专题02 化学反应速率与反应机理分析（期中培优讲义）高二化学上学期人教版

专题02 化学反应速率与反应机理分析 重点一 对化学反应速率的理解 1．化学反应速率的概念及表示 2.理解化学反应速率要注意以下几个问题 （1）无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。 （2）化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 （3）在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 （4）在同一反应中，用不同的物质表示同一时间的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 （5）一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 方法点拨 （1）由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。 （2） 同一反应在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。主要原因：反应物浓度的不断变化；而且反应所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。 （3）同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 （4）化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 重点二 化学反应速率的计算和比较 1．化学反应速率的计算 （1）公式法： v＝＝ 特别提醒 ①如果题目中给出的是物质的量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 ②浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始) 所以一般Δc(反应物)为负值，Δc(生成物)为正值， 而v是标量，只有正值，所以在计算反应速率时， v(反应物)＝ v(生成物)＝ （2）运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝， v(D)＝，且有：＝＝＝。 （3）“三段式”法 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比； c．根据已知条件列方程计算。 反应： mA(g)＋nB(g)pC(g) 起始浓度/mol·L－1 a b c 转化浓度/mol·L－1 x 某时刻(t s)浓度/mol·L－1 a－x b－ c＋ 再利用化学反应速率的定义式求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1； v(B)＝ mol·L－1·s－1； v(C)＝ mol·L－1·s－1。 ②计算中注意以下量的关系。 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 （4）从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 纵坐标可以是物质的量，也可以是物质的量浓度，横坐标是时间。 例如：某温度时，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A.求某物质的平均速率、转化率，如：v（X）＝ ，Y的转化率＝ 。 B. 确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为 。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的 ； 第二步：将图中的变化量转化成相应的 ； 第三步：根据公式v＝ 进行计算。 2．化学反应速率的比较方法 定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的 、固体消失或气体充满所需时间的 等来定性判断化学反应的快慢 定量比较 “一看”：看化学反应速率的单位是否 ，若不一致，需转化为同一 。 “二化”：将不同物质的化学反应速率转化成 物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学 ，所得数值大的 。 “三比较”：标准统一后比较 大小，数值越大， 越大。 注意：由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越 ，对应的反应的温度、浓度或压强就越 ，则对应的反应速率越 。 3.化学反应速率的测定 测定原理 利用与化学反应中任何一种化学物质的 相关的可观测量进行测定。 测定方法 直接观察测定：如 和 等。 科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用 和 间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 重点三 影响化学反应速率的因素 1．内因 在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的 、 和 等因素决定的。 2．外因 浓度 增大反应物浓度，化学反应速率 ，反之 压强 对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率 ，反之 温度 升高温度，化学反应速率 ，反之 (温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍) 催化剂 催化剂可以 化学反应速率 (对于可逆反应，正、逆反应速率的改变程度 ) 其他因素 如增大反应物的接触面积、光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、形成原电池等，都有可能改变化学反应速率 3.分析思路 1）浓度 （1）浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增大。 （2）浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。 2）压强 增大压强实际上就是减小气体体积，增大反应物的浓度。 恒温 增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。 恒温恒容 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，但各物质的浓度不变，反应速率不变。 恒温恒压 充入稀有气体(或非反应气体)体积增大各物质浓度减小反应速率减小。 3）温度 （1）温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增大。 （2）温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。 4）催化剂 （1） 催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔH。 （2）催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。 （3）对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。 4.“变量控制”思想探究化学反应速率的影响因素 （1）确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 （2）定多变一：在探究时，应该先确定其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与所探究问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 （3）数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。 方法点拨 （1）压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。 （2）改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。 （3）其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。 重点四 化学反应的历程 1.有效碰撞理论 基元反应 大多数化学反应往往经过几步完成的，其中的 都称为基元反应 反应机理 先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理 基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生 但是并不是每一次分子碰撞都能发生 有效碰撞 概念：能够发生 的碰撞 条件： ； 与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率 活化分子 和活化能 ①活化分子：能够发生 分子 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 的。 ②活化能：活化分子具有的 与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能 反应物、生成物的能量与活化能的关系图 E1： E1：正反应的活化能 E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也认为是逆反应的活化能 E1－E2为反应热，即ΔH＝E1－E2 方法点拨 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小 压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小 温度 升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小 催化剂 使用催化剂→改变了反应的历程，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率加快 2．基元反应 （1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应。 （2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 3．反应历程（反应机理） （1）含义：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程。反应历程又称反应机理。 （2）特点 ①反应不同，反应历程不同。 ②同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。 4.基元反应过渡态理论 （1）基元反应过渡态理论认为，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　　 反应产物 （2）过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为CH3Br＋OH－―→ [Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH 5.活化能与反应机理 使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示： E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。 6．决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 7．作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 8．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 9．反应历程中的两种特殊物质 （1）催化剂：第一步反应的反应物，第二步反应的生成物（开始和后来有，中间没有的物质） （2）中间产物（过渡态物质）：第一步反应的生成物，第二步反应的反应物（开始和后来没有，中间有的物质） 方法点拨 能垒与决速步骤的关系 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。例如下图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 重点五 催化反应机理 1．催化剂对反应的影响 （1）催化剂参与反应，降低反应的活化能，加快反应速率 （2）催化剂不能改变反应热，可以降低反应所需的温度，减小反应的能耗 （3）总反应的活化能大于催化反应过程中各分反应的活化能 （4）催化剂具有选择性：相同反应物用不同催化剂生成物不同 A+BC A+BD 2．催化工艺的三种形式 （1）直接型：A+BC+D （2）微观型：A2+B22AB ， 如： （3）循环型：A+FB+E或A+FB+E ①反应物：A和F ②生成物：B和E ③催化剂：C或D，中间产物D或C ④催化历程：A+CB+D，D+FC+E， 如： 3.分析机理图，确定物质的方法 进入机理缩环图的箭头为反应物，离开机理缩环图的箭头为生成物；生成最终产物的步骤同样生成催化剂，其余为中间产物。 4.催化反应机理分析思维模式 （1）分析反应目的：分清反应物与目标产物。 （2）寻找各步反应的反应物和生成物。 （3）综合分析所有反应历程，确定总反应的反应物(只反应不生成)、生成物(只生成不反应)及中间产物(既生成又消耗)、循环物质或催化剂(既反应又生成)等。 方法点拨 催化机理类历程图解题方法 （1）明确反应物：解答这类题图时，最重要的是看清图示中的箭头，明确哪些物质进入循环体系、哪些物质离开循环体系，进入循环体系的物质为总反应的反应物，离开循环体系的物质为总反应的生成物。 （2）明确催化剂和中间产物：从循环图示中找出分解成的若干个反应，通过分步反应区分出哪些是催化剂，哪些是中间产物，催化剂在机理图中多是以完整的循环出现的。 （3）写出总反应：依据质量守恒定律，确定循环图示中没标出的物质，利用氧化还原反应的配平方法进行配平，写出总反应，同时标出催化剂和反应条件。 重点六 速率常数与速率方程 1．速率常数的含义 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。 化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成 ，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。 2．速率方程 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。 对于反应：aA＋bB＝gG＋hH 则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。 如：①SO2Cl2＝SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2) ②2NO2＝2NO＋O2 v＝k2·c2(NO2) ③2H2＋2NO＝N2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO) 3．速率常数的影响因素 温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。 有关化学反应速率的计算与大小比较 【典例1】（24-25高二上·安徽芜湖·期中）不同的化学反应，进行的快慢千差万别，下列表示反应速率最快的是 A． B． C． D． 【典例2】(24-25高二上·广东深圳深圳盟校高二期中联盟考试·期中)将11.2g铁粉投入到盛有200mL3mol/L稀盐酸的烧杯中，5min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示此反应的速率正确的是 A． B． C． D． 【即时检测1】在不同条件下，分别测得反应的化学反应速率如下，其中表示该反应进行得最慢的是 A．v(NO2)=4 mol/(L·min) B．v(O3)=3 mol/(L·min) C．v(N2O5)=0.04mol/(L·s) D．v(O2)=0.05mol/(L·s) 【即时检测2】(某温度下，浓度都是的两种气体和，在密闭容器中反应生成气体。反应后，测得剩余的为，用表示的反应速率，生成的为，则该反应的化学方程式是 A． B． C． D． 【即时检测3】（24-25高二上·青岛·期末）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 t1=15s，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 影响化学反应速率的因素 【典例3】(24-25高二上·广东广州广州中学·期中)合成氨反应： 下列说法不正确的是 A．该反应，升高温度，反应速率增大 B．对原料气需进行净化处理，防止催化剂中毒 C．生产中采用循环操作主要是为了增大化学反应速率 D．适当增大n(N2)：n(H2)投料比有利于提高的平衡转化率 易错提醒 警惕外界因素对化学反应速率影响的5大误区 （1）误认为随着化学反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定，因为反应速率不仅受浓度影响，而且受温度影响，一般会先增大后减小。 （2）误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。 （3）误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。 （4）误认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行，若充入氦气(或不参与反应的气体)，压强增大，但参与反应的各物质的浓度不变，反应速率不变；若反应在密闭容积可变的容器中进行，充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变，容器体积增大，各组分浓度减小，反应速率减小。 （5）误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为升温既然使化学平衡向吸热方向移动，则对于放热反应，升温时，逆反应速率增大，而正反应速率减小。其实不然，温度升高，正、逆反应速率都增大，只是吸热反应方向速率增大程度大；同理，降温会使吸热反应方向速率减小程度大，而导致化学平衡向放热方向移动。 【即时检测4】（24-25高二上·河南新乡·期中）常温下，下列措施有利于增大反应速率的是 A．硫酸钠固体溶于水时，用玻璃棒搅拌并适当升高温度 B．常温下，利用个制氢气时，将稀硫酸换成浓硫酸 C．利用制氧气时，加入适宜的催化剂 D．实验室利用制二氧化碳时，将稀盐酸换成同浓度的稀硫酸 【即时检测5】我国科学家发现，作催化剂能加速光氧化制备HCHO，化学反应原理为。在恒温恒容条件下发生上述反应，下列叙述正确的是 A．光照强度越大，反应速率越快 B．分离出部分水，逆反应速率减小 C．加入，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．充入惰性气体，反应速率减小 速率常数与速率方程 【典例4】某合成氨速率方程为：(k为速率常数)，部分数据如下表。下列说法正确的是 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q A．k与物质性质有关，与反应温度、压强、反应物浓度无关 B．α=1，γ= -1 C．恒容容器中反应时，充He气，压强增大反应速率加快 D．采用适当催化剂，反应活化能、焓变均减小 【即时检测5】（24-25高二上·安徽阜阳·期中）一定条件下，反应的速率可表示为，其中k为反应速率常数。该反应在不同浓度下的反应速率如下： c(H2)/(mol·L-1) c(Br2)/(mol·L-1) c(HBr)/(mol·L-1) 反应速率 0.1 0.1 2 v 0.1 0.4 2 8v 0.2 0.4 2 16v 0.2 0.1 x 4v 根据表中的测定数据判断，下列结论不正确的是 A．α、β的值分别为1、1.5 B．表中x的值为2 C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大 D．同时减小H2(g)和HBr(g)浓度，反应速率不一定增大 化学反应机理分析 【典例5】(24-25高二上·广东清远·期中)某反应的反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．反应历程Ⅰ表示加入催化剂时的能量变化曲线 B．灼热的炭与CO2的反应符合上图的描述 C．活化分子间所发生的所有碰撞为有效碰撞 D．催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大反应速率 【典例6】自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，自由基与反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是    A．三种中间产物中Z最稳定 B．该历程中正反应最大的活化能为 C．相同条件下Z转化为产物的速率： D．每生成产物，反应吸收热量 技巧点拨 1．基元反应发生经历的过程 2．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 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。 【即时检测7】（24-25高二上·安徽池州·期中）二氧化碳甲烷化的研究对缓解能源危机意义重大。以催化二氧化碳甲烷化的反应机理如图所示(与作用生成和)，下列说法正确的是 A．催化剂在反应中参加了反应，降低了活化能，提高了平衡产率 B．在反应中为催化剂 C．若是反应的决速步，则该步的化学反应速率最快 D．图示过程的总反应式可表示为 【即时检测8】（24-25高二上·河南焦作·期中）NO被氧化为NO2反应过程中的能量变化如图所示： 已知：Ea1＜Ea2。下列说法正确的是 A．O2浓度越大，反应I速率越大 B． C．第Ⅱ步反应是整个反应的决速步骤 D．反应过程中N2O2浓度一直不断增大 夯实基础 1．在2L密闭容器内发生反应2A(g)+B(g)C(g)，A气体在2s内由8mol/L变为7.2mol/L，则用A气体表示的平均反应速率为 A．0.4mol/(L·s) B．0.3mol/(L·s) C．0.2mol/(L·s) D．0.1mol/(L·s) 2．（24-25高二上·安徽临泉·期中）反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在不同情况下测得反应速率，其中反应最快的是 A．v(A)= 0.5mol/(L•min) B．v(B)= 1.2mol/(L•min) C．v(C)= 0.9mol/(L•min) D．v(D)= 0.8mol/(L•min) 3．在的密闭容器中加入一定量的X和Y进行反应，后，Z的物质的量增加了。下列叙述正确的是 A．内，X的平均反应速率是 B．，容器中Y的物质的量增加 C．时，W的物质的量浓度为 D．后容器中X、Y、Z、W的物质的量之比一定是 4．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)+I2(s)ΔH >0，若0~15 s内c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1，则下列说法正确的是(　 　) A．0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.001 mol·L-1·s-1 B．c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间小于10 s C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率也加快 D．减小反应体系的体积，正逆反应速率增大程度相等 5．(24-25高二上·广东部分名校·期中)改变化学反应的外界条件可以调控生产效率。对于合成氨反应，下列措施不能改变反应体系内活化分子百分数的是 A．降低体系的温度 B．增大反应物浓度 C．升高体系的温度 D．使用催化剂 6．(2024-2025·高二上·枣庄·期中)在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中，现采取下列措施：①增加碳的量②缩小体积，增大压强③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2，上述能够使反应速率增大的措施是 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 7．实验室利用如下试剂探究影响反应速率的因素：0.1mol/L溶液、0.1mol/L溶液、0.5mol/L溶液、蒸馏水、热水。下列说法错误的是 A．反应原理为 B．增大溶液浓度，单位体积内活化分子数增多 C．升高温度，反应速率加快 D．通过观察溶液产生气泡的快慢判断反应速率大小 8．已知分两步进行：①，②。其反应过程中能量变化如图。下列说法错误的是 A． B．反应①的速率比反应②的慢 C． D．相同条件下，最稳定的物质为P 9．(24-25高二上·广东部分学校·期中)催化某有机反应的部分反应历程如下图所示，该部分反应为可逆反应。下列说法正确的是 A． B．其他条件不变时，升高温度，增大 C．三个步骤中，决定该部分反应速率的是第①步 D．该部分反应的热化学方程式可表示为进程 10．（24-25高二上·安徽合肥·期中）控制变量法是化学实验的一种常用方法。下表是某学习小组研究等物质的量浓度的硫酸和锌反应的实验数据，下列有关叙述正确的是 序号 硫酸的体积 锌的质量 锌的状态 温度/ 完全溶于酸的时间/s 生成硫酸锌的质量/g 1 50.0 2.0 颗粒 25 70 2 50.0 2.0 颗粒 35 35 3 50.0 2.0 粉末 25 5.0 4 50.0 6.0 粉末 25 15.0 5 50.0 8.0 粉末 25 19.3 6 50.0 10.0 粉末 25 A．t1>70 B．m3=19.3 C．实验1、实验2与实验3探究的只是温度对化学反应速率的影响 D．无法计算出硫酸的物质的量浓度 11．SO2转化为SO3的反应为  。在有、无催化剂条件下SO2氧化成SO3过程中能量的变化如图所示。450℃、V2O5催化时，该反应机理为： 反应①   反应②   下列说法正确的是 A．ΔH1=+48kJ·mol-1 B．V2O5催化时，反应②的速率大于反应① C．保持其它条件不变，加入V2O5催化时，平衡时O2转化率增加 D．在450℃反应中每消耗32g O2，转移电子数目约等于4×6.02×1023 12．(24-25高二上·广东部分重点高中·期中)某温度下，在5 L某密闭容器中发生M(g)、N(g)两种物质间的转化反应，M、N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题： （1）该反应的化学方程式为 。 （2）反应开始至2min时： ①该反应 (填“达到”或“未达到”)平衡，判断的理由为 。 ② (保留2位有效数字，下同)，0~2min内，v(N)= （3）4m in时，往该密闭容器中再充入0.3mol M(g)和0.3mol N(g)，此时，正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率，判断的理由为 。 综合运用 13．（23-24高二上·河南濮阳·期中）下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是 A．对于反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内活化分子数增多 B．合成氨反应中加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大 C．高炉炼铁发生反应，升高温度，使反应物活化分子百分数增大 D．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大 14．(24-25高二上·广东佛山S6高质量发展联盟·期中)向两个锥形瓶中各加入0.048g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL2mol⋅L⁻¹盐酸、2mL2mol⋅L⁻¹醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示，下列说法错误的是 A．温度相同时，同浓度的盐酸和醋酸溶液，醋酸的pH大 B．0~tmin内，平均反应速率mol⋅L-1⋅min-1 C．反应结束后，盐酸和醋酸产生的氢气体积相同 D．温度相同时，a点反应速率大于b点反应速率 15．（24-25高二上·安徽芜湖·期中）将8molA气体和4molB气体置于2L的密闭容器中，学生如下反应2A(g)+B(g)=2C(g)。若经20s后测得C的浓度为3.6mol/L，下列不正确的是 A．用A物质表示的反应速率为 B．20s时物质A的转化率为80% C．B表示的反应速率为5.4 mol·L-1·min-l D．20s时物质B的浓度为0.2mol/L 16．(24-25高二上·广东茂名·期中)汽车的尾气催化转化器中能发生反应：。一定条件下测得反应过程中的实验数据如下表。下列说法正确的是 t/min 0 2 4 6 /(mol·L) 0 2.0 3.6 4.8 A．用表示的平均反应速率0~2 min小于4~6 min B．2~6 min内平均反应速率mol·L-1·min-1 C．4 min时反应速率可能等于 D．混合气体平均摩尔质量2 min时刻大于4 min 17．某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol/(L·s) B．化学计量系数之比b：c=1：2 C．12s时，A的转化率为25% D．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 18．反应的速率可以用速率方程表示。其中k为仅与温度有关的常数，a、β分别为反应物H2、NO的分级数，二者之和(a+β)为该反应的级数。298K时，该反应在不同反应物浓度时相应速率如下： 实验编号 1 2 3 4 C(H2)/(mol∙L-1) 1×10-3 2×10-3 6×10-3 6×10-3 C(NO)/(mol∙L-1) 6×10-3 6×10-3 0.100 0.200 v/(mol∙L-1∙s-1) 2.88×10-9 5.76×10-9 4.8×10-6 1.92×10-5 以下说法错误的是 A．a=1，β=2 B．k=0.08mol-2∙L2∙s-1 C．当、c(NO)=0.05mol∙L-1时，反应速率 D．此反应为三级反应，且由以上数据可知化学反应的级数和反应物的化学计量数没有必然的联系 19．标准状态下，分解时相关物质的相对能量与反应历程关系如图所示[已知和的相对能量为0]。下列说法正确的是 A．根据图像可知： B．断裂1molCl-Cl键时释放的能量为 C．O3的平衡转化率：历程Ⅰ>历程Ⅱ D．历程Ⅰ、Ⅱ中速率最慢步骤的热化学方程式为   20．自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，自由基与反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应生成产物a时活化能： B．相同条件下，Z转化为产物的速率： C．稳定性：产物a>产物b D．该历程中正反应最大的能垒为 21．（24-25高二上·安徽合肥·期中）丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法，催化该过程反应历程及能量变化如图（X为丙烷，Y为丙烯），下列说法正确的是 A．反应前后质量不变，未参与反应 B．反应   C．以上反应历程中主要包含了四步变化，其中第三步反应速率最慢 D．1丙烷的总键能小于1丙烯与1氢气的总键能之和 22．研究小组利用溶液和酸性溶液的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响，实验如下： 实验序号 实验 温度/K 参加反应的物质 溶液颜色褪至无色时所需时间/s 溶液(含硫酸) 溶液 V/mL c/mol·L V/mL c/mol·L V/mL ① 290 2 0.02 4 0.1 0 6 ② 2 0.02 3 0.1 8 ③ 315 2 0.02 0.1 1 回答下列问题： （1）通过实验①、②，可探究 的改变对反应速率的影响，其中 。 （2）通过实验 (填实验序号)可探究温度变化对化学反应速率的影响，由实验②中数据可知 。 （3）实验过程中，发现反应开始一段时间溶液褪色不明显，不久后迅速褪色。甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致，重做实验②，测定反应过程中不同时间的温度，结果如下： 时间/s 0 2 4 6 8 10 温度/K 290 291 291 291.5 292 292 ①结合实验目的与表中数据，得出的结论是 。 ②你猜想可能是 的影响。若证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的最佳试剂是 (填标号)。 A．硫酸钾        B．水        C．二氧化锰        D．硫酸锰 23．常用作氧化剂、防腐剂、消毒剂等，某小组设计了溶液相关的化学实验。 （1）配制的溶液，需要用到下列仪器中的 (填仪器名称)。配制中若其他操作均正确，定容时俯视，则 (填“大于”“小于”或“等于”)。 （2）该小组用硫酸酸化的溶液设计下列几组实验探究影响化学反应速率的因素，其反应原理为。 实验编号 温度/℃ 溶液体积/mL 溶液体积/mL 褪色时间/s 1 25 2 4 4 0 2 4 4 0 3 70 2 4 4 0 4 70 2 4 3 1 ①实验1、2的目的是探究浓度对化学反应速率的影响，则 ， (填“>”或“<”)。 ②实验1、3的目的是探究 对化学反应速率的影响。 ③实验3、4中，则关于可以得出的结论是 。 ④实验4中，用高锰酸钾浓度变化表示从反应开始至溶液刚好褪色过程中的化学反应速率为 。 （3）为了检测和混合溶液中的和，设计如下实验。 用溶液检测时，在一定酸度下能与反应，为了探究不同酸度对检测造成的影响，设计下列三组实验：分别向下列溶液中加入1滴溶液，现象如下表： 溶液 现象 实验I 溶液+0.5mL蒸馏水 紫红色不褪去 实验Ⅱ 溶液硫酸 紫红色不褪去 实验Ⅲ 溶液硫酸 紫红色明显变浅 ①写出与稀硫酸酸化的溶液反应的离子方程式： 。 ②实验I的作用是 。 24．I.某温度时，在0.5L密闭容器中，某一可逆反应的A、B气体物质的量随时间变化的曲线如下图所示，由图中数据分析可得： （1）该反应的化学方程式为 。 （2）第4min时，正、逆反应速率的大小关系为v正 (填“>” “<”或“=”)v逆 （3）0~ 4min内，用B的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为 mol ·L-1·min-1。 （4）平衡时混合气体中B的体积分数为 。 II．某同学根据外界条件对化学反应速率影响的原理，设计了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验，实验过程的数据记录如下表，请结合表中信息，回答有关问题： 实验序号 反应温度(°C) 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL A 20 10 0.1 10 0.1 0 B 20 5 0.1 10 0.1 a C 25 10 0.1 5 0.1 5 D 25 5 0.1 10 0.1 5 （5）写出上述反应的离子方程式 。 （6）若实验探究温度对该反应速率的影响，则a= 采用比较实验的序号是 (填实验序号) 思维拔高 25．恒温条件下，将酸性溶液和溶液混合，发生反应：。用浓度的变化表示的反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．时间段消耗的比时间段消耗的少 B．与时刻的相等 C．反应速率逐渐增大的原因可能是生成的起催化作用 D．随着反应进行，溶液中减小 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 化学反应速率与反应机理分析 重点一 对化学反应速率的理解 1．化学反应速率的概念及表示 2.理解化学反应速率要注意以下几个问题 （1）无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。 （2）化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 （3）在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 （4）在同一反应中，用不同的物质表示同一时间的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 （5）一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 方法点拨 （1）由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。 （2） 同一反应在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。主要原因：反应物浓度的不断变化；而且反应所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。 （3）同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 （4）化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 重点二 化学反应速率的计算和比较 1．化学反应速率的计算 （1）公式法： v＝＝ 特别提醒 ①如果题目中给出的是物质的量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 ②浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始) 所以一般Δc(反应物)为负值，Δc(生成物)为正值， 而v是标量，只有正值，所以在计算反应速率时， v(反应物)＝ v(生成物)＝ （2）运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝， v(D)＝，且有：＝＝＝。 （3）“三段式”法 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比； c．根据已知条件列方程计算。 反应： mA(g)＋nB(g)pC(g) 起始浓度/mol·L－1 a b c 转化浓度/mol·L－1 x 某时刻(t s)浓度/mol·L－1 a－x b－ c＋ 再利用化学反应速率的定义式求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1； v(B)＝ mol·L－1·s－1； v(C)＝ mol·L－1·s－1。 ②计算中注意以下量的关系。 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 （4）从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 纵坐标可以是物质的量，也可以是物质的量浓度，横坐标是时间。 例如：某温度时，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A.求某物质的平均速率、转化率，如：v（X）＝ mol/（L·s），Y的转化率＝×100%。 B. 确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为（n1－n3）∶（n2－n3）∶n2。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2．化学反应速率的比较方法 定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢 定量比较 “一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 “二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 注意：由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 3.化学反应速率的测定 测定原理 利用与化学反应中任何一种化学物质的浓度相关的可观测量进行测定。 测定方法 直接观察测定：如释放出气体的体积和体系的压强等。 科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和显色物质与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 重点三 影响化学反应速率的因素 1．内因 在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。 2．外因 浓度 增大反应物浓度，化学反应速率增大，反之减小 压强 对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率增大，反之减小 温度 升高温度，化学反应速率增大，反之减小 (温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍) 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 (对于可逆反应，正、逆反应速率的改变程度相同) 其他因素 如增大反应物的接触面积、光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、形成原电池等，都有可能改变化学反应速率 3.分析思路 1）浓度 （1）浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增大。 （2）浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。 2）压强 增大压强实际上就是减小气体体积，增大反应物的浓度。 恒温 增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。 恒温恒容 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，但各物质的浓度不变，反应速率不变。 恒温恒压 充入稀有气体(或非反应气体)体积增大各物质浓度减小反应速率减小。 3）温度 （1）温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增大。 （2）温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。 4）催化剂 （1） 催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔH。 （2）催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。 （3）对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。 4.“变量控制”思想探究化学反应速率的影响因素 （1）确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 （2）定多变一：在探究时，应该先确定其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与所探究问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 （3）数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。 方法点拨 （1）压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。 （2）改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。 （3）其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。 重点四 化学反应的历程 1.有效碰撞理论 基元反应 大多数化学反应往往经过几步完成的，其中的每一步反应都称为基元反应 反应机理 先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理 基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生碰撞 但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应 有效碰撞 概念：能够发生化学反应的碰撞 条件：具有足够的能量；具有合适的取向 与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率越快 活化分子 和活化能 ①活化分子：能够发生有效碰撞分子 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。 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 反应物、生成物的能量与活化能的关系图 E1： E1：正反应的活化能 E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也认为是逆反应的活化能 E1－E2为反应热，即ΔH＝E1－E2 方法点拨 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小 压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小 温度 升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小 催化剂 使用催化剂→改变了反应的历程，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率加快 2．基元反应 （1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应。 （2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 3．反应历程（反应机理） （1）含义：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程。反应历程又称反应机理。 （2）特点 ①反应不同，反应历程不同。 ②同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。 4.基元反应过渡态理论 （1）基元反应过渡态理论认为，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　　 反应产物 （2）过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为CH3Br＋OH－―→ [Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH 5.活化能与反应机理 使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示： E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。 6．决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 7．作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 8．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 9．反应历程中的两种特殊物质 （1）催化剂：第一步反应的反应物，第二步反应的生成物（开始和后来有，中间没有的物质） （2）中间产物（过渡态物质）：第一步反应的生成物，第二步反应的反应物（开始和后来没有，中间有的物质） 方法点拨 能垒与决速步骤的关系 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也称为慢反应。例如下图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 重点五 催化反应机理 1．催化剂对反应的影响 （1）催化剂参与反应，降低反应的活化能，加快反应速率 （2）催化剂不能改变反应热，可以降低反应所需的温度，减小反应的能耗 （3）总反应的活化能大于催化反应过程中各分反应的活化能 （4）催化剂具有选择性：相同反应物用不同催化剂生成物不同 A+BC A+BD 2．催化工艺的三种形式 （1）直接型：A+BC+D （2）微观型：A2+B22AB ， 如： （3）循环型：A+FB+E或A+FB+E ①反应物：A和F ②生成物：B和E ③催化剂：C或D，中间产物D或C ④催化历程：A+CB+D，D+FC+E， 如： 3.分析机理图，确定物质的方法 进入机理缩环图的箭头为反应物，离开机理缩环图的箭头为生成物；生成最终产物的步骤同样生成催化剂，其余为中间产物。 4.催化反应机理分析思维模式 （1）分析反应目的：分清反应物与目标产物。 （2）寻找各步反应的反应物和生成物。 （3）综合分析所有反应历程，确定总反应的反应物(只反应不生成)、生成物(只生成不反应)及中间产物(既生成又消耗)、循环物质或催化剂(既反应又生成)等。 方法点拨 催化机理类历程图解题方法 （1）明确反应物：解答这类题图时，最重要的是看清图示中的箭头，明确哪些物质进入循环体系、哪些物质离开循环体系，进入循环体系的物质为总反应的反应物，离开循环体系的物质为总反应的生成物。 （2）明确催化剂和中间产物：从循环图示中找出分解成的若干个反应，通过分步反应区分出哪些是催化剂，哪些是中间产物，催化剂在机理图中多是以完整的循环出现的。 （3）写出总反应：依据质量守恒定律，确定循环图示中没标出的物质，利用氧化还原反应的配平方法进行配平，写出总反应，同时标出催化剂和反应条件。 重点六 速率常数与速率方程 1．速率常数的含义 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。 化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。 2．速率方程 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。 对于反应：aA＋bB＝gG＋hH 则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。 如：①SO2Cl2＝SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2) ②2NO2＝2NO＋O2 v＝k2·c2(NO2) ③2H2＋2NO＝N2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO) 3．速率常数的影响因素 温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。 有关化学反应速率的计算与大小比较 【典例1】（24-25高二上·安徽芜湖·期中）不同的化学反应，进行的快慢千差万别，下列表示反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】把A、C、D项的速率都转化为以B表示的速率：A项为，C项为，D项为，即可知速率最快的是B，B正确。 【典例2】(24-25高二上·广东深圳深圳盟校高二期中联盟考试·期中)将11.2g铁粉投入到盛有200mL3mol/L稀盐酸的烧杯中，5min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示此反应的速率正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】Fe的物质的量为=0.2mol，由可知，参加反应的HCl的物质的量为0.4mol，生成FeCl2、H2的物质的量都是0.2mol。 【解析】A．Fe为纯固体，不能用其浓度变化量表示化学反应速率，A错误； B．，B错误； C．在同一反应中，不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，则，C正确。 D．由B中可知，==0.0067mol∙L-1∙s-1，D错误； 故选C。 【即时检测1】在不同条件下，分别测得反应的化学反应速率如下，其中表示该反应进行得最慢的是 A．v(NO2)=4 mol/(L·min) B．v(O3)=3 mol/(L·min) C．v(N2O5)=0.04mol/(L·s) D．v(O2)=0.05mol/(L·s) 【答案】A 【解析】比较反应速率时必须统一单位，可以转化为同一种物质的速率，也可以计算速率与计量数的比值，再比较大小。现在用后一种方法。A．速率可以表示为2 mol/(L·min)；B．速率表示为3 mol/(L·min)；C．速率表示为2.4 mol/(L·min)；D．3mol/(L·min)；故速率最慢的为A。故选A。 【即时检测2】(某温度下，浓度都是的两种气体和，在密闭容器中反应生成气体。反应后，测得剩余的为，用表示的反应速率，生成的为，则该反应的化学方程式是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】△c(X2)= -=0.6mol·L-1，△c(Y2)=0.1mol·L-1·min-1×2min=0.2mol·L-1，生成的c(Z)=0.4mol·L-1，故X2、Y2、Z的化学计量数之比为0.6mol·L-1:0.2mol·L-1:0.4mol·L-1=3:1:2，即反应表示为3X2+Y22Z，根据原子守恒可知Z为X3Y，故该反应方程式为3X2+Y22X3Y，C正确； 故选：C。 【即时检测3】（24-25高二上·青岛·期末）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 t1=15s，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． t1=15s，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。 影响化学反应速率的因素 【典例3】(24-25高二上·广东广州广州中学·期中)合成氨反应： 下列说法不正确的是 A．该反应，升高温度，反应速率增大 B．对原料气需进行净化处理，防止催化剂中毒 C．生产中采用循环操作主要是为了增大化学反应速率 D．适当增大n(N2)：n(H2)投料比有利于提高的平衡转化率 【答案】C 【解析】A．该反应是气体分子数减小的反应，则ΔS<0，升高温度，反应速率增大，故A正确； B．各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，故B正确； C．合成氨工业中采用循环操作，把、循环使用，可以促进反应正向进行，提高原料的利用率，节约生产成本，故C错误； D．适当增大n(N2)：n(H2)投料比可以推动反应向生成氨的方向进行，从而提高氢气的平衡转化率，故D正确； 故选C。 易错提醒 警惕外界因素对化学反应速率影响的5大误区 （1）误认为随着化学反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定，因为反应速率不仅受浓度影响，而且受温度影响，一般会先增大后减小。 （2）误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。 （3）误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。 （4）误认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行，若充入氦气(或不参与反应的气体)，压强增大，但参与反应的各物质的浓度不变，反应速率不变；若反应在密闭容积可变的容器中进行，充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变，容器体积增大，各组分浓度减小，反应速率减小。 （5）误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为升温既然使化学平衡向吸热方向移动，则对于放热反应，升温时，逆反应速率增大，而正反应速率减小。其实不然，温度升高，正、逆反应速率都增大，只是吸热反应方向速率增大程度大；同理，降温会使吸热反应方向速率减小程度大，而导致化学平衡向放热方向移动。 【即时检测4】（24-25高二上·河南新乡·期中）常温下，下列措施有利于增大反应速率的是 A．硫酸钠固体溶于水时，用玻璃棒搅拌并适当升高温度 B．常温下，利用个制氢气时，将稀硫酸换成浓硫酸 C．利用制氧气时，加入适宜的催化剂 D．实验室利用制二氧化碳时，将稀盐酸换成同浓度的稀硫酸 【答案】C 【解析】A．硫酸钠固体溶于水，属于物理变化，用玻璃棒搅拌并适当升高温度会加快溶解，A不符合题意； B．铁遇浓硫酸会发生钝化，将稀硫酸换成浓硫酸不会生成H2，B不符合题意； C．加入适宜的催化剂，能加快的反应速率，C符合题意； D．将稀盐酸换成同浓度的稀硫酸，稀硫酸与碳酸钙生成的硫酸钙微溶于水会覆盖在碳酸钙表面阻止反应的继续进行，反应速率会减慢，D不符合题意； 答案选C。 【即时检测5】我国科学家发现，作催化剂能加速光氧化制备HCHO，化学反应原理为。在恒温恒容条件下发生上述反应，下列叙述正确的是 A．光照强度越大，反应速率越快 B．分离出部分水，逆反应速率减小 C．加入，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．充入惰性气体，反应速率减小 【答案】A 【解析】A．光照强度越大，活化分子的数目和百分数增大，有效碰撞的次数增大，化学反应速率越快，故A正确； B．水是浓度为定值的纯液体，分离出部分水，化学反应速率不变，故B错误； C．二氧化钛是反应的催化剂，加入二氧化钛，正逆反应速率均增大，故C错误； D．恒温恒容条件下充入惰性气体，反应体系中各物质的浓度不变，化学反应速率不变，故D错误； 故选A。 速率常数与速率方程 【典例4】某合成氨速率方程为：(k为速率常数)，部分数据如下表。下列说法正确的是 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q A．k与物质性质有关，与反应温度、压强、反应物浓度无关 B．α=1，γ= -1 C．恒容容器中反应时，充He气，压强增大反应速率加快 D．采用适当催化剂，反应活化能、焓变均减小 【答案】B 【解析】A．k为速率常数，与反应温度有关，A错误；B．将实验1、2的数据代入方程，可得α=1，将1、3的数据代入方程，可得γ=-1，B正确；C．恒容容器中反应，充入He，N2、H2、NH3三种气体的浓度不变，v不变，C错误；D．催化剂不能改变化学反应的焓变，D错误；故答案选B。 【即时检测5】（24-25高二上·安徽阜阳·期中）一定条件下，反应的速率可表示为，其中k为反应速率常数。该反应在不同浓度下的反应速率如下： c(H2)/(mol·L-1) c(Br2)/(mol·L-1) c(HBr)/(mol·L-1) 反应速率 0.1 0.1 2 v 0.1 0.4 2 8v 0.2 0.4 2 16v 0.2 0.1 x 4v 根据表中的测定数据判断，下列结论不正确的是 A．α、β的值分别为1、1.5 B．表中x的值为2 C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大 D．同时减小H2(g)和HBr(g)浓度，反应速率不一定增大 【答案】B 【解析】A．由第2、3组实验数据：当c(Br2)=0.4 mol/L，c(HBr)=2 mol/L，c(H2)由0.1 mol/L变为0.2 mol/L，H2的浓度是原来的2倍，化学反应速率就由8v变为16v，化学反应速率也是原来的2倍，说明α=1；由第1、2组实验数据：当c(H2)=0.1 mol/L，c(HBr)=2 mol/L时，c(Br2)由0.1 mol/L变为0.4 mol/L浓度是原来的4倍，化学反应速率由v变为8v，是原来的8倍，带入速率公式可得β=1.5，A正确；B．将第一组、第四组数据带入速率公式，，解得x=1，B错误；C．由于在化学反应速率公式中，速率与c(H2)呈正比，是c(Br2)的1.5次幂，而与c(HBr)成反比，因此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．根据速率公式中速率大小与c(H2)、c(HBr)的关系，若c(H2)、c(HBr)减小倍数相同，则化学反应速率不变；若减小倍数不同，反应速率可能是增大，也可能是减小，D正确；故答案选B。 化学反应机理分析 【典例5】(24-25高二上·广东清远·期中)某反应的反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．反应历程Ⅰ表示加入催化剂时的能量变化曲线 B．灼热的炭与CO2的反应符合上图的描述 C．活化分子间所发生的所有碰撞为有效碰撞 D．催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大反应速率 【答案】D 【解析】A．加入催化剂，能够降低活化能，由题干图示信息可知，反应历程Ⅱ为加入催化剂的曲线，A错误； B．由题干图示信息可知，反应物总能量高于生成物总能量为放热反应，而灼热的炭与CO2的反应是一个吸热反应，不符合上图的描述，B错误； C．能够发生化学反应的分子碰撞才是有效碰撞，故并不是所有活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞，C错误； D．催化剂能降低反应所需要的活化能，使得部分普通分子转化为活化分子，即增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大反应速率，D正确； 故答案为：D。 【典例6】自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，自由基与反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是    A．三种中间产物中Z最稳定 B．该历程中正反应最大的活化能为 C．相同条件下Z转化为产物的速率： D．每生成产物，反应吸收热量 【答案】D 【解析】A．由图可知，三种中间产物中Z的能量最低，物质的能量越低最稳定越稳定，所以三种中间产物中Z最稳定，故A正确；B．由图可知，该历程中正反应最大的活化能为(—18.92kJ/mol)—(—205.11kJ/mol)= 186.19kJ/mol，故B正确；C．由图可知，相同条件下Z转化为产物P1的活化能小于转化为产物P2的活化能，活化能越小，反应速率越快，则Z转化为产物P1的反应速率快于转化为产物P2的反应速率，故C正确；D．由图可知，生成产物P1的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，则每生成P1，反应放出202kJ的热量，故D错误；故选D。 技巧点拨 1．基元反应发生经历的过程 2．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 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。 【即时检测7】（24-25高二上·安徽池州·期中）二氧化碳甲烷化的研究对缓解能源危机意义重大。以催化二氧化碳甲烷化的反应机理如图所示(与作用生成和)，下列说法正确的是 A．催化剂在反应中参加了反应，降低了活化能，提高了平衡产率 B．在反应中为催化剂 C．若是反应的决速步，则该步的化学反应速率最快 D．图示过程的总反应式可表示为 【答案】D 【解析】A．催化剂在反应中参加了反应，降低了活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，不能提高平衡产率，故A错误；B．由图可知，是反应的催化剂，是反应的中间产物，故B错误；C．反应的决速步骤是化学反应速率最慢的慢反应，故C错误 D．由图可知，二氧化碳甲烷化的总反应为，故D正确；故选D。 【即时检测8】（24-25高二上·河南焦作·期中）NO被氧化为NO2反应过程中的能量变化如图所示： 已知：Ea1＜Ea2。下列说法正确的是 A．O2浓度越大，反应I速率越大 B． C．第Ⅱ步反应是整个反应的决速步骤 D．反应过程中N2O2浓度一直不断增大 【答案】C 【解析】A．由题干反应历程图可知，反应I为2NO(g)=N2O2(g)，即反应I中O2没有参与反应，故不能说O2浓度越大，反应I速率越大，A错误； B．由题干反应历程图可知， ，B错误； C．已知：Ea1＜Ea2，即第Ⅰ步反应的活化能比第Ⅱ步小，反应的活化能越大反应速率越慢，故第Ⅱ步反应是整个反应的决速步骤，C正确； D．反应开始时由于N2O2的生产速率大于消耗速率，导致N2O2的浓度增大，但随着反应进行NO浓度减小，N2O2的生成速率减慢，导致N2O2又减小，即反应过程中N2O2浓度先增大后减小，D错误； 故答案为：C。 夯实基础 1．在2L密闭容器内发生反应2A(g)+B(g)C(g)，A气体在2s内由8mol/L变为7.2mol/L，则用A气体表示的平均反应速率为 A．0.4mol/(L·s) B．0.3mol/(L·s) C．0.2mol/(L·s) D．0.1mol/(L·s) 【答案】A 【解析】根据公式计算，，A正确；答案选A。 2．（24-25高二上·安徽临泉·期中）反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在不同情况下测得反应速率，其中反应最快的是 A．v(A)= 0.5mol/(L•min) B．v(B)= 1.2mol/(L•min) C．v(C)= 0.9mol/(L•min) D．v(D)= 0.8mol/(L•min) 【答案】A 【解析】根据反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在不同情况下测得反应速率，根据同一反应不同物质的速率之比等于其化学计量数之比，把B、C、D在不同情况下测得的反应速率换算成A的速率再进行比较。由B换算成A的速率为B的三分之一，即v(A)B= 1.2mol/(L•min)÷3=0.4 mol/(L•min)；由C换算成A的速率为C的二分之一，即v(A)C= 0.9mol/(L•min)÷2=0.45 mol/(L•min)；由D换算成A的速率为D的二分之一，即v(A)D= 0.8mol/(L•min)÷2=0.4 mol/(L•min)；则v(A)> v(A)C>v(A)B=v(A)D；A的反应速率是最大的。故选A。 3．在的密闭容器中加入一定量的X和Y进行反应，后，Z的物质的量增加了。下列叙述正确的是 A．内，X的平均反应速率是 B．，容器中Y的物质的量增加 C．时，W的物质的量浓度为 D．后容器中X、Y、Z、W的物质的量之比一定是 【答案】C 【解析】A．X为固体，不能计算其平均反应速率，A错误； B．反应中消耗Y，Y的浓度会减小，B错误； C．W和Z化学计量数为1：3，则增加的物质的量也为1：3，故W的物质的量为0.1mol，物质的量浓度为，C正确； D．不确定物质的投料比，则不确定容器中X、Y、Z、W的物质的量之比，D错误； 故选C。 4．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)+I2(s)ΔH >0，若0~15 s内c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1，则下列说法正确的是(　 　) A．0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.001 mol·L-1·s-1 B．c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间小于10 s C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率也加快 D．减小反应体系的体积，正逆反应速率增大程度相等 【答案】C 【解析】A.0∼15s内c(HI)由0.1mol⋅L−1降到0.07mol⋅L−1，v(HI)=0.03mol/L÷15s=0.002mol/(L.s)，由速率之比等于化学计量数之比可知v(H2)=0.002mol/(L.s)×12=0.001mol/(L.s)，但I2(s)为固体，不能表示反应速率，故A错误；B.若速率不变，c(HI)由0.07 mol⋅L−1降到0.05 mol⋅L−1所需的反应时间为0.02mol/L÷0.002mol/(L.s)=10s，但随反应进行浓度减小，反应速率减小，则c(HI)由0.07 mol⋅L−1降到0.05 mol⋅L−1所需的反应时间大于10 s，故B错误；C.升高温度，正逆反应速率均增大，故C正确；D.减小反应体系的体积，压强增大，则化学反应速率加快，且正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，故D错误。答案选C。 5．(24-25高二上·广东部分名校·期中)改变化学反应的外界条件可以调控生产效率。对于合成氨反应，下列措施不能改变反应体系内活化分子百分数的是 A．降低体系的温度 B．增大反应物浓度 C．升高体系的温度 D．使用催化剂 【答案】B 【解析】A．降低体系的温度，体系内分子能量减少，活化分子百分数减小，A错误； B．增大反应物浓度，增大了单位体积内活化分子的数目，但是活化分子百分数不变，B正确； C．升高体系的温度，体系内分子能量增加，活化分子百分数增大，C错误； D．使用催化剂能降低反应的活化能，活化分子百分数增大，D错误； 故答案选B。 6．(2024-2025·高二上·枣庄·期中)在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中，现采取下列措施：①增加碳的量②缩小体积，增大压强③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2，上述能够使反应速率增大的措施是 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 【答案】B 【解析】①增加炭的量，增加固体物质的浓度不影响化学反应速率，故不符合；②该反应为气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，故符合；③通入CO2，反应物浓度增大，反应速率加快，故符合；④恒容下充入N2，反应物的浓度不变，反应速率不变，故不符合；⑤恒压下充入N2，反应物的分压减小，反应速率减小，故不符合；答案选B。 7．实验室利用如下试剂探究影响反应速率的因素：0.1mol/L溶液、0.1mol/L溶液、0.5mol/L溶液、蒸馏水、热水。下列说法错误的是 A．反应原理为 B．增大溶液浓度，单位体积内活化分子数增多 C．升高温度，反应速率加快 D．通过观察溶液产生气泡的快慢判断反应速率大小 【答案】D 【解析】A．硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫单质与二氧化硫，离子方程式，A正确；B．增大H2SO4浓度会增加H+浓度，单位体积内活化分子数增多，B正确；C．升高温度会提高活化分子百分数，反应速率加快，C正确；D．该反应的主要现象是溶液变浑浊（生成硫沉淀），SO2气体易溶于水，气泡不易观察，应通过沉淀快慢判断速率，D错误；故选D 8．已知分两步进行：①，②。其反应过程中能量变化如图。下列说法错误的是 A． B．反应①的速率比反应②的慢 C． D．相同条件下，最稳定的物质为P 【答案】B 【解析】A．由图可知，能量，故，A正确； B．由图可知，反应①的活化能小于反应②的活化能，故反应①的速率比反应②的快，B错误； C．由图可知，反应①为吸热反应，反应②为放热反应，，故，C正确； D．相同条件下，的能量最低，故最稳定的物质为P，D正确； 故选B。 9．(24-25高二上·广东部分学校·期中)催化某有机反应的部分反应历程如下图所示，该部分反应为可逆反应。下列说法正确的是 A． B．其他条件不变时，升高温度，增大 C．三个步骤中，决定该部分反应速率的是第①步 D．该部分反应的热化学方程式可表示为进程 【答案】B 【解析】A．是第①步反应的逆反应活化能，是第③步反应的正反应活化能，与没有任何关联，A错误； B．由图可知为吸热反应，升高温度平衡正向移动，增大，B正确； C．第③步反应能垒最大，决速步骤是第③步，C错误； D．热化学方程式需标明物质聚集状态，D错误； 答案选B。 10．（24-25高二上·安徽合肥·期中）控制变量法是化学实验的一种常用方法。下表是某学习小组研究等物质的量浓度的硫酸和锌反应的实验数据，下列有关叙述正确的是 序号 硫酸的体积 锌的质量 锌的状态 温度/ 完全溶于酸的时间/s 生成硫酸锌的质量/g 1 50.0 2.0 颗粒 25 70 2 50.0 2.0 颗粒 35 35 3 50.0 2.0 粉末 25 5.0 4 50.0 6.0 粉末 25 15.0 5 50.0 8.0 粉末 25 19.3 6 50.0 10.0 粉末 25 A．t1>70 B．m3=19.3 C．实验1、实验2与实验3探究的只是温度对化学反应速率的影响 D．无法计算出硫酸的物质的量浓度 【答案】B 【解析】A．实验1与实验3相比，只有反应物的接触面积不同，其他条件相同，粉末状的比颗粒状的接触面积大，接触面积越大反应速率越快，实验3的反应速率快，所以 t1<70，故A错误；B．2.0g锌与硫酸反应生成5.0g硫酸锌，实验4和实验5比，实验5比实验4硫酸锌的质量增加4.3g，说明实验5中硫酸完全反应，再增加锌的质量，硫酸锌的质量不变，所以m3=19.3，故B正确；C．根据表格数据可知，实验1与实验2的变量是温度，实验1与实验2探究的是温度对化学反应速率的影响，实验1与实验3的变量是反应物的接触面积，实验1与实验3探究的是反应物的接触面积化学反应速率的影响，故C错误；D．2g锌与硫酸反应生成5.0g硫酸锌，实验4和实验5比，实验5比实验4硫酸锌的质量增加4.3g，说明实验5中硫酸完全反应，硫酸的物质的量，浓度，故D错误；故答案为B。 11．SO2转化为SO3的反应为  。在有、无催化剂条件下SO2氧化成SO3过程中能量的变化如图所示。450℃、V2O5催化时，该反应机理为： 反应①   反应②   下列说法正确的是 A．ΔH1=+48kJ·mol-1 B．V2O5催化时，反应②的速率大于反应① C．保持其它条件不变，加入V2O5催化时，平衡时O2转化率增加 D．在450℃反应中每消耗32g O2，转移电子数目约等于4×6.02×1023 【答案】D 【解析】A．根据盖斯定律，将(总反应-反应②)×得反应①，则ΔH1=(ΔH-ΔH2)×=[-198 kJ·mol-1-(-246 kJ·mol-1)]=+24 kJ·mol-1，A错误；B．由图可知，V2O5催化时，反应②的活化能大于反应①的活化能；活化能越大反应速率越慢，则反应②的速率小于反应①，B错误；C．保持其他条件不变，加入V2O5催化时，化学反应速率会增加，但是不影响平衡移动，因此O2转化率不变，C错误；D．在总反应中，O的化合价从0价降低到-2价，1mol O2转移4mol电子。在450℃反应中每消耗32g O2，即O2，转移电子的物质的量为4mol，数目约为4×6.02×1023，D正确；答案选D。 12．(24-25高二上·广东部分重点高中·期中)某温度下，在5 L某密闭容器中发生M(g)、N(g)两种物质间的转化反应，M、N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题： （1）该反应的化学方程式为 。 （2）反应开始至2min时： ①该反应 (填“达到”或“未达到”)平衡，判断的理由为 。 ② (保留2位有效数字，下同)，0~2min内，v(N)= （3）4m in时，往该密闭容器中再充入0.3mol M(g)和0.3mol N(g)，此时，正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率，判断的理由为 。 【答案】（1）2M(g)N(g) （2）未达到 2min后M和N的物质的量还在变化 0.40 0.02 （3）> K=，此时Q= ，Q〈K，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率 【解析】（1）由图可知随着反应的进行N的物质的量增大直至不变， M的物质的量减小直至不变，因此M为反应物， N为生成物，且反应为可逆反应，未平衡之前M和N的变化量之比=(0.8-0.2):(0.5-0.2)=2:1，因此该反应的化学方程式为2M(g)N(g)； （2）①2min后M和N的物质的量还在变化，说明反应没有达到平衡； ②依题意列三段式有： ， ，解得a=0.40；0~2min内，v(N)= ； （3）该反应的平衡常数K=，往该密闭容器中再充入0.3mol M(g)和0.3mol N(g)，则Q=，此时Q〈K，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。 综合运用 13．（23-24高二上·河南濮阳·期中）下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是 A．对于反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内活化分子数增多 B．合成氨反应中加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大 C．高炉炼铁发生反应，升高温度，使反应物活化分子百分数增大 D．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大 【答案】D 【解析】A．对有气体参加的反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内分子总数增大，活化分子数增大，活化分子百分数不变，故A正确； B．加入适宜的催化剂，降低反应所需活化能，原来不是活化分子变为活化分子，分子总数不变，活化分子数增大，活化分子百分数增大，故B正确； C．升高温度，吸收能量，原来不是活化分子变为活化分子，活化分子数增大，分子总数不变，活化分子百分数增大，故C正确； D．向反应体系中加入相同浓度的反应物，单位体积内分子总数增大，活化分子数增大，活化分子百分数不变，故D错误； 故选D。 14．(24-25高二上·广东佛山S6高质量发展联盟·期中)向两个锥形瓶中各加入0.048g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL2mol⋅L⁻¹盐酸、2mL2mol⋅L⁻¹醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示，下列说法错误的是 A．温度相同时，同浓度的盐酸和醋酸溶液，醋酸的pH大 B．0~tmin内，平均反应速率mol⋅L-1⋅min-1 C．反应结束后，盐酸和醋酸产生的氢气体积相同 D．温度相同时，a点反应速率大于b点反应速率 【答案】B 【解析】A．盐酸为强酸、醋酸为弱酸，则温度相同时，同浓度的盐酸和醋酸溶液，醋酸溶液中氢离子浓度小于盐酸，则醋酸的pH大，A正确； B．tmin时盐酸未反应完全，0~t min内，平均反应速率mol⋅L-1⋅min-1，B错误； C．由图，反应后两者压强相同，则反应结束后，盐酸和醋酸产生的氢气体积相同，C正确；     D．由图示斜率可知，a点斜率大于b点斜率，则温度相同时，a点反应速率大于b点反应速率，D正确； 故选B。 15．（24-25高二上·安徽芜湖·期中）将8molA气体和4molB气体置于2L的密闭容器中，学生如下反应2A(g)+B(g)=2C(g)。若经20s后测得C的浓度为3.6mol/L，下列不正确的是 A．用A物质表示的反应速率为 B．20s时物质A的转化率为80% C．B表示的反应速率为5.4 mol·L-1·min-l D．20s时物质B的浓度为0.2mol/L 【答案】B 【解析】A．，A正确；B．20s时物质A转化物质的量：，转化率：，B错误；C．，C正确；D．20s时物质B的浓度：，D正确；答案选B。 16．(24-25高二上·广东茂名·期中)汽车的尾气催化转化器中能发生反应：。一定条件下测得反应过程中的实验数据如下表。下列说法正确的是 t/min 0 2 4 6 /(mol·L) 0 2.0 3.6 4.8 A．用表示的平均反应速率0~2 min小于4~6 min B．2~6 min内平均反应速率mol·L-1·min-1 C．4 min时反应速率可能等于 D．混合气体平均摩尔质量2 min时刻大于4 min 【答案】D 【解析】A．由表中数据可知，0～2min内c(CO2)变化值为2×10-3mol/L，4～6min内c(CO2)变化值为1.2×10-3mol/L，则用CO2表示的平均反应速率0～2min大于4～6min，A项错误； B．C是固体，不能用浓度变化表示其化学反应速率，B项错误； C．平衡状态下反应速率，4min时反应还没有达到平衡状态，由表中数据知，4min时反应正向进行，同一物质表示的正反应速率大于逆反应速率， C项错误； D．用极端假设法，若气体只有生成物(g)和(g)时，混合气体的平均摩尔质量为=38.67g∙mol-1，小于的摩尔质量46，建立平衡的过程中混合气体的平均摩尔质量减小，故混合气体的平均摩尔质量2min时刻大于4min，D项正确； 答案选D。 17．某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol/(L·s) B．化学计量系数之比b：c=1：2 C．12s时，A的转化率为25% D．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 【答案】B 【分析】由图像可知A的浓度变化为0.8 mol·L-1-0.2 mol·L-1=0.6 mol·L-1，B的浓度变化为0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.2 mol·L-1，12 s时生成C的物质的量为0.8mol，则C的浓度变化为0.4 mol·L-1，则b=1，c=2。 【解析】A．D为固体，不能用于表示反应速率的大小，A选项错误； B．由以上分析可知化学计量数之比b：c=1：2，B选项正确； C．由图像可知，12 s时，A的转化率为×100%=75%，C选项错误； D．图中两曲线相交时，反应没有达到平衡状态，则A的消耗速率不等于A的生成速率，D选项错误； 故选B。 18．反应的速率可以用速率方程表示。其中k为仅与温度有关的常数，a、β分别为反应物H2、NO的分级数，二者之和(a+β)为该反应的级数。298K时，该反应在不同反应物浓度时相应速率如下： 实验编号 1 2 3 4 C(H2)/(mol∙L-1) 1×10-3 2×10-3 6×10-3 6×10-3 C(NO)/(mol∙L-1) 6×10-3 6×10-3 0.100 0.200 v/(mol∙L-1∙s-1) 2.88×10-9 5.76×10-9 4.8×10-6 1.92×10-5 以下说法错误的是 A．a=1，β=2 B．k=0.08mol-2∙L2∙s-1 C．当、c(NO)=0.05mol∙L-1时，反应速率 D．此反应为三级反应，且由以上数据可知化学反应的级数和反应物的化学计量数没有必然的联系 【答案】C 【解析】A．由实验1和2，NO浓度相同，2中H2浓度是1中H2浓度的2倍，2的速率是1的2倍，可知a=1，由实验3和4，H2浓度相同，4中NO浓度是3中NO浓度的2倍，4的速率是3的4倍，可知β=2，A正确； B．根据速率方程，a=1，β=2，代入1中数据，可得k=0.08mol-2∙L2∙s-1，B正确； C．当、c(NO)=0.05mol∙L-1时，代入速率方程可得反应速率，C错误； D．a+β=3，此反应为三级反应，氢气化学计量系数为2，而a=1，可知化学反应的级数和反应物的化学计量数没有必然的联系，D正确； 故选C。 19．标准状态下，分解时相关物质的相对能量与反应历程关系如图所示[已知和的相对能量为0]。下列说法正确的是 A．根据图像可知： B．断裂1molCl-Cl键时释放的能量为 C．O3的平衡转化率：历程Ⅰ>历程Ⅱ D．历程Ⅰ、Ⅱ中速率最慢步骤的热化学方程式为   【答案】A 【解析】A．由图可知，历程Ⅰ为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，反应的热化学方程式为  ；历程Ⅱ中第一步反应为  ，第二步反应为  ，总反应为  ，催化剂改变反应的历程，但不改变反应热，则总反应的，整理可得，A正确； B．由图可知，气态氯原子的相对能量为，由氯气的相对能量为0可知，形成键时释放的能量为，且断裂化学键吸收能量，B错误； C．气态氯原子是历程Ⅱ的催化剂，催化剂改变反应的历程，但不改变平衡的移动方向，所以历程Ⅰ和历程Ⅱ中臭氧的转化率相等，C错误； D．由图可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能小于第一步反应的活化能，反应的活化能越小，反应速率越快，则在该历程中速率最慢步骤的热化学方程式为  ，D错误； 答案选A。 20．自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，自由基与反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应生成产物a时活化能： B．相同条件下，Z转化为产物的速率： C．稳定性：产物a>产物b D．该历程中正反应最大的能垒为 【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，即图中峰值越大则活化能越大，图中峰值越小则活化能越小，由图可知，生成产物a时为放热反应，活化能：(正)<(逆)，A错误； B．从图中可以看出，相同条件下，Z转化为产物a的能垒小于Z转化为产物b的能垒，能垒越小，反应速率越快，则Z转化为产物的速率：，B正确； C．物质的能量越低越稳定，产物b比产物a稳定，C错误； D．该历程中正反应最大的能垒为，D错误； 故选B。 21．（24-25高二上·安徽合肥·期中）丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法，催化该过程反应历程及能量变化如图（X为丙烷，Y为丙烯），下列说法正确的是 A．反应前后质量不变，未参与反应 B．反应   C．以上反应历程中主要包含了四步变化，其中第三步反应速率最慢 D．1丙烷的总键能小于1丙烯与1氢气的总键能之和 【答案】C 【解析】A．Ga2O3作催化剂，由图可知，Ga2O3参与第一步变化，故A项错误；B．反应X(g)→Y(g)+ H(g) △H=生成物总能量-反应物总能量=+167kJ/mol，故B项错误；C．由图可知，以上反应历程中有4个过渡态，说明以上反应历程中主要包含了四步变化，其中第三步反应的活化能最大，该步反应速率最慢，故C项正确；D．该反应为吸热反应，△H =反应物总键能-生成物总键能>0，所以1mol丙烷的总键能大于1mol丙烯与1mol氢气的总键能之和，故D项错误；故本题选C。 22．研究小组利用溶液和酸性溶液的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响，实验如下： 实验序号 实验 温度/K 参加反应的物质 溶液颜色褪至无色时所需时间/s 溶液(含硫酸) 溶液 V/mL c/mol·L V/mL c/mol·L V/mL ① 290 2 0.02 4 0.1 0 6 ② 2 0.02 3 0.1 8 ③ 315 2 0.02 0.1 1 回答下列问题： （1）通过实验①、②，可探究 的改变对反应速率的影响，其中 。 （2）通过实验 (填实验序号)可探究温度变化对化学反应速率的影响，由实验②中数据可知 。 （3）实验过程中，发现反应开始一段时间溶液褪色不明显，不久后迅速褪色。甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致，重做实验②，测定反应过程中不同时间的温度，结果如下： 时间/s 0 2 4 6 8 10 温度/K 290 291 291 291.5 292 292 ①结合实验目的与表中数据，得出的结论是 。 ②你猜想可能是 的影响。若证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的最佳试剂是 (填标号)。 A．硫酸钾        B．水        C．二氧化锰        D．硫酸锰 【答案】（1）反应物浓度 l （2）②、③ （3）温度不是反应速率突然加快的原因 催化剂()D 【解析】（1）通过观察实验①、②的数据可知T1、V1未知，但实验①、②中所用的溶液的体积不同，根据控制变量法的原则，T1应为290K，变量为溶液的浓度，此外两组实验溶液的总体积应保持一致确两组实验中其他溶液的浓度相同，故V1=1，故答案为：反应物浓度；l； （2）根据控制变量法的原则，V1=1，所以可通过实验②、③探究温度变化对化学反应速率的影响，反应原理为，实验②中所用的溶液的物质的量为，溶液的物质的量为，溶液过量，8s内消耗的溶液的物质的量为，此时溶液的总体积为，所以8s 内，故答案为：②、③；； （3）不同时间下，温度升高的程度很小，所以温度不是反应速率突然加快的原因，随着反应的进行，锰离子的浓度逐渐增加，可催化该反应，为了验证锰离子的催化效果，但又不引进其他的杂质离子，可选择的最佳试剂是硫酸锰，故答案为：温度不是反应速率突然加快的原因；催化剂()；D； 23．常用作氧化剂、防腐剂、消毒剂等，某小组设计了溶液相关的化学实验。 （1）配制的溶液，需要用到下列仪器中的 (填仪器名称)。配制中若其他操作均正确，定容时俯视，则 (填“大于”“小于”或“等于”)。 （2）该小组用硫酸酸化的溶液设计下列几组实验探究影响化学反应速率的因素，其反应原理为。 实验编号 温度/℃ 溶液体积/mL 溶液体积/mL 褪色时间/s 1 25 2 4 4 0 2 4 4 0 3 70 2 4 4 0 4 70 2 4 3 1 ①实验1、2的目的是探究浓度对化学反应速率的影响，则 ， (填“>”或“<”)。 ②实验1、3的目的是探究 对化学反应速率的影响。 ③实验3、4中，则关于可以得出的结论是 。 ④实验4中，用高锰酸钾浓度变化表示从反应开始至溶液刚好褪色过程中的化学反应速率为 。 （3）为了检测和混合溶液中的和，设计如下实验。 用溶液检测时，在一定酸度下能与反应，为了探究不同酸度对检测造成的影响，设计下列三组实验：分别向下列溶液中加入1滴溶液，现象如下表： 溶液 现象 实验I 溶液+0.5mL蒸馏水 紫红色不褪去 实验Ⅱ 溶液硫酸 紫红色不褪去 实验Ⅲ 溶液硫酸 紫红色明显变浅 ①写出与稀硫酸酸化的溶液反应的离子方程式： 。 ②实验I的作用是 。 【答案】（1）容量瓶、胶头滴管 大于 （2）25 > 温度 MnSO4起催化作用 （3） 空白实验 【分析】该实验为配制一定量浓度的高锰酸钾溶液，然后高锰酸钾和草酸反应探究影响化学反应速率的因素，实验中需要注意变量控制；最后用溶液检测时，在一定酸度下能与反应，为了探究不同酸度对检测造成的影响，需要注意做空白实验和对比实验。 【解析】（1）配制溶液，需要用到如图仪器中的容量瓶、胶头滴管；定容时俯视，所加蒸馏水偏少，溶液体积偏小，导致浓度偏高，则大于； （2）①实验1、2的目的是探究浓度对化学反应速率的影响，其他条件相同，即，反应时H2C2O4浓度不同(实验1<实验2)，浓度越大，反应速率越快，则； ②实验1、3只有温度不相同，所以实验的目的是探究温度对化学反应速率的影响； ③实验3、4中，即化学反应速率：实验3<实验4，且除了实验4加了1mLMnSO4溶液，两个实验其他条件都相同，说明MnSO4起催化作用，所以关于MnSO4可以得出的结论是MnSO4起催化作用； ④反应速率； （3）Fe2+与稀硫酸酸化的溶液反应生成Fe3+、Mn2+和H2O，反应的离子方程式为。由于实验Ⅱ、Ⅲ是对比不同酸性情况下对反应的影响，实验I作为参照对比，所以实验I的作用是空白实验。 24．I.某温度时，在0.5L密闭容器中，某一可逆反应的A、B气体物质的量随时间变化的曲线如下图所示，由图中数据分析可得： （1）该反应的化学方程式为 。 （2）第4min时，正、逆反应速率的大小关系为v正 (填“>” “<”或“=”)v逆 （3）0~ 4min内，用B的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为 mol ·L-1·min-1。 （4）平衡时混合气体中B的体积分数为 。 II．某同学根据外界条件对化学反应速率影响的原理，设计了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验，实验过程的数据记录如下表，请结合表中信息，回答有关问题： 实验序号 反应温度(°C) 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL A 20 10 0.1 10 0.1 0 B 20 5 0.1 10 0.1 a C 25 10 0.1 5 0.1 5 D 25 5 0.1 10 0.1 5 （5）写出上述反应的离子方程式 。 （6）若实验探究温度对该反应速率的影响，则a= 采用比较实验的序号是 (填实验序号) 【答案】（1）2A⇌B （2）＞ （3）0.1 （4）71.4% （5）S2O+2H+═S↓+SO2↑+H2O （6）5 BD 【解析】（1）结合图示可知，平衡时时Δn（A）=（0.8-0.2）mol=0.6mol，Δn（B）=（0.5-0.2）mol=0.3mol，Δn（A）：Δn（B）=0.6mol：0.3mol=2：1，且A为反应物、B为生成物，该反应方程式为2A⇌B； （2）第4min后A的物质的量继续减小、B的物质的量继续增大，说明此时平衡向正向移动，正、逆反应速率的大小关系为v正＞v逆； （3）4min时B的物质的量为0.4mol，则v（B）==0.1mol•L-1•min-1； （4）平衡时混合气体中B的体积分数等于物质的量分数=×100%≈71.4%； （5）由分析可知，生成物有S和SO2，结合电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为：S2O+2H+═S↓+SO2↑+H2O； （6）探究温度对该反应速率影响，需保证其他条件不变，只能选择实验B和D，所以a=5。 思维拔高 25．恒温条件下，将酸性溶液和溶液混合，发生反应：。用浓度的变化表示的反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．时间段消耗的比时间段消耗的少 B．与时刻的相等 C．反应速率逐渐增大的原因可能是生成的起催化作用 D．随着反应进行，溶液中减小 【答案】B 【解析】A．时间段的反应速率小于时间段，所以时间段消耗的比时间段消耗的少，故A正确；B．时刻的大于时刻的，故B错误；C．反应速率逐渐增大的原因可能是生成的起催化作用，故C正确；D．反应消耗氢离子，所以随着反应进行，溶液中减小，故D正确；选B。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $