2.1 化学反应速率【上好课】高二化学深度学习辅导讲义(人教版选择性必修1)
2025-12-25
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2份
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63页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 化学反应速率 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 化学反应速率 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.53 MB |
| 发布时间 | 2025-12-25 |
| 更新时间 | 2025-12-25 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-11-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54719558.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
要点 1 化学反应速率的理解与认识
1.化学反应速率的表示方法
(1)化学反应速率可以用单位时间、单位体积中反应物或生成物的物质的量变化来表示。
(2)如果反应体系的体积是恒定的,则通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2.化学反应速率的计算表达式
v=;单位:mol·L-1·s-1或mol/(L·s)、mol·L-1·min-1或mol/(L·min)。Δc表示反应物浓度或生成物浓度的变化,其常用单位是mol/L(或mol·L-1)等。Δt表示反应时间的变化。
3.化学反应速率的测定
(1)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。
(2)测定方法
①直接观察测定:如释放出气体的体积和体系的压强等。
②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。
要点 2 化学反应速率的计算方法
1.公式法
由v==公式计算
注意: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.关系式法
运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的关系式计算。
3.“三段式”法
运用“三段式”求解化学反应速率计算题的一般步骤:
①写出有关反应的化学方程式。
②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
③根据已知条件列方程计算。
计算中注意以下关系:
a.对于反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)
b.对于生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)
c.各物质的转化量之比等于其化学计量数之比
d.转化率=×100%
要点 3 影响化学反应速率的因素
条件
内容
浓度
(1)当其他条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应速率。
(2)此规律只适用于气体或溶液的反应,对于固体或纯液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。但固体反应物表面积越大,反应速率越大。
温度
(1)升高温度,可加快反应速率。温度对化学反应速率的影响对放热反应和吸热反应都适用。
(2)大量实验证明,温度每升高10 ℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。
催化剂
合适催化剂可以加快反应速率。同一催化剂能同等程度的改变正逆化学反应的速率。
压强
1.压强对固体和液体(溶液)间的反应无影响,仅仅适用于气相反应。
2.对于气体反应有以下几种情况:
(1)恒温时:增大压强→浓度增大→反应速率增大。
(2)恒容时:a.充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大;b.充入“无关气体”(如He、Ne、Ar或不参与反应的N2等)→引起总压增大,但各反应物的分压不变,各物质的浓度不变→反应速率不变。
(3)恒压时:充入“无关气体”(如He、Ne、Ar或不参与反应的N2等)→引起体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢。
3.压强的改变实质是改变反应物的浓度,判断时看反应物的浓度是否发生改变。
要点 4 活化能
1.有效碰撞理论
项目
内容
基元反应
大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2+I2的2个基元反应为2HI―→H2+2I·、2I·―→I2。基元反应发生的先决条件是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
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
活化能和活化分子
①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
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。
③反应物、生成物的能量与活化能的关系图
2.有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
(1)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。
(2)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。
即压强对化学反应速率的影响,可转化成浓度对化学反应速率的影响。
(3)温度:微观解释: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。
(4)催化剂:使用催化剂→改变了反应的历程(如下图),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次数增加→反应速率加快。
要点 5 基元反应与反应历程
1.基元反应
一个化学反应往住需要经过多个反应步骤才能实现,每一步反应都称为基元反应。
2.反应历程
(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)实例:大多数化学反应并不是经过简单碰撞就一步完成的,往往要经历多个基元反应。
如CH4与Cl2的取代反应是自由基反应历程,经历反应的引发、发生、终止:
Cl2―→2Cl·,Cl·+CH4―→HCl+·CH3、
·CH3+Cl2―→CH3Cl+Cl·、
CH3Cl+Cl·―→·CH2Cl+HCl、
·CH2Cl+Cl2―→CH2Cl2+Cl·
等多步基元反应。CH4与Cl2在光照条件下反应,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等多种取代产物的混合物。
3.自由基
(1)含义:带有单电子的原子或原子团叫做自由基,如O·自由基、I·自由基。
(2)反应历程中的自由基
如反应2HI===H2+I2的反应历程是2HI―→H2+2I·,2I·―→I2。
4.“环式”反应历程图像分析
以上图为例,对于”环式”反应历程图像,位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体,如⑤、⑥、⑦和⑧。“入环”的物质为反应物,如①和④,“出环”的物质为生成物、如②和③,由反应物和生成物可写出总反应化学方程式。
要点 6 速率方程与速率图像
1.速率常数
(1)含义:对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),其速率可表示为v=k·ca(A)·cb(B),式中的k称为反应速率常数或速率常数。
(2)说明
①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。
即c(A)=1 mol·L-1、c(B) =1 mol·L-1时,v=k。
②在相同浓度的条件下,反应速率常数越大,反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。
③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,与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
2.速率方程与反应级数
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。
对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),其速率方程可表示为v=k·ca(A)·cb(B),a、b称为反应的分级数,分别表示物质A和B的浓度对反应速率的影响程度。分级数之和(a+b)则称为反应的总级数,简称反应级数,反应级数可由实验数据计算得到。
3.K与k正、k逆的关系
已知基元反应aA(g)+bB(g)cC(g),反应速率v正=k正ca(A)·cb(B),v逆=k逆cc(C),当v正=v逆时达到平衡,即k正ca(A)·cb(B)=k逆cc(C),故==K。
命题点 1 化学反应速率的简单计算
典例1(25-26高二上·河北衡水·期中)汽车尾气处理中,反应在密闭容器中进行,后的物质的量增加了,则此反应的平均速率为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】NO的生成速率为,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以,故选A。
变式1(25-26高二上·陕西商洛·期中)飞秒化学对了解反应机理十分重要。光分解反应为,经过s后的浓度减少。则该时间段内用表示的反应速率是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据反应方程式中物质转化关系,,故选C。
变式2(25-26高二上·河南驻马店·期中)在一恒容密闭容器中,仅与发生反应生成,反应速率分别用表示。若从反应开始至达到平衡的这一段时间内,测得,则该反应的化学方程式为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】反应速率之比为化学计量数之比,v(X):v(Y)=3:2,=1:2,令X的化学计量数为3,所以Y的计量数为2,Z的计量数为3×2=6,符合的选项为B。
命题点 2 化学反应速率大小比较
典例2(25-26高二上·山西吕梁·期中)对于反应,下列表示该反应的化学反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】将v(NH3)=0.4 mol/(L·min)换算为总反应速率为0.4 mol/(L·min)=0.1 mol/(L·min),对应其他物质速率较小,A不符合题意;将v(O2)=0.6 mol/(L·min)换算为总反应速率为0.6 mol/(L·min)=0.12 mol/(L·min),比A快但不如D,B不符合题意;将v(NO)=0.3 mol/(L·min)换算为总反应速率为0.3 mol/(L·min)=0.075 mol/(L·min),为最慢选项,C不符合题意;将v(H2O)=0.96 mol/(L·min)换算为总反应速率为0.96 mol/(L·min)=0.16 mol/(L·min),是各选项中的最大值,D符合题意;故选D。
变式1(25-26高二上·海南海口·期中)反应在四种不同情况下的反应速率分别为:
①,②,③,④,则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】在同一化学反应中,在反应速率的单位相同的条件下,用不同物质表示的化学反应速率与其化学式前的系数的比值越大,表示该反应速率越快,①=0.15 mol/(Lmin),②=0.2 mol/(Lmin),③=0.2 mol/(Lmin),④=0.225 mol/(Lmin),反应快慢顺序为④>②=③>①,故选D。
变式2(25-26高二上·云南·期中)四个体积均为1 L的密闭容器中发生反应,在不同的反应条件下,将实验测得的反应速率分别记录于以下四个选项中。其中反应进行最快的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】v(M)=0.8,直接表示M的速率,无需换算;v(N)=0.9 ,按计量数比例换算为v(M)=0.72 ;v(P)=6.0 ,单位换算为0.1 ,按计量数比例换算为v(M) =0.1; ,则每秒生成M的物质的量为0.4 mol,其化学反应速率为;经对比,A项表示速率最快,故选A。
命题点 3 化学反应速率的影响因素
典例3(25-26高二上·吉林长春·期中)化学与生活密切相关,下列措施的目的是加快反应速率的是
A.在食品中添加山梨酸钾做防腐剂
B.工业制硫酸时,将黄铁矿粉碎煅烧
C.低温条件下保存食物
D.在水果罐头中加入抗坏血酸做抗氧化剂
【答案】B
【解析】食品中添加防腐剂山梨酸钾的目的是防止食品腐败变质,即减慢食品变质的反应速率,A项不符合题意;将黄铁矿粉碎再煅烧可增大FeS2与O2的接触面积,加快反应速率,B项符合题意;低温降低酶和细菌活性,减缓反应,C项不符合题意;在水果罐头中加入抗氧化剂抗坏血酸,可以减慢水果罐头氧化变质的反应速率,D项不符合题意;故选B。
变式1(25-26高二上·云南楚雄·期中)下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.催化氧化生成是放热反应,所以升高温度,正反应速率减慢
B.盐酸与纯锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D.和可以缓慢反应生成和,增大体积,减小压强,反应速率减慢
【答案】D
【解析】升高温度会增大活化分子百分数,无论反应放热还是吸热,正、逆反应速率均加快,A错误;加入氯化钠溶液稀释了盐酸,H+浓度降低,反应速率减慢,B错误;浓硫酸会使铁钝化,阻碍反应进行,无法加快产氢速率,C错误;增大体积减小压强,气体浓度降低,反应速率减慢,D正确;故选D。
变式2(25-26高二上·广东揭阳·期中)下列有关说法正确的是
A.汽车尾气中和缓慢反应生成和,加催化剂反应速率增大
B.增大反应物浓度,单位体积内活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.加入适宜的催化剂,非活化分子发生有效碰撞,化学反应速率增大
D.铁片与浓硫酸反应制取氢气时,随着酸的浓度减小,化学反应速率减小
【答案】A
【解析】催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数,从而加快反应速率,因此加入催化剂会使NO和CO的反应速率增大,A正确;增大反应物浓度时,单位体积内活化分子数增加,但活化分子百分数由温度决定,浓度不影响活化分子百分数,B错误;只有活化分子才能发生有效碰撞,催化剂的作用是使更多分子变为活化分子,而非让非活化分子直接碰撞,C错误;铁与浓硫酸在常温下发生钝化反应,无法生成氢气,D错误;故选A。
命题点 4 反应速率的综合计算
典例4(25-26高二上·江苏·期中)X(s)+3Y(g)Z(g)+nW(g)。一定条件下,将2 mol X和2 mol Y通入体积为2 L的恒容密闭容器中,反应10 s后,测得生成0.5 mol Z,W的反应速率为0.05 mol·L-1·s-1,放出a kJ热量。下列说法正确的是
A.10 s内,X的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1
B.n=3
C.第10 s时,X为1.5 mol,Y的浓度为0.25 mol·L-1
D.反应的热化学方程式为:X(s)+3Y(g)Z(g)+nW(g) ΔH=-a kJ·mol-1
【答案】C
【解析】X是固体,不能用浓度变化表示反应速率,A错误;根据Z的反应速率为,Z和W的速率比为1:2,故,B错误;生成0.5 mol Z消耗1.5 mol Y,剩余Y的物质的量为0.5 mol,Y的浓度为,X减少0.5 mol后为1.5 mol,C正确;生成0.5 mol Z放热a kJ,所给方程式,D错误;故选C。
变式1(25-26高二上·重庆·期中)在2L恒温密闭容器中充入5 molA和3 molB,在一定条件下发生反应:,5s达到平衡。达到平衡时,生成了2 molC,经测定D的浓度为1mol·L-1,下列说法正确的是
A.
B.B的转化率为60%
C.用C表示的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
D.平衡时容器的总压强为起始压强的50%
【答案】A
【分析】D的浓度为1 mol·L-1,则生成D的物质的量为2 mol,又知生成了2 molC,根据反应的量和化学计量数之比成正比,可知x=2,列出三段式如下:,据此分析。
【解析】根据分析可知,x=2,A正确;根据分析,B的平衡转化率,B错误;根据反应速率的定义,C是固体,无浓度变化概念,不能用来表示反应速率,C错误;恒容密闭容器中,压强之比等于气体的物质的量之比,则,D错误;故选A。
变式2(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)在一定条件下发生反应,在的密闭容器中把 和 混合, 后反应达到平衡时生成 ,又测得反应速率,则下列说法不正确的是
A.
B.平衡时气体压强是原来压强的倍
C.的平衡浓度是
D.的转化率是
【答案】B
【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比来确定化学计量数x,,,则x=4,列三段式得
【解析】由分析知,x=4,A正确;由分析知,平衡时气体总物质的量为6.4 mol,原气体为6 mol,恒温恒容下压强之比等于物质的量之比,为≈1.067,并非1.1倍,B错误;由分析知,的平衡浓度是= ,C正确;由分析知,B的转化率为=40%,D正确;故选B。
命题点 5 化学反应速率图像
典例5(25-26高二上·重庆·期中)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①的速率方程为,反应②的速率方程为,式中、为速率常数,只与温度和催化剂有关。该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线如下图
下列说法不正确的是:
A.曲线b为随时间的变化情况
B.随的减小,反应②的瞬时速率先增大后减小
C.体系中任意时间段的平均速率均满足:
D.欲提高Y的产率,需控制反应进行的时间在附近
【答案】C
【分析】向密闭容器中加入一定量X,X发生反应①生成Y,Y再发生反应②生成Z。由图中信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X,因此曲线a为随时间的变化情况,浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z,因此曲线c为随时间的变化情况,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y,因此曲线b为随时间的变化情况,据此作答。
【解析】由分析可知,Y的浓度先增大后减小,曲线b呈现先升后降的趋势,符合Y的浓度变化特征,故A正确;反应②的速率方程为,由分析可知,随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)增大,故反应①的速率随c(X)的减小而减小,反应②的速率先增大后减小,随c(Y)变化先增大后减小,故B正确;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,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的增加量,则,故C错误;反应①生成Y,而反应②消耗Y,根据分析可知,在附近,Y的浓度最高,因此欲提高Y的产率,需控制反应时间在附近,故D正确;故选C。
变式1(25-26高二上·河南·期中)一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g),发生反应。,测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是
A.
B.2 min时,改变的条件可能是向容器中通入惰性气体,使压强增大
C.0~2 min内,
D.反应至3 min时,反应速率:
【答案】B
【解析】由反应方程式可知,Δc(A):Δc(B):Δc(D)=1:3:x。0~2 min内,A(曲线Ⅰ)浓度从1.0 mol/L降至0.9 mol/L,Δc(A)=0.1 mol/L;B(曲线Ⅲ)浓度从1.0 mol/L降至0.7 mol/L,Δc(B)=0.3 mol/L(符合1:3);D(曲线Ⅱ)浓度从0升至0.1 mol/L,Δc(D)=0.1 mol/L。则Δc(D)=xΔc(A),即0.1=x×0.1,解得x=1,A正确;2 min时,各物质浓度变化速率明显加快(曲线斜率增大),恒容时通入惰性气体,各反应物、生成物浓度不变,反应速率不变,与图像中速率加快矛盾,B错误;0~2 min内,B的Δc=0.3 mol/L,,C正确;3 min时,A、B浓度仍在降低,D浓度仍在升高,说明反应正向进行,v正>v逆,D正确;故选B。
变式2(25-26高二上·湖南长沙·期中)某温度下,在2 L 恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:,12 s 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.12 s 时,B的转化率为75%
B.0~2 s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的消耗速率等于A的生成速率
【答案】C
【解析】12 s 时,B的初始浓度为0.5 mol/L,平衡浓度为0.3 mol/L,浓度变化量为0.2 mol/L,转化率=,A错误;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;12 s 时生成C的浓度为0.4 mol/L(),A的浓度变化量为0.6 mol/L,B的浓度变化量为0.2 mol/L。根据计量数之比等于浓度变化量之比,3:b:c=0.6:0.2:0.4=3:1:2,故b:c=1:2;反应速率之比等于化学计量数之比,,则,C正确;两曲线相交时,A和B浓度相等,但反应未达平衡(12 s 时才平衡),此时A的消耗速率(正反应)大于生成速率(逆反应),D错误;故选C。
命题点 6 化学反应速率方程
典例6(25-26高二上·江西·期中)时,在一恒容密闭容器中通入一定量的和NO,发生反应 ,不同条件下反应,测得反应体系中的瞬时反应速率如表所示,该反应的瞬时反应速率可表示为,其中为常数。
实验编号
1
0.0010
0.0060
2
0.0020
0.0060
3
0.0040
0.0120
4
0.0040
0.0030
下列说法正确的是
A.、
B.其他条件不变,温度升高,减小
C.其他条件不变,加入催化剂,不变
D.其他条件不变,向容器中通入,会增大
【答案】A
【解析】根据实验1、2的数据,代入计算:,解得;根据3、4的数据,代入计算:,解得,A项正确;其他条件不变,温度升高,反应速率加快,说明会随温度的升高而增大,B项错误;其他条件不变,加入催化剂,反应速率加快,说明会增大,C项错误;其他条件不变,往容器中通入,各反应物浓度不变,反应速率不改变,不发生改变,D项错误;故选A。
变式1(25-26高二上·河北·期中)反应,在295 K时,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:
①
0.100
0.100
②
0.500
0.100
③
0.100
0.500
已知:①反应物浓度与反应速率关系式为(式中k为速率常数,与活化能和温度等有关);②反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法错误的是
A.该条件下速率常数
B.,,反应级数为3级
C.加入催化剂可以降低反应的活化能,增大速率常数k,从而加快反应速率
D.相同条件下,浓度对反应速率的影响小于NO浓度对反应速率的影响
【答案】A
【分析】由表中①③数据可知,n=1,由①②组数据可知 ,m=2,由①数据可知 ,结合影响化学平衡的因素解答该题。
【解析】由分析可知,该条件下速率常数,A错误;由分析可知,,,反应级数为2+1=3级,B正确;加入催化剂可以降低反应的活化能,但各物质的浓度不变,根据速率常数表达式可以得出速率常数k增大,因此反应速率加快,C正确;通过表格中的数据对比以及v(Cl2)=8•c2(NO)•c(Cl2)可知,相同条件下浓度对反应速率的影响小于NO浓度对反应速率的影响,D正确;故选A。
变式2(25-26高二上·辽宁沈阳·期中)逆水气变换反应: 。一定压力下,按、物质的量之比投料,、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,、温度时反应速率常数k分别为,。下列说法错误的是
A.
B.、温度下达平衡时反应速率的比值:
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.温度下,改变初始投料比例,平衡时各组分摩尔分数与温度时不相同
【答案】C
【解析】该反应为吸热反应(ΔH>0),温度升高平衡正向移动,反应物摩尔分数减小。由图可知T1平衡时反应物摩尔分数更低且达到平衡更快,故T1>T2。速率常数k随温度升高增大,因此k1>k2,A正确;平衡时反应速率v=k·c0.5(H2)·c(CO2)。T1温度高,平衡正向移动,反应物浓度c(CO2)、c(H2)更小(设为c1),T2时浓度更大(设为c2,c1<c2)。则v(T1)/v(T2)=(k1/k2)·(c1/c2)0.5,因c1/c2<1,故v(T1)/v(T2)<k1/k2,B正确;温度不变时,改变初始压力会影响反应物浓度c,速率v=k·c0.5(H2)·c(CO2)随c增大而加快,达到平衡的时间缩短,反应物摩尔分数随时间的变化曲线(达到平衡的速率)会改变,C错误;反应前后气体分子数不变(Δn=0),平衡时各组分摩尔分数与初始投料比例有关。改变投料比例会导致平衡时摩尔分数改变,D正确;故选C。
命题点 7 有效碰撞理论
典例7(25-26高二上·辽宁沈阳·期中)有气体参与的反应,下列关于有效碰撞理论与影响速率的因素之间关系正确的是
A.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B.升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
C.加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
D.增大压强,可提高单位体积内活化分子数和活化分子百分数,从而提高反应速率
【答案】B
【解析】增大反应物浓度会增加单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,A错误;升高温度使分子能量增加,更多分子达到活化能,活化分子百分数增大,反应速率提高,B正确;催化剂通过降低活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应速率,C错误;增大压强(如压缩体积)提高单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,D错误;故选B。
变式1(25-26高二上·河南·期中)下列关于“有效碰撞”的说法错误的是
A.发生有效碰撞时,会有化学键断裂与形成
B.反应物分子具有合适的取向一定能发生有效碰撞
C.单位时间单位体积内,活化分子发生的有效碰撞次数越多,反应速率就越快
D.其他条件相同时,升高温度可增加活化分子的百分数,使单位时间内有效碰撞的次数增加
【答案】B
【解析】发生有效碰撞时,会有反应物中化学键断裂与生成物中化学键的形成,A正确;反应物分子具有一定的能量和合适的取向才能发生有效碰撞,B错误;单位时间单位体积内,活化分子发生的有效碰撞次数越多,反应速率就越快,C正确;在其他条件相同时,升高温度可使反应物分子的能量增加,使部分能量较低的分子变成活化分子,增加活化分子的百分数,使单位时间内有效碰撞的次数增加,D正确;故选B。
变式2(25-26高二上·天津·期中)下列说法正确的有
(1)活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应
(2)普通分子间的碰撞有时也可能发生化学反应
(3)增大反应物的浓度,可增大单位体积内活化分子数,从而使有效碰撞次数增多
(4)有气体参加的化学反应,若增大压强(缩小容器体积),可增大活化分子百分数,从而使速率加快
(5)化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
(6)升温能降低反应活化能,增大活化分子百分数,从而加快化学反应速率
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【解析】①活化分子有合适的取向,发生的碰撞才能发生化学反应,故①正确;
②普通分子能量较低,之间不可能发生化学反应,故②错误;
③增大反应物浓度,活化分子百分数不变,单位体积内活化分子数增多,从而使有效碰撞次数增多,反应速率加快,故③正确;
④增大压强,浓度增大,但活化分子百分数不变,故④错误;
⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,分子先成为活化分子,活化分子发生碰撞,可生成新物质,故⑤正确;
⑥催化剂可降低活化能,能增大活化分子百分数,增大反应速率,升高温度是提高分子能量,提高活化分子百分数,增大反应速率,故⑥错误;故选C。
命题点 8 催化剂、基元反应、反应历程
典例8(25-26高二上·重庆·期中)Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法不正确的是
A.该反应的决速步是:中间体2→中间体3
B.Ni是该反应的催化剂
C.反应过程有非极性键的断裂和极性键的形成
D.该反应的热化学方程式为 kJ/mol
【答案】B
【解析】决速步为活化能最大的步骤,活化能是过渡态与前一中间体的能量差。中间体2能量-154.82 kJ/mol,过渡态2能量49.50 kJ/mol,能垒为49.50 - (-154.82)=204.32 kJ/mol,为各步中最大,故决速步是中间体2→中间体3,A正确;催化剂反应前后质量和化学性质不变,而反应中Ni(s)转化为产物NiCH2(s),参与反应且未恢复原状,故Ni是反应物而非催化剂,B错误;C2H6中C-C非极性键断裂,生成CH4中C-H极性键和NiCH2中Ni-C极性键,存在非极性键断裂和极性键形成,C正确;反应物能量0.00 kJ/mol,产物能量-6.57 kJ/mol,ΔH=产物能量-反应物能量=-6.57 kJ/mol,热化学方程式正确,D正确;故选B。
变式1(25-26高二上·辽宁·期中)CH4与·Cl生成CH3Cl反应的能量变化如图所示(所有微粒均为气态)。下列说法或表述错误的是
A.CH4与·Cl生成CH3Cl的反应经两步完成
B.决速步骤是吸热反应
C.H-Cl(g)+·CH3(g)→·Cl+CH4(g)的活化能为12.6 kJ·mol-1
D.CH4(g)+·Cl(g)→CH3Cl(g)+·H(g) ΔΗ=-92.3 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】由图示可知,中间体为和,CH4与·Cl生成CH3Cl的反应经两步完成,A正确;第一步活化能大于第二步活化能,则决速步骤是第一步反应,第一步反应是吸热反应,B正确;H-Cl(g)+·CH3(g)→·Cl+CH4(g)的活化能为,C正确;CH4(g)+·Cl(g)→CH3Cl(g)+·H(g) ,D错误;故选D。
变式2(25-26高二上·湖南·期中)钌(Ru)是极好的催化剂,常用于氢化、异构化、氧化等重要反应。用钌基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应时,每生成92 g液态HCOOH时放出62.4 kJ的热量,反应机理如图所示,下列说法正确的是
A.该反应的热化学方程式为H2(g)+CO2(g)=HCOOH(g) ΔH=-31.2 kJ·mol-1
B.图示中参与循环的物质有CO2、H2和H2O
C.反应的活化能为62.4 kJ·mol-1
D.图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂
【答案】D
【解析】根据题意,生成92 g(2 mol)液态HCOOH时放出62.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式为 ,A错误;图示中参与循环的物质有催化剂和水,CO2和H2是反应物,B错误;62.4 kJ的热量是生成92 g液态HCOOH时反应物与生成物的能量差值,不是反应的活化能,C错误;图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂,D正确;故选D。
命题点 9 反应历程与能垒图像
典例9(25-26高二上·江苏苏州·期中)水煤气变换反应为。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A.水煤气变换反应产物的总键能高于反应物的总键能
B.步骤②存在键的形成
C.该反应的决速步是
D.步骤③的化学方程式为:
【答案】B
【解析】由图可知,该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,则产物的总键能高于反应物的总键能,A正确;根据步骤②反应物和生成物可知,步骤②发生反应H2O*=OH*+H*,只有氢氧键的断裂,没有键的形成,B错误;该历程中最大活化能步骤为步骤④,则步骤④是该反应历程的决速步是,C正确;步骤③中CO*+OH*+H2O(g)反应生成COOH*+H2O*,H*为中间产物左右抵消,方程式,D正确;故选B。
变式1(25-26高二上·甘肃酒泉·期中)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到的甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物质用*标注。下列说法错误的是
A.②中包含C-H的断裂过程
B.该历程中能垒(反应活化能)最小的是③
C.该历程中制约反应速率的方程式为CHO*+3H*→CO*+4H*
D.由此历程可知:CH3OH*→CH3O*+H* ΔH>0
【答案】C
【解析】根据图示可知步骤②反应为CH3O*+H*→CH2O*+2H*,CH3O*转化为CH2O*时失去一个H,说明该过程断裂了化学键C-H键,A正确;能垒即活化能,为过渡态能量与反应物能量差。根据图示可知各个基元反应中,能垒最小的是步骤③,B正确;对于多步基元反应,总反应的化学反应速率由慢反应决定。基元反应的活化能越大,发生该反应需要消耗的能量就越高,该反应就越难发生,反应速率就越慢,是制约总反应速率的步骤,即决速步骤,根据图示可知活化能最大的是步骤①,其反应为CH3OH*→CH3O*+H*,C错误;反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差。根据图示可知:生成物总能量比反应物总能量高,因此该反应为吸热反应,则反应CH3OH*→CH3O*+H*的反应热ΔH>0,D正确;故选C。
变式2(25-26高二上·四川遂宁·期中)研究与氯自由基(用表示)的反应有助于保护臭氧层。已知与反应有4条可能的反应路径,如图所示。图中TS表示过渡态,IM表示中间体。下列说法中正确的是
A.相同条件下,路径①的反应速率最快
B.路径④属于吸热反应
C.路径②不是基元反应
D.过渡态中最稳定的是TS1,产物最稳定的是路径④的
【答案】C
【解析】反应速率取决于活化能,活化能为反应物到过渡态的能量差。路径①的过渡态TS1能量为218.01 kJ/mol,活化能最高,反应速率最慢,A错误;吸热反应中产物能量高于反应物,路径④产物能量为-80.22 kJ/mol,低于反应物(0.00 kJ/mol),为放热反应,B错误;基元反应无中间体,路径②中存在中间体IM(能量32.80 kJ/mol),说明反应分多步进行,不是基元反应,C正确;过渡态能量越低越稳定,TS3能量(23.55 kJ/mol)最低,最稳定,而非TS1;产物能量越低越稳定,路径④产物能量(-80.22 kJ/mol)最低,产物最稳定,D错误;故选C。
点拨 1 理解反应速率的关键问题
1.不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.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。
3.表示化学反应速率时,必须指明用哪种物质作标准,因为同一化学反应,用不同的物质表示的反应速率,其数值可能不同。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,即单位时间时,速率之比等于化学方程式中相应物质的计量数之比。
4.一般来说在反应过程中都不是等速进行的,由公式v=计算得到的是某一段时间间隔内的平均速率。
5.平均速率与瞬时速率。若时间间隔Δt非常小,则平均速率v=接近某一时刻的瞬时速率。瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。
点拨 2 比较化学反应速率大小的方法
1.统一标准法
当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时,按相应的化学方程式中各物质的化学计量数之比换算成同一物质表示的化学反应速率,统一单位,再比较数值大小。
2.比值比较法
比较化学反应速率与其相应化学方程式中物质的化学计量数的比值大小,在单位相同时,数值大者反应速率大,如对于反应mA(g)+nB(g)===pC(g),v(A)、v(B)、v(C)三者中,单位相同时,数值大者表示的反应速率大。
点拨 3 控制变量探究影响化学反应速率的因素解题要点
1.考查形式
(1)以表格的形式给出多组实验数据,让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。
(2)给出影响化学反应速率的几种因素,让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。
2.解题策略
点拨 4 活化能与过渡态的理解
1.催化剂是通过降低反应活化能,从而改变了反应的途径,此即催化剂加速化学反应的主要原因。
2.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。最慢的反应也是活化能较大的反应。
3.过渡态理论大意
(1)过渡状态
反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。
(2)活化能
过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。如图中,Ea为正反应的活化能,Ea′为逆反应的活化能。
(3)反应速率与活化能
化学反应速率与反应的活化能大小密切相关,活化能越小,反应速率越大。
(4)ΔH=Ea-Ea′。
点拨 5 基元反应与反应历程
1.决速步骤
若化学反应历经多个基元反应,基元反应的速率有快有慢,则总反应的速率取决于速率慢(最慢)的那步基元反应而不是速率快(最快)的那步基元反应。活化能最高的反应速率(最)慢,是总反应速率的决速步骤。
2.催化剂与中间产物
催化剂是参加反应又生成出来(参与基元反应,转化为其他物质,到后面的基元反应中又生成出来)的物质,中间产物是由反应生成又在反应中消失(由前面的基元反应生成,又参与后面基元反应)的物质。
◆能力强化练
1.(25-26高二上·上海·期中)对于反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,要比较在不同条件下的化学反应速率快慢,比较速率和化学计量数的比值大小即可,比值越大,反应速率越大,以此分析。
【解析】,;,;,;,。综上,反应速率最快的是B,故选B。
2.(25-26高二上·湖北武汉·期中)下列说法中错误的是
A.对有气体参加的化学反应,容器容积减小使压强增大,可使单位体积内活化分子数增多,因而化学反应速率增大
B.加入催化剂,可使反应物分子中活化分子的百分数增大,因而化学反应速率增大
C.升高温度,可使反应物分子中活化分子的百分数增大,因而化学反应速率增大
D.活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞
【答案】D
【解析】容器容积减小使气体浓度增大,单位体积内活化分子数增加(活化分子百分数不变),反应速率增大,A正确;催化剂降低活化能,使更多分子成为活化分子,活化分子百分数增大,反应速率增大,B正确;升高温度使分子能量提高,活化分子百分数增大,反应速率增大,C正确;活化分子碰撞需合适取向才能成为有效碰撞,并非所有碰撞都有效,D错误;故选D。
3.(25-26高二上·河南驻马店·期中)在恒温恒容密闭容器中发生反应:。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
0
2
4
6
0
A.用表示的平均反应速率小于
B.内平均反应速率
C.时反应速率大于
D.混合气体平均摩尔质量时刻小于时刻
【答案】C
【解析】随着反应正向进行逐渐减小,化学反应速率减小,生成二氧化碳的速率减慢,根据方程式可知,,用表示的平均反应速率大于,A错误;C为固体,固体和纯液体的浓度是常数,所以不能用C来表达化学反应速率,B错误;后,继续增大,反应正向进行,反应速率大于,C正确;反应,起始时全部为,随着反应正向进行生成了和,假设全部转化成产物,混合气体平均摩尔质量,故正向进行混合气体平均摩尔质量逐渐减小,混合气体平均摩尔质量时刻大于时刻,D错误;故选C。
4.(25-26高二上·四川成都·期中)少量铁粉与的稀盐酸反应,反应速率太慢,为了加快此反应速率而不改变的量,可以使用如下方法中的
①由铁粉换铁块 ②加固体 ③将0.01 mol/L 的稀盐酸换成98%的硫酸溶液
④加固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用100 mL 0.1mol/L 的盐酸
A.②③⑤ B.③⑥⑦ C.⑥⑦⑧ D.⑦⑧
【答案】D
【解析】①由铁粉换铁块,反应速率会变慢,①不符合题意;
②加硝酸钠会引入硝酸根,酸性条件下与铁反应不生成,②不符合题意;
③浓硫酸使铁钝化,③不符合题意;
④加CH3COONa固体,CH3COO-会结合H+生成CH3COOH,使得溶液中H+的浓度降低,反应速率变慢,④不符合题意;
⑤加NaCl溶液,会稀释原溶液,溶液中H+的浓度降低,反应速率变慢,⑤不符合题意;
⑥滴入几滴硫酸铜溶液,铁粉会置换出铜,形成原电池,反应速率会加快,但是也会减少H2的量,⑥不符合题意;
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率会加快,且不改变H2的量,⑦符合题意;
⑧改用100mL 0.1mol/L的盐酸,反应物得浓度增大,反应速率会加快,且不改变H2的量,⑧符合题意;
综上所述,符合题意的有⑦⑧,故答案选D。
5.(25-26高二上·黑龙江·期中)已知反应在四种不同情况下的反应速率分别为①;②;③;④。下列有关反应速率大小的比较正确的是
A.④>③=②>① B.①>④>③=② C.①>②>③>④ D.④>③>②>①
【答案】A
【解析】反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,单位统一并都转换成的速率:
①;②;③;④,则反应进行的快慢顺序为④>③=②>①;故选A。
6.(25-26高二上·辽宁朝阳·期中)某学习小组为了探究影响酸性高锰酸钾溶液与NaHSO3溶液反应速率的因素,该小组设计如表实验方案。下列说法正确的是
实验
1
2
3
4
0.2 mol/L NaHSO3溶液/mL
3.0
3.0
4.0
3.0
0.1 mol/L KMnO4溶液/mL
2.0
2.0
2.0
2.0
0.6 mol/L H2SO4溶液/mL
1.0
2.0
2.0
1.0
0.1 mol/L MnSO4溶液/mL
0
0
0
0.5
V(H2O)/mL
2.0
a
0
b
混合溶液褪色时间/min
8
6
4
3
A.该反应的离子方程式为5SO+2MnO+6H+=2Mn2++5SO+3H2O
B.a=1.0,b=1.5
C.实验3从反应开始到反应结束这段时间内,反应速率v(MnO)=0.025 mol/(L·min)
D.实验4与实验1相比,说明SO可能是该反应的催化剂
【答案】B
【解析】离子方程式中反应物应为,正确的离子方程式为,A错误;实验2总液体体积应为8.0 mL,计算得a=1.0;实验4总液体体积也为8.0 mL,计算得b=1.5,B正确;实验3中KMnO4浓度变化为0.025 mol/L,反应时间4分钟,速率应为0.00625 mol/(L·min),C错误;实验4加入的是溶液,引入了和。由于溶液中本身已存在大量,故反应速率加快的原因应是的催化作用,D错误;故选B。
7.(25-26高二上·湖北孝感·期中)一定温度下,在四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应:。在不同时刻测量放出的体积,换算成浓度如下表:
t/s
0
600
1200
1710
2220
2820
c(N2O5)/mol·L-1
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是
A.推测上表中的为3930
B.,生成的平均速率为
C.反应到时,放出的体积为(标准状况)
D.反应达到平衡时,正逆
【答案】A
【解析】根据浓度变化规律,每约1110秒浓度减半,2820+1110=3930,x为3930,A正确;0~600s,N2O5浓度减少0.44mol/L,NO₂生成速率为0.88/(600)=1.47×10-3mol/(L·s),与选项不符,B错误;2820s时,O2的物质的量为(1.40-0.24)×0.1×=0.058mol,体积为1.30L≠22.4L,C错误;平衡时v正(N2O5)=v逆(NO2),而选项等式为2倍关系,D错误;故选A。
8.(25-26高二上·广西贵港·开学考试)一定条件下,向2L恒温恒容密闭容器中充入一定量的、,发生反应,X和Y的物质的量浓度随反应时间的变化曲线如图所示,且测得反应过程中密闭容器内混合气体的平均摩尔质量始终保持不变。下列说法正确的是
A.
B.m点时,(正)(逆)
C.内,
D.内,生成了
【答案】D
【解析】由图像可知,平衡时X的浓度变化量Δc(X)=0.8 mol/L - 0.2 mol/L=0.6 mol/L,Y的浓度变化量Δc(Y)=0.5 mol/L - 0.3 mol/L=0.2 mol/L,根据反应3X(g)+bY(g)⇌cZ(g),浓度变化量之比等于化学计量数之比,即Δc(X):Δc(Y)=3:b,可得0.6:0.2=3:b,解得b=1。因反应过程中混合气体平均摩尔质量不变,即气体总物质的量不变,故3+1=c,解得c=4,则b:c=1:4,A错误;m点时X和Y的浓度相等, X、Y的浓度仍在减小,说明反应正向进行,故v(正)>v(逆),B错误;0~2s内,v(Y)====,C错误;0~12s内,Δc(X)=0.6 mol/L,n(X)变化量=0.6 mol/L×2L=1.2 mol,根据化学计量数3:4=1.2 mol:n(Z),解得n(Z)=1.6 mol,D正确;故选D。
9.(25-26高二上·湖北·期中)对于基元反应,改变反应条件使反应速率增大,对其原因分析不正确的一项是
A.增大,使反应物分子中活化分子百分数增大,有效碰撞的次数增多
B.加入适宜的催化剂,使单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的次数增多
C.升高温度,使反应物分子中活化分子百分数增大,有效碰撞的次数增多
D.缩小容器容积,使单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的次数增多
【答案】A
【解析】增大反应物浓度会增加单位体积内分子总数,从而增加活化分子的绝对数量,但不会改变活化分子的百分数,A错误;催化剂通过降低反应的活化能,能够使更多分子成为活化分子,从而增加单位体积内的活化分子数,因此有效碰撞次数增加,反应速率加快,B正确;温度升高,分子平均动能增加,更多分子达到或超过活化能,活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多,反应速率加快,C正确;缩小容积相当于增大压强,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增多,反应速率加快,D正确;故选A。
10.(25-26高二上·江苏苏州·期中)的反应历程如图所示,下列说法正确的是
A.该反应决速步骤的活化能为
B.该反应的两步基元反应均为放热反应
C.使用合适的催化剂会使、、同时减小
D.温度升高,第Ⅰ步反应活化分子百分数增大,第Ⅱ步反应活化分子百分数减小
【答案】A
【解析】决速步骤是活化能最大(反应速率最慢)的步骤,由能量图可知第Ⅱ步的活化能E2大于第Ⅰ步的活化能E1,故决速步骤为第Ⅱ步,其活化能为E2,A正确;图中第Ⅰ步:反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应;第Ⅱ步:反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,两步并非均为放热反应,B错误;催化剂只能降低各步基元反应的活化能(E1、E2),而E3是总反应的焓变的绝对值(由最初的反应物总能量和最终产物的总能量的相对大小决定),总反应的焓变不受催化剂影响,C错误;温度升高,分子能量增加,无论吸热还是放热反应,活化分子百分数均增大,第Ⅰ、Ⅱ步活化分子百分数均增大,D错误;故选A。
◆综合拔高练
11.(24-25高二上·广东广州·期末)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠与稀硫酸反应,设计了探究影响化学反应速率因素的系列实验(见下表)。下列说法不正确的是
实验序号
反应温度/℃
稀硫酸
蒸馏水
V/mL
c/()
V/mL
c/()
V/mL
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
A.通过记录产生沉淀所需的时间可以比较反应的快慢
B.若实验1记录完全反应的时间为5min,则
C.实验1和3若探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则,
D.将蒸馏水更换为溶液,对实验结果无影响
【答案】B
【解析】硫代硫酸钠和稀硫酸反应的离子方程式:。实验现象为有淡黄色沉淀和刺激性气味气体产生。通过记录沉淀出现的时间比较反应速率是合理的,时间越短反应越快,A正确;由分析,反应的比例关系~2H+,反应1中硫代硫酸钠的物质的量为0.001 mol,的物质的量为,酸过量,根据得到参与反应的H+的浓度变化为0.002 mol/0.02 L=0.1 mol/L,反应时间5 min,速率应为0.1/5 mol/(L·min)=0.02 mol/(L·min),而非0.05,B错误;实验1和3需保持总体积20 mL,V4=10.0mL(Na2S2O3体积不变),V5=6.0mL(补足体积),硫酸浓度被稀释,C正确;Na2SO4为产物,替换水不改变反应物浓度,对速率无影响,D正确;故选B。
12.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)下列图像及对应的叙述错误的是
A.图1中的阴影部分代表反应物浓度实际减小的量
B.图2中所示反应的化学方程式可以表示为
C.图3表示足量锌分别与盐酸、硫酸反应产生氢气的体积随时间变化的图像
D.图4表示等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等
【答案】C
【解析】图1为v-t图像,反应速率v=,阴影部分为v正与v逆曲线间的面积,代表从反应开始到平衡过程中净反应速率的积分,即反应物浓度实际减小的量,A正确;图2中,10 s达到平衡时,Δn(Z)=1.58 mol,Δn(X)=1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol,Δn(Y)=1.00 mol-0.21 mol=0.79 mol,Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=0.79:0.79:1.58=1:1:2,化学方程式为X+Y⇌2Z,B正确;0.1 mol/L盐酸中c(H⁺)=0.1 mol/L,0.1 mol/L硫酸中c(H+)=0.2 mol/L,与足量Zn反应时,硫酸的反应速率更快,500 mL 0.1 mol/L盐酸中n(H⁺)=0.5 L×0.1 mol/L=0.05 mol,200 mL 0.1 mol/L硫酸中n(H+)=0.2L×0.1 mol/L×2=0.04 mol,与足量Zn反应时,盐酸产生H2更多,而图中曲线a的反应速率快且生成的气体多, C错误;图4中,1 mol金刚石与O2总能量高于1 mol石墨与O2总能量,燃烧生成相同CO2时,金刚石放热更多,因此等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等,D正确;故选C。
13.(25-26高二上·云南楚雄·期中)反应经历两步:①;②。反应体系中、、的物质的量浓度()随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.b为随的变化曲线
B.时
C.时反应①生成的大于反应②消耗的
D.时
【答案】D
【分析】由题中信息可知,反应X=3Z经历两步:①X→Y;②Y→3Z。图中呈不断减小趋势的a线为c(X)随时间t的变化曲线,呈不断增加趋势的b线为c(z)随时间t的变化曲线,先增加后减小的c线为c(Y)随时间t的变化曲线。
【解析】Z为最终产物,其浓度随时间持续增大,曲线b应呈上升趋势,故b为c(Z)的变化曲线,A正确;由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻,三者浓度相等,B正确;t1 s时Y浓度仍在上升,说明反应①生成Y的速率大于反应②消耗Y的速率,即生成的Y大于消耗的Y,C正确;设时,先分析反应②:转化了,则初始;再分析反应①:转化了,则;,D错误;故选D。
14.(24-25高二下·四川内江·期中)在某温度和容积不变的密闭容器中,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示,则下列叙述正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.当反应进行到D点时,
C.t1s时,反应物B的反应速率为
D.t1s时,反应物A的转化率为25%
【答案】A
【解析】由题干图示信息可知,0~t1s时间段A、B、C的物质的量浓度变化量分别为:0.8mol/L-0.2mol/L=0.6mol/L,0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,0.4mol/L,相同时间内的变化量之比等于化学计量系数之比,故该反应的化学方程式为,A正确;由题干图示信息可知,D点只表示A、B、C三种物质的浓度相等,无法知道D点的瞬时速率,即无法判断当反应进行到D点时,的相对大小,B错误;由题干图示信息可知,0~t1s时间段B的物质的量浓度变化量为:0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,则0~t1s时间内,反应物B的平均反应速率为,无法知道t1是时刻的瞬时速率,C错误;由题干图示信息可知,t1s时,反应物A的转化率为×100%=75%,D错误;故选A。
15.(25-26高二上·湖北·期中)某温度下,在金(Au)表面发生分解反应:,该反应的速率方程为(k为速率常数,k只与温度、催化剂、接触面积等有关,与浓度、压强无关,n为反应级数),实验测得剩余的压强与时间的关系如图所示:
下列说法正确的是
A.n=1 B.速率常数
C.60分钟时 D.其他条件不变,增大的起始压强,反应速率增大
【答案】C
【分析】分析图像可知,剩余的压强与时间成线性关系,说明反应速率是恒定的,与的压强无关,即n=0,据此分析解答。
【解析】由分析可知,n=0,故A错误;反应速率,从反应开始至40min,,;速率方程为,所以,故B错误;由得60min时的,故C正确;因为n=0,速率方程为,反应速率与的压强无关,所以增大的起始压强,反应速率不变,故D错误;故选C。
16.(25-26高三上·山西·期中)为研究降解有机污染物速率的影响因素。分别利用三份溶液在不同温度和下进行催化降解实验,随时间变化如图所示。下列说法不正确的是
A.实验①,在内,的分解平均速率为
B.实验③,说明在该实验条件下,催化剂可能失活,有机物不能降解
C.对比实验①和②,在反应至时,的分解百分率相等
D.对比实验①和②,在内,能说明的分解速率受温度影响更大
【答案】A
【解析】实验①中,内,初始浓度为,时浓度为,浓度变化量,平均速率,A错误;实验③中,浓度始终为初始值(),无降解,可能是因为pH=10条件下催化剂失活导致反应无法进行,B正确;实验①和②初始浓度均为,时两者浓度都接近0,分解百分率均为100%,相等,C正确;实验①和②pH相同,仅温度不同,内温度更高的实验②的浓度下降更快,能说明的分解速率受温度影响更大,D正确;故选A。
17.(25-26高二上·云南·期中)某化学兴趣小组用 的和 的溶液混合,测得浓度随时间变化数据如图所示。已知:。下列分析错误的是
A.刚开始反应很慢,一段时间后反应速率明显增大,原因可能是生成的氯离子催化了该反应
B.刚开始反应很慢,一段时间后反应速率明显增大,原因可能是该反应是放热反应,随反应进行温度升高,速率加快
C.0~4 min,
D.随反应的进行,最终反应体系中的物质的量可达0.001 mol
【答案】D
【解析】反应初期速率慢,随反应进行速率增大,生成的Cl-可能作为催化剂加快反应,A正确;若反应放热,随反应进行温度升高,反应速率加快,该解释合理,B正确;由图中数据可知,该反应在0~4min的平均反应速率,根据速率之比等于化学计量数之比,可知,C正确;反应为可逆反应,反应物不能完全转化,与按1:3投料,理论生成0.001 mol Cl-,但可逆反应中实际生成Cl-的物质的量小于0.001 mol,D错误;故选D。
18.(25-26高二上·湖北襄阳·期中)室温下,为探究纳米铁去除水样中的影响因素,测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/mL
纳米铁质量/mg
水样初始pH
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
下列说法正确的是
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率mol/(L·h)
B.其他条件相同时,水样初始pH越小;的去除效果越好
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.实验③中,反应的离子方程式为:
【答案】C
【解析】实验①中,0~2小时内平均反应速率:,A错误;由实验②和③可知,相同时间内实验②中c()变化最大,故其他条件相同,适当减小初始pH,的去除效果越好,但初始pH太小,H+浓度太大,纳米铁会和H+反应,导致与反应的纳米铁减小,因此水样初始pH越小,的去除效果不一定越好,B错误;由实验①②可知,相同时间内实验①中c()变化最大,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;实验③中水样初始pH=8,溶液显弱碱性,发生反应的离子方程式中不能用H+配电荷守恒,离子方程式:,D错误;故答案为C。
19.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)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】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;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;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;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。
20.(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期中)金属可活化放出,其反应历程如图所示。下列说法错误的是
A.反应
B.该反应的决速步是中间体2→中间体3,反应速率最慢
C.增加反应物的浓度,可以使反应物发生有效碰撞的次数增多
D.该反应过程中涉及极性键与非极性键的断裂和形成
【答案】D
【解析】反应的ΔH等于产物总能量减去反应物总能量,反应物能量为0.00 kJ·mol⁻¹,产物能量为-6.57 kJ·mol⁻¹,故ΔH=-6.57 kJ·mol⁻¹,A正确;决速步是活化能最大的步骤,中间体2到过渡态2的活化能为49.50 - (-154.82)=204.32 kJ·mol⁻¹,为各步中最大,故中间体2→中间体3是决速步,B正确;增加反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增加,C正确;反应中乙烷断裂C-C非极性键和C-H极性键,生成CH4(C-H极性键)和NiCH2(Ni-C极性键、C-H极性键),仅涉及非极性键(C-C)和极性键(C-H)的断裂,形成的均为极性键,无新非极性键形成,D错误;故选D。
◆高考真题练
1.(2025·广西卷)某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图,表示活化能。下列说法错误的是
A.是反应的催化剂 B.步骤①发生了键断裂
C.反应速率:历程历程I D.反应热:历程历程I
【答案】D
【解析】由图可知,在反应历程中先被消耗,后又生成,是反应的催化剂,A正确;由图可知,步骤①中转化为,发生了键断裂,B正确;由图可知,历程I中活化能最大为112.8kJ/mol(决速步),历程II中活化能最大为91.5kJ/mol(决速步),活化能越大,反应速率越慢,则反应速率:历程历程I,C正确;由图可知,历程和历程I起始反应物和最终生成物相同,反应热相等,D错误;故选D。
2.(2025·海南卷)恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率。下列说法正确的是
A.反应的活化能①>②>③
B.提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C.加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D.总反应速率
【答案】D
【解析】基元反应的反应速率与活化能成反比(活化能越低,速率越快),已知,则活化能应为①<②<③,A错误;升高温度会使所有反应的活化分子百分数均提高,并非“仅提高反应②”,B错误;催化剂降低反应③的活化能,会加快反应③的速率,使D的生成速率增大,会提高D的产量,但不提高D的产率,C错误;三个反应为平行反应,共同消耗反应物A和Q,总反应速率(反应物消耗速率)等于各反应速率之和,即,D正确;故选D。
3.(2025·广西卷)常温下,浓度均为的和混合溶液体系,存在竞争反应:
I.
II.
初始的条件下,含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图(忽略其他反应)。下列说法正确的是
A.曲线②表示的微粒为
B.内,逐渐减小
C.内,
D.体系中时,反应I达到平衡状态
【答案】B
【解析】由反应I和II可知,生成物为ClO2、、Cl-,根据氯元素守恒及2s时数据,得出c(ClO2)=0.64×10-3mol/L,c(Cl-)=0.42×10-3mol/L,=0.10×10-3mol/L,故曲线②为Cl-,为曲线③,A错误;反应I消耗H+(0.32×10-3mol/L),反应II生成H⁺(0.10×10-3mol/L),总H⁺变化量Δc(H⁺)= -0.22×10-3mol/L<0,即H⁺浓度逐渐减小,B正确;0~2s内HClO浓度变化Δc=Δc(Cl-)=0.42×10-3mol/L,v===2.1×10-4mol·L-1·s-1,C错误;v正(HClO)为两反应消耗HClO的总速率,v逆(ClO2)仅为反应I的逆速率,平衡时应满足反应I的v正I(HClO):v逆(ClO2)=1:2,而非总v正(HClO),D错误;故选B。
4.(2025·云南卷)铜催化下,由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A.Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B.Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C.Ⅳ的示意图为 D.催化剂Cu可降低反应热
【答案】C
【解析】由图可知,Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子,属于还原反应,A错误;Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,如图,有极性键生成,不是非极性键,B错误;Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,由Ⅲ结合氢离子和电子可知,Ⅲ到Ⅳ也生成了一根C-H键,Ⅳ到Ⅴ才结合CO,可知Ⅳ的示意图为,C正确;催化剂可改变活化能,加快反应速率,不能改变反应热,D错误;故选C。
5.(2025·河北卷)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:
下列说法错误的是
A.反应ⅰ是吸热过程
B.反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应
D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中
【答案】D
【解析】观察历程图可知,反应ⅰ中的相对能量为0,经TS1、TS2、TS3完成反应,生成和,此时的相对能量为0.05eV,因此体系能量在反应中增加,则该反应为吸热过程,A正确;反应ⅱ中因脱去步骤需要经过TS5,则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差,即3.39eV-0.70eV=2.69eV,B正确;反应ⅲ从生成经历过渡态TS6、TS7,说明该反应分两步进行,包含2个基元反应,C正确;整反应历程中,活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤(活化能为3.07eV),所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中,D错误;故选D。
6.(2024·广东卷)对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】提高反应温度,增大,说明反应的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D选项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应历程示意图为A,故A正确,故选A。
7.(2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强
【答案】C
【解析】催化剂可以改变化学反应速率,一般来说,催化剂可以用来加快化学反应速率,故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率,A项不符合题意;中和滴定时,边滴边摇锥形瓶,可以让反应物快速接触,可以加快化学反应速率,B项不符合题意;锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度,会降低化学反应速率,C项符合题意;石墨合成金刚石,该反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率,D项不符合题意;故选C。
8.(2024·安徽卷)某温度下,在密闭容器中充入一定量的,发生下列反应:,,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由图可知,反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大,后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大,说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率,则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。
【解析】X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,而图像显示Y的能量高于X,即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应,A项不符合题意;图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能,B项符合题意;图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,C项不符合题意;图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都大于0,且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,D项不符合题意;故选B。
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第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
要点 1 化学反应速率的理解与认识
1.化学反应速率的表示方法
(1)化学反应速率可以用单位时间、单位体积中反应物或生成物的物质的量变化来表示。
(2)如果反应体系的体积是恒定的,则通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2.化学反应速率的计算表达式
v=;单位:mol·L-1·s-1或mol/(L·s)、mol·L-1·min-1或mol/(L·min)。Δc表示反应物浓度或生成物浓度的变化,其常用单位是mol/L(或mol·L-1)等。Δt表示反应时间的变化。
3.化学反应速率的测定
(1)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。
(2)测定方法
①直接观察测定:如释放出气体的体积和体系的压强等。
②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。
要点 2 化学反应速率的计算方法
1.公式法
由v==公式计算
注意: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.关系式法
运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的关系式计算。
3.“三段式”法
运用“三段式”求解化学反应速率计算题的一般步骤:
①写出有关反应的化学方程式。
②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
③根据已知条件列方程计算。
计算中注意以下关系:
a.对于反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)
b.对于生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)
c.各物质的转化量之比等于其化学计量数之比
d.转化率=×100%
要点 3 影响化学反应速率的因素
条件
内容
浓度
(1)当其他条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应速率。
(2)此规律只适用于气体或溶液的反应,对于固体或纯液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。但固体反应物表面积越大,反应速率越大。
温度
(1)升高温度,可加快反应速率。温度对化学反应速率的影响对放热反应和吸热反应都适用。
(2)大量实验证明,温度每升高10 ℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。
催化剂
合适催化剂可以加快反应速率。同一催化剂能同等程度的改变正逆化学反应的速率。
压强
1.压强对固体和液体(溶液)间的反应无影响,仅仅适用于气相反应。
2.对于气体反应有以下几种情况:
(1)恒温时:增大压强→浓度增大→反应速率增大。
(2)恒容时:a.充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大;b.充入“无关气体”(如He、Ne、Ar或不参与反应的N2等)→引起总压增大,但各反应物的分压不变,各物质的浓度不变→反应速率不变。
(3)恒压时:充入“无关气体”(如He、Ne、Ar或不参与反应的N2等)→引起体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢。
3.压强的改变实质是改变反应物的浓度,判断时看反应物的浓度是否发生改变。
要点 4 活化能
1.有效碰撞理论
项目
内容
基元反应
大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2+I2的2个基元反应为2HI―→H2+2I·、2I·―→I2。基元反应发生的先决条件是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
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
活化能和活化分子
①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
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。
③反应物、生成物的能量与活化能的关系图
2.有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
(1)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。
(2)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。
即压强对化学反应速率的影响,可转化成浓度对化学反应速率的影响。
(3)温度:微观解释: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。
(4)催化剂:使用催化剂→改变了反应的历程(如下图),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次数增加→反应速率加快。
要点 5 基元反应与反应历程
1.基元反应
一个化学反应往住需要经过多个反应步骤才能实现,每一步反应都称为基元反应。
2.反应历程
(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)实例:大多数化学反应并不是经过简单碰撞就一步完成的,往往要经历多个基元反应。
如CH4与Cl2的取代反应是自由基反应历程,经历反应的引发、发生、终止:
Cl2―→2Cl·,Cl·+CH4―→HCl+·CH3、
·CH3+Cl2―→CH3Cl+Cl·、
CH3Cl+Cl·―→·CH2Cl+HCl、
·CH2Cl+Cl2―→CH2Cl2+Cl·
等多步基元反应。CH4与Cl2在光照条件下反应,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等多种取代产物的混合物。
3.自由基
(1)含义:带有单电子的原子或原子团叫做自由基,如O·自由基、I·自由基。
(2)反应历程中的自由基
如反应2HI===H2+I2的反应历程是2HI―→H2+2I·,2I·―→I2。
4.“环式”反应历程图像分析
以上图为例,对于”环式”反应历程图像,位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体,如⑤、⑥、⑦和⑧。“入环”的物质为反应物,如①和④,“出环”的物质为生成物、如②和③,由反应物和生成物可写出总反应化学方程式。
要点 6 速率方程与速率图像
1.速率常数
(1)含义:对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),其速率可表示为v=k·ca(A)·cb(B),式中的k称为反应速率常数或速率常数。
(2)说明
①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。
即c(A)=1 mol·L-1、c(B) =1 mol·L-1时,v=k。
②在相同浓度的条件下,反应速率常数越大,反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。
③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,与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
2.速率方程与反应级数
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。
对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),其速率方程可表示为v=k·ca(A)·cb(B),a、b称为反应的分级数,分别表示物质A和B的浓度对反应速率的影响程度。分级数之和(a+b)则称为反应的总级数,简称反应级数,反应级数可由实验数据计算得到。
3.K与k正、k逆的关系
已知基元反应aA(g)+bB(g)cC(g),反应速率v正=k正ca(A)·cb(B),v逆=k逆cc(C),当v正=v逆时达到平衡,即k正ca(A)·cb(B)=k逆cc(C),故==K。
命题点 1 化学反应速率的简单计算
典例1(25-26高二上·河北衡水·期中)汽车尾气处理中,反应在密闭容器中进行,后的物质的量增加了,则此反应的平均速率为
A. B.
C. D.
变式1(25-26高二上·陕西商洛·期中)飞秒化学对了解反应机理十分重要。光分解反应为,经过s后的浓度减少。则该时间段内用表示的反应速率是
A. B.
C. D.
变式2(25-26高二上·河南驻马店·期中)在一恒容密闭容器中,仅与发生反应生成,反应速率分别用表示。若从反应开始至达到平衡的这一段时间内,测得,则该反应的化学方程式为
A. B.
C. D.
命题点 2 化学反应速率大小比较
典例2(25-26高二上·山西吕梁·期中)对于反应,下列表示该反应的化学反应速率最快的是
A. B.
C. D.
变式1(25-26高二上·海南海口·期中)反应在四种不同情况下的反应速率分别为:
①,②,③,④,则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为
A. B.
C. D.
变式2(25-26高二上·云南·期中)四个体积均为1 L的密闭容器中发生反应,在不同的反应条件下,将实验测得的反应速率分别记录于以下四个选项中。其中反应进行最快的是
A. B.
C. D.
命题点 3 化学反应速率的影响因素
典例3(25-26高二上·吉林长春·期中)化学与生活密切相关,下列措施的目的是加快反应速率的是
A.在食品中添加山梨酸钾做防腐剂
B.工业制硫酸时,将黄铁矿粉碎煅烧
C.低温条件下保存食物
D.在水果罐头中加入抗坏血酸做抗氧化剂
变式1(25-26高二上·云南楚雄·期中)下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.催化氧化生成是放热反应,所以升高温度,正反应速率减慢
B.盐酸与纯锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D.和可以缓慢反应生成和,增大体积,减小压强,反应速率减慢
变式2(25-26高二上·广东揭阳·期中)下列有关说法正确的是
A.汽车尾气中和缓慢反应生成和,加催化剂反应速率增大
B.增大反应物浓度,单位体积内活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.加入适宜的催化剂,非活化分子发生有效碰撞,化学反应速率增大
D.铁片与浓硫酸反应制取氢气时,随着酸的浓度减小,化学反应速率减小
命题点 4 反应速率的综合计算
典例4(25-26高二上·江苏·期中)X(s)+3Y(g)Z(g)+nW(g)。一定条件下,将2 mol X和2 mol Y通入体积为2 L的恒容密闭容器中,反应10 s后,测得生成0.5 mol Z,W的反应速率为0.05 mol·L-1·s-1,放出a kJ热量。下列说法正确的是
A.10 s内,X的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1
B.n=3
C.第10 s时,X为1.5 mol,Y的浓度为0.25 mol·L-1
D.反应的热化学方程式为:X(s)+3Y(g)Z(g)+nW(g) ΔH=-a kJ·mol-1
变式1(25-26高二上·重庆·期中)在2L恒温密闭容器中充入5 molA和3 molB,在一定条件下发生反应:,5s达到平衡。达到平衡时,生成了2 molC,经测定D的浓度为1mol·L-1,下列说法正确的是
A.
B.B的转化率为60%
C.用C表示的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
D.平衡时容器的总压强为起始压强的50%
变式2(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)在一定条件下发生反应,在的密闭容器中把 和 混合, 后反应达到平衡时生成 ,又测得反应速率,则下列说法不正确的是
A.
B.平衡时气体压强是原来压强的倍
C.的平衡浓度是
D.的转化率是
命题点 5 化学反应速率图像
典例5(25-26高二上·重庆·期中)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①的速率方程为,反应②的速率方程为,式中、为速率常数,只与温度和催化剂有关。该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线如下图
下列说法不正确的是:
A.曲线b为随时间的变化情况
B.随的减小,反应②的瞬时速率先增大后减小
C.体系中任意时间段的平均速率均满足:
D.欲提高Y的产率,需控制反应进行的时间在附近
最高,因此欲提高Y的产率,需控制反应时间在附近,故D正确;故选C。
变式1(25-26高二上·河南·期中)一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g),发生反应。,测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是
A.
B.2 min时,改变的条件可能是向容器中通入惰性气体,使压强增大
C.0~2 min内,
D.反应至3 min时,反应速率:
变式2(25-26高二上·湖南长沙·期中)某温度下,在2 L 恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:,12 s 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.12 s 时,B的转化率为75%
B.0~2 s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的消耗速率等于A的生成速率
命题点 6 化学反应速率方程
典例6(25-26高二上·江西·期中)时,在一恒容密闭容器中通入一定量的和NO,发生反应 ,不同条件下反应,测得反应体系中的瞬时反应速率如表所示,该反应的瞬时反应速率可表示为,其中为常数。
实验编号
1
0.0010
0.0060
2
0.0020
0.0060
3
0.0040
0.0120
4
0.0040
0.0030
下列说法正确的是
A.、
B.其他条件不变,温度升高,减小
C.其他条件不变,加入催化剂,不变
D.其他条件不变,向容器中通入,会增大
变式1(25-26高二上·河北·期中)反应,在295 K时,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:
①
0.100
0.100
②
0.500
0.100
③
0.100
0.500
已知:①反应物浓度与反应速率关系式为(式中k为速率常数,与活化能和温度等有关);②反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法错误的是
A.该条件下速率常数
B.,,反应级数为3级
C.加入催化剂可以降低反应的活化能,增大速率常数k,从而加快反应速率
D.相同条件下,浓度对反应速率的影响小于NO浓度对反应速率的影响
变式2(25-26高二上·辽宁沈阳·期中)逆水气变换反应: 。一定压力下,按、物质的量之比投料,、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,、温度时反应速率常数k分别为,。下列说法错误的是
A.
B.、温度下达平衡时反应速率的比值:
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.温度下,改变初始投料比例,平衡时各组分摩尔分数与温度时不相同
命题点 7 有效碰撞理论
典例7(25-26高二上·辽宁沈阳·期中)有气体参与的反应,下列关于有效碰撞理论与影响速率的因素之间关系正确的是
A.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B.升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
C.加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
D.增大压强,可提高单位体积内活化分子数和活化分子百分数,从而提高反应速率
变式1(25-26高二上·河南·期中)下列关于“有效碰撞”的说法错误的是
A.发生有效碰撞时,会有化学键断裂与形成
B.反应物分子具有合适的取向一定能发生有效碰撞
C.单位时间单位体积内,活化分子发生的有效碰撞次数越多,反应速率就越快
D.其他条件相同时,升高温度可增加活化分子的百分数,使单位时间内有效碰撞的次数增加
变式2(25-26高二上·天津·期中)下列说法正确的有
(1)活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应
(2)普通分子间的碰撞有时也可能发生化学反应
(3)增大反应物的浓度,可增大单位体积内活化分子数,从而使有效碰撞次数增多
(4)有气体参加的化学反应,若增大压强(缩小容器体积),可增大活化分子百分数,从而使速率加快
(5)化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
(6)升温能降低反应活化能,增大活化分子百分数,从而加快化学反应速率
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
命题点 8 催化剂、基元反应、反应历程
典例8(25-26高二上·重庆·期中)Ni可活化放出,其反应历程如下图所示:
下列关于该活化历程的说法不正确的是
A.该反应的决速步是:中间体2→中间体3
B.Ni是该反应的催化剂
C.反应过程有非极性键的断裂和极性键的形成
D.该反应的热化学方程式为 kJ/mol
变式1(25-26高二上·辽宁·期中)CH4与·Cl生成CH3Cl反应的能量变化如图所示(所有微粒均为气态)。下列说法或表述错误的是
A.CH4与·Cl生成CH3Cl的反应经两步完成
B.决速步骤是吸热反应
C.H-Cl(g)+·CH3(g)→·Cl+CH4(g)的活化能为12.6 kJ·mol-1
D.CH4(g)+·Cl(g)→CH3Cl(g)+·H(g) ΔΗ=-92.3 kJ·mol-1
变式2(25-26高二上·湖南·期中)钌(Ru)是极好的催化剂,常用于氢化、异构化、氧化等重要反应。用钌基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应时,每生成92 g液态HCOOH时放出62.4 kJ的热量,反应机理如图所示,下列说法正确的是
A.该反应的热化学方程式为H2(g)+CO2(g)=HCOOH(g) ΔH=-31.2 kJ·mol-1
B.图示中参与循环的物质有CO2、H2和H2O
C.反应的活化能为62.4 kJ·mol-1
D.图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂
命题点 9 反应历程与能垒图像
典例9(25-26高二上·江苏苏州·期中)水煤气变换反应为。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。下列说法错误的是
A.水煤气变换反应产物的总键能高于反应物的总键能
B.步骤②存在键的形成
C.该反应的决速步是
D.步骤③的化学方程式为:
变式1(25-26高二上·甘肃酒泉·期中)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到的甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物质用*标注。下列说法错误的是
A.②中包含C-H的断裂过程
B.该历程中能垒(反应活化能)最小的是③
C.该历程中制约反应速率的方程式为CHO*+3H*→CO*+4H*
D.由此历程可知:CH3OH*→CH3O*+H* ΔH>0
变式2(25-26高二上·四川遂宁·期中)研究与氯自由基(用表示)的反应有助于保护臭氧层。已知与反应有4条可能的反应路径,如图所示。图中TS表示过渡态,IM表示中间体。下列说法中正确的是
A.相同条件下,路径①的反应速率最快
B.路径④属于吸热反应
C.路径②不是基元反应
D.过渡态中最稳定的是TS1,产物最稳定的是路径④的
点拨 1 理解反应速率的关键问题
1.不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.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。
3.表示化学反应速率时,必须指明用哪种物质作标准,因为同一化学反应,用不同的物质表示的反应速率,其数值可能不同。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,即单位时间时,速率之比等于化学方程式中相应物质的计量数之比。
4.一般来说在反应过程中都不是等速进行的,由公式v=计算得到的是某一段时间间隔内的平均速率。
5.平均速率与瞬时速率。若时间间隔Δt非常小,则平均速率v=接近某一时刻的瞬时速率。瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。
点拨 2 比较化学反应速率大小的方法
1.统一标准法
当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时,按相应的化学方程式中各物质的化学计量数之比换算成同一物质表示的化学反应速率,统一单位,再比较数值大小。
2.比值比较法
比较化学反应速率与其相应化学方程式中物质的化学计量数的比值大小,在单位相同时,数值大者反应速率大,如对于反应mA(g)+nB(g)===pC(g),v(A)、v(B)、v(C)三者中,单位相同时,数值大者表示的反应速率大。
点拨 3 控制变量探究影响化学反应速率的因素解题要点
1.考查形式
(1)以表格的形式给出多组实验数据,让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。
(2)给出影响化学反应速率的几种因素,让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。
2.解题策略
点拨 4 活化能与过渡态的理解
1.催化剂是通过降低反应活化能,从而改变了反应的途径,此即催化剂加速化学反应的主要原因。
2.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。最慢的反应也是活化能较大的反应。
3.过渡态理论大意
(1)过渡状态
反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。
(2)活化能
过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。如图中,Ea为正反应的活化能,Ea′为逆反应的活化能。
(3)反应速率与活化能
化学反应速率与反应的活化能大小密切相关,活化能越小,反应速率越大。
(4)ΔH=Ea-Ea′。
点拨 5 基元反应与反应历程
1.决速步骤
若化学反应历经多个基元反应,基元反应的速率有快有慢,则总反应的速率取决于速率慢(最慢)的那步基元反应而不是速率快(最快)的那步基元反应。活化能最高的反应速率(最)慢,是总反应速率的决速步骤。
2.催化剂与中间产物
催化剂是参加反应又生成出来(参与基元反应,转化为其他物质,到后面的基元反应中又生成出来)的物质,中间产物是由反应生成又在反应中消失(由前面的基元反应生成,又参与后面基元反应)的物质。
◆能力强化练
1.(25-26高二上·上海·期中)对于反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
2.(25-26高二上·湖北武汉·期中)下列说法中错误的是
A.对有气体参加的化学反应,容器容积减小使压强增大,可使单位体积内活化分子数增多,因而化学反应速率增大
B.加入催化剂,可使反应物分子中活化分子的百分数增大,因而化学反应速率增大
C.升高温度,可使反应物分子中活化分子的百分数增大,因而化学反应速率增大
3.(25-26高二上·河南驻马店·期中)在恒温恒容密闭容器中发生反应:。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
0
2
4
6
0
A.用表示的平均反应速率小于
B.内平均反应速率
C.时反应速率大于
D.混合气体平均摩尔质量时刻小于时刻
4.(25-26高二上·四川成都·期中)少量铁粉与的稀盐酸反应,反应速率太慢,为了加快此反应速率而不改变的量,可以使用如下方法中的
①由铁粉换铁块 ②加固体 ③将0.01 mol/L 的稀盐酸换成98%的硫酸溶液
④加固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用100 mL 0.1mol/L 的盐酸
A.②③⑤ B.③⑥⑦ C.⑥⑦⑧ D.⑦⑧
5.(25-26高二上·黑龙江·期中)已知反应在四种不同情况下的反应速率分别为①;②;③;④。下列有关反应速率大小的比较正确的是
A.④>③=②>① B.①>④>③=② C.①>②>③>④ D.④>③>②>①
6.(25-26高二上·辽宁朝阳·期中)某学习小组为了探究影响酸性高锰酸钾溶液与NaHSO3溶液反应速率的因素,该小组设计如表实验方案。下列说法正确的是
实验
1
2
3
4
0.2 mol/L NaHSO3溶液/mL
3.0
3.0
4.0
3.0
0.1 mol/L KMnO4溶液/mL
2.0
2.0
2.0
2.0
0.6 mol/L H2SO4溶液/mL
1.0
2.0
2.0
1.0
0.1 mol/L MnSO4溶液/mL
0
0
0
0.5
V(H2O)/mL
2.0
a
0
b
混合溶液褪色时间/min
8
6
4
3
A.该反应的离子方程式为5SO+2MnO+6H+=2Mn2++5SO+3H2O
B.a=1.0,b=1.5
C.实验3从反应开始到反应结束这段时间内,反应速率v(MnO)=0.025 mol/(L·min)
D.实验4与实验1相比,说明SO可能是该反应的催化剂
7.(25-26高二上·湖北孝感·期中)一定温度下,在四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应:。在不同时刻测量放出的体积,换算成浓度如下表:
t/s
0
600
1200
1710
2220
2820
c(N2O5)/mol·L-1
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是
A.推测上表中的为3930
B.,生成的平均速率为
C.反应到时,放出的体积为(标准状况)
D.反应达到平衡时,正逆
8.(25-26高二上·广西贵港·开学考试)一定条件下,向2L恒温恒容密闭容器中充入一定量的、,发生反应,X和Y的物质的量浓度随反应时间的变化曲线如图所示,且测得反应过程中密闭容器内混合气体的平均摩尔质量始终保持不变。下列说法正确的是
A.
B.m点时,(正)(逆)
C.内,
D.内,生成了
9.(25-26高二上·湖北·期中)对于基元反应,改变反应条件使反应速率增大,对其原因分析不正确的一项是
A.增大,使反应物分子中活化分子百分数增大,有效碰撞的次数增多
B.加入适宜的催化剂,使单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的次数增多
C.升高温度,使反应物分子中活化分子百分数增大,有效碰撞的次数增多
D.缩小容器容积,使单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的次数增多
10.(25-26高二上·江苏苏州·期中)的反应历程如图所示,下列说法正确的是
A.该反应决速步骤的活化能为
B.该反应的两步基元反应均为放热反应
C.使用合适的催化剂会使、、同时减小
D.温度升高,第Ⅰ步反应活化分子百分数增大,第Ⅱ步反应活化分子百分数减小
◆综合拔高练
11.(24-25高二上·广东广州·期末)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠与稀硫酸反应,设计了探究影响化学反应速率因素的系列实验(见下表)。下列说法不正确的是
实验序号
反应温度/℃
稀硫酸
蒸馏水
V/mL
c/()
V/mL
c/()
V/mL
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
A.通过记录产生沉淀所需的时间可以比较反应的快慢
B.若实验1记录完全反应的时间为5min,则
C.实验1和3若探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则,
D.将蒸馏水更换为溶液,对实验结果无影响
12.(24-25高二下·安徽阜阳·期中)下列图像及对应的叙述错误的是
A.图1中的阴影部分代表反应物浓度实际减小的量
B.图2中所示反应的化学方程式可以表示为
C.图3表示足量锌分别与盐酸、硫酸反应产生氢气的体积随时间变化的图像
D.图4表示等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等
13.(25-26高二上·云南楚雄·期中)反应经历两步:①;②。反应体系中、、的物质的量浓度()随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.b为随的变化曲线
B.时
C.时反应①生成的大于反应②消耗的
D.时
14.(24-25高二下·四川内江·期中)在某温度和容积不变的密闭容器中,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示,则下列叙述正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.当反应进行到D点时,
C.t1s时,反应物B的反应速率为
D.t1s时,反应物A的转化率为25%
15.(25-26高二上·湖北·期中)某温度下,在金(Au)表面发生分解反应:,该反应的速率方程为(k为速率常数,k只与温度、催化剂、接触面积等有关,与浓度、压强无关,n为反应级数),实验测得剩余的压强与时间的关系如图所示:
下列说法正确的是
A.n=1 B.速率常数
C.60分钟时 D.其他条件不变,增大的起始压强,反应速率增大
16.(25-26高三上·山西·期中)为研究降解有机污染物速率的影响因素。分别利用三份溶液在不同温度和下进行催化降解实验,随时间变化如图所示。下列说法不正确的是
A.实验①,在内,的分解平均速率为
B.实验③,说明在该实验条件下,催化剂可能失活,有机物不能降解
C.对比实验①和②,在反应至时,的分解百分率相等
D.对比实验①和②,在内,能说明的分解速率受温度影响更大
17.(25-26高二上·云南·期中)某化学兴趣小组用 的和 的溶液混合,测得浓度随时间变化数据如图所示。已知:。下列分析错误的是
A.刚开始反应很慢,一段时间后反应速率明显增大,原因可能是生成的氯离子催化了该反应
B.刚开始反应很慢,一段时间后反应速率明显增大,原因可能是该反应是放热反应,随反应进行温度升高,速率加快
C.0~4 min,
D.随反应的进行,最终反应体系中的物质的量可达0.001 mol
18.(25-26高二上·湖北襄阳·期中)室温下,为探究纳米铁去除水样中的影响因素,测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/mL
纳米铁质量/mg
水样初始pH
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
下列说法正确的是
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率mol/(L·h)
B.其他条件相同时,水样初始pH越小;的去除效果越好
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.实验③中,反应的离子方程式为:
19.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)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
20.(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期中)金属可活化放出,其反应历程如图所示。下列说法错误的是
A.反应
B.该反应的决速步是中间体2→中间体3,反应速率最慢
C.增加反应物的浓度,可以使反应物发生有效碰撞的次数增多
D.该反应过程中涉及极性键与非极性键的断裂和形成
◆高考真题练
1.(2025·广西卷)某种氨基喹啉衍生物合成反应的可能历程如图,表示活化能。下列说法错误的是
A.是反应的催化剂 B.步骤①发生了键断裂
C.反应速率:历程历程I D.反应热:历程历程I
2.(2025·海南卷)恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率。下列说法正确的是
A.反应的活化能①>②>③
B.提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C.加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D.总反应速率
3.(2025·广西卷)常温下,浓度均为的和混合溶液体系,存在竞争反应:
I.
II.
初始的条件下,含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图(忽略其他反应)。下列说法正确的是
A.曲线②表示的微粒为
B.内,逐渐减小
C.内,
D.体系中时,反应I达到平衡状态
4.(2025·云南卷)铜催化下,由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A.Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B.Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C.Ⅳ的示意图为 D.催化剂Cu可降低反应热
5.(2025·河北卷)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:
下列说法错误的是
A.反应ⅰ是吸热过程
B.反应ⅱ中脱去步骤的活化能为2.69eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应
D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中
6.(2024·广东卷)对反应(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A. B.
C. D.
7.(2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强
8.(2024·安徽卷)某温度下,在密闭容器中充入一定量的,发生下列反应:,,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
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