 活化能和简单碰撞理论可以解释一些因素对化学反应速率的影响。研究发现，反应 实际上是经过以下两个基元反应完成的： ； 下列分析不正确的是 A． B．基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞 C．催化剂能改变反应历程，改变反应的活化能(Ea)及焓变(△H) D．断裂2mol HI(g)中的化学键吸收的能量大于断裂1mol H₂(g)和 1mol I₂(g)中的化学键吸收的总能量 【答案】C 【解析】A．总反应ΔH=ΔH1+ΔH2>0，反应ii形成化学键是放热反应（ΔH2<0），因此基元反应i是吸热（ΔH1>0），A正确； B．反应物的分子必须发生碰撞，才有可能发生有效碰撞，才能发生基元反应，B正确； C．催化剂改变活化能和反应历程，但焓变（ΔH）由始态和终态决定，催化剂不能改变ΔH，C错误； D．总反应吸热，说明断裂2mol HI键吸收的能量大于断裂1molH2和1molI2中化学键的总能量，D正确； 故选C。 3. 中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea (kJ·mol-1)如图所示，下列说法正确的是 A．上述历程的各基元反应中，N元素均被还原 B．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为N2 C．决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH D．生成N2的总反应方程式为2NO＋2H2N2＋2H2O 【答案】D 【解析】A．图示可知，氢转移以及解离过程中N元素化合价没有降低，没有被还原，A错误； B．NO被还原为N2的最大活化能明显大于还原生成NH3，故在该催化剂作用下，NO更容易被还原为NH3，B错误； C．生成NH3的基元反应中，NH2O+H→NH2OH这一步活化能最大，相同条件下反应速率最慢，是决定NO生成NH3速率的基元反应，C错误； D．由图可知，总反应为NO与H2反应生成N2和H2O，对应反应的化学方程式：2NO＋2H2N2＋2H2O，D正确； 故选D。 ◆知识点二 有效碰撞理论 1．化学反应的实质：旧化学键的断裂，新化学键的形成。 2．化学反应发生的先决条件：反应物分子相互接触和碰撞。 3．有效碰撞 能够发生化学反应的碰撞，叫有效碰撞。 不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞，有效碰撞次数越多，反应速率越快。 4．发生有效碰撞的条件 ①发生效碰撞的分子具有较高的能量； ②碰撞时有合适的取向。 易错提醒 注意：反应物分子间的碰撞次数很大，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。 即学即练 1．在体积可变的容器中发生反应，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是 A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞次数增加 B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增加 C．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增加 D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞 【答案】C 【解析】A．由于温度不变，因此分子运动速率不变，A错误； B．由于温度不变，因此反应物分子的能量不变，活化分子百分数不变，B错误； C．增大压强使容器体积缩小时，单位体积内反应物浓度增大，则单位体积活化分子数增加，有效碰撞次数增加，C正确； D．单位体积内分子间的碰撞不一定是有效碰撞，只有取向合适发生反应，才是有效碰撞，D错误； 故选C。 2．关于化学反应速率增大的原因，下列分析正确的是 A．有气体参加的化学反应，使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增多 B．增大反应物的浓度，可使活化分子百分数增大，进而增加有效碰撞几率 C．升高温度，可使单位体积内活化分子数增大，但活化分子百分数不变 D．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞 【答案】A 【解析】A．有气体参加的化学反应，减小容器容积从而增大压强，可以有效地增加单位体积内活化分子的数量，进而提高有效碰撞的次数，最终导致化学反应速率的加快，A正确； B．增大反应物浓度可以增加单位体积内活化分子的数量，但活化分子的百分数并不会改变，B错误； C．升高温度，反应物分子的能量增加，更多的分子成为活化分子，活化分子的百分数增大，反应速率加快，C错误； D．活化分子之间的碰撞不一定都是有效碰撞，只有活化分子之间能够发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，D错误； 故选A。 ◆知识点三 活化分子与活化能 1．活化分子：具有足够能量、能够发生有效碰撞的分子。 说明：对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的，所以，单位体积内的活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比。 2．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，叫做反应的活化能。 3．图示 ①E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能 ②（E1－E2）表示反应热 4．反应历程中的速率 （1）决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； （2）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。 （3）实例：H2（g）＋I2（g）2HI（g），它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I（快）②H2＋2I2HI（慢），其中慢反应为整个反应的决速步骤。 即学即练 1．下列说法正确的是 A．其他条件不变时，反应物浓度增大，活化分子百分数增大，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大 B．其他条件不变时，温度升高，活化分子数目增多，活化分子百分数增大，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大 C．其他条件不变时，增大压强，活化分子百分数增大，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大 D．其他条件不变时，使用催化剂，反应的活化能降低，活化分子百分数减小，化学反应速率增大 【答案】B 【解析】A．其他条件不变，浓度增大，则活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增多，相同时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大，故A错误； B．其他条件不变，升高温度，提供分子反应所需的能量，活化分子数、百分数均增大，相同时间内有效碰撞次数增多，则化学反应速率增大，故B正确； C．其他条件不变，增大气体压强，单位体积内活化分子数目增大，但百分数不变，相同时间内有效碰撞次数增多，则化学反应速率增大，故C错误； D．其他条件不变，使用催化剂，降低反应所需的活化能，活化分子数、百分数均增大，化学反应速率增大，故D错误； 答案选B。 2．某温度下，反应在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是 A．加入催化剂，能降低反应的活化能，的值也减小 B．恒容下，充入一定量的的转化率增大 C．压缩体积增大压强，单位体积内活化分子数增大，活化分子百分数也增大 D．其他条件不变，若升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 【答案】B 【解析】A．催化剂能降低反应的活化能，但ΔH只与反应物和生成物的能量差有关，与是否使用催化剂无关，所以加入催化剂，ΔH的值不变，A错误； B．恒容下，充入一定量的HCl(g)，根据勒夏特列原理，平衡会正向移动，CH2​=CH2​(g)的转化率增大，B正确； C．压缩体积增大压强，单位体积内活化分子数增大，但活化分子百分数不变（活化分子百分数只与温度等有关），C错误； D．升高温度，正、逆反应速率都会增大，因为温度升高，分子运动加剧，活化分子数和活化分子百分数都增大，反应速率加快，D错误； 故选B。 3．已知：。在不同条件下反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应放出的热量小于akJ B．过程b使用了催化剂，降低了正反应的活化能，使反应的减小 C．恒温恒容条件下通入氦气，容器内压强增大，单位体积内活化分子数增多，反应速率加快 D．该反应中，反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所放出的总能量 【答案】A 【解析】A．由题干可知，该反应是一个可逆反应，即2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应时SO2和O2均不可能完全反应，故放出的热量小于akJ，A正确； B．反应热与反应的途径无关，只与反应的始态和终态有关，故过程b使用了催化剂，降低了正反应的活化能，但不能使反应的减小，B错误； C．恒温恒容条件下通入氦气，参加反应的各物质的浓度不变，则单位体积内活化分子数不变，反应速率不变，C错误； D．由题干图像信息可知，该反应的反应物总能量高于生成物总能量即为放热反应，故该反应中，反应物断键所吸收的总能量小于生成物成键所放出的总能量，D错误； 故答案为：A。 ◆知识点四 用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 1．浓度：反应物浓度增大 → 反应物中活化分子百分数不变 → 单位体积内分子总数增多 → 活化分子总数增多 → 单位时间内有效碰撞次数增多 → 反应速率增大；反之，反应速率减慢。 2．压强：增大压强（压缩体积） → 反应物中活化分子百分数不变 → 单位体积内活化分子总数增多 → 单位时间内有效碰撞次数增多 → 反应速率增大；反之，反应速率减慢。 3．温度：升高温度 → 活化分子百分数增大 → 单位体积内分子总数不变 → 活化分子总数增多 → 单位时间内有效碰撞次数增多 → 反应速率增大；反之，反应速率减慢。 4．催化剂：加入催化剂 → 活化分子百分数增大 → 单位体积内活化分子总数增多 → 单位时间内有效碰撞次数增多 → 反应速率增大；反之，反应速率减慢。 5．化学反应发生的条件 特别提醒 1. 注意纯固体、纯液体浓度为单位“1”，增加或者减少纯固体和纯液体不改变速率。 2. 在恒容情况下加入稀有气体，虽然容器内压强增大，但是并没有影响反应物浓度，因此不会改变反应速率。 即学即练 1．对可逆反应2A(s)＋3B(g) 2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是 ①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，正减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，正、逆不变 ④增大B的浓度，正>逆 ⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动 A．①② B．④ C．③ D．④⑤ 【答案】B 【解析】①A是固体，增大A的量但A的浓度不变，故对平衡无影响，①错误；②升高温度，正、逆均应增大，但逆增大的程度大，平衡向逆反应方向移动，②错误；③压强增大平衡逆向移动，但正、逆都增大，③错误；④增大B的浓度，平衡向正反应方向移动，正>逆，④正确；⑤加入催化剂，平衡不移动，⑤错误，综上分析可知，只有④正确，故答案为：B。 2．催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应，反应过程的能量变化如图所示。其他条件相同时，下列说法不正确的是 A．达到平衡后升高温度，P的浓度减小 B．使用Ⅰ时，起始阶段M的浓度会明显增大，后又减小 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ或Ⅱ，达到平衡时P的浓度相等 【答案】C 【解析】A．由图可知该反应是放热反应，所以达到平衡后，升高温度平衡向左移动，P的浓度减小，A正确； B．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，起始阶段M的浓度会明显增大，后又减小，B正确； C．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误； D．使用催化剂，不影响产物的平衡浓度，因此使用Ⅰ或Ⅱ，达到平衡时P的浓度相等，D正确； 故选C。 3．下列说法正确且均与化学反应速率有关的是 ①足量锌粒与稀硫酸反应制氢气时，加入少量硫酸铜溶液 ②包装袋中放入生石灰作为脱氧剂，可以延长保质期 ③炼铁高炉尾气中，增加高炉的高度，高炉尾气中CO的比例没有改变 ④工业上选择合成氨 ⑤实验室用分解制备氧气，加入 ⑥面粉厂要注意防火，面粉在封闭厂房中扬起悬浮达到一定浓度时，易发生爆炸危险 ⑦向门窗合页里注油 ⑧汽车的三元催化器中利用铂、铑催化一氧化碳和氮氧化物转化成二氧化碳和氮气 A．③④⑥⑦ B．①④⑤⑥⑧ C．②③④⑤⑦⑧ D．①②⑥⑦ 【答案】B 【解析】①足量锌粒与稀硫酸反应制氢气时，加入少量硫酸铜溶液，构成原电池，加快反应速率，①正确； ②在其包装袋中放入生石灰只能吸水，不能作脱氧剂，②错误； ③炼铁高炉尾气中，增加高炉的高度，高炉尾气中CO的比例没有改变，说明一氧化碳还原氧化铁的反应是可逆反应，与化学反应速率无关，③错误； ④工业上选择400-500°C合成氨，提高了催化剂的活性，可以加快化学反应速率，④正确； ⑤实验室用分解制备氧气，加入作为催化剂增大化学反应速率，⑤正确； ⑥面粉在封闭厂房中扬起悬浮达到一定浓度时，浓度增大，化学反应速率加快，易发生爆炸危险，⑥正确； ⑦向门窗合页里注油，起到润滑的作用，与反应速率无关，铁制品表面刷油漆，减缓了铁的氧化速率，与反应速率有关，⑦错误； ⑧汽车的三元催化器中利用铂，铑催化一氧化碳和氮氧化物转化成二氧化碳和氮气，加快了化学反应速率，⑧正确； 故选B。 ◆知识点五 过渡态理论对催化剂影响化学反应速率的解释 1．从反应物到生成物的变化过程中，必须要经过一个中间状态，这个中间状态叫过渡态。 2．过渡态分子的平均能量与反应物分子平均能量的差值叫活化能。 3．使用催化剂，可以改变反应的历程，降低过渡态的活化能，增加了单位体积内活化分子的百分数，从而同等程度地提高警惕了正、逆反应的速率。 特别提醒 使用催化剂，不改变化学平衡常数和平衡转化率，也不影响反应热。 即学即练 1．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图，下列说法正确的是 A．反应Ⅱ仅有非极性共价键的形成 B．甲醇属于烃的衍生物 C．在T℃、恒容条件下发生上述反应，加入氦气使体系的压强增大，则化学反应速率加快 D．在反应中生成又消耗，可认为是催化剂 【答案】B 【解析】A．由反应机理图可知，反应Ⅰ为：，反应Ⅱ为：，既有极性键又有非极性共价键的形成，A错误； B．甲醇属于烃的衍生物，可以看成甲基与羟基构成，B正确； C．在T℃下，若加入氦气使体系的压强增大，则容积不变，反应物浓度不改变，则该反应的化学反应速率不变，C错误； D．CO(g)属于中间产物，不是催化剂，D错误； 故选B。 2．铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效的选择性。其反应历程与能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。 下列说法正确的是 A．Bi更有利于CO2的吸附 B．使用Bi2O3催化剂时，能垒是0.38eV C．CO2电化学还原制取HCOOH反应的ΔH>0 D．生成*HCOO-的反应为 【答案】D 【解析】A．由图可知，使用催化剂时，相对能量减小的更多，故使用催化剂时更有利于的吸附，A错误； B．使用催化剂时，最大能垒由(-2.86→-2.54)是，Ｂ错误； C．由图可知生成物的能量低于反应物的能量反应放热，故电化学还原制取反应的ΔH＜0，Ｃ错误； D．由图可知生成的反应为，D正确； 故选D。 3．我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下，则下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH C．图示显示：起始时的2个H2O最终都参与了反应 D．使用催化剂能大大提高该反应的平衡转化率 【答案】C 【解析】A．过程Ⅰ和过程Ⅱ都存在水分子中的化学键断裂，化学键的断裂为吸收热量的过程，A错误； B．催化剂能降低反应的活化能，不能改变热效应，B错误； C．由图可知过程Ⅰ和过程Ⅱ都存在水分子中的化学键断裂，过程Ⅲ中生成了水分子，因此水参与可反应的所有过程，起始时的2个H2O最终都参与了反应，C正确； D．催化剂只能改变反应的速率，不能改变平衡转化率，D错误； 答案选C。 ◆知识点六 影响化学反应速率因素的探究实验 一般探究的是浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等外界因素对化学反应速率的影响，在实验中的关键是控制变量。 特别提醒 1. 恒容下充入He，反应混合物的浓度不变，因此反应速率不变。 2. 恒容抽出反应物，反应速率变慢。 3. 碳是固体，增加碳的用量，物质的浓度不变，化学反应速率不变。 即学即练 1．利用浊度传感器探究溶液与溶液在不同温度和浓度下的反应，实验数据如下。下列说法错误的是 编 号 溶液 溶液 温度/℃ V/mL V/mL V/mL ① 0.1 1.5 0.1 3.5 10 25 ② 0.1 3.5 0.1 3.5 25 ③ 0.1 3.5 0.1 1.5 10 25 ④ 0.1 1.5 0.1 3.5 10 40 溶液的浑浊度随时间的变化 A．反应的离子方程式为 B．反应①②③探究浓度对反应速率的影响， C．由①④可知其它条件不变时，温度越高，反应速率越大 D．由①③可知与溶液相比，溶液浓度对反应速率的影响更显著 【答案】A 【解析】A．在酸性条件下，发生歧化反应，生成硫，二氧化硫和水，反应的离子方程式为，A错误； B．反应①②③温度都相同，通过改变浓度来探究浓度对反应速率的影响，为了控制变量，使总体积一致，所以，B正确； C．由①④可知，其它条件都相同，温度不同，④温度高，达到相同的浑浊度，用时更短，说明反应速率更快，C正确； D．由①③实验数据可知，达到相同的浑浊度时，①所需的时间更长，所以溶液浓度对反应速率的影响更显著，D正确； 故选A。 2．可使反应的反应速率增大的措施是 ①减小体积使压强增大；②增加碳的用量；③恒容通入；④恒压下充入He；⑤恒容下充入He；⑥将CO液化移出 A．①②③ B．②③④ C．①③ D．③⑤⑥ 【答案】C 【解析】①减小体积使压强增大，导致体系中气体物质浓度增大，化学反应速率加快，①符合题意； ②碳是固体，增加碳的用量，物质的浓度不变，化学反应速率不变，②不符合题意； ③恒容通入CO2，会使c(CO2)增大，化学反应速率加快，③符合题意； ④恒压下充入He，会使容器的容积扩大，导致气体反应混合物的浓度减小，化学反应速率减慢，④不符合题意； ⑤恒容下充入He，反应混合物的浓度不变，因此反应速率不变，⑤不符合题意； ⑥恒容将CO液化移出，会导致c(CO)减小，化学反应速率减慢，⑥不符合题意； 故选C。 3．对于处于平衡状态的可逆反应：A(g)+2B(g)=2C(g)  △H<0下列叙述正确的是 A．增大A的浓度，正反应速率增大，逆反应速度减小，平衡正向移动 B．升高温度，逆反应速率增大，正反应速度减小，平衡逆向移动 C．使用催化剂，平衡不移动，但可缩短达到平衡所需时间 D．扩大容器的容积，平衡逆向移动，A、B的浓度增大 【答案】C 【解析】A．增大A的浓度，正反应速率立即增大，但逆反应速率不会立即减小（因C的浓度未变），平衡正向移动，A错误； B．升高温度，正、逆反应速率均增大，但逆反应速率增幅更大（因逆反应吸热），导致平衡逆向移动，B错误； C．催化剂同等加快正、逆反应速率，平衡不移动，但缩短达到平衡的时间，C正确； D．扩大容积（减小压强），平衡逆向移动（因反应物气体体积更大），但容器体积增大导致A、B的浓度减小，D错误； 故选C。 一、基元反应与反应历程 1．化学反应是有历程的，反应历程又叫反应机理。 2．能够一步完成的反应叫基元反应，总反应是各基元反应的总和。 3．化学反应速率与反应历程有关，相同的反应，条件不同反应历程不同，化学反应速率也不同。 （1）决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； （2）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。 实践应用 1．大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线，已知反应：，在有存在时(对反应有催化作用)的反应机理为：基元反应①：，基元反应②：，反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．a表示存在时反应过程的能量变化 B．是反应的催化剂，改变了反应历程，降低了 C．决定反应速率的是基元反应① D．增大压强和加入催化剂都能增大活化分子百分数 【答案】C 【解析】A．催化剂能降低反应活化能，结合图示可知b过程活化能较低，应为存在催化剂时反应过程的能量变化，故A错误； B．是反应的催化剂，改变了反应历程，但催化剂不影响，故B错误； C．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；反应①的活化能更大，则决定总反应速率的是基元反应①，故C正确； D．加入催化剂增大活化分子百分数，增大压强不改变活化分子百分数，故D错误； 答案选C。 2．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 【答案】C 【解析】A．如图能量变化可知，生成物的总能量低于反应物的总能量，该反应为放热反应，该反应ΔH<0，A项正确； B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应速率慢的基元反应决定，而反应速率的快慢受活化能大小的影响，活化能越大，反应速率越慢，由图可知反应①的活化能大于反应②的活化能，因此反应①决定总反应速率，B项正确； C．该反应是放热反应，升高温度，反应逆向进行，N2O的平衡转化率降低，C项错误； D．Fe+为反应的催化剂，增大了活化分子百分数，加快反应速率，但不改变反应的ΔH，D项正确； 故选：C。 3．大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线，已知反应：，在有Cl·存在时(Cl·对反应有催化作用)的反应机理为：基元反应①：，基元反应②：，反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．b表示存在Cl·时反应过程的能量变化 B．Cl·是反应的催化剂，改变了反应历程，不改变反应过程的大小 C．决定反应速率的是基元反应① D．增大压强和加入催化剂都能增大活化分子百分数 【答案】D 【解析】A．Cl·对反应有催化作用，催化剂参与反应改变反应历程，降低反应活化能，加快反应速率，b表示存在Cl·时反应过程的能量变化，A正确； B．由图像可知催化剂改变了反应历程，降低反应活化能，但不改变反应过程的大小，B正确； C．两步基于反应中活化能大的①是决速步，C正确； D．加入催化剂都能增大活化分子百分数，但增大压强不能增大活化分子百分数，D错误； 故选D。 2、 有效碰撞理论 1．有效碰撞的概念：能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。 2．有效碰撞必须满足的条件： （1）分子具有足够的能量（即活化分子）； （2）分子在碰撞时具有合适的取向。 3．有效碰撞与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率越快。 实践应用 1．下列说法错误的是 A．发生碰撞的分子具有足够能量和适当取向时，才能发生化学反应 B．活化能的大小不仅意味着一般分子成为活化分子的难易，也会对化学反应前后的能量变化产生影响 C．升高温度，可增大活化分子百分数，也可增加反应物分子间的有效碰撞几率 D．使用催化剂，可以降低反应活化能，增大活化分子百分数，使有效碰撞次数增多 【答案】B 【解析】A．当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，分子间才能发生有效碰撞，发生化学反应，故A正确； B．活化能的大小通常意味着一般分子转化为活化分子的难易，但不影响化学反应前、化学反应后物质的能量，所以对反应前后的能量变化不产生影响，故B错误； C．升高温度，反应物分子获得能量，导致活化分子百分数增大，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快，故C正确； D．加入催化剂，降低反应的活化能，使单位体积内活化分子百分数大大增加，单位时间有效碰撞次数增多，加快反应速率，故D正确； 故选：B。 2．下列说法正确的有几个 ①其他条件不变，温度越高，化学反应速率越快，反应现象越明显 ②其他条件不变，升高温度，能增大单位体积内反应物分子中活化分子的百分数，则速率增大 ③如果活化分子百分数未变，但增加单位体积内活化分子数，可以使有效碰撞次数增多，则速率增大 ④增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使单位时间内有效碰撞次数增多，则速率增大 ⑤如果使用催化剂，可使反应活化能降低，单位体积内活化分子的百分数增大，则速率增大 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【答案】B 【解析】①其他条件不变，升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率加快，但部分反应无明显现象，①错误； ②其他条件不变，升高温度，反应物分子本身能量增大，使得部分普通分子转化为活化分子，故能增大反应物分子中活化分子的百分数，则速率增大，②正确； ③如果活化分子百分数未变，但增加单位体积内活化分子数，即增大活化分子的浓度，可以使有效碰撞次数增多，则速率增大，③正确； ④增大反应物浓度，增大单位体积内的分子数，活化分子的百分数不变，但增加单位体积内活化分子数，使单位时间内有效碰撞次数增多，则速率增大，④错误； ⑤如果使用催化剂，可使反应活化能降低，使得原来的普通分子转化为活化分子，则活化分子的百分数增大，则反应速率增大，⑤正确； 综上分析可知，②③⑤正确； 故答案为：B； 3．研究一个化学反应时，往往需要关注反应的快慢、历程和涉及的反应速率和反应机理。下列说法错误的是 A．对于钢铁的腐蚀，减缓其腐蚀速率对人类有益 B．增大反应物浓度时，能增多单位体积内活化分子数 C．制造蜂窝煤时加入生石灰，与化学反应速率无关 D．化学反应中，反应物分子的每次碰撞都为有效碰撞 【答案】D 【解析】A．钢铁的腐蚀是一个普遍存在的问题，不仅会导致材料性能下降，还会增加维护成本，影响工业生产和日常生活，所以减缓其腐蚀速率对人类有益，故A正确； B．增大反应物浓度时，可以增多单位体积内活化分子数，故B正确； C．制造蜂窝煤时加入生石灰，是为了减少二氧化硫的排放，减少酸雨的形成，与化学反应速率无关，故C正确； D．化学反应中，并不是反应物分子的每次碰撞都能发生反应，能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞，故D错误； 故选D。 3、 影响化学反应速率的外界因素的微观解释 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 （1）关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 （2）解释 解释说明：①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能的大小； ②使用催化剂可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ③升高反应体系的温度，吸收能量，可增大活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。 实践应用 1．下列事实能说明反应物本身性质是影响化学反应速率的决定性因素的是 A．银能与浓HNO3反应，而不与浓盐酸反应 B．Cu与浓HNO3反应的速率比与稀HNO3反应快 C．N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应 D．Fe与热的浓硫酸反应，而不与冷的浓硫酸反应 【答案】A 【解析】A．银能与浓HNO3反应，而不与浓盐酸反应，这是因为浓硝酸和浓盐酸本身的性质不同，而不是外界因素(如温度、压强等)导致的，体现了反应物本身的性质是影响反应速率的主要因素，A符合题意； B．Cu与浓HNO3反应的速率比与稀HNO3反应快，这是因为反应物的浓度不同造成的，是外界因素(浓度)对反应速率造成的影响，并非反应物本身性质的差异，B不符合题意； C．N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应，这是反应条件(常温常压变为放电)的改变影响了反应的发生，不是反应物本身的性质决定的，C不符合题意； D．Fe与热的浓硫酸反应，而不与冷的浓硫酸反应，这是反应温度不同造成的，并非反应物本身的性质决定的，D不符合题意； 故选A。 2．关于下列说法，正确的是 A．恒压容器中发生反应，若平衡后在容器中充入He，则正、逆反应的速率均不变，平衡不移动 B．当一定量的锌粉和过量的2 mol·L-1盐酸反应时，为了减慢反应速率，又不影响产生的总量，可向反应器中加入一些水、溶液或溶液 C．探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，应先将两种溶液水浴加热至设定温度，再进行混合并计时 D．对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率 【答案】C 【解析】A．恒压容器中发生反应，若在容器中充入He，容器体积增大，反应物浓度减小，正、逆反应的速率均减小，故A错误； B．当一定量的锌粉和过量的2 mol·L-1盐酸反应时，向反应器中加入NaNO3溶液相当于生成硝酸、具有强氧化性，硝酸和锌反应不能生成氢气，故B错误； C．探究温度对反应速率的影响，应先分别水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸溶液到一定温度后再混合，不能先将两种溶液混合后再用水浴加热，故C正确； D．通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率；有些有气体生成的反应，可以用单位时间内产生的该条件下气体的体积多少来表示反应速度，故D错误； 故选C。 3．下列有关化学反应速率的实验探究方案设计合理的是 选项 实验方案 实验目的 A 向不同体积等浓度的溶液中分别加入5滴等浓度的和溶液，观察气体产生的速率 比较不同催化剂的催化效果 B 两支试管，都加入2mL 1mol/L的酸性溶液，再同时向两支试管分别加入2mL 0.1mol/L的溶液和2mL 0.05mol/L的溶液，观察高锰酸钾溶液褪色所需时间 探究草酸浓度对反应速率影响 C 在两个锥形瓶内各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入40mL1mol·L-1和40mL18mol·L-1的硫酸。比较两者收集10mL氢气所用的时间 探究硫酸浓度对反应速率影响 D 探究温度对反应速率的影响 【答案】D 【解析】A．对比试验中，H2O2溶液体积不同，且阴离子种类不同，无法比较Cu2+和Fe3+的催化效率，故A错误； B．两组实验中草酸均不足量，高锰酸钾均无法褪色，无法探究草酸浓度对反应速率影响，故B错误； C．18mol·L-1的硫酸为浓硫酸，浓硫酸与锌粒反应生成物为SO2，无H2产生，无法比较产生H2的速率，故C错误； D．反应物浓度和压强均相同，只有温度不同，可以用来探究温度对反应速率的影响，故D正确； 故选D。 4、 反应进程与能量变化图 这类问题往往是有催化剂参与的反应。 1．由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中一定既有催化剂参与的反应，也有催化剂生成的反应。 2．催化剂提高化学反应速率的原因，可表示为： 使用催化剂→改变反应的历程→降低反应的活化能→使更多的反应物分子成为活化分子→增加单位时间内的活化分子百分数→加快化学反应速率。 实践应用 1．在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则下列说法不正确的是 A．催化剂改变反应历程，加快反应速率 B．a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化 C．使用催化剂Ⅱ时，内 D．与催化剂Ⅱ相比，催化剂Ⅰ使反应活化能降至更低 【答案】C 【分析】X是反应物，则a代表X的浓度随时间变化曲线，另外3条为Y的浓度随时间变化曲线。 【解析】A．催化剂通过参与反应，改变反应历程，降低反应的活化能，从而加快反应速率，A正确； B．0~2min，使用催化剂Ⅰ时Y浓度增加4.0mol/L，对应X应减小2.0mol/L，与图a曲线相符，故a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化，B正确； C．使用催化剂Ⅱ时，内，反应速率之比=化学计量数之比，则，C错误； D．由图可知与使用催化剂Ⅱ相比，使用催化剂Ⅰ反应速率更快，则催化剂Ⅰ使反应活化能降至更低，D正确； 答案选C。 2．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 【解析】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。 3．我国科学家利用两种不同的铋基催化剂在一定条件下实现电化学还原制取。其反应历程中相对能量的变化如图所示（每步转化只标注了含碳物质；吸附在催化剂表面的物种用*标注），下列说法不正确的是 A．该反应的 B．使用催化剂的反应历程中，更有利于的吸附 C．使用催化剂时，控速步骤的能垒为 D．升高温度有利于提高的反应速率和平衡转化率 【答案】D 【解析】A．由图可知，生成物的能量低于反应物的能量，属于放热反应，则该反应的，A正确； B．由图可知，的吸附过程为：，使用催化剂时，相对能量减小得更多，趋于更稳定状态，则使用催化剂的反应历程中，更有利于的吸附，B正确； C．使用催化剂时，控速步骤最大能垒为，C正确； D．该反应的，升高温度，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，且升高温度也可能造成催化剂活性降低或失活，导致的反应速率降低，D错误； 故选D。 考点一 活化能对反应速率的影响判断 【例1】某温度下， 在密闭容器中充入一定量的 R(g)， 发生反应， 该反应经历两步：①。 ②， 催化剂M能催化第②步反应， 反应历程如图所示。下列说法不正确的是 A．升高温度，减小， 且减小 B．不使用催化剂M，反应过程中c(I)先增大后减小 C．使用催化剂M，反应①的活化能不变，反应②的活化能变为 D．使用催化剂M，反应①速率不变，反应②速率加快 【答案】C 【解析】A．由反应历程图可知，反应①为吸热反应，反应②为放热反应，对于反应②，升高温度，平衡逆向移动，减小，增大，故减小，总反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，减小，增大，故减小，A项正确； B．由图可知反应①的速率大于反应②，开始时I的生成速率大于消耗速率，随着反应的进行，I的浓度逐渐减小，故不使用催化剂M，反应过程中I的浓度先增大后减小，B项正确； C．催化剂M能催化第②步反应，故使用催化剂M，反应①的活化能不变，对于反应②，加入催化剂，降低反应的活化能，由图可知，其反应热为，不是活化能，C项错误； D．催化剂M能催化第②步反应，故使用催化剂M，反应①的活化能不变，对于反应②，加入催化剂，能降低反应的活化能，使反应速率加快，D项正确； 答案选C。 解题要点 催化剂降低了活化能，增加了活化分子数百分含量，同时也增加了单位体积内的活化分子数，因此增大了反应速率。 催化剂不会改变反应热，不会改变平衡转化率。 【变式1-1】电催化硝酸根还原合成氨的方法，在实现脱硝的同时，产生了高附加值的氨。下图为不同晶相组成的（P25-600和P25-0）的反应机理。（*NOH被认为是决定反应方向的重要中间物质）下列说法错误的是 A．可以通过调控的品相组成来改变基元反应的活化能 B．P25-0表现出了更佳的合成氨性能 C．P25-0反应路径中的速控步骤为 D．图示包含6个基元反应 【答案】B 【解析】A．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，催化剂改变反应的历程，可以降低反应的活化能加快反应速率，结合图，可以通过调控的品相组成来改变基元反应的活化能，A正确；     B．图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；由图，P25-600表现出了更佳的合成氨性能，B错误；   C．活化能越大反应越慢，由图，P25-0反应路径中的速控步骤为，C正确； D．由图，图示包含6个基元反应，D正确； 故选B。 【变式1-2】反应，其两种反应过程中的能量变化曲线如图a、b所示，下列说法错误的是 A．a过程中反应的活化能为 B．通常情况下，a过程中反应在低温下能自发进行 C．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和 D．b过程的反应速率是由第I段决定 【答案】C 【解析】A．由图可知，a过程中反应的活化能为419kJ/mol，故A正确； B．由图可知，该反应为焓变小于0的放热反应，由方程式可知，该反应为熵减的反应，低温条件下反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行，故B正确； C．b过程使用催化剂可以降低反应活化能，但不能改变反应的焓变，故C错误； D．由图可知，第Ⅰ阶段的活化能大于第Ⅱ阶段，反应的活化能越大反应速率越慢，慢反应是反应的决速步，则b过程的反应速率是由第Ⅰ段决定，故D正确； 故选C。 考点二 浓度、压强、温度对于速率的影响和对平衡影响的差异 【例2】对已经达到化学平衡的下列反应：A2(g)+2B2(g)2AB2(g)     ΔH＜0，升高温度，对反应产生的影响是 A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向正反应方向移动 B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 C．正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动 D．正、逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动 【答案】C 【解析】升高温度，正、逆反应速率均增大，根据勒夏特列原理，升温平衡向吸热反应方向移动，则升温平衡逆向移动，故选C。 解题要点 速率的影响因素影响是的瞬间速率变化，且比较的对象是改变条件前的正反应速率与改变条件后的正反应速率的比较（或者是改变条件后的逆反应速率与改变条件后的逆反应速率的比较）。 平衡移动问题关注的是改变条件后正反应速率与逆反应速率的相对大小关系。 【变式2-1】硫化氢不稳定易分解。T℃时，在一恒容密闭容器中通入0.2 mol ，发生反应：；。下列说法正确的是 A．通入，压强增大，正、逆反应速率均增大 B．该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能 C．达到平衡后，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动 D．达到平衡后，保持其他条件不变，再通入0.1 mol ，重新达到平衡后，大于上一次平衡时 【答案】D 【解析】A．通入He(g)，压强增大，但是反应物和生成物的浓度不变，正、逆反应速率均不变，A错误； B．该反应为吸热反应，则正反应的活化能大于逆反应的活化能，B错误； C．达到平衡后，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大，平衡正向移动，C错误； D．达到平衡后，保持其他条件不变，再通入0.1molH2(g)，H2(g)浓度增大，平衡逆向移动，重新达到平衡后，c(H2)大于上一个平衡，D正确； 故选D。 【变式2-2】向恒容密闭容器中充入1molXeF4(g)和一定量的F2(g)，发生反应：。XeF4的平衡转化率随投料比、温度变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A． B．正反应速率： C．平衡常数： D．450K时，压强不变则反应达到平衡 【答案】B 【解析】A．投入对应转化率较大，则较大，即较小，A正确； B．两点对应温度相同，起始投入都是，则b点投入较大，起始浓度较大，正反应速率较大，即正反应速率：，B错误； C．温度升高，平衡转化率减低，说明正反应是放热反应，较低温度下平衡常数较大，温度相同，平衡常数相等，故平衡常数：正确； D．该反应是气体分子数减小反应，当恒容恒温条件下气压不变时，反应达到平衡状态，D正确； 故答案为：B。 考点三 温度、压强图形 【例3】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。 【解析】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。 解题要点 温度升高使化学反应速率变大，温度降低使反应速率变小。 增大压强需要看反应物浓度时候变化，反应物浓度变大，反应速率变快，反应物浓度变小，反应速率变慢。 温度改变需要关注反应吸放热问题，判定移动方向。升高温度，反应向吸热反应方向进行。降低温度，反应向放热反应方向进行。 压强改变关注方程式左右两边气体关系。增大压强，平衡向气体系数减小的方向移动，减小压强，平衡向气体系数增大的方向移动。 【变式3-1】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应如下： 反应I 反应II 压强为101kPa下，在密闭容器中投入1mol 和4mol 在催化剂作用下发生反应。平衡时，转化率、产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如图所示。CH4选择性可表示为。下列说法正确的是 A．反应I的、反应II的 B．图中曲线②、曲线④分别表示平衡时物质的量、转化率随温度的变化 C．图中P点对应温度下，平衡时CH4选择性为88.9% D．450℃之后，温度升高导致催化剂活性降低，从而导致甲烷平衡产率减小 【答案】C 【分析】结合已知信息和图像可知450℃以前，曲线③和曲线④重叠，CO2的平衡转化率等于CH4的平衡产率， 450℃以后，随着温度的升高，曲线③和曲线④不再相等，曲线③随温度升高而下降、曲线④先随温度升高而下降后随温度升高而上升，可知反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，且高温时有利于反应Ⅱ，导致升温时二氧化碳转化率先减小后增大，甲烷的平衡产率降低，曲线③代表的是平衡时CH4的产率随温度的变化情况，曲线④代表的是平衡时CO2的转化率随温度的变化情况；p点时2种含氢气体的物质的量均为1.36mol，结合碳原子守恒含碳物质总量为1mol，CH4的物质的量不超过1mol，p点以后，温度高于506°C，升温不利于反应Ⅰ有利于反应Ⅱ，则导致氢气含量增大、水蒸气含量减小，则曲线①为H2物质的量随温度的变化情况，曲线②代表H2O(g)物质的量随温度的变化情况。 【解析】A．反应I放热则、反应Ⅱ吸热则　，A错误； B．图中曲线②、曲线④分别表示平衡时H2O(g)物质的量、转化率随温度的变化，B错误； C．图中P点对应温度下，反应Ⅰ消耗n(CO2)为xmol，反应Ⅱ消耗n(CO2)为ymol，则生成水蒸气为(2x+y)mol，消耗氢气为(4x+y)mol，剩余氢气为[4-(4x+y)]mol，结合p点数据可以得到，解得，平衡时CH4选择性为 88.9%　，C正确； D．450℃以后，甲烷平衡产率减小的原因是反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，但以反应Ⅱ为主，且催化剂不影响平衡，D错误； 故选C。 【变式3-2】一定温度下，在恒容密闭容器甲、乙（其中一个为恒温容器，另一个为绝热容器）中分别充入和合成甲醇：。测得压强变化[为起始压强，为某时刻压强]如图所示。下列叙述正确的是 A．上述反应 B．正反应速率： C．转化率： D．c点平衡常数 【答案】D 【分析】依题意，正反应是气体分子数减小的反应，在恒温恒容条件下，启动反应后，随着反应进行体系压强减小，则大于0且一直增大，由题图可知，甲容器为恒温容器，则乙容器为绝热容器；乙容器中起始阶段小于0，说明体系压强增大，推知正反应是放热反应。其他条件不变，绝热容器达到平衡时温度高于恒温容器，即，平衡时升温，正反应速率增大，故正反应速率。点压强相等，，容器容积相等，则气体总物质的量，由反应式知，设消耗的物质的量为x，总物质的量为，即总物质的量越小，转化率越大，转化率。c点对应体系中，总压强为。恒温恒容条件下，气体压强与气体物质的量成正比，有，1L容器中反应，则平衡常数。 【解析】A．据分析，上述反应，A错误； B．据分析，正反应速率：，B错误； C．据分析，转化率：，C错误； D．据分析，c点平衡常数，D正确； 选D。 基础达标 1．室温下进行下图所示实验。(已知：为二元弱酸) 试管a、b、c中溶液褪色分别耗时。下列说法正确的是 A．反应的离子方程式为 B．试管c反应至时，溶液中剩余的 C．对比试管a、b，得到的结论是溶液浓度增大，反应速率加快 D．对比试管c、d，可验证浓度对反应速率的影响 【答案】C 【解析】A．反应的离子方程式为2MnO+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O，A错误； B．c中溶液褪色分别耗时600s，高锰酸钾浓度逐渐变稀反应变慢，试管c反应至300 s时，溶液中剩余的c(KMnO4)无法求算，B错误； C．对比试管a、b，H2C2O4浓度不同，得到的结论是H2C2O4水溶液浓度增大，反应速率加快，C正确； D．对比c、d，由于d中为浓盐酸作溶剂，而浓盐酸中的氯离子也能还原高锰酸钾，所以不能验证氢离子浓度对反应速率的影响，D错误； 故选C。 2．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：，若0~15s内c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L，则下列说法正确的是 A．0~15s内用I2表示的平均反应速率为 B．c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L所需的反应时间小于10s C．升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的容积，化学反应速率加快 【答案】D 【解析】A．不能利用固体的浓度表示化学反应速率，故A错误； B．若c(HI)由0.1mol⋅L-1降到0.07mol⋅L-1时，需要15s，即减少0.03 mol⋅L-1需要15s，c(HI)由0.07mol⋅L-1降到0.05mol⋅L-1时，浓度减少0.02 mol⋅L-1，当速率与浓度变化成正比时，需要，但浓度越小，化学反应速率越小，需要的时间就长，所以需要时间大于10s，故B错误； C．对于任何化学反应，升高温度，正逆反应速率均加快，故C错误； D．该反应为气体体积增大的反应，减小体积，即增大压强，化学反应速率加快，故D正确； 答案为D。 3．捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，以恒定组成的、混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上检测到有积碳。    下列说法不正确的是 A．反应①为；反应②为 B．，比多，且生成速率不变，可能有副反应 C．时刻，反应②生成速率小于副反应生成的速率 D．之后，反应②不再发生，随后副反应也逐渐停止 【答案】C 【解析】A．由题干图1所示信息可知，反应①为，结合氧化还原反应配平可得反应②为，A项正确； B．有图知，时间内，大于，且生成不变，且反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳，则可能发生反应，由于反应②和副反应中和的系数比均为1：2，所以生成氢气的速率不变，B项正确； C．反应②中CO和H2的化学计量数相同，则二者反应速率应相等，副反应的发生使生成H2的速率大于生成CO的速率，由图2可知，t2时刻，H2的总气体流速为2 mmol·min-1，CO的气体流速约为1.6 mmol·min-1，则副反应产生H2的气体流速约为(2-1.6)mmol·min-1=0.4 mmol·min-1，故副反应生成H2的速率小于反应②生成H2的速率，C错误； D．之后，，逐渐增大，则生成，说明反应②不再发生，D项正确； 答案选C。 4．一定条件下，反应的速率方程为，已知：k为速率常数只与温度有关。某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下： 反应速率 0.1 0.1 2 0.1 0.4 2 0.2 0.4 2 0.4 0.1 4 0.2 0.1 c 根据表中的测定结果，下列结论错误的是 A．的值为1 B．表中c的值为1 C．反应体系的三种物质中，的浓度对反应速率影响最大 D．在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大浓度，会使反应速率升高 【答案】D 【分析】速率方程为，将表中数据代入速率方程可得到①，②，③，④，由①②得到，②③得到，①④得到，对于⑤与①，将，，代入，解得c=1，据此分析解题。 【解析】A．根据分析，α的值为1，A正确； B．根据分析，c的值为1，B正确； C．由于，，，，所以速率与H2(g)和Br2(g)的浓度成正比，与HBr(g)的浓度成反比，反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，C正确； D．由于，速率与HBr(g)的浓度成反比，在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低，D错误； 故选D。 5．紫外光照射时，不同催化剂作用下将和转化为和，产量随光照时间的变化见图1，以为催化剂，可以将和直接转化成乙酸，不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图2.下列有关说法错误的是    A．由图1知，在0~15h内，的产量从大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ B．由图1知，在25~35h内，的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ C．由图2知，250℃时催化剂的催化效率最高 D．由图2知，乙酸的生成最佳温度范围：400℃以上 【答案】D 【解析】A．由图1知，在0～15h内，Ⅱ中甲烷产量最大，则CH4的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ，故A正确； B．由图1知，在25～35h内，Ⅲ中甲烷产量最大，则CH4的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，故B正确； C．由图2知，250℃时催化剂的催化效率最高，之前和之后催化效率均降低，故C正确； D．由图2知，乙酸的生成速率在300℃后逐渐增大，但是催化剂逐渐失去活性催化效率降低，故乙酸的生成最佳温度在250℃左右，此时催化剂的催化活性最高，乙酸的生成速率也较快，故D错误； 故选D。 6．某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是 A．条件①，反应速率为0.012mol·L-1·min-1 B．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0mol·L-1时，半衰期为62.5min C．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 D．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 【答案】D 【解析】A．由题干图中数据可知，条件①，反应速率为，A正确； B．反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为3.0mol·L'时,半衰期为，B正确； C．由题干图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间更短，故反应速率越大，C正确； D．由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，D错误； 故选D。 7．恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是 A．温度低于时，总反应速率由反应②决定 B．随的减小，反应②的速率先增大后减小 C．体系存在的速率关系： D．欲提高Y产率，需提高反应温度且控制反应时间 【答案】C 【分析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，据此分析解题。 【解析】A．由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，A正确； B．由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，B正确； C．根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v (X)= v (Y) +v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v (X) + v (Y) = v(Z)，C错误； D．升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且尽量防止反应②消耗Y，故还要控制反应时间，D正确； 故选C。 8．催化剂催化直接加氢制甲醚的反应机理如图甲，在界面上的反应历程如图乙，其反应为，在界面上发生的反应为，下列说法不正确的是 A．由图甲可知，使用催化剂可以改变反应的路径 B．过程放热 C．图乙表示的反应历程中，决速步骤为 D．该反应的总反应式为 【答案】C 【解析】A．由图甲知，使用催化剂可以改变反应的路径，A正确； B．由图乙可知，过程放热，B正确； C．由图可知，过程的能垒最高(活化能最大)，故该步骤为决速步骤，C错误； D．根据题干及反应机理图可知，该反应的总反应式为，D正确； 故选C。 9．、可用于合成甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)，共反应为(a、b均小于0)： 反应①： 反应②： 反应③： 若反应③正反应的活化能为，则下列说法正确的是 A． B． C．反应③逆反应的活化能为 D．将容器体积压缩，活化分子百分比增大，正、逆反应速率均增大 【答案】A 【解析】A．该反应为放热反应，且反应①的系数大，则其放热更多，故，A正确； B．根据盖斯定律，反应③＝反应①－反应②×2，则，B错误； C．根据B的分析，，反应③正反应的活化能为mkJ/mol，则逆反应的活化能为，C错误； D．将容器体积压缩，活化分子百分比不变，D错误； 故选A。 10．I某化学小组安装两套如图所示的相同装置，用以探究影响H2O2分解速率的因素。 （1）仪器b的名称为是 。 （2）MnO2催化下H2O2分解的化学方程式为 。 （3）有如下实验设计方案，请帮助他们完成表格中未填部分。 实验编号 实验目的 T/K 催化剂 浓度 甲组实验I 作实验参照 298 3滴FeCl3溶液 10mL2%H2O2 甲组实验Ⅱ 298 10mL5%H2O2 （4）某同学通过测定硫代硫酸钠与硫酸反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下： 实验编号 实验温度℃ ① 25 0.1 5.0 0.1 10.0 a ② 25 0.1 10.0 0.1 10.0 0 ③ 25 0.2 5.0 0.1 5.0 b ④ 30 0.2 5.0 0.1 10.0 5.0 i．请写出硫代硫酸钠与硫酸反应的离子方程式为 。 ii．其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验 (填实验编号)；若同时选择实验①②、实验②③，测定混合液变浑浊的时间，可分别探究Na2S2O3浓度和H2SO4的浓度对化学反应速率的影响，则表中a和b分别为 和 。 【答案】（1）锥形瓶 （2） （3）研究浓度对速率的影响 3滴FeCl3溶液 （4）+ 2H+ = SO2 ↑+ S ↓ + H2O ②④ 5.0 10.0 【分析】探究温度对速率的影响时，其他条件要保持不变，由表中数据可知，②④只有温度不同，①②只有Na2S2O3浓度不同，②③只有H2SO4的浓度不同，由②可知总体积为20.00mL； 【解析】（1）由装置图可知仪器b的名称为锥形瓶； （2）H2O2在MnO2催化下分解生成水和氧气，化学方程式为：； （3）由甲组实验Ⅰ的实验目的可知，催化剂和浓度只能有一个作为变量，而浓度已为变量，催化剂就不能再作为变量，所以甲组实验Ⅱ中催化剂与甲组实验Ⅰ中的相同，由题干的实验目的可知甲组实验Ⅱ的实验目的为探究浓度对速率的影响，催化剂也为3滴FeCl3溶液； （4）由表中数据可知，②④的硫代硫酸钠浓度与体积的积相等，即硫代硫酸钠的物质的量相等，混合后溶液总体积相等，只有温度不同，探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验②④；若同时选择实验①②、实验②③，测定混合液变浑浊的时间，可分别探究Na2S2O3浓度和H2SO4的浓度对化学反应速率的影响，则表中a为20.0-10.0-5.0=5.0，b为20.0-10.0-10.0=10.0。 综合应用 11．固体酸分子筛(可表示为)催化乙醇脱水，反应进程与相对能量变化如图。下列说法错误的是 A．乙醇分子通过氢键吸附于固体酸分子筛 B．反应的决速步活化能为 C．反应过程中既有极性键又有非极性键的断裂和生成 D．该条件下反应为   【答案】C 【解析】A．固体酸分子筛可以与乙醇之间形成分子间氢键而吸附，故A正确； B．反应活化能最大的为反应的决速步骤，由图示可知，过渡态1活化能最大，为，故B正确； C．反应中没有非极性键的断裂，故C错误； D．根据反应进程图可知，总反应为，故D正确； 故选C。 12．为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法将有机氯化工业的副产品转化为Cl2：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)  ΔH1=-57.2 kJ·mol−1。不同温度下将n起始(O2) ∶n起始(HCl)=1∶1混合气体以不同流速通入一定长度装有催化剂的反应管中，出口处测算HCl的转化率随HCl流速的变化曲线如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法正确的是 A．温度：T1 <T2 <T3 B．选用高效催化剂能显著提高N点处HCl的转化率 C．其他条件不变时，增大可提高HCl平衡转化率 D．不同温度下，M点处HCl的转化率、反应平衡常数均相等 【答案】C 【分析】根据反应4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH1=-57.2 kJ·mol−1可知，该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以在流速低时，温度越高，HCl的转化率越小，故代表的温度高，代表的温度最低，据此分析解答。 【解析】A．根据分析可知，反应为放热反应，温度越高，平衡左移，HCl的转化率越低，结合图中曲线数据，则有：，A错误； B．选用高效催化剂只能加快反应的速率，不影响平衡的移动，故N点处HCl的转化率不变，B错误； C．其他条件不变时，增大的比例，等同于只增加的浓度，平衡向右移动，则HCl平衡转化率增大，C正确； D．平衡常数只被温度影响，在该反应中，当温度不同时，平衡常数一定不同，D错误； 故答案为：C。 13．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 将浓盐酸与反应产生的气体通入酸性溶液中，紫红色褪去 具有还原性 B 常温下将铁片分别插入稀和浓中，前者产生气体，后者无明显现象 氧化性：稀>浓 C 向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液变为血红色 X溶液中一定含 D 相同条件下，同时向两支盛有等体积溶液的试管中分别加入等体积溶液和溶液，后者试管中先出现浑浊现象 其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越快 【答案】D 【解析】A．浓盐酸和亚硫酸钠反应产生，气体中还有挥发出来的HCl，HCl也能使酸性溶液褪色，不能说明具有还原性，故A错误； B．常温下，将铁片分别插入浓硝酸和稀硝酸中，前者无明显现象是因为浓硝酸使铁发生钝化，钝化是化学变化，形成了致密氧化膜阻止反应进一步进行，实际上浓硝酸氧化性强于稀硝酸，故B错误； C．若X溶液中原本含Fe3+，直接加KSCN也会显红色，未排除Fe3+的干扰，无法证明Fe2+存在，故C错误； D．二者反应方程式为:，溶液浓度高，反应速率越快，出现浑浊更快，混合后，的氢离子浓度更高，反应速率加快，实验现象也是加入后的溶液出现浑浊更快，因此可以证明浓度越大，反应速率越快，故D正确； 故答案选D。 14．常温下，某同学用相同质量和形状的锌粉先后与盐酸及相同体积未知浓度的盐酸反应，两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化如图所示。假设氢气的密度为。下列说法正确的是 A．x一定小于1 B．剩余锌粉的质量： C．M点时， D．R点时，溶液中所含的微粒为 【答案】A 【解析】A．根据图示可知，在锌粉反应完之前，1 mol/L盐酸与锌粉反应的速率大于x mol/L盐酸与锌粉反应的速率，其他条件不变，酸浓度越大，反应速率越快，可知 x<1，A 正确； B．等体积的不同浓度的盐酸与相同质量和形状的锌粉反应，反应产生的H2量相同，说明酸过量，金属不足量，由于反应相同时间产生H2的体积：M>R，则说明 M 点反应的金属多，R点反应的金属少，由于开始时锌粉质量相等，因此剩余锌粉的质量：R>M，B错误； C．M 点时反应时间是t min，H2的体积是b mL，H2的密度是，则反应产生H2的速率，C错误； D．HCl是强酸，在溶液中完全电离产生H+、Cl-，且R点金属锌过量，溶液中所含的微粒为、OH-，D错误。 15．还原的主反应为。相同时间内测得选用不同催化剂的实验相关数据如图1、2所示： 由图可知具有较高活性和选择性的催化剂为 ；图1中转化率升高的原因为 。 【答案】 酸化的 图1中，反应未达到平衡状态，温度越高，反应速率越大，转化率升高 【解析】①由图1、图2可见，酸化的/在较宽温区内既能使NO高转化，又主要产生成(选择性高)，故该催化剂更优。 ②在100 ~ 300 ℃范围内，随温度升高催化剂活性提高，反应速率加快，因而NO的转化率上升。 拓展培优 16．在工业生产上可利用硫与为原料制备。 450℃以上，发生反应I：； 600℃以上，发生反应Ⅱ：2。 一定条件下，分解产生的体积分数、与反应中平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应Ⅱ的 B．的体积分数保持不变，说明反应处于平衡状态 C．在密闭容器中，某温度下若完全分解，当体积分数为时，转化率为 D．反应Ⅱ温度不低于600℃的原因是：低于此温度，浓度小，反应速率慢 【答案】C 【解析】A．由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，说明平衡逆向移动，故反应Ⅱ的正反应为放热反应，则，A正确； B．的体积分数保持不变，则其浓度不再变化，说明反应处于平衡状态，B正确； C．设的起始物质的量为mol，转化的物质的量为mol，列三段式如下： 的体积分数为，即，解得，则的转化率为，C错误； D．由图可知，在600℃时甲烷平衡转化率高达98%以上，低于600℃时，浓度明显偏小，使得反应Ⅱ的反应速率变慢，D正确； 故选C。 17．某同学探究和与的配合能力强弱，已知，鲁米诺在碱性环境中，可被分解产生的活性氧氧化并释放蓝色荧光，其反应快慢决定发光强度与持续时间。进行如下实验： 序号 0.75% 鲁米诺溶液(含和氨水)/mL 、、溶液/mL 溶液/mL 蒸馏水/mL 发光时间/s 荧光强度 1 50 50 50 0 0.5 25 强 2 50 50 50 0.5 0 120 弱 3 0 50 50 0.5 无 无 下列说法错误的是 A．作为缓冲溶液，维持溶液碱性环境 B． C．实验1和实验2中，发光时间越长，说明溶液中发挥催化作用的浓度越高 D．与配位能力： 【答案】C 【解析】A．因鲁米诺在碱性环境中，可被分解产生的活性氧氧化并释放蓝色荧光，故实验需要维持溶液碱性环境，A正确； B．探究速率时，需要控制唯一变量，实验1、2的总体积为150.5mL，故，B正确； C．实验1和实验2中，发光时间越长，说明溶液中分解速率慢，溶液中发挥催化作用的浓度越低，C错误； D．实验2中滴加，则发光时间长，荧光强度弱，说明浓度越低，与配位，故与配位能力：，D正确； 故选C。 18．庚醛(N)与亚硫酸氢钠(P)可发生加成反应生成羟基磺酸钠(Q)，正、逆反应速率可以表示为和和分别为正，逆反应的速率常数，和分别为正，逆反应的活化能。与关系如图所示。下列说法正确的是 A．< B．升高温度，平衡正向移动 C．加入催化剂可以提高N的平衡转化率 D．达到平衡时 【答案】A 【分析】从与关系图所示，随着温度升高，逐渐增大，且增大更多，说明升高温度，逆反应速率增加更多，平衡应逆向移动，则该反应正向应为放热反应。 【解析】A．根据分析可知该反应为放热反应，所以正反应活化能更小，即<，A正确； B．该反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B错误； C．加入催化剂可加快反应速率，但不影响平衡移动，不会提高N的平衡转化率， C错误； D． 达到平衡时，正逆反应速率相等，则有，所以，D错误； 故选A。 19．某小组为探究与KI之间的反应，进行了如下实验。 实验    现象 ①产生土黄色沉淀，溶液为棕黄色②变为白色悬浊液，最后得到无色澄清溶液 ①产生土黄色沉淀，溶液为蓝绿色 ②开始变为浅蓝色悬浊液，逐渐变为黄绿色悬浊液，然后变为黄色溶液，最后得到无色溶液 已知：；CuI为白色沉淀，可吸附； 在溶液中不存在；呈无色，呈黄色。 下列结论或推断不合理的是 A．与KI能发生反应： B．CuI与反应的速率快于与反应的速率 C．黄绿色悬浊液变为黄色溶液时，有生成 D．与生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度 【答案】B 【解析】A．CuI为白色沉淀，可吸附而显土黄色，在溶液中不存在，故与KI能发生反应：，A正确； B．已知，结合第一实验，逐滴加入溶液的实验现象，应该是附着在CuI表面的先反应，故CuI与反应的速率慢于与反应的速率，B错误； C．第二个实验，①产生土黄色沉淀，溶液为蓝绿色，发生反应，剩余，②逐滴加入溶液时，开始变为浅蓝色悬浊液，逐渐变为黄绿色悬浊液，此时生成了和；黄绿色悬浊液变为黄色溶液时，说明溶液中的几乎全部转化为；最后黄色溶液变为无色溶液时，说明全部被还原为，C正确； D．第二个实验中，溶液最后变为无色溶液，故最后溶液中主要为，故与生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度，D正确； 故选B。 20．在生产和生活中，人们关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率和调控反应条件。是工业制硫酸的主要反应之一、 （1）①在密闭容器内，500℃时，测得随时间的变化如下表： 时间(s) 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 用表示从内该反应的平均速率 。 ②如图中表示的变化的曲线是 (填字母)。 （2）1s时，(正) (填“>”“<”或“=”)v(逆)。 （3）黄铁矿常作为工业制硫酸的原料，在酸性条件下它可发生反应：，实现该反应的物质间转化如图所示。的作用 ，反应I的离子方程式为 。 （4）影响化学反应速率的因素有很多，某课外兴趣小组用实验的方法对其进行探究。 实验：取等量的氯酸钾分别加入A、B两试管中，直接加热A试管中的氯酸钾，基本无气体产生；向B试管中再加入少量高锰酸钾，生成气体体积与时间的关系如图。不考虑温度的影响，分析：图中前，B试管中产生气体的速率较慢且量少的原因可能为 ，后，B试管中产生气体的速率较快且量多的原因可能为 。 （5）实验：已知对分解也具有催化作用，为比较和对分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题。 ①甲装置：通过观察气泡产生的速率，比较二者的催化效果。但小组某同学提出将硫酸铜改为氯化铜更好，其理由可能是 。 ②通过乙装置也能比较二者的催化效果。同温同压下，均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。则实验中还需要测量的数据是 。 【答案】（1） b （2） （3）催化剂 （4）氯酸钾自身受热分解很缓慢 高锰酸钾的分解产物对氯酸钾的分解起到了催化作用 （5）前者是氯化铁，改用氯化铜可使二者只有金属离子不同，消除阴离子的影响，使得到的实验结论更可靠 收集40mL气体所需要的时间 【解析】（1）①在密闭容器中，根据表格中数据，内，从起始时的减少到，消耗了，由反应可知，内用表示的平均反应速率为：； ②根据表格中数据，在3s后达到平衡状态，此时还剩，消耗的为，根据反应可计算出平衡时生成的为，则，结合坐标图可知b曲线符合。 故答案为：；b。 （2）在1s时，根据表格中数据可知此时还未达到平衡状态，平衡还在向正反应方向移动，则有。 故答案为：。 （3）根据总反应方程式可知，NO在整个转化过程中虽参与了转化但量未被消耗，起到的是催化剂的作用；根据转化关系图，反应I是在酸性作用下被氧化为，同时释放NO的过程，则转化的离子方程式为：。 故答案为：。 （4）根据取等量的氯酸钾分别加入A、B两试管中，直接加热A试管中的氯酸钾，基本无气体产生，说明氯酸钾自身受热很难分解，生成氧气的速率非常缓慢；而向B试管中加入少量高锰酸钾再加热，根据生成气体体积与时间的关系图可以看出，随时间增加，气体体积逐渐增加，原因在于氯酸钾的分解需要使用二氧化锰作为催化剂，而高锰酸钾受热后分解产生了二氧化锰，可以作为氯酸钾反应的催化剂，所以反应速率先慢后快。 故答案为：氯酸钾自身受热分解很缓慢；高锰酸钾的分解产物对氯酸钾的分解起到了催化作用。 （5）①在对比实验中，变量越少越好，要比较和对分解的效果，将硫酸铜改为氯化铜后可以排除阴离子不同带来的干扰，使得到的实验结论更可靠； ②相同条件下，一定时间内收集气体体积越大反应速率越快，或者收集40mL气体所用时间越短反应速率越快。 故答案为：前者是氯化铁，改用氯化铜可使二者只有金属离子不同，消除阴离子的影响，使得到的实验结论更可靠；收集40mL气体所需要的时间。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$