第一节 化学反应速率（举一反三专项训练，江苏专用）【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 化学反应速率及其计算 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 控制变量法——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、活化能与碰撞理论 题型06 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 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 化学反应速率及其计算 1.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）化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，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； （4）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 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·江苏扬州·月考）室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系的温度保持不变)，5s内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是 A．5 s内：v(H2SO4)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．5 s内：v(Zn)＝0.002 mol·L－1·s－1 C．若药品足量，再消耗0.65 g Zn的时间超过5s D．可用长颈漏斗替换分液漏斗 【变式1-1】（25-26高二上·江苏苏州·月考）已知化学反应。下列反应速率关系中，正确的是 A． B． C． D． 【变式1-2】（24-25高二上·江苏苏州·月考）一定条件下，向恒容密闭容器中加入和，发生反应：；时，剩余，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内， C．当剩余时，反应时间为 D．其他条件相同，若起始时向容器中充入和，当剩余时，消耗时间小于 【变式1-3】（25-26高二上·江苏苏州·月考）反应经一段时间后，的浓度增加了，在这段时间内用表示的反应速率为，则这段时间可能为 A． B． C． D． 题型02 化学反应速率大小比较 定量法比较化学反应速率的大小 (1)归一法：按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【典例2】（25-26高二上·江苏·月考）在不同条件下，分别测得反应的速率如下，其中最快的是 A． B． C． D． 【变式2-1】（23-24高二上·江苏南京·月考）反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ①    ② ③        ④ 该反应进行的快慢顺序为 A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．②>①=④>③ D．①>④>②=③ 【变式2-2】（23-24高二上·江苏南京·月考）在1L的容器中，用纯净的与100mL稀盐酸反应制取，反应生成的体积随时间的变化关系如图所示(的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 A．OE段表示的平均反应速率最快 B．OE、EF、FG三段中，EF段收集到的的量最多 C．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为 D．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 【变式2-3】（23-24高二上·江苏苏州·月考）关于反应，下列表示的反应速率最大的是 A． B． C． D． 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·江苏苏州·月考）实验室用块状大理石和盐酸制备。下列措施可使反应速率加快的是(每次仅改变一个条件) A．延长反应时间 B．将盐酸换成稀硫酸 C．将盐酸加水稀释 D．将大理石由块状换成粉末状 【变式3-1】（25-26高二上·江苏苏州·月考）反应在一个密闭容器中进行，下列措施可以使反应速率增大的是 ①移出部分；②升高温度；③体积不变，再通入；④缩小体积增大压强；⑤体积不变，再通入He；⑥压强不变，再通入He A．①②③⑥ B．①②③④ C．②③④⑤ D．②③④ 【变式3-2】（24-25高二上·江苏镇江·期中）一定温度下，一定量的稀硫酸与过量铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向稀硫酸中加入适量的 ①水②溶液③98%的硫酸④固体⑤溶液⑥溶液 A．①④⑥ B．①④⑤ C．①②④ D．①④⑤⑥ 【变式3-3】（22-23高二上·江苏扬州·月考）某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法正确的是 A．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 B．其它条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 C．条件②，反应速率为0.012 mol·L-1·min-1 D．条件①，降冰片烯起始浓度为1.5mol·L-1时，半衰期为125min 题型04 控制变量法——实验探究外界因素对化学反应速率的影响 一、控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略 1.确定变量：理清影响实验探究结果的所有因素。 2.定多变一：在探究时，先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的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，否则无法作出正确判断。 二、应用 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】（24-25高二上·江苏扬州·期中）某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，(Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)，下列说法不正确的是 组号 反应温度/ ℃ 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL ① 10 2 0.1 1 0.4 3 ② 30 2 0.1 2 0.2 2 ③ 30 1 0.2 2 0.1 3 ④ 30 1 0.1 2 0.1 3 A．实验①②探究温度对反应速率的影响 B．实验②③探究H2SO4浓度对反应速率的影响 C．实验③完全反应需要t min，平均反应速率v(Na2S2O3)=mol/(L∙min) D．四组实验中实验④的反应速率一定最小 【变式4-1】（24-25高二上·江苏南通·月考）在催化剂存在下，和能同时发生两个平行反应，反应的热化学方程式如下： ①   ②   在恒压、反应物起始物质的量比条件下，相同反应时间测得的实验数据如下： 实验编号 催化剂 转化率(%) 甲醇产率(%) 1 543 催化剂a 12.3 5.2 2 543 催化剂b 10.9 7.9 3 553 催化剂a 15.3 6.0 4 553 催化剂b 12.0 8.6 下列有关说法正确的是 A．其他条件不变，升高温度反应①中转化为平衡转化率增大 B．相同温度下，选择催化剂a有利于转化为 C．反应①正反应的活化能：无催化剂>有催化剂b>有催化剂a D．其他条件不变，当时，测得不同压强下的平衡转化率几乎相等，说明620K时以反应②为主 【变式4-2】（23-24高二上·江苏宿迁·月考）下列各组反应中(表中物质均为反应物，且金属的物质的量均为0.1 mol)，反应刚开始时放出H2的速率最大的是 选项 金属(粉末状) 酸 体积/mL 酸浓度/(mol·L−1) 反应温度/℃ A Mg 稀硝酸 10 6 60 B Mg 稀盐酸 10 3 60 C Fe 稀盐酸 10 3 60 D Mg 稀硫酸 10 3 60 A．A B．B C．C D．D 【变式4-3】（24-25高二上·江苏苏州·月考）煤中无机硫主要以FeS2的形式存在，随着煤的燃烧会产生SO2污染环境，工业上用硫酸铁溶液浸泡煤可提高煤的品位。为探究硫酸铁溶液浸泡煤的影响因素，在不同条件下测得生成的Fe2+浓度随时间(hr：小时)的变化如下图所示： 实验序号 粒径相同且含相同FeS2的煤的质量/g 温度/℃ 硫酸铁溶液浓度/mol·L-1 pH ① 30 25 0.6 6 ② 30 25 0.9 6 ③ 30 30 0.9 6 ④ 30 30 0.9 5 已知：①用硫酸铁溶液浸泡煤会将FeS2转变为FeSO4；②FeS2可与硫酸发生反应：。 下列有关说法正确的是 A．pH越小，用硫酸铁溶液浸泡煤的除硫效果越好 B．实验④在0～0.3hr时间内Fe3+消耗的化学反应速率为1.5 mol·L-1·hr-1 C．硫酸铁溶液与FeS2反应的离子方程式为： D．由实验可得出浓度、温度、pH和颗粒大小均可影响该反应的化学反应速率和化学平衡 题型05 基元反应与过渡态、活化能与碰撞理论 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。 4、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 5、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。 【典例5】（24-25高二上·江苏苏州·期末）氨气是一种重要的含氮化合物，目前主要由和在高温高压和铁触媒催化作用下合成(哈伯-博施法)。主要来自煤炭的催化重整。揭示合成氨反应的机理，实现温和条件下制取氨气，一直是化学工作者孜孜以求的目标。研究表明，通入总物质的量一定的和，合成氨反应在催化剂上可能通过如图所示机理进行(*表示催化剂表面的吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)，其中步骤(ⅱ)是控制总反应速率的步骤。下列相关说法不正确的是 (i)N2(g)+*N2* (ii)N2*+*2N* (iii)H2(g)+*H2* (iv)H2*+*2H* (v)N*+H*NH*+* ()NH3*NH3(g)+* A．在步骤(ⅱ)中，有非极性共价键发生断裂 B．在步骤(ⅴ)中，与结合生成，同时释放出1个吸附位 C．步骤(ⅵ)对应的机理可能为 D．其他条件不变时，提高的含量一定能加快合成氨的速率 【变式5-1】（24-25高二下·江苏徐州·期中）丙烷在催化剂表面催化脱氢的机理如下图所示。吸附在催化剂表面的粒子用*标注，表示过渡态，表示中间体。 下列说法正确的是 A．催化剂降低了该反应的活化能，但未改变活化分子的百分数 B．丙烷催化脱氢仅涉及键断裂和键形成 C．丙烷催化脱氢的总反应速率由②决定 D．改变催化剂可改变反应历程进而改变焓变 【变式5-2】（24-25高二下·江苏南通·期中）催化剂GaN可催化直接加氢制二甲醚。在界面上的部分反应历程如图，其反应为；下列说法正确的是 A．中σ键和π键数目之比为 B．反应过程中碳原子的杂化方式未发生改变 C．的 D．图中的反应历程中，决速步骤为 【变式5-3】（25-26高二上·江苏连云港·月考）中国学者在水煤气变换[  ]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的 C．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 D．缩小容器体积，过程Ⅱ的速率不影响 题型06 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 一、活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 二、利用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 变化结果 条件变化 活化能 单位体积分子总数 活化分子百分数 单位体积活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 增大反应 物的浓度 不变 增多 不变 增多 增多 加快 增大气态反 应物的压强 不变 增多 不变 增多 增多 加快 升高反应 物的温度 不变 不变 增多 增多 增多 加快 使用 催化剂 降低 不变 增多 增多 增多 加快 相互关系 单位体积活化分子数＝单位体积分子总数×活化分子百分数 【典例6】（25-26高二上·江苏宿迁·月考）转化为的反应为   。在有、无催化剂条件下氧化成过程中能量的变化如图所示。、催化时，该反应机理： 反应①    反应②    下列说法正确的是 A． B．催化时，反应②的速率大于反应① C．保持其他条件不变，升高温度，活化分子百分数不变 D．催化剂改变了该反应的焓变 【变式6-1】（25-26高二上·江苏苏州·月考）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 【变式6-2】（24-25高二下·江苏无锡·月考）下列说法正确的是 A．活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞 B．升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是降低了反应活化能 C．增大反应物浓度，可提高单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大 D．催化剂的加入能提高单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率 【变式6-3】（24-25高二上·江苏苏州·月考）下列关于化学反应速率的说法正确的是 ①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快 ②其他条件不变，温度越高化学反应速率越快 ③使用催化剂可改变反应的活化能，从而改变该反应的焓变 ④3mol/(L∙s)的反应速率一定比l mol/(L∙s)的反应速率大 ⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小容器体积)，可增加单位体积内活化分子数从而使反应速率增大 ⑥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 A．②⑥ B．②⑤ C．①②③⑤ D．①②④⑤ 题型07 化学反应速率图像 一、常见v-t图像分析方法 (1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势,看二者是同等程度的变化,还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化,可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。 (2)对于反应速率变化程度不相等的反应,要注意观察改变某个条件瞬间,正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律,加以筛选、验证、排除。 (3)改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时,可以从平衡移动方向讨论,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正)<v(逆)。 二、应用 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·江苏苏州·月考）一定条件下，溶液的酸碱性对光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列说法正确的是 A．在时，和时R的降解率相等 B．溶液酸性越强，R的降解速率越小 C．R的起始浓度不同，无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响 D．内，时R的降解速率为 【变式7-1】（24-25高二上·江苏启东·期初调研）如图为可逆反应：  的逆反应速率随时间变化情况。试根据图中曲线判断下列说法中不正确的是 A．时刻可能采取的措施是减小 B．时刻可能采取的措施是降温 C．时刻可能采取的措施是减小压强 D．时间段平衡向逆反应方向移动 【变式7-2】（24-25高二上·江苏·期中）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 【变式7-3】（23-24高二上·江苏南京·期中）紫外光照射时，在不同催化剂作用下，可将和转化为和，产量随光照时间的变化如图1所示。以为催化剂，可以将和直接转化成乙酸，催化剂的催化效率、乙酸的生成速率与温度的关系如图2所示。下列有关说法正确的是 A．由图1可知，0～15h内，的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ B．由图1可知，25～35h内，的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ C．由图2可知，250℃时催化剂的催化活性最高 D．由图2可知，乙酸的生成速率主要取决于温度的影响范围是100～250℃ 08 化学反应速率的综合应用 1.求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤： 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。 例如：反应　　　　mA　＋　nB　pC 起始浓度 a b c （mol|/L） 转化浓度 x （mol|/L） 某时刻浓度 a－x b－ c＋ （mol|/L） 2.计算中注意以下量关系： ①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻) ②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻) ③转化率＝×100% ④产率=（生成物的实际产量/生成物的理论产量）× 100% 【典例8】（24-25高二上·江苏·期中）某温度下，容器中发生反应，在内由变成(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A．反应速率关系： B．内， C．内，的转化率为 D．内，上述反应转移电子数目为 【变式8-1】（24-25高二上·江苏苏州·月考）  。一定条件下，将2mol X和2mol Y通入体积为2L的恒容密闭容器中，反应10s，测得生成0.5mol Z。下列说法正确的是 A．10s内，X的平均反应速率为 B．10s内，X和Y反应放出的热为 C．第10s时，Y的反应速率为 D．第10s时，X为1.5mol，Y的浓度为 【变式8-2】（25-26高二上·江苏·月考）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8-3】（23-24高二上·江苏海安·月考）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下： 时间段/ 产物Z的平均生成速率/ 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是 A．时，Z的浓度大于 B．时，加入，此时 C．时，Y的体积分数约为33.3% D．时，X的物质的量为 / 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 化学反应速率及其计算 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 控制变量法——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、活化能与碰撞理论 题型06 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 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 化学反应速率及其计算 1.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）化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，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； （4）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 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·江苏扬州·月考）室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系的温度保持不变)，5s内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是 A．5 s内：v(H2SO4)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．5 s内：v(Zn)＝0.002 mol·L－1·s－1 C．若药品足量，再消耗0.65 g Zn的时间超过5s D．可用长颈漏斗替换分液漏斗 【答案】C 【解析】A．溶液体积未知，不能计算硫酸的反应速率，A错误；B．锌为纯固体，浓度为定值，不能用单位时间内浓度的变化量来表示其反应速率，B错误；C．随着反应进行，硫酸浓度减小，反应速率减慢，则再消耗0.65 gZn(即0.01 mol)所用时间将变长，即超过5s，C正确；D．若用长颈漏斗替换分液漏斗，不方便控制反应进程，不能准确测量生成H2的体积，且若长颈漏斗下端未能形成液封，生成的H2会从漏斗上端逸出，所以不能用长颈漏斗替换分液漏斗，D错误；故选C。 【变式1-1】（25-26高二上·江苏苏州·月考）已知化学反应。下列反应速率关系中，正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据物质的反应速率之比等于化学计量数之比，v(W)：v(M)：v(X)：v(Z)=4：5：4：6，故D正确；故选：D。 【变式1-2】（24-25高二上·江苏苏州·月考）一定条件下，向恒容密闭容器中加入和，发生反应：；时，剩余，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内， C．当剩余时，反应时间为 D．其他条件相同，若起始时向容器中充入和，当剩余时，消耗时间小于 【答案】D 【分析】2min时，剩余2.4molB，并测得C的浓度为0.32mol/L，则C的物质的量为3.2mol，列三段式： 【解析】A．根据转化物质的量之比=化学计量数之比，则x=2，A错误；B．0～2 min内，v(A)==0.24mol/(L⋅min)，B错误；C．消耗1.6molB，需时2min，若按同等速率，消耗3.6molB，需时4.5min，且随着反应进行，反应物的浓度减小，反应速率减小，故剩余0.4 mol B，反应需要总时间必大于4 min，C错误；D．其他条件相同，缩小容器容积，反应物的浓度增大，反应速率加快，当剩余2.4 mol B时，消耗时间小于2min，D正确；答案选D。 【变式1-3】（25-26高二上·江苏苏州·月考）反应经一段时间后，的浓度增加了，在这段时间内用表示的反应速率为，则这段时间可能为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比，，，得到，则反应时间为；只有A选项时间间隔1s，故答案选A。 题型02 化学反应速率大小比较 定量法比较化学反应速率的大小 (1)归一法：按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【典例2】（25-26高二上·江苏·月考）在不同条件下，分别测得反应的速率如下，其中最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】为比较反应速率快慢，需将各选项的速率换算为用同一物质表示的相同单位下的速率，或换算为反应速率。此处统一换算为反应速率，单位为。 【解析】A．；B．；C．；D．； 比较可知，B的反应速率最快，故选B。 【变式2-1】（23-24高二上·江苏南京·月考）反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ①    ② ③        ④ 该反应进行的快慢顺序为 A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．②>①=④>③ D．①>④>②=③ 【答案】A 【解析】由反应速率之比等于化学计量数之比可知，四种条件下A物质的反应速率分别为①v(A)=0.45mol⋅L−1⋅min−1=0.0075mol⋅L−1⋅s−1、②v(A)= ==0.2mol⋅ L−1⋅s−1、③v(A)== 0.2mol⋅ L−1⋅s−1、④v(A)= =0.225mol⋅ L−1⋅s−1，则反应进行的快慢顺序为④>③=②>①，故选A。 【变式2-2】（23-24高二上·江苏南京·月考）在1L的容器中，用纯净的与100mL稀盐酸反应制取，反应生成的体积随时间的变化关系如图所示(的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 A．OE段表示的平均反应速率最快 B．OE、EF、FG三段中，EF段收集到的的量最多 C．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为 D．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 【答案】B 【解析】A．根据反应速率的定义，单位时间内反应生成的多或反应物消耗的多，则速率快。由于横坐标都是1个单位，EF段产生的CO2多，所以该段反应速率最快，不是OE段，A错误；B．由图可知，EF段收集到的的量最多为672mL-224mL=448mL，B正确；C．EF段产生的CO2共=0.02mol，由于反应中n(HCl)∶n(CO2)＝2∶1，所以该段消耗HCl＝0.04mol，时间为1min，所以用盐酸表示的EF段平均化学速率是，C错误；D．由于时间都是1min，所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比，即224∶(672-224)∶(784-672)＝2∶4∶1，D错误；故选B。 【变式2-3】（23-24高二上·江苏苏州·月考）关于反应，下列表示的反应速率最大的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】根据比值越大，速率越大进行分析。 【解析】A．；B．；C．；D．；由此可知，反应速率最大的为D；故选D。 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·江苏苏州·月考）实验室用块状大理石和盐酸制备。下列措施可使反应速率加快的是(每次仅改变一个条件) A．延长反应时间 B．将盐酸换成稀硫酸 C．将盐酸加水稀释 D．将大理石由块状换成粉末状 【答案】D 【解析】A．延长反应时间只是增加了反应进行的时长，并不会改变单位时间内反应物的浓度变化或接触面积等影响反应速率的因素，所以不能加快反应速率，A错误；B．若用稀硫酸代替稀盐酸，稀硫酸与大理石(主要成分碳酸钙)反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会覆盖在大理石表面，阻碍大理石与稀硫酸的进一步接触，从而使反应速率减慢，B错误；C．将盐酸加水稀释，会降低盐酸的浓度，在其他条件不变时，反应物浓度减小，单位体积内活化分子数减少，有效碰撞次数减少，反应速率会减慢，C错误；D．将大理石由块状换成粉末状，增大了大理石与盐酸的接触面积，接触面积越大，反应物分子之间的碰撞机会越多，有效碰撞频率增加，反应速率加快，D正确；故选D。 【变式3-1】（25-26高二上·江苏苏州·月考）反应在一个密闭容器中进行，下列措施可以使反应速率增大的是 ①移出部分；②升高温度；③体积不变，再通入；④缩小体积增大压强；⑤体积不变，再通入He；⑥压强不变，再通入He A．①②③⑥ B．①②③④ C．②③④⑤ D．②③④ 【答案】D 【分析】①移出部分会降低CO的浓度，使反应速率减慢，错误；②升高温度加快反应速率，正确；③体积不变，再通入，浓度增大，反应速率增大，正确；④缩小体积增大压强，反应速率增大，正确；⑤体积不变，再通入He，各物质浓度不变，反应速率不变，错误；⑥压强不变，再通入He，相当于减小压强，反应速率减慢，错误。 【解析】A．①移出部分，会降低反应速率，⑥压强不变，再通入He，相当于减小压强，反应速率减慢，A错误；B．①移出部分，会降低反应速率，B错误；C．⑤体积不变，再通入He，各物质浓度不变，反应速率不变，C错误；D．②升高温度、③增加CO₂浓度、④增大压强均能提高反应速率，D正确；故答案选D。 【变式3-2】（24-25高二上·江苏镇江·期中）一定温度下，一定量的稀硫酸与过量铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向稀硫酸中加入适量的 ①水②溶液③98%的硫酸④固体⑤溶液⑥溶液 A．①④⑥ B．①④⑤ C．①②④ D．①④⑤⑥ 【答案】B 【解析】①加水，稀硫酸浓度降低，反应速率减慢，但是硫酸物质的量不变，生成氢气总量不变，故①正确；②加入硝酸钠溶液，硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性，会与铁反应生成NO气体，不生成氢气，故②错误；③加入适量98%的硫酸，加快反应速率，影响生成氢气的总量，故③错误；④加入醋酸钠固体，醋酸钠与硫酸反应生成醋酸，溶液中氢离子浓度减小，反应速率减慢，但最终电离出的氢离子物质的量不变，生成氢气的总量不变，故④正确；⑤加入硫酸钾溶液，溶液中氢离子浓度降低，反应速率减慢，但硫酸最终电离出的氢离子物质的量不变，生成氢气总量不变，故⑤正确；⑥加入硫酸铜溶液，铁和硫酸铜溶液反应置换出铜，构成原电池加快反应速率，故⑥错误；故选B。 【变式3-3】（22-23高二上·江苏扬州·月考）某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法正确的是 A．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 B．其它条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 C．条件②，反应速率为0.012 mol·L-1·min-1 D．条件①，降冰片烯起始浓度为1.5mol·L-1时，半衰期为125min 【答案】B 【解析】A．曲线①③所用的催化剂浓度相等，但降冰片烯浓度不等，开始时降冰片烯的浓度曲线①是曲线③的2倍，完全消耗时所需时间曲线①是曲线③的2倍，两者反应速率相等，所以其他条件相同时，降冰片烯浓度与反应速率无关，A错误；B．从图中可知，①和②初始时降冰片烯的浓度相同，②催化剂浓度为①中的2倍，②降冰片烯反应速率为①中的2倍，则其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越快，B正确；C．从图中可知，条件②降冰片烯初始浓度为3mol/L，125min后降冰片烯浓度将为0，则其反应速率为，C错误；D．条件①降冰片烯起始浓度为3mol/L，降为1.5mol/L时用时125min，但是从1.5mol/L降低至0.75mol/L用时小于125min，则不能说其半衰期为125min，D错误；故答案选B。 题型04 控制变量法——实验探究外界因素对化学反应速率的影响 一、控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略 1.确定变量：理清影响实验探究结果的所有因素。 2.定多变一：在探究时，先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的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，否则无法作出正确判断。 二、应用 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】（24-25高二上·江苏扬州·期中）某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，(Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)，下列说法不正确的是 组号 反应温度/ ℃ 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL ① 10 2 0.1 1 0.4 3 ② 30 2 0.1 2 0.2 2 ③ 30 1 0.2 2 0.1 3 ④ 30 1 0.1 2 0.1 3 A．实验①②探究温度对反应速率的影响 B．实验②③探究H2SO4浓度对反应速率的影响 C．实验③完全反应需要t min，平均反应速率v(Na2S2O3)=mol/(L∙min) D．四组实验中实验④的反应速率一定最小 【答案】D 【分析】控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响时，只允许存在一个变量，所以分析实验时，需明确哪些外界条件相同，哪些外界条件不同。 【解析】A．实验①②中，虽然混合前Na2S2O3、H2SO4的浓度不同，但混合后二者的浓度分别对应相等，而两实验的温度不同，所以可用于探究温度对反应速率的影响，A正确；B．实验②③中，混合后温度相同，Na2S2O3的浓度相同，H2SO4的浓度不同，所以可用于探究H2SO4浓度对反应速率的影响，B正确；C．实验③完全反应需要t min，平均反应速率v(Na2S2O3)==mol/(L∙min)，C正确；D．四组实验中，虽然实验④的反应物浓度比实验①小，但温度比实验①高，无法比较反应④与反应①的速率大小，所以反应④的反应速率不一定最小，D不正确；故选D。 【变式4-1】（24-25高二上·江苏南通·月考）在催化剂存在下，和能同时发生两个平行反应，反应的热化学方程式如下： ①   ②   在恒压、反应物起始物质的量比条件下，相同反应时间测得的实验数据如下： 实验编号 催化剂 转化率(%) 甲醇产率(%) 1 543 催化剂a 12.3 5.2 2 543 催化剂b 10.9 7.9 3 553 催化剂a 15.3 6.0 4 553 催化剂b 12.0 8.6 下列有关说法正确的是 A．其他条件不变，升高温度反应①中转化为平衡转化率增大 B．相同温度下，选择催化剂a有利于转化为 C．反应①正反应的活化能：无催化剂>有催化剂b>有催化剂a D．其他条件不变，当时，测得不同压强下的平衡转化率几乎相等，说明620K时以反应②为主 【答案】D 【解析】A．反应①为放热反应，升高温度，其平衡逆向移动，CO2转化率降低，A错误；B．判断催化剂的影响，则应该把温度定下来，对比1、2组或3、4组，发现使用催化剂b时，甲醇产率相对催化剂a高，相同温度下，选择催化剂b有利于转化为，B错误；C．催化剂通过降低活化能加快反应速率，活化能下降越多，反应速率越快，对比发现，相同时间内，使用催化剂b甲醇产率更高，故使用催化剂b反应速率更快，即活化能更小，所以活化能顺序为：无催化剂>催化剂a>催化剂b，C错误；D．若以反应①为主，改变压强，反应①平衡会发生移动，CO2平衡转化率会发生明显变化；又因为压强对反应②平衡移动无影响，故CO2平衡转化率几乎不变，所以此时以反应②为主，D正确；故答案选D。 【变式4-2】（23-24高二上·江苏宿迁·月考）下列各组反应中(表中物质均为反应物，且金属的物质的量均为0.1 mol)，反应刚开始时放出H2的速率最大的是 选项 金属(粉末状) 酸 体积/mL 酸浓度/(mol·L−1) 反应温度/℃ A Mg 稀硝酸 10 6 60 B Mg 稀盐酸 10 3 60 C Fe 稀盐酸 10 3 60 D Mg 稀硫酸 10 3 60 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．Mg与硝酸反应不产生H2，A不符合题意；B．其它条件相同，3mol·L−1盐酸中c(H+)=3mol·L−1，c(H+)较小，因此反应速率慢，B不符合题意；C．其它条件相同，Fe的金属性比Mg弱，因此反应速率也慢，C不符合题意；D．温度相同，Mg的金属性比Fe强，且c(H+)=6mol·L−1，浓度最大，因此反应刚开始时放出H2的速率最大，D符合题意；答案选D。 【变式4-3】（24-25高二上·江苏苏州·月考）煤中无机硫主要以FeS2的形式存在，随着煤的燃烧会产生SO2污染环境，工业上用硫酸铁溶液浸泡煤可提高煤的品位。为探究硫酸铁溶液浸泡煤的影响因素，在不同条件下测得生成的Fe2+浓度随时间(hr：小时)的变化如下图所示： 实验序号 粒径相同且含相同FeS2的煤的质量/g 温度/℃ 硫酸铁溶液浓度/mol·L-1 pH ① 30 25 0.6 6 ② 30 25 0.9 6 ③ 30 30 0.9 6 ④ 30 30 0.9 5 已知：①用硫酸铁溶液浸泡煤会将FeS2转变为FeSO4；②FeS2可与硫酸发生反应：。 下列有关说法正确的是 A．pH越小，用硫酸铁溶液浸泡煤的除硫效果越好 B．实验④在0～0.3hr时间内Fe3+消耗的化学反应速率为1.5 mol·L-1·hr-1 C．硫酸铁溶液与FeS2反应的离子方程式为： D．由实验可得出浓度、温度、pH和颗粒大小均可影响该反应的化学反应速率和化学平衡 【答案】C 【分析】采用控制变量方法研究完结条件对燃煤中FeS2的去除的影响。Fe2(SO4)3具有强氧化性，会将FeS2中-1价S氧化为+6价，其本身被还原为Fe2+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为：，在酸性条件下FeS2会发生反应：，S与煤混在一起，不能很好去除S，同时反应产生的H2S会污染空气。根据反应速率的定义及用不同物质表示的反应速率时，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的关系分析解答。 【解析】A．溶液的pH越小，溶液中H+浓度就越大，H+与FeS2反应生成S与煤混在一起，从而没有达到除硫的效果，A错误；B．在0～0.3hr时间内Fe2+的化学反应速率为：v(Fe2+)==1.5 mol·L-1·hr-1，则根据反应方程式中物质反应转化关系可知Fe3+的消耗速率v(Fe2+)=×1.5 mol·L-1·hr-1=1.4 mol·L-1·hr-1，B错误；C．由题中信息知，硫酸铁溶液与FeS2反应生成FeSO4，故反应的离子方程式为：，C正确；D．由实验可知：浓度、温度、pH都可以影响化学反应速率，而不能从实验得出颗粒大小影响化学反应速率，从实验中也不能得出影响化学平衡的条件，D错误；故合理选项是C。 题型05 基元反应与过渡态、活化能与碰撞理论 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。 4、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 5、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。 【典例5】（24-25高二上·江苏苏州·期末）氨气是一种重要的含氮化合物，目前主要由和在高温高压和铁触媒催化作用下合成(哈伯-博施法)。主要来自煤炭的催化重整。揭示合成氨反应的机理，实现温和条件下制取氨气，一直是化学工作者孜孜以求的目标。研究表明，通入总物质的量一定的和，合成氨反应在催化剂上可能通过如图所示机理进行(*表示催化剂表面的吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)，其中步骤(ⅱ)是控制总反应速率的步骤。下列相关说法不正确的是 (i)N2(g)+*N2* (ii)N2*+*2N* (iii)H2(g)+*H2* (iv)H2*+*2H* (v)N*+H*NH*+* ()NH3*NH3(g)+* A．在步骤(ⅱ)中，有非极性共价键发生断裂 B．在步骤(ⅴ)中，与结合生成，同时释放出1个吸附位 C．步骤(ⅵ)对应的机理可能为 D．其他条件不变时，提高的含量一定能加快合成氨的速率 【答案】D 【解析】A．氮气分子中存在非极性共价键，在步骤(ⅱ)中，氮气分子的共价键断裂形成氮原子，即有非极性共价键发生断裂，A正确；B．步骤(v)：N*+H*NH*+*，即在步骤(ⅴ)中，与结合生成，同时释放出1个吸附位，B正确；C．根据题给反应机理可推断，步骤(ⅵ)对应的机理可能为NH*与结合生成，同时释放出1个吸附位，即可能为，C正确；D．因为步骤(ⅱ)是控制总反应速率的步骤，所以其他条件不变时，适当提高的含量能加快合成氨的速率，但若氮气的含量过高，导致氢气占有的催化剂活性中心过少，其分解产生的吸附在催化剂表面的氢原子也会过少，则合成氨的速率减小，所以其他条件不变时，提高的含量不一定能加快合成氨的速率，D错误；故选D。 【变式5-1】（24-25高二下·江苏徐州·期中）丙烷在催化剂表面催化脱氢的机理如下图所示。吸附在催化剂表面的粒子用*标注，表示过渡态，表示中间体。 下列说法正确的是 A．催化剂降低了该反应的活化能，但未改变活化分子的百分数 B．丙烷催化脱氢仅涉及键断裂和键形成 C．丙烷催化脱氢的总反应速率由②决定 D．改变催化剂可改变反应历程进而改变焓变 【答案】C 【解析】A．催化剂降低反应活化能，增大活化分子百分数，A错误；B．丙烷催化脱氢涉及C-H键断裂和C=C键与H-H键的形成，B错误；C．丙烷催化脱氢的总反应速率由活化能最大的步骤，即②决定，C正确；D．改变催化剂可改变反应历程但不能改变焓变（由反应物和生成物能量差决定），D错误；故答案为C。 【变式5-2】（24-25高二下·江苏南通·期中）催化剂GaN可催化直接加氢制二甲醚。在界面上的部分反应历程如图，其反应为；下列说法正确的是 A．中σ键和π键数目之比为 B．反应过程中碳原子的杂化方式未发生改变 C．的 D．图中的反应历程中，决速步骤为 【答案】D 【解析】A．存在碳氧双键、碳氧单键、碳氢单键，σ键和π键数目之比为，故A错误；B．CO2为sp杂化，为sp2杂化，所以反应过程中碳原子的杂化方式发生改变，故B错误；C．结合图像可知，的，故C错误；D．图中的反应历程中，的活化能最大，所以为决速步骤，故D正确；答案选D。 【变式5-3】（25-26高二上·江苏连云港·月考）中国学者在水煤气变换[  ]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的 C．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 D．缩小容器体积，过程Ⅱ的速率不影响 【答案】C 【解析】A. 过程Ⅰ通常为反应物在催化剂表面的吸附，吸附放热；过程Ⅲ为产物脱附，脱附是吸附的逆过程，吸热，故过程Ⅰ放热、过程Ⅲ吸热，A错误；B. 催化剂只能降低反应的活化能，不改变反应的焓变，B错误；C. 基元反应是一步完成的反应，根据碰撞理论，反应物分子必须发生碰撞（有效碰撞）才能发生反应，C正确；D. 缩小容器体积，气体浓度增大，过程Ⅱ涉及气体分子在催化剂表面的反应，浓度增大导致反应速率加快，D错误；故答案为：C。 题型06 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 一、活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 二、利用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 变化结果 条件变化 活化能 单位体积分子总数 活化分子百分数 单位体积活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 增大反应 物的浓度 不变 增多 不变 增多 增多 加快 增大气态反 应物的压强 不变 增多 不变 增多 增多 加快 升高反应 物的温度 不变 不变 增多 增多 增多 加快 使用 催化剂 降低 不变 增多 增多 增多 加快 相互关系 单位体积活化分子数＝单位体积分子总数×活化分子百分数 【典例6】（25-26高二上·江苏宿迁·月考）转化为的反应为   。在有、无催化剂条件下氧化成过程中能量的变化如图所示。、催化时，该反应机理： 反应①    反应②    下列说法正确的是 A． B．催化时，反应②的速率大于反应① C．保持其他条件不变，升高温度，活化分子百分数不变 D．催化剂改变了该反应的焓变 【答案】A 【解析】A．反应①为，SO2被氧化为SO3，反应物能量低于产物，该反应为吸热反应，，A正确；B．催化剂参与的反应中，总反应速率由慢反应决定。从能量图可知，V2O5催化时反应①的活化能（峰①）小于反应②（峰②），活化能越大反应速率越慢，故反应②为慢反应，反应①速率更快，即反应②的速率＜反应①，B错误；C．升高温度，分子能量增加，更多普通分子转化为活化分子，活化分子百分数增大，C错误；D．催化剂只能降低反应活化能，加快反应速率，不改变反应的焓变ΔH，D错误；故选A。 【变式6-1】（25-26高二上·江苏苏州·月考）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】A．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；B．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；C．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；D．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；故答案选A。 【变式6-2】（24-25高二下·江苏无锡·月考）下列说法正确的是 A．活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞 B．升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是降低了反应活化能 C．增大反应物浓度，可提高单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大 D．催化剂的加入能提高单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率 【答案】D 【解析】A．活化分子发生的碰撞不一定取向合适，因此不一定发生化学反应，不一定是有效碰撞，故A错误；B．升高温度能使化学反应速率增大，是提高了活化分子的百分含量，增加了有效碰撞次数，从而加快反应速率，并未降低活化能，故B错误；C．增大反应物浓度，可提高单位体积内活化分子的数目，不能提高活化分子百分数，故C错误；D．催化剂的加入能降低反应活化能，提高单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率，故D正确；故选：D。 【变式6-3】（24-25高二上·江苏苏州·月考）下列关于化学反应速率的说法正确的是 ①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快 ②其他条件不变，温度越高化学反应速率越快 ③使用催化剂可改变反应的活化能，从而改变该反应的焓变 ④3mol/(L∙s)的反应速率一定比l mol/(L∙s)的反应速率大 ⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小容器体积)，可增加单位体积内活化分子数从而使反应速率增大 ⑥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 A．②⑥ B．②⑤ C．①②③⑤ D．①②④⑤ 【答案】B 【解析】①恒温时，增大压强，如通入惰性气体导致压强增大，但参加反应气体的浓度不变，则化学反应速率不加快，故①错误；②其他条件不变，温度越高，活化分子含量增加，则化学反应速率越快，故②正确；③使用催化剂可改变反应速率，但不改变该反应过程中吸收或放出的热量，故③错误；④如在同一个反应,且计量数之比为3:1，则用不同物质表示反应速率,3mol⋅L−1⋅s−1的反应速率与1mol⋅L−1⋅s−1的反应速率可能相等，故④错误；⑤有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积)，浓度增大，导致增加单位体积内活化分子数增大，则反应速率增大，故⑤正确；⑥增大反应物浓度，活化分子的百分数不变，故⑥错误；故选B。 题型07 化学反应速率图像 一、常见v-t图像分析方法 (1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势,看二者是同等程度的变化,还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化,可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。 (2)对于反应速率变化程度不相等的反应,要注意观察改变某个条件瞬间,正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律,加以筛选、验证、排除。 (3)改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时,可以从平衡移动方向讨论,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正)<v(逆)。 二、应用 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·江苏苏州·月考）一定条件下，溶液的酸碱性对光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列说法正确的是 A．在时，和时R的降解率相等 B．溶液酸性越强，R的降解速率越小 C．R的起始浓度不同，无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响 D．内，时R的降解速率为 【答案】A 【解析】A．在时，pH＝2和pH＝7时反应物R都能完全反应，降解率都是100%，故A正确；B．由斜率可知pH越小降解速率越大，即溶液的酸性越强，R的降解速率越大，故B错误；C．同一pH条件下，R的起始浓度与降解速率的关系：曲线斜率增大，则降解速率越小，即R的起始浓度越小，降解速率越小，故C错误；D．20～25min之间，pH＝10时R的平均降解速率为，故D错误；答案选A。 【变式7-1】（24-25高二上·江苏启东·期初调研）如图为可逆反应：  的逆反应速率随时间变化情况。试根据图中曲线判断下列说法中不正确的是 A．时刻可能采取的措施是减小 B．时刻可能采取的措施是降温 C．时刻可能采取的措施是减小压强 D．时间段平衡向逆反应方向移动 【答案】D 【解析】A．由图可知，t3时刻v逆减小，且是在原来的基础上减小，是改变物质的浓度引起的，可能是减少c(D)，A正确；B．t5时刻，逆反应速率突然减小，可能是降低温度所致，B正确；C．t7时刻，逆反应速率减小，t7之后，逆反应速率不再改变，反应达平衡，反应为气体体积分数不变的反应，所以可能是减小压强所致，C错误；D．t5时刻，逆反应速率突然减小，之后在t5～t6时间段内，逆反应速率逐渐增大，说明平衡正向移动，D错误；故选D。 【变式7-2】（24-25高二上·江苏·期中）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。 【变式7-3】（23-24高二上·江苏南京·期中）紫外光照射时，在不同催化剂作用下，可将和转化为和，产量随光照时间的变化如图1所示。以为催化剂，可以将和直接转化成乙酸，催化剂的催化效率、乙酸的生成速率与温度的关系如图2所示。下列有关说法正确的是 A．由图1可知，0～15h内，的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ B．由图1可知，25～35h内，的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ C．由图2可知，250℃时催化剂的催化活性最高 D．由图2可知，乙酸的生成速率主要取决于温度的影响范围是100～250℃ 【答案】C 【解析】A．由图1可知，0～15h内，的产量从大到小的顺序为Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ，反应时间相同，则0～15h内，的平均生成速率从大到小的顺序为Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ，A错误；B．25～35h内，的产量从大到小的顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，反应时间相同，则25～35h内，的平均生成速率从大到小的顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，B错误；C．由图2可知，250℃时催化剂的催化活性最高，C正确；D．温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，在300℃时失去活性，故300℃后乙酸的生成速率升高是由温度升高导致的，故乙酸的生成速率主要取决于温度的影响范围是300～400℃，D错误；故答案为：C。 08 化学反应速率的综合应用 1.求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤： 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。 例如：反应　　　　mA　＋　nB　pC 起始浓度 a b c （mol|/L） 转化浓度 x （mol|/L） 某时刻浓度 a－x b－ c＋ （mol|/L） 2.计算中注意以下量关系： ①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻) ②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻) ③转化率＝×100% ④产率=（生成物的实际产量/生成物的理论产量）× 100% 【典例8】（24-25高二上·江苏·期中）某温度下，容器中发生反应，在内由变成(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A．反应速率关系： B．内， C．内，的转化率为 D．内，上述反应转移电子数目为 【答案】C 【解析】A．速率之比等于系数比，反应速率关系应为3v(NO)=2v(H2O)，而选项A中2v(NO)=3v(H2O)与化学计量数比例相反，A错误；B．NH3的速率为=0.04mol/(L·s)，O2的速率应为0.04×=0.05mol/(L·s)，B错误；C．NH3的转化率为×100%=80%，C正确；D．结合方程式可知，每摩尔氨气参加反应转移5mol电子，结合题中信息可知，该反应内生成0.8mol氨气，0.8mol NH3转移4mol电子，对应4×6.02×1023，D错误；故选C。 【变式8-1】（24-25高二上·江苏苏州·月考）  。一定条件下，将2mol X和2mol Y通入体积为2L的恒容密闭容器中，反应10s，测得生成0.5mol Z。下列说法正确的是 A．10s内，X的平均反应速率为 B．10s内，X和Y反应放出的热为 C．第10s时，Y的反应速率为 D．第10s时，X为1.5mol，Y的浓度为 【答案】B 【解析】A．X呈固态，不能用X表示平均反应速率，A项错误；B．10s内生成0.5molZ，根据反应X(s)+3Y(g)=Z(g) ∆H=-akJ/mol可知，反应放出的热为0.5akJ，B项正确；C．由题给数据，不能求Y的瞬时反应速率，只能计算10s内Y的平均反应速率v(Y)=3v(Z)=3×=0.075mol/(L∙s)，C项错误；D．10s内生成0.5molZ，则10s内消耗0.5molX和1.5molY，10s时X物质的量为2mol-0.5mol=1.5mol，Y的浓度为=0.25mol/L，D项错误；答案选B。 【变式8-2】（25-26高二上·江苏·月考）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】A．X是固体，不能用浓度变化表示反应速率，A错误；B．根据Z的反应速率为，Z和W的速率比为1:2，故，B错误；C．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；D．生成0.5 mol Z放热a kJ，所给方程式，D错误；故选C。 【变式8-3】（23-24高二上·江苏海安·月考）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下： 时间段/ 产物Z的平均生成速率/ 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是 A．时，Z的浓度大于 B．时，加入，此时 C．时，Y的体积分数约为33.3% D．时，X的物质的量为 【答案】B 【解析】A．反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则内Z的平均生成速率大于内的，故时，Z的浓度大于，A正确；B．时生成的Z的物质的量为，时生成的Z的物质的量为，故反应在时已达到平衡，设达到平衡时生了，列三段式： 根据，得，则Y的平衡浓度为，Z的平衡浓度为，平衡常数，时Y的浓度为，Z的浓度为，加入后Z的浓度变为，，反应正向进行，故，B错误；C．反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；D．由B项分析可知时反应处于平衡状态，此时生成Z为，则X的转化量为，初始X的物质的量为，剩余X的物质的量为，D正确；故答案选B。 / 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 $