第一节 化学反应速率 （举一反三专项训练，广东专用）【上好课】 化学人教版选择性必修1

第一节 化学反应速率 题型01 化学反应速率 题型02 化学反应速率大小比较 题型03 化学反应速率的影响因素 题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响 题型05 基元反应与过渡态 题型06 活化能与碰撞理论 题型07 化学反应速率图像 题型08 化学反应速率的应用 题型01 化学反应速率 化学反应速率的定义 化学反应速率可以用单位时间内，反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。 单位： 或 【注意】 （1）通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，所以反应速率是 ； （2）化学反应速率是一段时间内的 ； （3）不能用固体或纯液体来表示化学反应速率； 对于一个化学反应：m A (g) ＋ n B (g) == p C (g) ＋ q D (g) υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) ＝ 也可表达为 同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的 。 【典例1】（24-25高二上·广东珠海·阶段练习）已知反应：2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，在室温下迅速混合反应液，2min内测得c(MnO)从0.1mol/L减少到0.02mol/L(反应过程中忽略溶液体积的变化)，下列说法正确的是 A．υ(MnO)=0.04 mol∙L−1∙s−1 B．υ(Mn2+)=0.02 mol∙L−1∙min−1 C．υ(H2C2O4)=0.1 mol∙L−1∙min−1 D．2min内产生的CO2为8.96L 【变式1-1】（24-25高二上·广东广州·阶段练习）将4molA气体和2molB在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)+B(s)⇌2C(g)，2s后测得C的浓度为0.6mol∙L-1，下列说法正确的是（    ） A．用物质A表示的反应平均速率为0.6mol∙L-1∙s-1 B．用物质B表示的反应的平均速率为0.15mol∙L-1∙s-1 C．2s时物质A的转化率为30% D．2s时物质B的浓度为0.8mol∙L-1∙s-1 【变式1-2】在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系：2v(B)＝3v(A)、3v(C)＝2v(B)，则此反应可表示为 A．2A+3B=2C B．3A+B=2C C．A+3B=2C D．A+B=C 【变式1-3】反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)，经2minB的浓度减小0.6mol/L。对此反应速率的正确表示是 A．用A表示的反应速率是0.8mol/(L•s) B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3：2：1 C．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol/(L•min) D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的 题型02 化学反应速率大小比较 化学反应速率大小比较 （1）对于同一个化学反应，在比较化学反应速率的大小时，应用同一种物质、同一单位表示化学反应速率，再进行比较。不能单纯比较数值的大小。 单位换算：1 mol/(L·min) = mol/(L·s） （2）对于反应m A (g) ＋ n B (g) == p C (g) ＋ q D (g) 也可比较、 【典例2】（24-25高二上·广东广州·阶段练习）对于可逆反应A(g)+3B(s)⇌2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A．v(C)=0.2 mol·L-1·s-1 B．v(B)=0.4 mol·L-1·s-1 C．v(D)=6 mol·L-1·min-1 D．v(A)=5 mol·L-1·min-1 【变式2-1】（25-26高二上·广东河源·阶段练习）已知反应（、、、均为气体）在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是 A． B． C． D． 【变式2-2】（24-25高二上·广东河源·阶段练习）20世纪初，德国物理化学家奥斯特瓦尔德提出了利用铂做催化剂使氨气氧化从而制取硝酸的奥斯特瓦尔德法。氨催化氧化制硝酸的第一步反应为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)。在密闭反应器中发生上述反应，测定反应速率如下，其中，反应速率最快的是 A．v(NH3)=0.4mol/(L·min) B．v(O2)=1.0 mol/(L·min) C．v(NO)=0.02mol/(L·s) D．v(H2O)=1.2 mol/(L·min) 【变式2-3】已知反应：在不同条件下的化学反应速率如下。 ① ② ③ ④ ⑤ 请比较上述5种情况反应的快慢： (由大到小的顺序)。 题型03 化学反应速率的影响因素 一、内因：物质自身的性质 二、外因： 1、反应物的浓度： 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率 ；减小反应物浓度，化学反应速率 。 2、反应的温度： 升高温度，化学反应速率 ；降低温度，化学反应速率 。 3、催化剂：一般情况下，催化剂能 化学反应速率。 4、压强（有气体参加的反应）： （1）一般情况下，有气体参加的反应，缩小体积，增大压强，反应物浓度 ，化学反应速率 ； 增大体积，减小压强，反应物浓度 ，化学反应速率 ； （2）恒容密闭容器中，通入反应物气体，反应物浓度 ，化学反应速率 ； （3）恒容密闭容器中，通入惰性气体或无关气体，反应物浓度 ，化学反应速率 ； （4）恒压密闭容器，通入惰性气体或无关气体，体积 ，反应物浓度 ，化学反应速率 。 【典例3】（25-26高二上·广东河源·阶段练习）在的反应中，采取下列措施能够使反应速率增大的是 ①增大容器体积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．②⑥⑦ C．③⑥⑦ D．②③⑤⑥ 【变式3-1】（25-26高二上·广东揭阳·阶段练习）在生产、生活中，下列措施不是用来调控化学反应速率的是 A．蒸馒头时加小苏打 B．合成氨时选择高温高压 C．洗衣粉中添加酶 D．冶铁时将铁矿石粉碎 【变式3-2】少量铁粉与100 mL 1.0 mol∙L−1的稀盐酸反应，为了加快此反应速率且不改变生成的总量，以下方法可行的是 ①加入NaCl溶液；②再加入100 mL1.0 mol∙L−1的稀盐酸；③加几滴浓硫酸；④加入少量醋酸钠固体；⑤适当升高温度；⑥滴入几滴硫酸铜溶液 A．③⑤ B．②③ C．①④ D．②⑥ 【变式3-3】回答下列问题 （1）时，在体积的密闭容器中发生反应，随时间的变化如下表： 时间 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 ①如图中点处，(正) (逆)（填“<”、“=”或“>”）。 ②图中表示的变化的曲线是 。 ③下列不能使该反应的反应速率增大的是 。 A．及时分离出气体    B．适当升高温度 C．增大的浓度        D．选择高效的催化剂 （2）某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：（不考虑溶液混合所引起的体积缩小） 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 A 293 2 0.02 4 0.1 0 6 B T1 2 0.02 3 0.1 8 C 313 2 0.02 0.1 1 t ①通过实验，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，通过实验 （实验序号）可探究出温度变化对化学反应速率的影响。 ②组实验中溶液褪色时间t （填“<”、“=”或“>”）8s，C组实验的反应速率 。（用含有的式子表示） ③同学们在实验中发现反应速率总是如图所示，其中时间内速率变快的主要原因可能是：①产物（或）是反应的催化剂：② 。 题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响 1、浓度对反应速率的影响： 实验原理：Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋ SO2↑＋S↓＋H2O 浓度 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢。 第二组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 较快产生淡黄色沉淀 2、温度对反应速率的影响： 温度 试剂 反应条件 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液 和 2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 将试管置于冷水中 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，升温加快反应速率，降温减慢反应速率 第二组 将试管置于热水中 较慢产生淡黄色沉淀 3、催化剂对反应速率的影响： 催化剂 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2 mL 5% H2O2溶液和几滴1 mol/L FeCl3溶液 较多气泡产生 其他条件相同时，加入催化剂，加快反应速率 第二组 2 mL 5% H2O2溶液 几乎无气泡 【典例4】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）下列实验方案不能达到相应实验目的的是 A．用装置①验证升高温度可以加快反应速率 B．用装置②探究浓度对化学反应速率的影响 C．用装置③比较、对分解速率的影响 D．用装置④探究温度对化学平衡的影响 【变式4-1】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）为了探究外界条件对锌与稀硫酸反应速率的影响，设计如下方案： 编号 纯锌粉 0.2 mol/L的硫酸 温度 硫酸铜固体 Ⅰ 2.0 g 200.0 mL 25℃ 0 Ⅱ 2.0 g 200.0 mL 35℃ 0 Ⅲ 2.0 g 200.0 mL T℃ 0.1 g 下列叙述错误的是 A．实验Ⅰ和Ⅱ可探究温度对反应速率的影响 B．为了探究原电池对反应速率的影响，必须控制 C．根据该实验方案，产生相同气体体积所需时间：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ D．该方案无法探究稀硫酸浓度对反应速率的影响 【变式4-2】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 【变式4-3】Ⅰ．天然气既是高效洁净的能源，又是重要的化工原料，在生产、生活中用途广泛。回答下列问题： （1）①下图是一个简易测量某反应是放热反应还是吸热反应的实验装置。将镁片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，形管中液面A 填“上升”或“下降”，说明此反应是 填“放热”或“吸热”反应。 若换为下列反应，则与中形管中现象不同的有 填字母。 A． B． C． D． （2）甲烷可以消除氮氧化物污染。如：。下列措施不能使该反应速率加快的是 填字母。 A．使用合适的催化剂 B．升高温度 C．及时分离 D．把容器的体积缩小一倍 E．恒容条件下充入 F．恒容条件下充入惰性气体 Ⅱ．某实验小组通过锌粒与稀硫酸反应的实验，研究影响反应速率的因素，并绘制出甲、乙两种图象。 （3）甲图中，到速率明显加快的主要原因是 ，到反应速率降低的主要原因是 。 （4）乙图中，为锌粒与足量稀硫酸反应产生氢气的体积随时间变化情况，其它条件不变，添加适量的下列试剂 填序号，能使a变为，其原理是 。 A． B． C．溶液 D．浓 题型05 基元反应与过渡态 1、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。 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生 。 2、反应历程：反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应。 大多数化学反应都是分几步完成的，基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。 总反应速率的快慢由 的基元反应决定。 3、过渡态： 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。 【典例5】（24-25高二上·广东茂名·阶段练习）已知：，该反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是 A．   B．反应①的活化能比反应②的大，所以总反应的反应速率取决于第①步反应 C．整个反应过程共有3个基元反应 D．增大压强可以提高反应物的活化分子百分数，从而加快反应速率 【变式5-1】（24-25高二上·广东珠海·阶段练习）在作用下，与发生如下两步基元反应，能量变化及反应历程如图所示。 ①(慢)；②(快) 下列说法正确的是 A．改变反应历程，降低总反应的活化能，也改变了反应的 B．是中间产物，也作催化剂 C．总反应的化学反应速率由反应①决定 D．总反应中每转移，即生成 【变式5-2】某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，一定条件下该反应的反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是 A．加入催化剂可以改变反应的速率和焓变△H B．总反应的速率主要由反应②决定 C．该反应经历三个基元反应 D．该反应过程可以实现氮的固定 【变式5-3】（1）已知2HI⇌H2＋I2经过两步完成， 第1步：…… 第2步：2I·→I2 写出第1步基元反应： 。 （2）已知氧气氧化溴化氢气体的反应历程： a．HBr＋O2→HOOBr b．HOOBr＋HBr→2HOBr c．HOBr＋HBr→H2O＋Br2 该反应过程中的中间体有 。 写出O2氧化HBr的总反应 。 题型06 活化能与碰撞理论 1、有效碰撞：我们把能够发生 的碰撞叫做有效碰撞。 有效碰撞必须满足两个条件： ①反应物分子必须具有一定能量 ②碰撞时要有合适的取向 2、活化分子与活化能： 活化分子：能发生 的分子； 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。 上图中，表示正反应的活化能的是 ；逆反应的活化能的是 ； 反应热为 。 3.碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 化学反应速率主要取决于 的频率，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率 。 （1）反应物浓度： 反应物浓度增大，单位体积内活化分子数 ，活化分子百分数 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快；同理，反应物浓度减小，单位体积内活化分子数 ，活化分子百分数 ，单位时间内有效碰撞次数减少，化学反应速率减慢。 （2）温度： 升高温度，活化分子数 ，活化分子百分数 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快；降低温度，活化分子数 ，活化分子百分数 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率减慢。 （3）催化剂： 加入催化剂，活化能 ，单位体积内活化分子数 ，活化分子百分数 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快。 （4）压强： 其他条件相同时，增大反应体系压强，单位体积内活化分子数 ，单位体积内活化分子百分数不变，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。 恒温恒容向反应体系内充惰性气体，单位体积内活化分子数 ，化学反应速率 。 恒温恒压向反应体系内充惰性气体，体积 ，反应物浓度 ，单位体积内活化分子数 ，化学反应速率 。 【典例6】（24-25高二上·广东茂名·期末）反应过程中能量变化如图所示（图中表示正反应的活化能，表示逆反应的活化能）。下列有关叙述错误的是 A．该反应为吸热反应 B．升高温度，活化分子百分数增大 C．使用催化剂，该反应的不变 D．该反应的 【变式6-1】（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）下列说法正确的是 A．增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多，反应速率增大 B．常温下，将的一元酸溶液与的一元碱溶液等体积混合，所得溶液一定等于7 C．相同条件下，分别测定等物质的量浓度的和的导电能力可比较两种酸的酸性强弱 D．将冰醋酸加水稀释，冰醋酸的电离度逐渐增加，电离常数增大 【变式6-2】（24-25高二上·广东中山·阶段练习）下列说法中正确的是 A．对有气体参加的化学反应，容器容积减小，反应物分子中活化分子的百分数增大，化学反应速率增大 B．能够自发进行的反应一定都是熵增的过程 C．中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸，盐酸所需氢氧化钠的物质的量多于醋酸 D．加水稀释0.1 mol/LNa2S溶液时，溶液中各离子浓度不一定都减小 【变式6-3】在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图示，回答下列问题： （1）中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为 kJ·mol-1。 （2）由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为 。 题型07 化学反应速率图像 化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量； 同一反应，各物质的化学反应速率之比 各物质的化学计量数之比 例：某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 分析得知，反应物为 ，生成物为 ； 2min内，X、Y、Z的物质的量的变化量分别为 mol、 mol、 mol， 故反应方程式为 。 【典例7】（24-25高二上·广东江门·阶段练习）T℃时，在恒容密闭容器中，气体与气体反应生成气体，反应过程中的浓度随时间变化如图所示。下列结论正确的是 A．内用表示的反应速率为 B．时充入氦气，化学反应速率减小 C．该反应的化学方程式为 D．升高温度，活化分子百分数增大，正、逆反应速率都加快 【变式7-1】（24-25高二上·广东深圳·期中）在恒容密闭容器中存在如下反应。2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)   H＜0，在其他条件不变时，改变某一条件对上述平衡的影响，下列分析正确的是 A．图Ⅰ表示增加生成物浓度对该平衡的影响 B．图Ⅱ表示增大压强对该平衡的影响 C．图Ⅲ表示温度对该平衡的影响，温度：乙>甲 D．图Ⅳ表示催化剂对该平衡的影响，催化效率：乙>甲 【变式7-2】一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为3B+4D⇌6A+2C B．反应进行到1 s时，v(A)=v(C) C．反应从开始到6 s的时间内，B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1 D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 【变式7-3】一定条件下在恒容密闭容器中加入1.8 mol CH4和3.6 mol H2O(g)，发生反应：CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g)，测得CH4和某生成物X随时间的变化曲线如图。 下列说法不正确的是 A．通过分析X的化学式是CO2 B．6 min末可能又加入了CH4(g) C．0~4 min内v(CH4)=0.125 mol·L-1·min-1 D．6~9 min的平均反应速率大于0~4 min的平均反应速率 题型08 化学反应速率的应用 反应物的转化率 = / × 100% 产率 = / × 100% 【典例8】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）研究化学反应速率对于科学研究和工农业生产具有重要的指导意义。 Ⅰ．实验一：测定化学反应速率 【实验原理】硫酸与硫代硫酸钠溶液混合，会产生乳白色浑浊和有刺激性气味的气体。 【实验用品】0.1 mol/L 溶液。0.5 mol/L 溶液、蒸馏水。试管、烧杯、量筒、胶头滴管等。 （1）为保证实验的准确性和可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的操作是 。 （2）除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验仪器是 (填名称)；圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为 。 实验二：探究化学反应速率的影响因素并定量计算 实验编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 体积/mL 温度/℃ Ⅰ 0.1 8 0.5 10 V 20 Ⅱ 0.1 10 0.5 10 0 a Ⅲ 0.1 10 0.5 10 0 30 （3）①实验Ⅰ、Ⅱ探究 对化学反应速率的影响。 ②V= ，a= 。 ③用pH传感器测得实验Ⅲ在40 s时为，则该反应在40 s内的平均化学反应速率 。 Ⅱ．硫酰氯常用于有机合成。制备原理：   。实验测得速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。m、n为反应级数，可以为整数、分数、正数、负数和0)。 为了测得反应级数，实验数据记录如下： 序号 速率 a 0.10 0.10 b 0.20 0.10 c 0.10 0.05 （4）根据上述实验结果，计算m= ，n= ，k= 。 【变式8-1】科学家正着力研究用反应(选择性催化还原氮氧化物)对含的烟气进行脱硝，最终产物为无污染的和。某种活性炭催化脱硝的机理如下所示： 脱硝历程 最高活化能 阶段①： 118.9 阶段②： 19.1 阶段③： 105.3 阶段④： 83.7 阶段⑤： 69.2 注：脱硝的每阶段都包括若干基元反应，表中显示的是该阶段的总反应以及各基元反应活化能中数值最大的一个。 （1）根据上述反应历程可知反应的化学方程式为 。 A． B． C． D． （2）当反应温度低于150℃时，随着反应进行，NO的转化率逐步下降，主要是因为催化剂表面出现白色固体沉积，覆盖活性点位，该固体可能是 。 （3）研究发现，将烟气中部分预先氧化为后再进行反应，可明显提升单位时间内的脱硝率，结合上表数据解释可能的原因。 。 【变式8-2】溶液可用于烟气脱硝。常温下，调节溶液至不同，将烟气以固定速率通过该吸收液，烟气中的可转化为。测得去除率与吸收液关系如下图所示。 （1）已知烟气中初始浓度为吸收液每分钟可对烟气进行脱硝处理。用溶液中浓度表示时的脱硝速率为___________。(忽略吸收液体积变化) A． B． C． D． （2）已知氧化性。当吸收液时，去除率随升高迅速下降的原因是 。 【变式8-3】I．依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）图中，X的化学式为 ，从化合价上看，X具有 (填“氧化”或“还原”)性。 （2）氯化铵能为植物提供铵态氮，检验某种化肥是铵态氮肥的操作方法 。 （3）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。已知断开或形成共价键所吸收或放出的能量如表所示： 则氨气燃烧时生成和水蒸气时的热化学方程式为 。 II．已知，某同学设计如下实验探究外界条件对化学反应速率的影响，并测定反应速率。 实验 温度 溶液的体积 溶液的体积 溶液的体积 水的体积 溶液褪色的时间 ① 25 10 20 20 a 2.5 ② 25 20 20 20 40 颜色变浅，但不褪去 ③ 50 10 20 20 50 t （4）利用实验①与③探究温度不同对反应速率的影响，则t 2.5(填“>”、“=”或“<”)。 （5）利用实验①中数据，计算用表示的化学反应速率为 。 （6）实验②最终溶液颜色变浅，但不褪去的原因是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 化学反应速率 题型01 化学反应速率 题型02 化学反应速率大小比较 题型03 化学反应速率的影响因素 题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响 题型05 基元反应与过渡态 题型06 活化能与碰撞理论 题型07 化学反应速率图像 题型08 化学反应速率的应用 题型01 化学反应速率 化学反应速率的定义 化学反应速率可以用单位时间内，反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。 单位：mol/(L·min) 或mol/(L·s） 【注意】 （1）通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，所以反应速率是正值； （2）化学反应速率是一段时间内的 平均反应速率 ； （3）不能用固体或纯液体来表示化学反应速率； 对于一个化学反应：m A (g) ＋ n B (g) == p C (g) ＋ q D (g) υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) ＝ m︰n︰p︰q 也可表达为 同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。 【典例1】（24-25高二上·广东珠海·阶段练习）已知反应：2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，在室温下迅速混合反应液，2min内测得c(MnO)从0.1mol/L减少到0.02mol/L(反应过程中忽略溶液体积的变化)，下列说法正确的是 A．υ(MnO)=0.04 mol∙L−1∙s−1 B．υ(Mn2+)=0.02 mol∙L−1∙min−1 C．υ(H2C2O4)=0.1 mol∙L−1∙min−1 D．2min内产生的CO2为8.96L 【答案】C 【解析】A．2min内测得c(MnO)从0.1mol/L减少到0.02mol/L，则υ(MnO)，故A错误； B．根据速率之比等于计量系数之比υ(Mn2+)=υ(MnO)=0.04 mol∙L−1∙min−1 ，故B错误； C．根据速率之比等于计量系数之比υ(H2C2O4)=2.5υ(MnO)=0.1 mol∙L−1∙min−1 ，故C正确； D．2min内测得c(MnO)从0.1mol/L减少到0.02mol/L ，溶液体积未知，因此无法计算产生CO2的物质的量，故D错误。 综上所述，答案为C。 【变式1-1】（24-25高二上·广东广州·阶段练习）将4molA气体和2molB在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)+B(s)⇌2C(g)，2s后测得C的浓度为0.6mol∙L-1，下列说法正确的是（    ） A．用物质A表示的反应平均速率为0.6mol∙L-1∙s-1 B．用物质B表示的反应的平均速率为0.15mol∙L-1∙s-1 C．2s时物质A的转化率为30% D．2s时物质B的浓度为0.8mol∙L-1∙s-1 【答案】C 【解析】A．根据化学方程式知，化学反应速率之比等于化学计量数之比，根据υ=，∆c(A)=∆c(C)=0.6mol/L，则A的平均反应速率为：=0.3mol∙L-1∙s-1，故A不符合题意； B．物质B为固体，固体的浓度为常数，不能用浓度表示固体的化学反应速率，故B不符合题意； C．A的起始浓度是2mol/L，根据方程式知，∆c(A)=∆c(C)=0.6mol/L，故A的转化率=×100%=30%，故C符合题意； D．物质B为固体，容器的体积不是固体B的体积，无法计算出B的浓度，故D不符合题意； 答案选C。 【变式1-2】在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系：2v(B)＝3v(A)、3v(C)＝2v(B)，则此反应可表示为 A．2A+3B=2C B．3A+B=2C C．A+3B=2C D．A+B=C 【答案】A 【解析】由各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比可得：v(A)∶v(B)∶v(C)=∶v(B)∶=2∶3∶2，则中A与B反应生成C的方程式为2A+3B=2C，故A正确； 故选A。 【变式1-3】反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)，经2minB的浓度减小0.6mol/L。对此反应速率的正确表示是 A．用A表示的反应速率是0.8mol/(L•s) B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3：2：1 C．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol/(L•min) D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的 【答案】B 【解析】A．反应物A是固体，浓度为常数，不用其表示反应的速率，选项A不正确； B．化学反应速率之比等于计量数之比，故分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3：2：1，选项B正确； C．v(B)= =0.3mol/(L•min)是2min内的平均反应速率，而不是2min末时的反应速率，选项C不正确； D．反应中B和C的化学计量数不同，B和C表示的反应速率的值不同，选项D不正确； 答案选B。 题型02 化学反应速率大小比较 化学反应速率大小比较 （1）对于同一个化学反应，在比较化学反应速率的大小时，应用同一种物质、同一单位表示化学反应速率，再进行比较。不能单纯比较数值的大小。 单位换算：1 mol/(L·min) = mol/(L·s） （2）对于反应m A (g) ＋ n B (g) == p C (g) ＋ q D (g) 也可比较、 【典例2】（24-25高二上·广东广州·阶段练习）对于可逆反应A(g)+3B(s)⇌2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A．v(C)=0.2 mol·L-1·s-1 B．v(B)=0.4 mol·L-1·s-1 C．v(D)=6 mol·L-1·min-1 D．v(A)=5 mol·L-1·min-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，则A项mol·L-1·min-1=6mol·L-1·min-1；B为固体，不能用浓度变化表示反应速率；C项mol·L-1·min-1=3mol·L-1·min-1；D项mol·L-1·min-1=5mol·L-1·min-1；显然A中比值最大，反应速率最快。答案选A。 【变式2-1】（25-26高二上·广东河源·阶段练习）已知反应（、、、均为气体）在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，比较速率和系数的比值大小即可，比值越大，反应速度越大，以此分析。 【解析】A．； B．； C．； D．； 对比可知反应速率最快的是D； 故选D。 【变式2-2】（24-25高二上·广东河源·阶段练习）20世纪初，德国物理化学家奥斯特瓦尔德提出了利用铂做催化剂使氨气氧化从而制取硝酸的奥斯特瓦尔德法。氨催化氧化制硝酸的第一步反应为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)。在密闭反应器中发生上述反应，测定反应速率如下，其中，反应速率最快的是 A．v(NH3)=0.4mol/(L·min) B．v(O2)=1.0 mol/(L·min) C．v(NO)=0.02mol/(L·s) D．v(H2O)=1.2 mol/(L·min) 【答案】C 【解析】将选项中的速率均转化为用表示的速率，且统一单位可得： A．v(NH3)=0.4mol/(L·min)； B．v(NH3)=v(O2)=0.8 mol/(L·min)； C．v(NH3)=v(NO)=0.02mol/(L·s)=1.2 mol/(L·min)； D．v(NH3)=v(H2O)=0.8 mol/(L·min)； 故选C。 【变式2-3】已知反应：在不同条件下的化学反应速率如下。 ① ② ③ ④ ⑤ 请比较上述5种情况反应的快慢： (由大到小的顺序)。 【答案】③>①>②>⑤>④ 【解析】在不同条件下，用CO表示的反应速率：①；②；③；④；⑤，故反应的快慢为③>①>②>⑤>④。 题型03 化学反应速率的影响因素 一、内因：物质自身的性质 二、外因： 1、反应物的浓度： 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率 加快 ；减小反应物浓度，化学反应速率 减慢 。 2、反应的温度： 升高温度，化学反应速率 加快 ；降低温度，化学反应速率 减慢 。 3、催化剂：一般情况下，催化剂能 加快 化学反应速率。 4、压强（有气体参加的反应）： （1）一般情况下，有气体参加的反应，缩小体积，增大压强，反应物浓度 增大 ，化学反应速率 加快 ； 增大体积，减小压强，反应物浓度 减小 ，化学反应速率 减慢 ； （2）恒容密闭容器中，通入反应物气体，反应物浓度 增大 ，化学反应速率 加快 ； （3）恒容密闭容器中，通入惰性气体或无关气体，反应物浓度 不变 ，化学反应速率 不变 ； （4）恒压密闭容器，通入惰性气体或无关气体，体积 增大 ，反应物浓度 减小 ，化学反应速率 减慢 。 【典例3】（25-26高二上·广东河源·阶段练习）在的反应中，采取下列措施能够使反应速率增大的是 ①增大容器体积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．②⑥⑦ C．③⑥⑦ D．②③⑤⑥ 【答案】B 【解析】A．①增大容器体积会降低气体浓度，反应速率减小；④恒压充入He导致浓度降低，速率减小，A错误； B．②增大CO2浓度、⑥升温、⑦粉碎碳均能增大反应速率，B正确； C．③增加碳的量（固体）不影响速率，C错误； D．③和⑤（恒容充He不改变浓度）均不能改变反应速率，D错误； 故选B。 【变式3-1】（25-26高二上·广东揭阳·阶段练习）在生产、生活中，下列措施不是用来调控化学反应速率的是 A．蒸馒头时加小苏打 B．合成氨时选择高温高压 C．洗衣粉中添加酶 D．冶铁时将铁矿石粉碎 【答案】A 【解析】A．小苏打（NaHCO3）受热分解生成CO2，使馒头膨胀，其作用是为生成气体而非调控反应速率，A选； B．高温高压虽可能降低合成氨的平衡产率，但能显著加快反应速率，属于速率调控措施，B不选； C．酶作为催化剂可直接加快反应速率，C不选； D．粉碎铁矿石增大表面积，加快反应速率，D不选； 故选A。 【变式3-2】少量铁粉与100 mL 1.0 mol∙L−1的稀盐酸反应，为了加快此反应速率且不改变生成的总量，以下方法可行的是 ①加入NaCl溶液；②再加入100 mL1.0 mol∙L−1的稀盐酸；③加几滴浓硫酸；④加入少量醋酸钠固体；⑤适当升高温度；⑥滴入几滴硫酸铜溶液 A．③⑤ B．②③ C．①④ D．②⑥ 【答案】A 【解析】①加入NaCl溶液，盐酸浓度降低，反应速率减慢，故①不符合题意； ②再加入100 mL1.0 mol∙L−1的稀盐酸，浓度未变，速率不变，故②不符合题意； ③加几滴浓硫酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，由于铁粉未变，产生氢气量不变，故③符合题意； ④加入少量醋酸钠固体，醋酸根和氢离子反应，氢离子浓度降低，反应速率键，故④不符合题意； ⑤适当升高温度，速率加快，铁的质量未变，产生氢气总量未变，故⑤符合题意； ⑥滴入几滴硫酸铜溶液，铁和铜离子反应生成铜单质和亚铁离子，形成Fe−Cu−HCl原电池，加快反应速率，但由于铁有一定量的消耗，产生氢气的总量减少，故⑥不符合题意； 因此可能的是③⑤，故A符合题意。 【变式3-3】回答下列问题 （1）时，在体积的密闭容器中发生反应，随时间的变化如下表： 时间 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 ①如图中点处，(正) (逆)（填“<”、“=”或“>”）。 ②图中表示的变化的曲线是 。 ③下列不能使该反应的反应速率增大的是 。 A．及时分离出气体    B．适当升高温度 C．增大的浓度        D．选择高效的催化剂 （2）某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：（不考虑溶液混合所引起的体积缩小） 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 A 293 2 0.02 4 0.1 0 6 B T1 2 0.02 3 0.1 8 C 313 2 0.02 0.1 1 t ①通过实验，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，通过实验 （实验序号）可探究出温度变化对化学反应速率的影响。 ②组实验中溶液褪色时间t （填“<”、“=”或“>”）8s，C组实验的反应速率 。（用含有的式子表示） ③同学们在实验中发现反应速率总是如图所示，其中时间内速率变快的主要原因可能是：①产物（或）是反应的催化剂：② 。 【答案】（1） b A （2）BC 该反应为放热反应 【解析】（1）①图中A点仅表示a和c浓度相等，反应还没有达到平衡状态，v正＞v逆； ②根据一氧化氮物质的量的变化知，该反应向正反应方向移动，则二氧化氮的物质的量在不断增大，且同一时间段内，一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量，所以表示NO2的变化的曲线是b； ③A．及时分离除NO2气体平衡向右移动，但反应速率减小，故A选；B．适当升高温度，反应速率增大，故B不选；C．增大O2的浓度反应速率增大，故C不选；D．选择高效催化剂能增大反应速率，故D不选；答案为A； （2）①实验B、C只有温度不同，可探究出温度变化对化学反应速率的影响； ②其它条件相同时，温度越高，化学反应速率越大，则C组实验中溶液褪色时间t1＜8s；C组实验的反应速率v(KMnO4)== =； ③温度能加快反应速率，说明反应为放热反应，催化剂能加快化学反应的速率，产物Mn2+(或MnSO4)是反应的催化剂。 题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响 1、浓度对反应速率的影响： 实验原理：Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋ SO2↑＋S↓＋H2O 浓度 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢。 第二组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 较快产生淡黄色沉淀 2、温度对反应速率的影响： 温度 试剂 反应条件 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液 和 2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 将试管置于冷水中 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，升温加快反应速率，降温减慢反应速率 第二组 将试管置于热水中 较慢产生淡黄色沉淀 3、催化剂对反应速率的影响： 催化剂 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2 mL 5% H2O2溶液和几滴1 mol/L FeCl3溶液 较多气泡产生 其他条件相同时，加入催化剂，加快反应速率 第二组 2 mL 5% H2O2溶液 几乎无气泡 【典例4】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）下列实验方案不能达到相应实验目的的是 A．用装置①验证升高温度可以加快反应速率 B．用装置②探究浓度对化学反应速率的影响 C．用装置③比较、对分解速率的影响 D．用装置④探究温度对化学平衡的影响 【答案】A 【解析】A．装置①中两试管温度不同（80℃水浴与常温），且温度高的试管滴加了FeCl3做催化剂，不能说明是温度的影响导致化学反应速率加快，A符合题意； B．装置②中两试管Na2S2O3浓度、体积相同，仅H2SO4浓度不同（0.1 mol/L与0.2 mol/L），可通过溶液变浑浊时间探究H2SO4浓度对反应速率的影响，B不符合题意； C．装置③中两试管H2O2浓度、体积相同，滴加同浓度、同体积FeCl3和CuSO4溶液，根据放出气体的快慢比较FeCl3和CuSO4溶液对H2O2分解速率的影响，C不符合题意； D．装置④中NO2（红棕色）与N2O4（无色）存在平衡：（ΔH<0），冷水与热水中温度不同，平衡发生移动导致左右烧瓶内气体颜色不同，可探究温度对化学平衡的影响，D不符合题意； 故答案选A。 【变式4-1】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）为了探究外界条件对锌与稀硫酸反应速率的影响，设计如下方案： 编号 纯锌粉 0.2 mol/L的硫酸 温度 硫酸铜固体 Ⅰ 2.0 g 200.0 mL 25℃ 0 Ⅱ 2.0 g 200.0 mL 35℃ 0 Ⅲ 2.0 g 200.0 mL T℃ 0.1 g 下列叙述错误的是 A．实验Ⅰ和Ⅱ可探究温度对反应速率的影响 B．为了探究原电池对反应速率的影响，必须控制 C．根据该实验方案，产生相同气体体积所需时间：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ D．该方案无法探究稀硫酸浓度对反应速率的影响 【答案】C 【解析】A．实验I和Ⅱ的温度不同，其他条件相同，可以探究温度对反应速率的影响，A正确； B．实验Ⅲ与Ⅱ中硫酸铜为单一变量，需温度相同（），B正确； C．实验Ⅲ的温度为35℃，因原电池效应反应速率最快，所需时间最短，Ⅱ温度高于I，时间次之，I最慢，故产生相同气体体积所需时间：Ⅲ<Ⅱ<Ⅰ，C错误； D．所有实验中硫酸浓度均为0.2 mol/L，未改变浓度变量，无法探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，D正确； 故选C。 【变式4-2】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 【变式4-3】Ⅰ．天然气既是高效洁净的能源，又是重要的化工原料，在生产、生活中用途广泛。回答下列问题： （1）①下图是一个简易测量某反应是放热反应还是吸热反应的实验装置。将镁片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，形管中液面A 填“上升”或“下降”，说明此反应是 填“放热”或“吸热”反应。 若换为下列反应，则与中形管中现象不同的有 填字母。 A． B． C． D． （2）甲烷可以消除氮氧化物污染。如：。下列措施不能使该反应速率加快的是 填字母。 A．使用合适的催化剂 B．升高温度 C．及时分离 D．把容器的体积缩小一倍 E．恒容条件下充入 F．恒容条件下充入惰性气体 Ⅱ．某实验小组通过锌粒与稀硫酸反应的实验，研究影响反应速率的因素，并绘制出甲、乙两种图象。 （3）甲图中，到速率明显加快的主要原因是 ，到反应速率降低的主要原因是 。 （4）乙图中，为锌粒与足量稀硫酸反应产生氢气的体积随时间变化情况，其它条件不变，添加适量的下列试剂 填序号，能使a变为，其原理是 。 A． B． C．溶液 D．浓 【答案】（1）下降 放热 BD （2）CF （3）反应放热温度升高 硫酸浓度降低 （4）D 提高稀硫酸的浓度加快反应速率 【解析】（1）①金属与酸的反应为放热反应，故锥形瓶内气体体积膨胀，液面下降， 故答案为：下降；放热； ② A．反应为放热反应，与中形管中现象相同，A不符合题意； B．反应为吸热反应，与中形管中现象不相同，B符合题意； C．反应为放热反应，与中形管中现象相同，C不符合题意； D．反应为吸热反应，与中形管中现象不相同，D符合题意； 故选BD。 （2）A．使用合适的催化剂，加快反应速率，不符合题意； B．升高温度，加快反应速率，B不符合题意； C．及时分离 ，反应物浓度降低，降低反应速率，C符合题意； D．把容器的体积缩小一倍，增大反应物浓度，加快反应速率，不符合题意； E．恒容条件下充入，增大反应物浓度，加快反应速率，E不符合题意； F．恒容条件下充入惰性气体，反应各物质浓度不变，反应速率不变，F符合题意； 故选CF。 （3）由铁与盐酸反应产生氢气的速率随时间变化的曲线图，内，锌与稀盐酸反应放热，温度升高，反应速率加快； 到反应速率降低的主要原因是硫酸浓度降低，故答案为：反应放热温度升高；硫酸浓度降低； （4）A．加入将置换出来附着在的表面，形成原电池的两极，加快反应速率，生成的氢气体积减小，A错误；B．加入硝酸，反应产生氮的氧化物，而不产生氢气，B错误；C．加入溶液，导致氢离子的浓度减小，反应速率减慢，但的物质的量不变，所以生成氢气的体积不变，C错误；D．浓导致氢离子的浓度变大，反应速率增大，但的物质的量不变，所以生成氢气的体积不变，D正确；故选D； 能使a变为，其原理是提高稀硫酸的浓度加快反应速率。 题型05 基元反应与过渡态 1、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。 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。 2、反应历程：反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应。 大多数化学反应都是分几步完成的，基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。 总反应速率的快慢由 慢 的基元反应决定。 3、过渡态： 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。 【典例5】（24-25高二上·广东茂名·阶段练习）已知：，该反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是 A．   B．反应①的活化能比反应②的大，所以总反应的反应速率取决于第①步反应 C．整个反应过程共有3个基元反应 D．增大压强可以提高反应物的活化分子百分数，从而加快反应速率 【答案】B 【解析】A．由图可得，总反应  ，则反应②中放热小于，放热焓变为负值，则，A错误。 B．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；由图可知，反应①的活化能比反应②的大，所以总反应的反应速率取决于第①步反应，B正确； C．由图可知，整个反应过程共有2个基元反应，C错误； D．增大压强只能是提高单位体积内活化分子的数目，而不能提高反应物的活化分子百分数，D错误。 故选B。 【变式5-1】（24-25高二上·广东珠海·阶段练习）在作用下，与发生如下两步基元反应，能量变化及反应历程如图所示。 ①(慢)；②(快) 下列说法正确的是 A．改变反应历程，降低总反应的活化能，也改变了反应的 B．是中间产物，也作催化剂 C．总反应的化学反应速率由反应①决定 D．总反应中每转移，即生成 【答案】C 【解析】A．在反应①中消耗，在反应②中生成，故作催化剂，使反应的活化能减小，但是不改变，故A错误； B．在反应①中生成，在反应②中消耗，因此是中间产物，故B错误； C．总反应的化学反应速率由慢反应决定的，因此由反应①决定，故C正确； D．由总反应可知，若转移2mol电子，则生成的N2为1mol，在标准状况下为，题目没给标况，故D错误； 故选C。 【变式5-2】某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，一定条件下该反应的反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是 A．加入催化剂可以改变反应的速率和焓变△H B．总反应的速率主要由反应②决定 C．该反应经历三个基元反应 D．该反应过程可以实现氮的固定 【答案】C 【解析】A．催化剂可以改变反应的速率，不能改变焓变△H，A项错误； B．总反应的速率主要由反应活化能最大的一步决定，反应①活化能最大为，反应的速率主要由反应①决定，B项错误； C．由反应历程可判断该反应经历三个基元反应，C项正确； D．氮的固定为游离态氮转化为氮的化合物的过程，该反应过程不属于氮的固定，D项错误； 答案选C。 【变式5-3】（1）已知2HI⇌H2＋I2经过两步完成， 第1步：…… 第2步：2I·→I2 写出第1步基元反应： 。 （2）已知氧气氧化溴化氢气体的反应历程： a．HBr＋O2→HOOBr b．HOOBr＋HBr→2HOBr c．HOBr＋HBr→H2O＋Br2 该反应过程中的中间体有 。 写出O2氧化HBr的总反应 。 【答案】（1）2HI→H2＋2I· （2）HOOBr、HOBr 4HBr＋O2=2H2O＋2Br2 【解析】 （1）第1步反应=等于总反应-第2步反应，第1步基元反应：2HI→H2＋2I·。 （2）中间体是在反应过程中即作为生成物，又作为后续反应的反应物的物质，根据已知反应可知该反应过程中的中间体有HOOBr、HOBr； 有反应历程可知该反应最终产物为Br2和H2O，总反应为4HBr＋O2=2H2O＋2Br2。 题型06 活化能与碰撞理论 1、有效碰撞：我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 有效碰撞必须满足两个条件： ①反应物分子必须具有一定能量 ②碰撞时要有合适的取向 2、活化分子与活化能： 活化分子：能发生有效碰撞的分子； 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。 上图中，表示正反应的活化能的是 E1 ；逆反应的活化能的是 E2 ； 反应热为 E1-E2 。 3.碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 化学反应速率主要取决于有效碰撞的频率，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率 越快 。 （1）反应物浓度： 反应物浓度增大，单位体积内活化分子数 增多 ，活化分子百分数 不变 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快；同理，反应物浓度减小，单位体积内活化分子数 减小 ，活化分子百分数 不变 ，单位时间内有效碰撞次数减少，化学反应速率减慢。 （2）温度： 升高温度，活化分子数 增多 ，活化分子百分数 增大 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快；降低温度，活化分子数 减少 ，活化分子百分数 减小 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率减慢。 （3）催化剂： 加入催化剂，活化能 降低 ，单位体积内活化分子数 增多 ，活化分子百分数 增大 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快。 （4）压强： 其他条件相同时，增大反应体系压强，单位体积内活化分子数 增多 ，单位体积内活化分子百分数不变，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。 恒温恒容向反应体系内充惰性气体，单位体积内活化分子数 不变 ，化学反应速率 不变 。 恒温恒压向反应体系内充惰性气体，体积 增大 ，反应物浓度 减小 ，单位体积内活化分子数 减少 ，化学反应速率 减慢 。 【典例6】（24-25高二上·广东茂名·期末）反应过程中能量变化如图所示（图中表示正反应的活化能，表示逆反应的活化能）。下列有关叙述错误的是 A．该反应为吸热反应 B．升高温度，活化分子百分数增大 C．使用催化剂，该反应的不变 D．该反应的 【答案】D 【解析】A．反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应，故A正确； B．温度升高，活化分子百分数增大，故B正确； C．催化剂不影响反应焓变，故C正确； D．该反应的，故D错误； 答案选D。 【变式6-1】（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）下列说法正确的是 A．增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多，反应速率增大 B．常温下，将的一元酸溶液与的一元碱溶液等体积混合，所得溶液一定等于7 C．相同条件下，分别测定等物质的量浓度的和的导电能力可比较两种酸的酸性强弱 D．将冰醋酸加水稀释，冰醋酸的电离度逐渐增加，电离常数增大 【答案】C 【解析】A．增大反应物浓度，活化分子的百分数不变，A错误； B．常温下，将的一元酸溶液与的一元碱溶液等体积混合，弱酸强碱或强酸弱碱混合后，所得溶液的不等于7，B错误； C．相同条件下，分别测定等物质的量浓度的和的导电能力，导电能力强说明电离程度大，存在氢离子浓度大，酸的酸性强，C正确； D．将冰醋酸加水稀释，冰醋酸的电离度逐渐增加，但温度不变，故电离常数不变，D错误； 故选C。 【变式6-2】（24-25高二上·广东中山·阶段练习）下列说法中正确的是 A．对有气体参加的化学反应，容器容积减小，反应物分子中活化分子的百分数增大，化学反应速率增大 B．能够自发进行的反应一定都是熵增的过程 C．中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸，盐酸所需氢氧化钠的物质的量多于醋酸 D．加水稀释0.1 mol/LNa2S溶液时，溶液中各离子浓度不一定都减小 【答案】D 【解析】A．对有气体参加的化学反应，容器容积减小，单位体积内分子总数增加，单位体积内活化分子数增加，分子之间的有效碰撞次数增加化学反应速率增大，但单位体积内反应物分子中活化分子的百分数不变，A错误； B．一般情况下能够自发进行的反应是熵增的过程，但有些熵减的反应也能够自发进行，如NH3+HCl=NH4Cl的反应是熵减的反应，但该反应能够自发进行，B错误； C．HCl和醋酸都是一元酸，由于二者的体积、浓度都相等，则二者的物质的量就相同，因此中和等体积、等物质的量浓度的两种酸溶液，需消耗的NaOH的物质的量就相等，与酸的强弱无关，C错误； D．Na2S是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，当加水稀释时，c(Na+)、c(S2-)、c(HS-)的浓度减小，溶液的碱性减弱，c(OH-)减小，由于在温度不变时，Kw=c(H+)·c(OH-)，Kw是个常数，c(OH-)减小，则c(H+)增大，可见加水稀释该溶液时，溶液中各离子浓度不一定都减小，D正确； 故合理选项是D。 【变式6-3】在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图示，回答下列问题： （1）中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为 kJ·mol-1。 （2）由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为 。 【答案】（1）83 （2）EO(g)AA(g)  ΔH=-102kJ·mol-1 【解析】（1）过渡态物质的总能量与反应物的总能量的差值为活化能，由图可知，中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为(-93 kJ·mol-1)-(-176 kJ·mol-1)=83 kJ·mol-1。答案为：83； （2）由题图可知，EO(g)生成AA(g)放出的热量为(-117 kJ·mol-1)-(-219 kJ·mol-1)=102 kJ·mol-1，故热化学方程式为EO(g)AA(g)  ΔH=-102kJ·mol-1。答案为：EO(g)AA(g)  ΔH=-102kJ·mol-1。 题型07 化学反应速率图像 化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量； 同一反应，各物质的化学反应速率之比 = 各物质的化学计量数之比 例：某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 分析得知，反应物为X和Y ，生成物为 Z ； 2min内，X、Y、Z的物质的量的变化量分别为 0.3 mol、 0.1 mol、 0.2 mol， 故反应方程式为3X＋Y2Z 。 【典例7】（24-25高二上·广东江门·阶段练习）T℃时，在恒容密闭容器中，气体与气体反应生成气体，反应过程中的浓度随时间变化如图所示。下列结论正确的是 A．内用表示的反应速率为 B．时充入氦气，化学反应速率减小 C．该反应的化学方程式为 D．升高温度，活化分子百分数增大，正、逆反应速率都加快 【答案】D 【解析】A．10s内用B表示的反应速率为，A错误； B．恒容密闭容器中，10s时充入氦气，不影响反应物浓度，化学反应速率不变，B错误； C．A、B随时间推移逐渐减小，A、B为反应物，C随时间推移逐渐增加，C为生成物，内，0-10s，反应的A、B、C浓度之比为0.2:0.6:0.4=1:3:2， 10s时反应达到平衡，故反应的化学方程式为，C错误； D．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞增加，正逆反应速率都加快，D正确； 答案选D。 【变式7-1】（24-25高二上·广东深圳·期中）在恒容密闭容器中存在如下反应。2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)   H＜0，在其他条件不变时，改变某一条件对上述平衡的影响，下列分析正确的是 A．图Ⅰ表示增加生成物浓度对该平衡的影响 B．图Ⅱ表示增大压强对该平衡的影响 C．图Ⅲ表示温度对该平衡的影响，温度：乙>甲 D．图Ⅳ表示催化剂对该平衡的影响，催化效率：乙>甲 【答案】C 【解析】A. 图Ⅰ中正逆反应速率都增大，不能表示增加生成物浓度对该平衡的影响，故错误； B. 图Ⅱ表示改变条件后正逆速率都降低，但平衡不移动，说明表示减小压强对该平衡无影响，故错误； C. 图Ⅲ表示温度对该平衡的影响，升温，平衡逆向移动，A的转化率降低，故温度：乙>甲，故正确； D. 图Ⅳ表示改变条件改变速率，但平衡不移动，所以可以表示催化剂对该平衡的影响，且催化效率：甲>乙 ，故错误； 故选C。 【变式7-2】一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为3B+4D⇌6A+2C B．反应进行到1 s时，v(A)=v(C) C．反应从开始到6 s的时间内，B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1 D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 【答案】C 【解析】A．由图可知反应开始到6 s的时间内， B、C物质的量分别减少0.6mol、0.8mol，A、D物质的量增加1.2 mol、0.4mol，根据物质的量变化比等于化学计量数之比，故该反应的化学方程式为3B+4C ⇌6A+2D ，A错误； B．反应进行到1 s时，根据速率比等于化学计量数之比，v(A)= v(C)，B错误； C．反应从开始到6 s的时间内，B的平均反应速率为，C正确； D．反应进行到6 s时，反应达到平衡状态，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，D错误； 故选C。 【变式7-3】一定条件下在恒容密闭容器中加入1.8 mol CH4和3.6 mol H2O(g)，发生反应：CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g)，测得CH4和某生成物X随时间的变化曲线如图。 下列说法不正确的是 A．通过分析X的化学式是CO2 B．6 min末可能又加入了CH4(g) C．0~4 min内v(CH4)=0.125 mol·L-1·min-1 D．6~9 min的平均反应速率大于0~4 min的平均反应速率 【答案】B 【解析】A．图中曲线X表示生成物，根据方程式的化学计量数可知，CH4变化的物质的量和CO2变化的物质的量之比为1:1，所以X表示的是CO2的物质的量随时间变化的关系，A正确； B．6min末甲烷物质的量浓度继续减小，且减小趋势更快，不能又加入了CH4(g)，B错误； C．0~4min内，C正确； D．6~9min平均反应速率，大于0~4min的平均反应速率（），D正确； 故选B。 题型08 化学反应速率的应用 反应物的转化率 = 反应物的变化量 / 反应物的总量 × 100% 产率 = 生成物的实际产量 / 生成物的理论产量 × 100% 【典例8】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）研究化学反应速率对于科学研究和工农业生产具有重要的指导意义。 Ⅰ．实验一：测定化学反应速率 【实验原理】硫酸与硫代硫酸钠溶液混合，会产生乳白色浑浊和有刺激性气味的气体。 【实验用品】0.1 mol/L 溶液。0.5 mol/L 溶液、蒸馏水。试管、烧杯、量筒、胶头滴管等。 （1）为保证实验的准确性和可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的操作是 。 （2）除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验仪器是 (填名称)；圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为 。 实验二：探究化学反应速率的影响因素并定量计算 实验编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 体积/mL 温度/℃ Ⅰ 0.1 8 0.5 10 V 20 Ⅱ 0.1 10 0.5 10 0 a Ⅲ 0.1 10 0.5 10 0 30 （3）①实验Ⅰ、Ⅱ探究 对化学反应速率的影响。 ②V= ，a= 。 ③用pH传感器测得实验Ⅲ在40 s时为，则该反应在40 s内的平均化学反应速率 。 Ⅱ．硫酰氯常用于有机合成。制备原理：   。实验测得速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。m、n为反应级数，可以为整数、分数、正数、负数和0)。 为了测得反应级数，实验数据记录如下： 序号 速率 a 0.10 0.10 b 0.20 0.10 c 0.10 0.05 （4）根据上述实验结果，计算m= ，n= ，k= 。 【答案】（1）检查装置的气密性 （2）计时器 （3）Na2S2O3溶液的浓度 2 20 （4）1 1 0.6 【解析】（1）该实验需要测定产生气体的体积，实验前应先进行的操作是：检查装置的气密性； （2）测定反应速率需要测定一段时间内产生气体的体积，还需要的仪器为计时器；圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为：； （3）研究外界因素对反应速率的影响时，需要固定单一变量，实验I、II中Na2S2O3溶液的体积不同，故温度相同，a为20，溶液总体积为20 mL，故V=2 mL，实验Ⅰ、Ⅱ探究Na2S2O3溶液的浓度对化学反应速率的影响；实验Ⅱ、ⅡⅠ探究温度对化学反应速率的影响。 ①根据分析，实验Ⅰ、Ⅱ探究Na2S2O3溶液的浓度对化学反应速率的影响； ②根据分析，V=2，a=20； ③初始时，40 s时为，反应为：，则该反应在40 s内的平均化学反应速为； （4）b组SO2浓度为a组的2倍，速率也为a组的2倍，故m=1；b组SO2浓度为c组的2倍，Cl2浓度为c组的2倍，速率为c组的4倍，故n=1；将m=1、n=1代入a组数据中可得：，解得。 【变式8-1】科学家正着力研究用反应(选择性催化还原氮氧化物)对含的烟气进行脱硝，最终产物为无污染的和。某种活性炭催化脱硝的机理如下所示： 脱硝历程 最高活化能 阶段①： 118.9 阶段②： 19.1 阶段③： 105.3 阶段④： 83.7 阶段⑤： 69.2 注：脱硝的每阶段都包括若干基元反应，表中显示的是该阶段的总反应以及各基元反应活化能中数值最大的一个。 （1）根据上述反应历程可知反应的化学方程式为 。 A． B． C． D． （2）当反应温度低于150℃时，随着反应进行，NO的转化率逐步下降，主要是因为催化剂表面出现白色固体沉积，覆盖活性点位，该固体可能是 。 （3）研究发现，将烟气中部分预先氧化为后再进行反应，可明显提升单位时间内的脱硝率，结合上表数据解释可能的原因。 。 【答案】（1）D （2） （3）阶段①活化能最高，是总过程的决速步：先将部分氧化为后，脱硝过程可从阶段②开始，此时阶段③是新过程的决速步，由于阶段③的活化能低于阶段①，因此反应速率更快，单位时间内脱硝率更高 【解析】（1）除NH3、O2、NO外，所有中间产物都消去，②+④消去NH2NO得⑥2NO2+NH3=HNO3+N2+H2O；③×2+⑤消去2HONO得⑦2HNO3+NO=3NO2+2H2O；⑥×2+⑦消去HNO3得⑧NO2+NO+2NH3=2N2+3H2O；⑧×2+①消去NO2得总反应，故选D。 （2）阶段③活化能大于阶段②，阶段③反应慢，阶段②中生成得硝酸不能及时消耗，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，温度低于150℃时硝酸铵是白色固体，覆盖活性点位，使NO的转化率下降。 （3）阶段①活化能最高，是总过程的决速步。先将部分氧化为后，脱硝过程可从阶段②开始，此时阶段③是新过程的决速步，由于阶段③的活化能低于阶段①，因此反应速率更快，所以将烟气中部分预先氧化为后再进行反应，可明显提升单位时间内的脱硝率。 【变式8-2】溶液可用于烟气脱硝。常温下，调节溶液至不同，将烟气以固定速率通过该吸收液，烟气中的可转化为。测得去除率与吸收液关系如下图所示。 （1）已知烟气中初始浓度为吸收液每分钟可对烟气进行脱硝处理。用溶液中浓度表示时的脱硝速率为___________。(忽略吸收液体积变化) A． B． C． D． （2）已知氧化性。当吸收液时，去除率随升高迅速下降的原因是 。 【答案】（1）A （2）随着溶液升高，含量增大，含量减少，又因为的氧化性比强，导致溶液的氧化性减弱，的去除率下降 【解析】（1）pH = 8时，NO去除率为75%，1L吸收液每分钟处理500mL烟气，NO初始浓度为2.0×10-3g/L，则转化的NO的物质的量为，根据氮元素守恒可知，生成硝酸根的物质的量为：，因为忽略吸收液体积变化，所以用溶液中浓度表示的脱硝速率为：，故选A； （2）当吸收液pH>8时，NaClO溶液中ClO-浓度增大，HClO浓度减小，而氧化性HClO > NaClO，HClO浓度减小导致氧化NO的能力下降，所以NO去除率随pH升高迅速下降，故答案为：随着溶液升高，含量增大，含量减少，又因为的氧化性比强，导致溶液的氧化性减弱，的去除率下降。 【变式8-3】I．依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）图中，X的化学式为 ，从化合价上看，X具有 (填“氧化”或“还原”)性。 （2）氯化铵能为植物提供铵态氮，检验某种化肥是铵态氮肥的操作方法 。 （3）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。已知断开或形成共价键所吸收或放出的能量如表所示： 则氨气燃烧时生成和水蒸气时的热化学方程式为 。 II．已知，某同学设计如下实验探究外界条件对化学反应速率的影响，并测定反应速率。 实验 温度 溶液的体积 溶液的体积 溶液的体积 水的体积 溶液褪色的时间 ① 25 10 20 20 a 2.5 ② 25 20 20 20 40 颜色变浅，但不褪去 ③ 50 10 20 20 50 t （4）利用实验①与③探究温度不同对反应速率的影响，则t 2.5(填“>”、“=”或“<”)。 （5）利用实验①中数据，计算用表示的化学反应速率为 。 （6）实验②最终溶液颜色变浅，但不褪去的原因是 。 【答案】（1） 氧化 （2）取样于试管中，加入浓溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝 （3） （4）< （5）0.002 （6）高锰酸钾过量 【解析】（1）根据氮元素及其化合物的转化关系图分析，可知X为氧化物且化合价为+5，所以X的化学式为。从化合价上看，中氮元素化合价为最高价+5价，化合价只能降低，故具有氧化性。 （2）铵态氮肥含有，与浓的强碱溶液在加热条件下反应生成NH3，NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。所以检验某种化肥是铵态氮肥的操作方法是：取样于试管中，加入浓溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝。 （3）氨气燃烧时生成和水蒸气时的化学方程式为，反应热ΔH=反应物键能总和−生成物键能总和。4mol 中含12molN−H键，3mol 含3molO=O键，2mol 含2molN≡N键，6mo l 含12molH−O键。则。所以氨气燃烧时生成和水蒸气时的热化学方程式为。 （4）其他条件相同时，温度升高反应速率加快。实验①与③探究温度影响，③温度50℃高于①的25℃，所以③反应速率快，溶液褪色时间短，即t<2.5。 （5）利用实验①中数据可知，，，据方程式可知，如果草酸完全反应，需要，所以草酸过量，溶液完全反应。结合实验②与③数据，可知混合溶液体积为100ml，则用表示的化学反应速率为。 （6）实验②中，，，如果草酸完全反应，需要。由此可知草酸完全反应后，仍有高锰酸钾剩余，所以实验②最终溶液颜色变浅，但不褪去的原因是高锰酸钾过量。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $