内容正文:
专题01
考向01 化学反应速率及其表示方法
学生需掌握化学反应速率的基本概念,能够用单位时间内反应物或生成物的浓度变化表示速率,理解平均速率的计算方法,并明确速率值为正值。
根据公式计算速率,注意浓度与物质的量的换算;同一反应中不同物质的速率之比等于化学计量数之比,可用于验证速率关系的正误。
1.一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,发生反应N2+3H22NH3,2 min时测得剩余的N2为1 mol,下列化学反应速率不正确的是
A.v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1 B.v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=1 mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1
【答案】C
【解析】初始N2浓度为1mol/L,2min时N2浓度为0.5mol/L,则,根据速率比等于计量系数比,可知、,故答案为C。
2.下列说法中正确的是
A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B.用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C.对任何化学反应,反应速率越大,反应现象越明显
D.无论用反应物还是用生成物表示的化学反应速率可能为正值,也可能为负值
【答案】B
【解析】A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化(而非质量变化)来表示,质量变化受摩尔质量和体积影响,无法统一衡量速率,A错误;B.同一反应中,各物质的速率数值之比等于化学计量数之比,这是化学反应速率的基本规律,B正确;C.反应速率快不一定现象明显(如快速的中和反应可能无明显现象),现象是否明显还与反应类型和条件有关,C错误;D.化学反应速率是浓度变化的绝对值与时间的比值,无论用反应物还是生成物表示,速率均为正值,D错误;答案选B。
考向02 化学反应速率与计量数关系的应用
学生应熟练运用“速率之比等于化学计量数之比”的规律,进行不同物质反应速率的相互换算。
根据反应方程式确定各物质的计量数关系,利用 进行速率推导或判断选项是否正确。
3.已知:。若反应速率分别用、、、表示,则下列关系错误的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】反应速率之比等于化学计量数之比,,,,,D错误,故选D。
4.已知,若反应速率分别用表示,则正确的关系式为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.化学反应速率之比等于化学计量数之比,有,,故A错误;B.化学反应速率之比等于化学计量数之比,有,,故B错误;C.化学反应速率与对应化学计量数之比相等,有,,故C错误;D.化学反应速率与对应化学计量数之比相等,有,,故D正确;故答案为:D。
考向03 n(c)-t图像分析
学生需能解读物质的量或浓度随时间变化的曲线,判断反应速率变化趋势,并分析影响因素(如温度、浓度)。
通过曲线斜率计算瞬时或平均速率;关注曲线拐点、平台段,结合反应特点(如放热/吸热)解释速率变化原因。
5.与稀盐酸反应生成的量与反应时间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.依据0-2 min、2-4 min、4-6 min相同的时间段内生成的量,判断该反应为放热反应
B.反应在2-4 min内生成的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
C.4 min后,反应速率减小的主要原因是减小
D.反应开始后前4 min内温度比浓度对反应速率的影响大
【答案】B
【解析】A.随着反应的进行,盐酸浓度减小,由图可知,0-2 min、2-4 min、4-6 min相同的时间段内生成CO2的量,是先增大,后减小,但是盐酸浓度是一直减小,故可判断该反应为放热反应,A正确;B.反应速率需用浓度变化表示,题中未给出溶液体积,无法计算浓度,B错误;C.4 min后,由图可知反应速率逐渐减小,此时温度较高,则反应速率减小的原因是c(H+)减小,C正确;D.随反应进行氢离子浓度降低,氢离子浓度变化使反应速率降低,由图象可知,开始生成的二氧化碳的反应速率是增大的,说明反应为放热反应,即反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大,D正确;故选B。
6.向容积为2 L的密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质的物质的量随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的总物质的量不变。下列说法不正确的是
A.若 则0~t1内反应速率
B.t1时A 的转化率为60%
C.反应的化学方程式为4A(g)=2C(g)+B(g)
D.起始 B的浓度为
【答案】C
【解析】A.则0~t1内反应速率 ,A正确;B.t1时A 的转化率为60%,B正确;C.已知在反应过程中混合气体的总物质的量不变,则初时B为(0.12+0.10+0.22-0.30-0.10)mol=0.04mol,反应的系数比等于反应的速率比,由图,反应的ABC的物质的量之比为(0.30-0.12): (0.10-0.04): (0.22-0.10)=3:1:2,则反应的化学方程式为3A(g)2C(g)+B(g),C错误;D.由C分析,起始 B的浓度为,D正确;故选C。
(1)看趋势,定位置
观察图像,n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物,反之为生成物。
(2)看变化量,定系数
由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量,从而确定各物质的化学计量数。
(3)看是否共存,定符号
根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质反应完),从而判断该反应是否为可逆反应,确定在方程式中用“===”还是“”。
解题规律
考向04 外界因素对化学反应速率的影响
学生应掌握浓度、压强、温度、催化剂、表面积等因素对速率的影响机制,并能识别特殊情况(如浓硫酸的钝化)。
逐一分析各条件变化对分子碰撞频率或活化能的影响;注意固体/纯液体浓度不变,其量增减不影响速率。
7.在的反应中,采取下列措施能够使反应速率增大的是
①缩小容器体积 ②增大浓度 ③增加碳的量 ④恒压下充入
⑤恒容下充入 ⑥升高温度 ⑦将碳粉碎
A.①②④⑤ B.②③⑤⑥ C.①③⑥⑦ D.①②⑥⑦
【答案】D
【解析】①缩小容器体积,气体浓度增大,速率加快;②增大反应物浓度,正反应速率增大;③碳为固体,增加固体的用量不影响速率;④恒压下充He,体积增大,浓度降低,速率减小;⑤恒容充入He,反应物、生成物浓度不变,速率不变;⑥升温,加快反应速率;⑦粉碎碳,增大接触面积,速率加快;能够使反应速率增大的措施为①②⑥⑦,D正确;故选D。
8.下列有关化学反应速率的说法中,正确的是
A.用铁片和稀硫酸反应制取H2时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生H2的速率
B.100mL 2mol·L-1的盐酸与锌反应时,加入适量的NaCl溶液,生成H2的速率不变
C.二氧化硫的催化氧化反应是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,增大压强,反应速率加快
【答案】D
【解析】A.常温下Fe和浓硫酸发生钝化,且二者反应不生成氢气,生成二氧化硫,故A错误;B.加入适量的NaCl溶液后溶液体积增大,导致溶液中c(H+)减小,则反应速率减慢,故B错误;C.升高温度活化分子百分数增大,所以升高温度该反应速率加快,故C错误;D.汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,增大压强,单位体积内活化分子数目增多,则反应速率加快,故D正确;故选:D。
考向05 影响反应速率的因素综合分析
学生需具备综合判断能力,能分析多因素共同作用下的速率变化,识别主导因素。
结合图像或数据,比较不同阶段速率变化,区分温度、浓度、催化剂等因素的交互影响;注意反应机理中的限速步骤。
9.(NH4)2SO3氧化是氨法脱硫的重要过程,某小组在其他条件不变时,分别研究了一段时间内温度和(NH4)2SO3初始浓度对空气氧化(NH4)2SO3速率的影响,结果如图。下列说法不正确的是
已知:在溶液中(NH4)2SO3,其中会部分转化为。
A.60℃之前,氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关
B.60℃之后,氧化速率降低可能与O2的溶解度下降及(NH4)2SO3受热易分解有关
C.(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,与溶液中部分转化为有关
D.(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,可能与O2的溶解速率有关
【答案】C
【解析】A.60℃之前,随着温度升高,化学反应速率加快,氧化速率增大,A正确;B.60℃之后,随着温度升高,氧气的溶解度降低,氧化速率降低,(NH4)2SO3受热易分解,反应物减少,氧化速率降低,B正确;C.(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,与水解程度无关,因为SO2水解不影响溶液中+4价硫的总浓度,C错误;D.当(NH4)2SO3的浓度增大到一定程度后,离子被氧化的速率大于氧气的溶解速率,因氧气的溶解速率较小导致离子的氧化速率变化不大,D正确;故选C。
10.某化学小组欲测定酸性条件下:溶液与溶液反应的化学反应速率,实验试剂为溶液和溶液,所得溶液中和随时间变化的曲线分别如图1和图2。下列说法正确的是
A.该反应在内的平均反应速率
B.将图2纵坐标替换为,曲线与原图不重合
C.由图2可知时间内逐渐增大
D.根据后下降,可推测该反应为吸热反应
【答案】C
【解析】A.根据图1,变化量为0.03mol/L,平均反应速率,A错误;B.根据氯原子守恒,,将图2纵坐标替换为,曲线与原图重合,B错误;C.时间内减小,但仍在生成氯离子,逐渐增大,C正确;D.后下降,可能是由于反应物浓度减小,反应速率减慢,不能判断反应是吸热反应,D错误;故选C。
解答压强对化学反应速率影响的关键——弄清“真”变还是“假”变
若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变,否则是“假”变。如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
(1)恒温恒容时
①充入气体反应物
→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大。
②充入不参与反应的气体(如He、N2等)
→引起总压增大,各物质的浓度不变→反应速率不变。
2恒温恒压时,充入不参与反应的气体如He、N2等→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减小。
解题规律
考向06 化学反应速率的图像分析
学生应能处理多种类型的速率图像(如v-t图、转化率图等),提取关键信息并联系反应机理。
识别图像横纵坐标含义,分析曲线交点、极值点的意义;结合平衡移动原理判断反应方向或速率变化原因。
11.某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的,发生反应:,时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A.2 s时B的转化率为
B.内,D的平均反应速率为
C.化学计量系数之比,且
D.图中两曲线相交时,A的消耗速率大于A的生成速率
【答案】D
【解析】A.12 s时,由图得,A消耗了,B消耗了,所以反应计量数b等于,2s时,A消耗了,所以B消耗了0.2 mol,转化率为,A错误;B.D为固体,固体浓度视为常数,无法用浓度变化表示反应速率,B错误;C.12 s时,A消耗了1.2 mol,C生成了0.8 mol,所以C的计量数为,因为b=1,所以,C错误;D.两曲线相交时反应未达平衡(12 s平衡),此时反应仍正向进行,A的消耗速率(正反应)大于生成速率(逆反应),D正确;答案选D。
12.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应。已知该反应的速率随的增大而加快。如图为用在单位时间内物质的量浓度变化表示该反应的图。下列说法错误的是
A.反应体系中的物质的量先增加后减小
B.图中阴影部分的面积表示时间段内的物质的量浓度的减少量
C.反应开始时速率增大,可能是增大所致
D.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
【答案】A
【解析】A.是题述反应的生成物,随着反应进行,反应体系中的物质的量逐渐增加,A错误;B.图中曲线表示的浓度随时间的变化,则阴影部分的面积表示时间内的物质的量浓度的减少量,B正确;C.反应开始时,反应生成使溶液的酸性增强,的氧化能力增强,则反应速率增大,可能是增大所致,C正确;D.反应后期,虽然溶液的酸性增强,但反应物浓度大幅减小,所以反应速率下降,D正确;故选A。
考向07 控制变量法分析速率的影响因素
学生需理解控制变量法的实验设计逻辑,能设计或分析对比实验,明确变量关系。
确保实验组与对照组仅有一个变量不同;通过褪色时间、气体生成量等指标比较速率,注意溶液总体积一致以避免浓度干扰。
13.某课外兴趣小组探究影响化学反应速率的因素,下列说法错误的是
实验序号
温度
溶液
溶液
出现浑浊所用时间
V/mL
V/mL
V/mL
1
20℃
10.0
0.10
10.0
0.10
0
2
40℃
10.0
0.10
10.0
0.10
0
3
20℃
0.10
5.0
0.20
A.实验发生的反应为
B.实验1和2可探究温度对反应速率的影响,则
C.若实验3的反应速率大于实验1的反应速率,则
D.实验1、2、3均应将溶液缓慢逐滴滴入溶液中
【答案】D
【解析】A.实验发生反应的化学方程式为,A项正确;B.根据实验1,2,可知是对比温度对反应速率的影响,由于实验2温度高,所以反应速率快,用时短,则,B项正确;C.若,实验3的反应速率大于实验1的反应速率,则,但是溶液总体积不能超过20.0mL,因此,C项正确;D.实验1、2、3均应向溶液中一次性加入溶液,而不是缓慢滴加,否则反应时间就会因滴加过程而产生差异,D项错误;故选D。
14.某小组为了探究影响NaHSO3溶液与KMnO4溶液在酸性条件下反应速率的因素,设计如表所示的实验方案。下列说法错误的是
实验序号
V(NaHSO3)/mL(c=0.2mol·L-1)
V(KMnO4)/mL(c=0.1mol·L-1)
V(H2SO4)/mL(c=0.6mol·L-1)
V(MnSO4)/mL(c=0.1mol·L-1)
V(H2O)/mL
褪色时间t/min
1
3.0
2.0
1.0
0
2.0
8
2
3.0
2.0
2.0
0
a
6
3
4.0
2.0
2.0
0
0
4
4
3.0
2.0
1.0
0.5
b
3
A.a=1.0,b=1.5
B.溶液的酸碱性会影响该反应的化学反应速率
C.该反应的离子方程式为
D.上表数据可证明Mn2+对该反应有催化作用
【答案】C
【解析】A.实验各组总体积应相同,实验1总体积为3.0+2.0+1.0+0+2.0=8.0(mL)。实验2中总体积为3.0+2.0+2.0+a=8.0 (mL),解得a=1.0;实验4中3.0+2.0+1.0+0.5+b=8.0(mL),解得b=1.5。A正确;B.实验1和2的变量为H2SO4的量(酸性强弱不同),褪色时间不同(8 min→6 min),说明酸性浓度影响反应速率,故溶液的酸碱性会影响反应速率。B正确;C.NaHSO3为弱酸的酸式盐,在水溶液中不能完全电离为SO,离子方程式中HSO不可拆分。选项C的方程式错误地将HSO拆为SO,与实际反应不符。正确的离子方程式为:5HSO+2MnO+H+=2Mn2++5SO+3H2O,C错误;D.实验4加入MnSO4(引入Mn2+),褪色时间从实验1的8 min缩短至3 min,且其他条件(如H2SO4浓度)一致,说明Mn2+具有催化作用。D正确;故选C。
考向08 活化分子与有效碰撞理论
学生应理解活化能、活化分子、有效碰撞等概念,掌握影响活化分子百分数的因素。
明确温度、催化剂影响活化分子百分数,而浓度、压强影响单位体积内活化分子数;区分“有效碰撞”需满足能量与取向双重要求。
15.下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
B.反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C.催化剂能提高活化分子的活化能,从而加快反应速率
D.工业合成氨反应中将氨气液化分离,则会正反应速率加快
【答案】B
【解析】A.升高温度不会降低反应的活化能,而是通过提供能量使更多分子变为活化分子,从而提高活化分子百分数,加快反应速率;A错误;B.反应物浓度增大时,单位体积内分子总数增加,活化分子数随之增多,有效碰撞几率增大,反应速率增大;B正确;C.催化剂通过降低反应的活化能,使更多分子成为活化分子,而非提高活化能;C错误;D.将氨气液化分离会减少生成物浓度,导致正反应速率因反应物浓度逐渐降低而减慢,而非加快;D错误;故选B。
16.下列说法中不正确的是
A.活化分子之间发生的碰撞就是有效碰撞
B.对有气体参加的化学反应,减小容器容积,化学反应速率增大
C.升高温度,可使单位体积内反应物中活化分子的百分数增大,化学反应速率增大
D.加入催化剂,若单位体积内反应物中活化分子的百分数增大,化学反应速率增大
【答案】A
【解析】A.根据碰撞理论,有效碰撞必须满足两个条件:一是分子具有足够的能量(达到或超过活化能,即活化分子);二是碰撞方向(取向)合适。活化分子之间的碰撞如果取向不合适,也不会发生化学反应,因此不一定是有效碰撞,A错误;B.减小容器容积相当于增加气体浓度(单位体积内的活化分子数增多)。根据速率定律,反应速率与反应物浓度成正比,因此速率增大,B正确;C.升高温度会增加分子的平均动能,使更多分子达到或超过活化能,从而增大活化分子的百分数。由于反应速率取决于活化分子的数量,因此速率增大,C正确;D.催化剂通过降低反应活化能,使原本能量不足的分子也能成为活化分子,从而增大活化分子的百分数。这会导致单位时间内有效碰撞增多,反应速率增大,D正确;故选A。
(1)当其他条件相同时,增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率增大。同理,也可以解释降低反应物浓度会使化学反应速率减小。
(2)其他条件相同时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分子中活化分子的百分数,使得单位时间内有效碰撞次数增加,因而化学反应速率增大。同理,降低温度会使化学反应速率减小。
(3)催化剂能改变反应的历程,改变反应的活化能。有催化剂时反应的活化能比无催化剂时反应的活化能降低了很多,这就使更多的反应物分子成为活化分子,增大了单位体积内反应物分子中活化分子的数目,从而增大了化学反应速率。
注意:浓度和压强变化时单位体积活化分子百分数没变,而活化分子数改变;温度和催化剂是既然改变了单位体积活化分子百分数也改变活化分子数。
解题规律
考向09 化学反应历程能量探析
学生需能分析反应能量图,识别决速步、过渡态、活化能等关键点,理解催化剂的作用机制。
从能量图中找出最大能垒步骤作为决速步;比较各步活化能,判断反应热;注意催化剂不改变反应热仅降低活化能。
17.合成气的一种制备原理为 ,在Sn-Ni合金催化下,甲烷脱氢阶段的反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。下列正确的是
A.在Sn-Ni合金催化下,该历程中最大能垒(活化能)为
B.脱氢阶段既存在非极性键断裂又存在极性键断裂
C.反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.在Sn-Ni合金催化下,该历程中决速步骤的化学方程式为
【答案】D
【解析】A.能垒(活化能)为过渡态能量与对应起始物质能量差。计算各步骤活化能:反应i(2.981-0=2.981 eV·mol⁻¹)、反应ii(5.496-1.687=3.809 eV·mol⁻¹)、反应iii(4.837-4.035=0.802 eV·mol⁻¹)、反应iv(6.860-4.051=2.809 eV·mol⁻¹),最大能垒为3.809 eV·mol⁻¹,A错误;B.脱氢阶段是逐步脱氢生成C*和H*,断裂的均为C-H极性键,无非极性键断裂,B错误;C.总反应,ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,故正反应活化能大于逆反应活化能,C错误;D.决速步骤为活化能最大的反应ii,其反应物为,产物为,方程式正确,D正确;综上,答案是D。
18.甲醇在表面发生解离的反应机理如下图所示。下列说法正确的是
A.该反应的决速步为
B.为固体催化剂,可以提高甲醇的转化率
C.
D.总反应的
【答案】A
【解析】A.从图中可以看出,第①步反应活化能最大,反应速率最慢,为该反应的决速步,则该反应的决速步为,A正确;B.催化剂能改变反应途径从而改变反应速率,但不影响平衡状态,故不影响甲醇的转化率,B错误;C.由图知,中反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,故,C错误;D.由图知,总反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,故,D错误;故选A。
考向10 有关活化能的图像分析
学生应能解读能量-反应进程图,分析催化剂、温度对活化能和反应路径的影响。
比较有无催化剂时活化能变化;结合反应热(ΔH)判断吸放热;注意决速步对应能垒最高的步骤。
19.零碳甲醇制备的原理是综合利用焦炉气中的副产物氢气与工业尾气中捕集的二氧化碳合成绿色甲醇,其反应过程的能量变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.若该过程中使用催化剂,总反应的减少
B.过程①和过程②都是吸热反应
C.降低温度,将增大的平衡转化率
D.两个过程中,决定总反应速率的是过程②
【答案】C
【解析】A.催化剂能降低活化能,不会改变总反应的,故A错误;B.过程②反应物总能量高于生成物,是放热反应,故B错误;C.正反应放热,降低温度,平衡正向移动,的平衡转化率增大,故C正确;D.活化能越大反应速率越慢,两个过程中,过程①的活化能大于过程②,过程①是慢反应,决定总反应速率的是过程①,故D错误;选C。
20.在合成氨的反应中,反应物、生成物的能量与活化能的关系如图所示,下列说法正确的是
A.过程I为旧键断裂放热的过程
B.该反应的反应热为
C.稀盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化与如图所示能量变化相符
D.该反应若仅改变温度,能量的变化如图中的曲线Ⅲ所示
【答案】B
【解析】合成氨反应的反应物为氮气和氢气,生成物为氨气,反应物总能量高于生成物总能量,该反应属于放热反应,且反应热为,图中过程I为旧键断裂吸收热量的过程,图中过程II为新键形成释放热量的过程,曲线Ⅲ可表示加入催化剂后的能量变化,使用催化剂可以降低反应的活化能,但不会改变反应的反应热。A.反应开始时,反应物需要吸收能量达到一个较高的能量状态(活化能为),过程I为旧键断裂吸热的过程,故A错误;B.反应热等于反应过程中旧键断裂吸收的能量减去新键形成释放的能量,则反应热为,故B正确;C.稀盐酸与碳酸氢钠发生的反应属于吸热反应,结合分析知,图中是放热反应,稀盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化与如图所示能量变化不相符,C错误;D.仅改变温度,不会改变反应的活化能,能量变化不会如图中的曲线Ⅲ所示,曲线Ⅲ可表示加入催化剂后的能量变化,故D错误;故选B。
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专题01
考向01 化学反应速率及其表示方法
学生需掌握化学反应速率的基本概念,能够用单位时间内反应物或生成物的浓度变化表示速率,理解平均速率的计算方法,并明确速率值为正值。
根据公式计算速率,注意浓度与物质的量的换算;同一反应中不同物质的速率之比等于化学计量数之比,可用于验证速率关系的正误。
1.一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,发生反应N2+3H22NH3,2 min时测得剩余的N2为1 mol,下列化学反应速率不正确的是
A.v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1 B.v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=1 mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1
2.下列说法中正确的是
A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B.用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C.对任何化学反应,反应速率越大,反应现象越明显
D.无论用反应物还是用生成物表示的化学反应速率可能为正值,也可能为负值
考向02 化学反应速率与计量数关系的应用
学生应熟练运用“速率之比等于化学计量数之比”的规律,进行不同物质反应速率的相互换算。
根据反应方程式确定各物质的计量数关系,利用 进行速率推导或判断选项是否正确。
3.已知:。若反应速率分别用、、、表示,则下列关系错误的是
A. B. C. D.
4.已知,若反应速率分别用表示,则正确的关系式为
A. B.
C. D.
考向03 n(c)-t图像分析
学生需能解读物质的量或浓度随时间变化的曲线,判断反应速率变化趋势,并分析影响因素(如温度、浓度)。
通过曲线斜率计算瞬时或平均速率;关注曲线拐点、平台段,结合反应特点(如放热/吸热)解释速率变化原因。
5.与稀盐酸反应生成的量与反应时间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.依据0-2 min、2-4 min、4-6 min相同的时间段内生成的量,判断该反应为放热反应
B.反应在2-4 min内生成的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
C.4 min后,反应速率减小的主要原因是减小
D.反应开始后前4 min内温度比浓度对反应速率的影响大
6.向容积为2 L的密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质的物质的量随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的总物质的量不变。下列说法不正确的是
A.若 则0~t1内反应速率
B.t1时A 的转化率为60%
C.反应的化学方程式为4A(g)=2C(g)+B(g)
D.起始 B的浓度为
(1)看趋势,定位置
观察图像,n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物,反之为生成物。
(2)看变化量,定系数
由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量,从而确定各物质的化学计量数。
(3)看是否共存,定符号
根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质反应完),从而判断该反应是否为可逆反应,确定在方程式中用“===”还是“”。
解题规律
考向04 外界因素对化学反应速率的影响
学生应掌握浓度、压强、温度、催化剂、表面积等因素对速率的影响机制,并能识别特殊情况(如浓硫酸的钝化)。
逐一分析各条件变化对分子碰撞频率或活化能的影响;注意固体/纯液体浓度不变,其量增减不影响速率。
7.在的反应中,采取下列措施能够使反应速率增大的是
①缩小容器体积 ②增大浓度 ③增加碳的量 ④恒压下充入
⑤恒容下充入 ⑥升高温度 ⑦将碳粉碎
A.①②④⑤ B.②③⑤⑥ C.①③⑥⑦ D.①②⑥⑦
8.下列有关化学反应速率的说法中,正确的是
A.用铁片和稀硫酸反应制取H2时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生H2的速率
B.100mL 2mol·L-1的盐酸与锌反应时,加入适量的NaCl溶液,生成H2的速率不变
C.二氧化硫的催化氧化反应是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2,增大压强,反应速率加快
考向05 影响反应速率的因素综合分析
学生需具备综合判断能力,能分析多因素共同作用下的速率变化,识别主导因素。
结合图像或数据,比较不同阶段速率变化,区分温度、浓度、催化剂等因素的交互影响;注意反应机理中的限速步骤。
9.(NH4)2SO3氧化是氨法脱硫的重要过程,某小组在其他条件不变时,分别研究了一段时间内温度和(NH4)2SO3初始浓度对空气氧化(NH4)2SO3速率的影响,结果如图。下列说法不正确的是
已知:在溶液中(NH4)2SO3,其中会部分转化为。
A.60℃之前,氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关
B.60℃之后,氧化速率降低可能与O2的溶解度下降及(NH4)2SO3受热易分解有关
C.(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,与溶液中部分转化为有关
D.(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,可能与O2的溶解速率有关
10.某化学小组欲测定酸性条件下:溶液与溶液反应的化学反应速率,实验试剂为溶液和溶液,所得溶液中和随时间变化的曲线分别如图1和图2。下列说法正确的是
A.该反应在内的平均反应速率
B.将图2纵坐标替换为,曲线与原图不重合
C.由图2可知时间内逐渐增大
D.根据后下降,可推测该反应为吸热反应
解答压强对化学反应速率影响的关键——弄清“真”变还是“假”变
若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变,否则是“假”变。如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
(1)恒温恒容时
①充入气体反应物
→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大。
②充入不参与反应的气体(如He、N2等)
→引起总压增大,各物质的浓度不变→反应速率不变。
2恒温恒压时,充入不参与反应的气体如He、N2等→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减小。
解题规律
考向06 化学反应速率的图像分析
学生应能处理多种类型的速率图像(如v-t图、转化率图等),提取关键信息并联系反应机理。
识别图像横纵坐标含义,分析曲线交点、极值点的意义;结合平衡移动原理判断反应方向或速率变化原因。
11.某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的,发生反应:,时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A.2 s时B的转化率为
B.内,D的平均反应速率为
C.化学计量系数之比,且
D.图中两曲线相交时,A的消耗速率大于A的生成速率
12.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应。已知该反应的速率随的增大而加快。如图为用在单位时间内物质的量浓度变化表示该反应的图。下列说法错误的是
A.反应体系中的物质的量先增加后减小
B.图中阴影部分的面积表示时间段内的物质的量浓度的减少量
C.反应开始时速率增大,可能是增大所致
D.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
考向07 控制变量法分析速率的影响因素
学生需理解控制变量法的实验设计逻辑,能设计或分析对比实验,明确变量关系。
确保实验组与对照组仅有一个变量不同;通过褪色时间、气体生成量等指标比较速率,注意溶液总体积一致以避免浓度干扰。
13.某课外兴趣小组探究影响化学反应速率的因素,下列说法错误的是
实验序号
温度
溶液
溶液
出现浑浊所用时间
V/mL
V/mL
V/mL
1
20℃
10.0
0.10
10.0
0.10
0
2
40℃
10.0
0.10
10.0
0.10
0
3
20℃
0.10
5.0
0.20
A.实验发生的反应为
B.实验1和2可探究温度对反应速率的影响,则
C.若实验3的反应速率大于实验1的反应速率,则
D.实验1、2、3均应将溶液缓慢逐滴滴入溶液中
14.某小组为了探究影响NaHSO3溶液与KMnO4溶液在酸性条件下反应速率的因素,设计如表所示的实验方案。下列说法错误的是
实验序号
V(NaHSO3)/mL(c=0.2mol·L-1)
V(KMnO4)/mL(c=0.1mol·L-1)
V(H2SO4)/mL(c=0.6mol·L-1)
V(MnSO4)/mL(c=0.1mol·L-1)
V(H2O)/mL
褪色时间t/min
1
3.0
2.0
1.0
0
2.0
8
2
3.0
2.0
2.0
0
a
6
3
4.0
2.0
2.0
0
0
4
4
3.0
2.0
1.0
0.5
b
3
A.a=1.0,b=1.5
B.溶液的酸碱性会影响该反应的化学反应速率
C.该反应的离子方程式为
D.上表数据可证明Mn2+对该反应有催化作用
考向08 活化分子与有效碰撞理论
学生应理解活化能、活化分子、有效碰撞等概念,掌握影响活化分子百分数的因素。
明确温度、催化剂影响活化分子百分数,而浓度、压强影响单位体积内活化分子数;区分“有效碰撞”需满足能量与取向双重要求。
15.下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.升高温度可降低化学反应的活化能,提高活化分子百分数,加快化学反应速率
B.反应物浓度增大,单位体积活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大
C.催化剂能提高活化分子的活化能,从而加快反应速率
D.工业合成氨反应中将氨气液化分离,则会正反应速率加快
16.下列说法中不正确的是
A.活化分子之间发生的碰撞就是有效碰撞
B.对有气体参加的化学反应,减小容器容积,化学反应速率增大
C.升高温度,可使单位体积内反应物中活化分子的百分数增大,化学反应速率增大
D.加入催化剂,若单位体积内反应物中活化分子的百分数增大,化学反应速率增大
(1)当其他条件相同时,增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率增大。同理,也可以解释降低反应物浓度会使化学反应速率减小。
(2)其他条件相同时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分子中活化分子的百分数,使得单位时间内有效碰撞次数增加,因而化学反应速率增大。同理,降低温度会使化学反应速率减小。
(3)催化剂能改变反应的历程,改变反应的活化能。有催化剂时反应的活化能比无催化剂时反应的活化能降低了很多,这就使更多的反应物分子成为活化分子,增大了单位体积内反应物分子中活化分子的数目,从而增大了化学反应速率。
注意:浓度和压强变化时单位体积活化分子百分数没变,而活化分子数改变;温度和催化剂是既然改变了单位体积活化分子百分数也改变活化分子数。
解题规律
考向09 化学反应历程能量探析
学生需能分析反应能量图,识别决速步、过渡态、活化能等关键点,理解催化剂的作用机制。
从能量图中找出最大能垒步骤作为决速步;比较各步活化能,判断反应热;注意催化剂不改变反应热仅降低活化能。
17.合成气的一种制备原理为 ,在Sn-Ni合金催化下,甲烷脱氢阶段的反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。下列正确的是
A.在Sn-Ni合金催化下,该历程中最大能垒(活化能)为
B.脱氢阶段既存在非极性键断裂又存在极性键断裂
C.反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.在Sn-Ni合金催化下,该历程中决速步骤的化学方程式为
18.甲醇在表面发生解离的反应机理如下图所示。下列说法正确的是
A.该反应的决速步为
B.为固体催化剂,可以提高甲醇的转化率
C.
D.总反应的
考向10 有关活化能的图像分析
学生应能解读能量-反应进程图,分析催化剂、温度对活化能和反应路径的影响。
比较有无催化剂时活化能变化;结合反应热(ΔH)判断吸放热;注意决速步对应能垒最高的步骤。
19.零碳甲醇制备的原理是综合利用焦炉气中的副产物氢气与工业尾气中捕集的二氧化碳合成绿色甲醇,其反应过程的能量变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.若该过程中使用催化剂,总反应的减少
B.过程①和过程②都是吸热反应
C.降低温度,将增大的平衡转化率
D.两个过程中,决定总反应速率的是过程②
20.在合成氨的反应中,反应物、生成物的能量与活化能的关系如图所示,下列说法正确的是
A.过程I为旧键断裂放热的过程
B.该反应的反应热为
C.稀盐酸与碳酸氢钠反应的能量变化与如图所示能量变化相符
D.该反应若仅改变温度,能量的变化如图中的曲线Ⅲ所示
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