6.2 化学反应的速率与限度【上好课】高一化学深度学习辅导讲义（人教版必修第二册）

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 要点 1 化学反应速率 化学反应速率 表示方法 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 公式 V== 单位 mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1 与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同， 但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量 数之比 如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶ v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 注：(1)固体或纯液体的浓度视为常数，一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。 (2)由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。 (3)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 要点 2 化学反应速率的计算 1.化学反应速率计算的4个方法 (1)定义式法：v＝。 (2)比例关系法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 注：同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 (3)三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 (4)依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2.化学反应速率计算的万能方法——三段式法 (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式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 （题目已知信息给出） 转化/(mol·L－1) x （变化量、转化率、反应速率、设未知数） t1/(mol·L－1) a－x b－ （计算得出、题目已知信息） 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 3.化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 要点 3 化学反应速率的大小比较 1.定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2.定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： (1)归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 (2)比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法 根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 要点 4 化学反应速率的测定 1.定性描述（根据实验现象） (1)观察产生气泡的快、慢； (2)观察试管中剩余锌粒的质量的多、少； (3)用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低 2.定量描述（根据实验测量，单位时间内） (1)测定气体的体积; (2)测定物质的物质的量的变化; (3)测定物质或离子的浓度变化; (4)测定体系的温度或测定反应的热量变化。 3.测量化学反应速率的常见方法 (1)量气法 (2)比色法 (3)电导法 (4)激光技术法 4.化学反应速率的测量——实验 (1)反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ (2)实验装置 (3)测量数据 ①单位时间内收集氢气的体积； ②收集相同体积氢气所需要的时间 ③有pH计测相同时间内pH变化，即△c(H＋)。 ④用传感器测△c(Zn2＋)变化。 ⑤测相同时间内△m(Zn)。 ⑥相同时间内恒容压强变化； ⑦相同时间内绝热容器中温度变化。 要点 5 影响化学反应速率的因素 1.影响化学反应速率的因素 (1)内因（包括组成、结构、性质等物质自身因素）：反应物本身的性质是主要因素。反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如在相同条件下卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2；镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。 (2)外因(其他条件不变，只改变一个条件) 注：1. 由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 2. 压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。 3. 改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。 4. 其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。 5. 稀有气体对有气体参与的反应速率的影响 ①恒温恒压 ②恒温恒容 要点 6 有效碰撞理论 1.活化分子、活化能、有效碰撞 (1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 (2)活化能：如图 图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能) (3)有效碰撞：基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，即活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 2.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 3.利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化 条件变化 微观因素变化 化学反应速率变化 活化分子百分数 单位体积内活化分子数目 有效碰撞 浓度 增大 不变 增加 增加 加快 压强 增大 不变 增加 增加 加快 温度 升高 增加 增加 增加 加快 催化剂 使用 增加 增加 增加 加快 要点 7 速率常数 速率方程 1.基元反应 (1)定义：基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应。 (2)基元反应过渡状态理论 基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到生成物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　　过渡态　　 　生成物 过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH (3)许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。例如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应： a.I2I＋I(快) b.H2＋2I===2HI(慢) 其中慢反应为整个反应的决速步骤。 (4)活化能与反应机理 使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示： E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。 (5)如图所示是两步完成的化学反应，分析并回答下列问题。 ①该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。 ②由A、B生成C的反应为吸(填“吸”或“放”，下同)热反应，由C生成D的反应为放热反应，总反应为放热反应。 ③第一步为慢(填“快”或“慢”，下同)反应，第二步为快反应，决定总反应快慢的是第一步反应。 2.速率方程 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。 对于反应：aA＋bB===gG＋hH 则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。 如：①SO2Cl2SO2＋Cl2　　 v＝k1c(SO2Cl2) ②2NO22NO＋O2 v＝k2c2(NO2) ③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO) 3.速率常数含义 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。 4.速率常数的影响因素 温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。 要点 8 可逆反应 1. 概念 在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 2. 特点 双向性 可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应 双同性 正、逆反应是在同一条件下，同时进行 共存性 反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存 3. 表示 在方程式中用“”表示。 要点 9 化学平衡 1.化学平衡的概念 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 2.化学平衡的建立 对于只加入反应物从正向建立的平衡： 以上过程可以用速率－时间图像表示如下 注：化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。 3.化学平衡的特征 4.化学平衡状态的判断 (1)判断方法分析 化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率之间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) 不一定平衡 ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 平衡 ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) 平衡 (2)动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 ②不同物质：速率之比等于化学计量数之比，必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 (3)静态标志：各种“量”不变 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变。 ②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。 ③压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 ④绝热容器中温度不变。 ⑤密度不变(注意容器中的气体质量和体积变化)。 ⑥平均相对分子质量不变(注意气体质量与气体物质的量变化)。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。 注：(1)化学平衡状态判断“三关注” 关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)不能作为“标志”的四种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 命题点 1 化学反应速率概念 典例1一定温度下反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)经2min B的浓度减少0.6mol•L-1，对此反应速率的表示正确的是 A.用A表示的反应速率是0.4mol•L-1•min-1 B.分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是1：2：3 C.2min末的反应速率v(B)=0.3mol•L-1•min-1 D.在2min内用B和C表示的正反应速率的值都是逐渐减小的 【答案】D 【解析】A．A是固体，不能表示反应速率，故A错误；B．反应速率之比是相应的化学计量数之比，则分别用B、C、D表示的反应速率比值是3：2：1，故B错误；C．经2min，B的浓度减少0.6mol/L，所以2min内用B表示的平均反应速率是＝0.3 mol·(L·min)-1，但2min末的反应速率是瞬时速率，故C错误；D．随反应进行反应物的浓度降低，反应速率减慢，生成物的浓度变化量逐渐减少，故2 min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小，故D正确。 故选D。 典例2一定条件下，向一恒容密闭容器中通入适量的NO和O2，发生反应：2NO+O2=N2O4，经历两步反应：①2NO+O2=2NO2；②2NO2=N2O4。反应体系中NO2、NO、N2O4的浓度(c)随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是 A.曲线a是随时间的变化曲线 B.时， C.时，的生成速率大于消耗速率 D.时， 【答案】D 【解析】A．NO2是中间产物，其浓度先增大，后减小，曲线a代表，A项错误；B．根据图像可知，时、的浓度相等，B项错误；C．时，浓度在减小，说明生成速率小于消耗速率，C项错误；D．根据氮元素守恒，时，完全消耗，则，D项正确. 故选D。 变式1一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应过程如图。下列说法不正确的是 A.t1 min时，正、逆反应速率相等 B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系 C.0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.011 25 mol·L－1·min－1 D.10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.002 5 mol·L－1·min－1 【答案】A 【解析】t1 min时，反应没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错误；根据图像可知，在0～8 min内，X增加了0.6 mol，Y减少了0.9 mol，X、Y变化的物质的量之比为2∶3，则X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系，Y曲线表示H2的物质的量随时间的变化关系，B项正确；0～8 min，v(H2)＝＝0.011 25 mol·L－1·min－1，C项正确；10～12 min，v(NH3)＝＝0.005 mol·L－1·min－1，v(N2)＝＝0.002 5 mol·L－1·min－1，D项正确。 故选A。 命题点 2 化学反应速率的计算 典例1一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示： 下列描述正确的是 A.反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B.反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C.反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0 % D.反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g) 【答案】C 【解析】反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为v(Z)＝＝0.079 mol·L－1·s－1，故A错误；反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了＝0.395 mol·L－1，故B错误；反应开始到10 s时，Y的转化率为×100%＝79%，故C正确；由题意知，反应为可逆反应，0～10 s内，X、Y的物质的量都变化了0.79 mol，Z的物质的量变化了1.58 mol，则反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，故D错误。 故选C。 典例2对于化学反应：3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系正确的是 A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X) 【答案】C 【解析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，则根据化学方程式3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)可知，v(W)∶v(Z)＝3∶3＝1∶1，A错误；v(X)∶v(Z)＝2∶3，B错误；v(X)∶v(Y)＝2∶4＝1∶2，C正确；v(W)∶v(X)＝3∶2，D错误。 故选C。 典例3温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。 【答案】30 【解析】由单位可知v＝＝30 mL·g－1·min－1。 变式1作为一种绿色消毒剂，H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应：H2O2(l)===H2O(l)＋ O2(g)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 　K＝2.88×1020。向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2＋的溶液，即有气泡快速逸出，反应中Mn2＋起________作用。某组实验数据如下： t/min 0 10 20 30 40 50 c(H2O2)/ (mol ·L－1) 0.70 0.49 0.35 0.25 0.17 0.12 0～30 min内O2的平均速率v＝________ mol ·L－1·min－1。 【答案】催化　0.0075 【解析】向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2＋的溶液，即有气泡快速逸出，说明Mn2＋的加入加快了双氧水的分解速率，但Mn2＋本身没有发生任何变化，故Mn2＋起到了催化作用；起始时双氧水的浓度为0.70 mol ·L－1,30 min时双氧水的浓度为0.25 mol ·L－1，其浓度变化量Δc＝0.70 mol ·L－1－0.25 mol ·L－1＝0.45 mol ·L－1，则这段时间内双氧水的反应速率 v＝＝＝0.015 mol·L－1·min－1，根据速率之比等于化学计量数之比，氧气的平均反应速率为0.0075 mol·L－1·min－1。 变式2工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中的部分数据见下表： 反应时间/min SO2(g) /mol O2(g) /mol SO3(g) /mol 0 4 2 0 5 1.5 10 2 15 1 若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝________ kPa·min－1。 【答案】 【解析】列出三段式 　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 初始/mol 　　4　　　2 　　　0 转化/mol　　　2　　　1　　　　2 10 min时/mol　2　　　1　　　　2 恒温恒容下，气体总压之比等于气体物质的量之比，所以10 min时体系总压p10 min满足＝，即p10 min＝p0 kPa，p初始(SO2)＝p0 kPa，p10 min(SO2)＝p0 kPa×＝p0 kPa，故v(SO2)＝＝ kPa·min－1。 命题点 3 化学反应速率的大小比较 典例1已知反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 ⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 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：②v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 mol·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1；⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，故反应的快慢为③>①>②>⑤>④。 变式1对于可逆反应，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． B． C． D． 【答案】B 【分析】速率比等于化学计量数比，都转化为用A物质表示的反应速率，速率的单位都用mol/(L·min)，然后进行比较。 【解析】A．；B．v(A)=v(B)= ×1.5 mol⋅L−1⋅min−1=1.0 mol⋅L−1⋅min−1；C．v(A)= v(D)=0.8 mol⋅L−1⋅min−1；D．v(A)=v(C)=×0.1 mol⋅L−1⋅min−1=0.05mol⋅L−1⋅min−1；可见反应速率最大的是1mol⋅L−1⋅min−1. 故选B。 命题点 4 化学反应速率的测定 典例1某小组利用硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应：，探究反应条件对速率的影响，下列有关说法正确的是 选项 反应温度/℃ 溶液 稀 ① 25 10 0.1 10 0.1 0 ② 25 5 0.1 10 0.1 x ③ 50 10 0.1 5 0.2 5 ④ 50 10 0.1 10 0.1 0 A.可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢 B.①④探究温度对速率的影响，实验时将溶液混合后置于相应温度的水浴中 C.①③两组实验可探究硫酸浓度对反应速率的影响 D.，②③两组实验可探究浓度对反应速率的影响 【答案】A 【解析】A．该反应生成S沉淀和二氧化硫气体，可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢，故A正确；B．①④探究温度对速率的影响，实验时将、硫酸置于相应温度的水浴中，然后将硫酸迅速倒入溶液，故B错误；C．①③两组实验，混合后硫酸浓度相等，温度不同，①③两组实验探究温度对反应速率的影响，故C错误；D．②③两组实验，温度不同，混合后浓度相等，可探究温度对反应速率的影响，故D错误。 故选A。 变式1实验小组探究溶液与溶液的反应及其速率，实验过程和现象如表。已知： i、具有强氧化性，能完全电离，易被还原为； ii、淀粉检测的灵敏度很高，遇低浓度的即可快速变蓝： iii、可与发生反应：。 编号 1-1 1-2 实验操作 现象 无明显现象 溶液立即变蓝 (1)实验1-1的目的是 。 (2)与反应的离子方程式为 。 为了研究与反应的速率，小组同学分别向两支试管中依次加入下列试剂，并记录变色时间，如表。 编号 溶液 溶液 蒸馏水 的淀粉溶液/滴 溶液 变色时间/s 2-1 2 0 2.8 2 0.2 立即 2-2 2 0.8 0.2 2 0 30 (3)实验2-1不能用于测定与KI反应的速率，原因除变色时间过短外还有 。 (4)加入溶液后溶液变蓝的时间明显增长，甲同学对此提出两种猜想。 猜想1：先与反应，使降低； 猜想2：先与反应，___________。 ①甲同学提出猜想1的依据：由信息iii推测，的还原性 (填“强于”或“弱于”)的。 ②乙同学根据现有数据证明猜想1不成立，理由是 。 ③补全猜想2： 。 (5)查阅文献表明猜想2成立。根据实验2-2的数据，计算内的平均反应速率 (写出计算式)。 【答案】(1)做对照，排出氧化的干扰 (2) (3)无时，生成少量后淀粉即变蓝，无法确定与反应的浓度变化 (4)①强于 ②实验2-2与完全反应后的溶液中，仍高于2-1中起始，溶液应立即变蓝 ③生成的与迅速反应，待消耗完，继续生成时，淀粉才变蓝 (5) 【解析】（1）空气中的氧气也可能将I-氧化为I2，所以实验1-1的目的是做对照，排出氧化的干扰。 （2）与反应生成和I2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 （3）无时，生成少量后淀粉即变蓝，无法确定与反应的浓度变化，则实验2-1不能用于测定与KI反应的速率。 （4）①已知可与发生反应：，该反应中I2为氧化剂，是还原剂，I-是还原产物，根据氧化还原反应的规律可知，的还原性强于KI； ②实验2-2与完全反应后的溶液中，仍高于2-1中起始，溶液应立即变蓝，乙同学根据现有数据证明猜想1不成立； ③已知I2可与发生反应：，则加入溶液后溶液变蓝的时间明显增长的原因可能是：先与反应，生成的与迅速反应，待消耗完，继续生成时，淀粉才变蓝。 （5）先与反应，与迅速反应，由方程式和可知n()=n()=，则。 命题点 5 影响化学反应速率的因素 典例1下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。 ①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸 ③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强 ④2SO2＋O22SO3　ΔH<0，升高温度 ⑤Na与水反应时，增大水的用量 ⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2 ⑦H2与Cl2混合后光照 【答案】①④⑥⑦ 典例2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，下列说法错误的是 A.其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 B.其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 C.条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1 D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min 【答案】B 【解析】由图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间越短，故反应速率越大，A项正确；由图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯的浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B项错误；条件①，反应速率为v＝＝＝0.012 mol·L－1·min－1，C项正确。 故选B。 典例3把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1盐酸的烧杯中，该铝片与盐酸反应生成氢气的速率v与反应时间t可用如图的坐标曲线来表示。 回答下列问题： (1)O→a段不生成氢气的原因是__________________________________________________________。 (2)b→c段生成氢气的速率增加较快的主要原因可能是__________________________________________。 (3)t＞c时生成氢气的速率降低的主要原因是___________________________________________________。 【答案】(1)铝的表面有一层致密的Al2O3薄膜，能与H＋反应得到盐和水，无氢气放出 (2)反应放热，溶液温度升高，反应速率加快(或反应产生的铝离子是该反应的催化剂) (3)随着反应的进行，溶液中氢离子的浓度逐渐降低 典例4汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]： Ⅰ.NO＋Pt(s)===NO* Ⅱ.CO＋Pt(s)===CO* Ⅲ.NO*===N*＋O* Ⅳ.CO*＋O*===CO2＋Pt(s) Ⅴ.N*＋ N*===N2＋Pt(s) Ⅵ.NO*＋N*===N2O＋Pt(s) 经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T变化关系如图1和图2所示。 (1)图1中温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是______________________________。 (2)图2中T2 ℃时反应Ⅴ的活化能________(填“<”“>”或“＝”)反应Ⅵ的活化能；T3 ℃时发生的主要反应为________(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。 【答案】(1)温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快　(2)>　Ⅳ 【解析】(1)由图1可知，温度升高，反应物的消耗量增大，说明催化剂的活性增强，反应速率加快。 (2)由图2可知，T2 ℃时，N2的浓度小于N2O的浓度，说明反应Ⅴ的反应速率小于反应Ⅵ的反应速率，则反应Ⅴ的活化能大于反应Ⅵ的活化能；T3 ℃时，生成物二氧化碳的浓度最大，说明发生的主要反应为反应Ⅳ。 变式1一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。 (1)缩小体积使压强增大：__________，原因是___________________________________________________。 (2)恒容充入N2：_________________。 (3)恒容充入He：__________，原因是__________________________________________________________。 (4)恒压充入He：________________。 【答案】(1)增大　单位体积内，活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多　(2)增大　(3)不变　单位体积内活化分子数不变　(4)减小 变式2探究影响H2O2分解速率的影响因素，实验方案如图。 下列说法不正确的是 A.对比①②，可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响 B.对比②③④，可探究温度对H2O2分解速率的影响 C.H2O2是直线形的非极性分子 D.H2O2易溶于水，主要是由于H2O2与H2O分子之间能形成氢键 【答案】C 【解析】A．实验②是在实验①的溶液中加入催化剂FeCl3，与实验①做对比实验，可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响，A正确；B．实验②是参照，③、④相当于在②的基础上升高和降低温度，可探究温度对H2O2分解速率的影响，B正确；C．H2O2的分子结构为，分子结构不对称，为极性分子，C不正确；D．H2O2为极性分子，水也为极性分子，H2O2易溶于水，满足相似相溶原理，更主要是H2O2与H2O分子之间能形成氢键，D正确. 故选C。 命题点 6 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 典例1为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是 A.pH越小，氧化率越小 B.温度越高，氧化率越小 C.Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D.实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率 【答案】D 【解析】由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。 故选D。 变式1已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)： 编号 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min Ⅰ 2 2 0 20 2.1 Ⅱ V1 2 1 20 5.5 Ⅲ V2 2 0 50 0.5 下列说法不正确的是(　　) A.V1＝1，V2＝2 B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响 C.实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束 D.实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1 【答案】C 【解析】实验Ⅰ和实验Ⅱ反应温度相同，实验Ⅱ中加入了1 mL水，根据控制变量法的原则，溶液总体积应保持不变，因而V1＝1，类比分析可得V2＝2，A正确；实验Ⅰ、Ⅲ的温度不同，其他条件相同，因而设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，B正确；酸性KMnO4溶液呈紫红色，由表中数据可知，草酸溶液过量，KMnO4可反应完全，因而可以用颜色变化来判断反应终点，即实验计时是从溶液混合开始，溶液紫红色刚好褪去时结束，C错误；根据实验Ⅲ中有关数据可知，Δc(KMnO4)＝＝0.005 mol·L－1，v(KMnO4)＝＝＝0.01 mol·L－1·min－1，D正确。 故选C。 命题点 7 有效碰撞理论 典例1下列说法正确的是 ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应　②普通分子有时也能发生有效碰撞　③升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的有效碰撞次数　④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多　⑤使用催化剂能提高反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大　⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 A．①②⑤ B．③④⑥ C．③④⑤⑥ D．②③④ 【答案】B 【解析】①活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞，不一定发生化学反应，错误；②普通分子间的碰撞，达不到反应所需的能量，不能发生化学反应，错误；⑤使用催化剂能提高反应速率，原因是降低了活化能，使有效碰撞次数增多，错误；⑥化学反应的实质与化学键有关，活化分子有合适取向时的有效碰撞一定发生化学反应，为化学反应的前提，正确。 故选B。 典例2某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)　ΔH>0, 下列叙述正确的是 A.加入少量W，逆反应速率增大 B.升高温度，正反应和逆反应速率都增大 C.在容器中加入氦气，压强增大，反应速率增大 D.将容器的体积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增大 【答案】B 【解析】升温，正、逆反应速率均增大，B正确；体积一定时加入氦气，物质的量浓度不变，不影响反应速率，C错误；压缩体积，单位体积内的活化分子数增大，但活化分子百分数不变，D错误。 故选B。 变式1工业上在催化作用下生产的反应为　，该反应可看作两步：①(快)；②(慢)。下列说法正确的是 A.该反应活化能为 B.减小的浓度能降低的生成速率 C.的存在使有效碰撞次数增加，降低了该反应的焓变 D.①的活化能一定大于②的活化能 【答案】B 【解析】A．=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198kJ/mol，所以逆反应的活化能大于198kJ/mol，故A错误；B．慢反应是决速步，是慢反应的反应物，减小的浓度会降低正反应速率，降低的生成速率，故B正确；C．是催化剂，催化剂不能改变反应的焓变，故C错误；D．反应①是快反应，反应②是慢反应，活化能越小反应越快，①的活化能小于②的活化能，故D错误。 故选B。 命题点 8 催化剂、活化能与转化效率的关系 典例1甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(“·”表示电子)： ①Cl22Cl·(慢反应) ②CH4＋Cl·―→·CH3＋HCl(快反应) ③·CH3＋Cl2―→CH3Cl＋Cl·(快反应) ④·CH3＋Cl·―→CH3Cl(快反应) 已知在一个分步反应中，较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是 A.上述过程的总反应方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl B.光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快 C.反应②～④都是由微粒通过碰撞而发生的反应 D.反应①是释放能量的反应 【答案】D 【解析】由反应历程可知，甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，则总反应方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，故A正确；光照的主要作用是破坏氯气分子中的共价键，形成氯原子，促进反应①的进行从而使总反应速率加快，故B正确；由反应历程可知，反应②～④都是由微粒通过有效碰撞而发生的反应，故C正确；反应①是破坏氯气分子中的共价键形成氯原子的过程，应吸收能量，故D错误。 故选D。 典例2利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下，其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注，过渡态均用TS表示，下列说法中错误的是 A.选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.95eV B.选用催化剂乙时，相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程 C.为吸热反应 D. 若只从平均反应速率快慢角度考虑，生产中适宜选用催化剂乙 【答案】A 【解析】A．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，由图可知，选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.29eV，A项错误；B．由图可知，选用催化剂乙时，相对能量从的过程为正丁烷的在催化剂表面的吸附过程，B项正确；C．生成物能量高于反应物的能量，则为吸热反应，C项正确；D．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，若只从平均反应速率快慢角度考虑，生产中适宜选用催化剂乙，其反应历程中活化能较小，D项正确。 故选A。 变式1对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程： 第一步　N2O5―→NO2＋NO3　快速平衡 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2　慢反应 第三步　NO＋NO3―→2NO2　快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是 A.v(第一步的逆反应)<v(第二步反应) B.反应的中间产物只有NO3 C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高 【答案】C 【解析】第一步反应快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的反应速率，A错误；反应的中间产物除NO3外还有NO，B错误；有效碰撞才能发生化学反应，第二步反应慢，说明仅部分碰撞有效，C正确；第三步反应快，说明反应活化能较低，D错误。 故选C。 变式2我国某科研团队开发催化剂用于光热催化CO2加氢制CH4。其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。CH4的选择性等于CH4的物质的量与CO2转化的物质的量之比。下列叙述正确的是 A.在历程中能垒最大为 B.该反应历程中，的选择性为100% C.催化剂表面上、CO脱附都会放出能量 D.反应历程中有极性键的断裂与形成 【答案】D 【解析】A．由图可知，在历程中能垒最大的是的能垒为0.77eV，故A错误；B．CO2加氢生成了副产物CO、CH3OH、CH4的选择性小于100%，B项错误；C．由图可知，是脱附过程，需要吸收能量，C项错误；D．反应历程中过程中有极性键的断裂，过程中有极性键的生成，故D正确。 故选D。 命题点 8 速率常数、速率方程 典例1已知的速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下： t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 0.100 0.080 0.040 0.020 0 下列说法正确的是 A.， B. min时， C.相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率 D.保持其他条件不变，若起始浓度为0.200 mol·L，当浓度减至一半时共耗时50 min 【答案】D 【分析】根据表中数据分析，该反应的速率始终不变，的消耗是匀速的，说明反应速率与无关，故速率方程中n=0； 【解析】A．由分析可知，n=0，与浓度无关，为匀速反应，每10min一氧化二氮浓度减小0.02，则，A错误；B．由分析可知，n=0，与浓度无关，为匀速反应，t=10min时瞬时速率等于平均速率==≠，B错误；C．速率方程中n=0，反应速率与的浓度无关，C错误；D．保持其他条件不变，该反应的反应速率不变，即为，若起始浓度，减至一半时所耗时间为=50min，D正确。 故选D。 变式1某反应的速率方程为，其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示： 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 0.200 下列说法正确的是 A.该反应的速率方程中的 B.该反应的速率常数 C.表格中的，， D.在过量的B存在时，反应掉的所需的时间是 【答案】D 【解析】A．当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应速率常数k保持不变，第二组数据和第四组数据中，两组的相同、v相同，解得，将第一组数据和第二组数据代入速率方程，得，可知，故A错误；B．由A项分析可知，该反应的速率方程为，将第一组数据代入速率方程，可得速率常数，故B错误；C．将第六组数据代入速率方程，可得，解得，将第三组数据代入速率方程，可得，将第五组数据代入速率方程，可得，故C错误；D．半衰期，设起始时反应物A为，在过量的B存在时，反应掉93.75%的A需经历4个半衰期：起始，所需的时间为，故D正确。 故选D。 命题点 9 可逆反应 典例1中国古籍中蕴含着丰富的化学知识，晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应，如：①“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”；②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。下列叙述中错误的是 A．①中描述的是可逆反应 B．②中发生了置换反应 C．“成丹砂”发生了化合反应 D．水银与“曾青”不发生反应 【答案】A 【解析】A．①“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”涉及的反应为HgSHg+S、Hg+S=HgS，两个反应的条件不相同，不是可逆反应，A项错误；B．②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”中发生的反应为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，该反应为置换反应，B项正确；C．“成丹砂”为Hg与S发生化合反应生成HgS，C项正确；D．在金属活动性顺序表中Hg排在Cu的后面，水银与“曾青”（CuSO4）不发生反应，D项正确。 故选A。 典例2一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是 A.c1：c2=3：1 B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1 【答案】D 【解析】A．根据物质反应消耗的浓度比等于化学方程式中化学计量数的比，反应消耗X的浓度是x mol/L，则会消耗Y浓度为3x mol/L，故c1、c2=(0.1+x) mol/L：(0.3+3x) mol/L=1：3，A错误；B．平衡时，正、逆反应速率相等，则Y和Z的生成速率之比为3：2，B错误；C．反应前后X、Y气体的浓度比相同符合反应系数之比，所以达到平衡状态时，转化率相同，C错误；D．若反应向正反应进行到达平衡，X、Y的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，Z浓度为0，则反应开始时c1(X)=(0.1+0.04) mol/L=0.14 mol/L；若反应从逆反应方向开始，Z的浓度最大，X、Y浓度最小，由于X、Y反应消耗关系是1：3，剩余浓度比是1：3，则X的起始浓度为0 mol/L。但由于X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，所以c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1，D正确。 故选D。 变式1在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.4 mol·L－1，当反应达到平衡时，不可能存在的是 A.c(X)＝0.5 mol·L－1 B.c(Y)＋c(X)＝0.5 mol·L－1 C.c(Y)＋c(Z)＝1.05 mol·L－1 D.c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 mol·L－1 【答案】C 【解析】不确定下一时刻反应进行的方向，因此需要考虑反应进行的方向并结合极限思想解答。若该时刻后反应正向进行且Y全部转化为Z，则 　　　　　　　　2X(g)＋Y(g)2Z(g) 某时刻/(mol·L－1) 0.3　　　0.1　　0.4 转化/(mol·L－1) 0.2　　　0.1　　0.2 平衡/(mol·L－1) 0.1　　　0　　　0.6 若反应逆向进行，且Z全部转化为X和Y，则 　　　　　　　　2X(g)＋Y(g)2Z(g) 某时刻/(mol·L－1)　0.3　　0.1　　0.4 转化/(mol·L－1)　　0.4　　0.2　　0.4 平衡/(mol·L－1)　　0.7　　0.3　　0 平衡时0.1 mol·L－1＜c(X)＜0.7 mol·L－1，可能等于0.5 mol·L－1，故A不选；平衡时0.1 mol·L－1＜c(Y)＋c(X)＜1.0 mol·L－1，c(Y)＋c(X)可能等于0.5 mol·L－1，故B不选；平衡时0.3 mol·L－1＜c(Y)＋c(Z)＜0.6 mol·L－1，不可能等于1.05 mol·L－1，故C选；平衡时0.7 mol·L－1＜c(X)＋c(Y)＋c(Z)＜1.0 mol·L－1,0.75 mol·L－1介于0.7 mol·L－1和1.0 mol·L－1之间，故D不选。 故选C。 命题点 9 化学平衡状态的判断 典例1在两个恒容密闭容器中进行下列两个可逆反应：（甲）C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）；（乙）CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）。现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变　②恒温时，气体压强不再改变　③各气体组分浓度相等　④断裂氢氧键的速率为断裂氢氢键速率的2倍　⑤混合气体的密度不变　⑥单位时间内，消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比为9∶1　⑦同一时间内，水蒸气消耗的物质的量等于氢气消耗的物质的量。其中能表明（甲）、（乙）容器中反应都达到平衡状态的是（　　） A．①②⑤ B．③④⑥ C．①⑥⑦ D．④⑦ 【答案】D 【解析】①(乙)容器气体的质量、物质的量不变，混合气体平均相对分子质量不变，故①不能表明（乙）容器中反应达到平衡状态；②恒温时，(乙)容器气体的物质的量不变，气体压强不变，故②不能表明（乙）容器中反应达到平衡状态；③各气体组分浓度相等与平衡状态之间没有一定关系，故③不能表明（甲）、（乙）容器中反应都达到平衡状态；④水分子含有两个氢氧键，氢分子含有一个氢氢键，断裂氢氧键的速率为断裂氢氢键速率的2倍，说明水的消耗速率等于氢气的消耗速率，正反应速率等于逆反应速率，故④能表明（甲）、（乙）容器中反应都达到平衡状态；⑤(乙)容器气体的质量、体积不变，混合气体密度不变，故⑤不能表明（乙）容器中反应达到平衡状态；⑥单位时间内，消耗水蒸气的物质的量等于生成氢气的物质的量，都是正反应速率，故⑥不能表明（甲）、（乙）容器中反应都达到平衡状态；⑦同一时间内，水蒸气消耗的物质的量等于氢气消耗的物质的量，正反应速率等于逆反应速率，故⑦能表明（甲）、（乙）容器中反应都达到平衡状态。 故选D。 变式1在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是______________(填序号，下同)。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是______________。 (3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是________________________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是______________。 (5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是______________。 (6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是______________。 若上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ (7)__________________。(8)__________________。 (9)__________________。(10)__________________。 【答案】(1)①③④⑦　 (2)⑤⑦　 (3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③　 (6)②④⑦ 　(7)②③④⑦ 　(8)⑤⑦　 (9)②③④⑤⑦ (10)②③④⑦ 点拨 1 化学反应速率概念 1.化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 2.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。 3.不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。 点拨 2 化学反应速率的计算 1.定义式法：v＝。 2.比例关系法：化学反应速率之比等于化学计量数之比。 3.三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 4.依据图像求反应速率。 点拨 3 化学反应速率大小比较 1.归一法 按照化学计量数关系换算为同一物质、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表示的化学反应速率比用B表示的大。 点拨 4 多因素影响下的速率图像分析 1．常考影响化学反应速率的因素：浓度、温度、压强、催化剂的活性、接触面积、原电池原理、副反应等。 2．随着时间的推移，反应物浓度减小，反应速率减小。 3．绝大多数催化剂都有活性温度范围，温度太低时，催化剂的活性很小，反应速率很慢，随温度升高，反应速率逐渐增大，物质转化率增大，温度过高又会破坏催化剂的活性。 4．速率图像分析的一般方法 (1) 看清关键点：起点、终点和变化点。 (2) 看清变化趋势。 (3) 综合分析反应原理，如有的反应放热造成温度升高，反应速率加快；有的反应生成的金属与原金属形成原电池，反应速率加快；有的反应物浓度减小，反应速率减慢；有的反应生成物中有催化剂，反应速率加快；有的反应温度过高，造成催化剂失去活性，反应速率减慢等。 点拨 5 外界因素对化学反应速率影响的5大误区 1.误认为随着化学反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定，因为反应速率不仅受浓度影响，而且受温度影响，一般会先增大后减小。 2.误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。 3.误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。 4.误认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行，若充入氦气(或不参与反应的气体)，压强增大，但参与反应的各物质的浓度不变，反应速率不变；若反应在密闭容积可变的容器中进行，充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变，容器体积增大，各组分浓度减小，反应速率减小。 5.误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为对于放热反应，升温时，逆反应速率增大，而正反应速率减小。其实不然，温度升高，正、逆反应速率都增大，只是吸热反应方向速率增大程度大；同理，降温会使吸热反应方向速率减小程度大。 点拨 6 ‘控制变量法’题目的解题思路 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。 点拨 7 催化剂、活化能与H的关系 1.活化能与ΔH的关系：正、逆反应活化能的差值就是反应的焓变，可表示为ΔH＝E(正)－E(逆)。 2.活化能与化学反应速率的关系：活化能越大，化学反应速率越小。 3.催化剂与活化能、ΔH的关系：催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应的ΔH。 点拨 8 化学平衡状态判断 1.“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。 注：同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。 2.“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。 3.反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 4.恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 5.全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 6.全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 ◆能力强化练 1.在温度不变的条件下，在恒容的容器中进行下列反应：N2O4(g)2NO2(g)，若N2O4的浓度由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1需要15 s，那么N2O4的浓度由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间(　　) A．等于5 s B．等于10 s C．小于10 s D．大于10 s 【答案】D 【解析】N2O4的浓度由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1需要15 s，即N2O4的浓度变化量为0.03 mol·L－1，N2O4的浓度由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1，即N2O4的浓度变化量为0.02 mol·L－1，若反应速率不变，则所需时间为15 s×＝10 s，但随着浓度的减小，反应速率逐渐减小，故所需时间大于10 s。 故选D。 2.在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则 A.无催化剂时，反应不能进行 B.与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D.使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1 【答案】D 【解析】由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物的浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，反应速率大，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，故B错误；由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0～2 min 内Y的浓度变化了2.0 mol·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·L－1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，故C错误；使用催化剂Ⅰ时，在0～2 min内，Y的浓度变化了4.0 mol·L－1，则v(Y)＝＝2.0 mol·L－1·min－1，v(X)＝v(Y)＝×2.0 mol·L－1·min－1＝1.0 mol·L－1·min－1，故D正确。 故选D。 3.如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是 A.a与b相比，b的活化能更高 B.反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C.a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D.a与b相比，a的反应速率更快 【答案】B 【解析】a的活化能更高，A错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，C错误；a与b相比，b的活化能更小，b的反应速率更快，D错误。 故选B。 4.一定条件下，酸性溶液与发生反应，(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是 A.(Ⅲ)不能氧化 B.随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小 C.该条件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存 D.总反应为： 【答案】C 【分析】开始一段时间（大约13min前）随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0，Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(Ⅲ)，同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗；后来（大约13min后）随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少，Mn(Ⅱ)的浓度增大； 【解析】A．由图像可知，随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A项错误；B．随着反应物浓度的减小，到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13min后反应速率会增大，B项错误；C．由图像可知，Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存，C项正确；D．H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留，总反应为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，D项错误。 答案选C。 5.探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示： 编号 温度/℃ 催化剂/g 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间/min 体积/mL 浓度/(mol·L－1) 体积/mL 浓度/(mol·L－1) 1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7 2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a 3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7 4 25 0 4 0.01 8 0.2 b 下列说法不正确的是 A.a<12.7，b>6.7 B.可通过比较收集相同体积的CO2所消耗的时间来判断反应速率的快慢 C.用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)约为1.5×10－3 mol·L－1·min－1 D.用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)＜v(实验1) 【答案】C 【解析】实验1和实验2中各反应物的浓度都相同，但实验2的温度比实验1高，所以反应速率快，KMnO4溶液褪色的时间短，a<12.7，实验3与实验4比较，实验4未使用催化剂，KMnO4溶液褪色的时间长，b>6.7，A正确；比较反应速率快慢，既可以利用KMnO4溶液褪色的时间判断，也可以通过比较产生相同体积CO2所消耗的时间来判断，B正确；用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)＝≈5.0×10－4 mol·L－1·min－1，C不正确；通过计算，用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)＜v(实验1)，D正确。 故选C。 6.科学家结合实验与计算机模拟结果，研究出了均相催化的思维模型。总反应：A＋B―→AB(K为催化剂)，①A＋K―→AK　Ea1，②AK＋B―→AB＋K　Ea2。下列说法错误的是 A.第①步为决速步骤 B.升高温度，该反应的速率加快 C.该反应的ΔH＝－Ea kJ·mol－1 D.催化剂降低了活化能，加快了反应速率 【答案】C 【解析】第①步的正反应活化能Ea1>第②步正反应活化能Ea2，所以反应速率：①<②，而总反应速率取决于慢的反应，故决速步骤为①，A正确；温度升高，反应速率加快，B正确；Ea是该反应正反应的活化能，C错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，D正确。 故选C。 7.ICl与H2能发生的总反应为H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH<0。 已知：①该反应分两步完成，第一步为H2(g)＋ICl(g)===HI(g)＋HCl(g) ②两步反应的活化能分别为Ea1、Ea2，且Ea1>Ea2 下列判断正确的是 A.总反应中I2为氧化产物 B.第一步的化学反应速率大于第二步的化学反应速率 C.已知键能：H—H>I—I，可推知键能H—Cl<I—Cl D.第二步的化学方程式可能为HI(g)＋ICl(g)===HCl(g)＋I2(g) 【答案】D 【解析】ICl中I为＋1价，故I2为还原产物，A错误；Ea1>Ea2，活化能大的化学反应速率慢，故第一步的化学反应速率小于第二步的化学反应速率，B错误；H—Cl的键长小于I—Cl的键长，键长越短，键能越大，故键能：H—Cl>I—Cl，C错误；总反应方程式减去第一步反应方程式可得第二步的化学方程式，D正确。 故选D。 8.一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，下列有关该反应的叙述正确的是 A.达到平衡状态时，正、逆反应速率相等 B.达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0 C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ D.若反应达到平衡状态后，2 min时生成a mol SO3，则4 min时生成2a mol SO3 【答案】A 【解析】可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，A正确；该反应为可逆反应，达到平衡状态时，反应物不能完全转化为生成物，所以SO2和O2的浓度不等于0，B错误；因为是可逆反应，所以消耗的SO2的物质的量小于2 mol、消耗O2的物质的量小于1 mol，放出的热量小于196.6 kJ，C错误；反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，2～4 min三氧化硫的物质的量不变，为a mol，D错误。 故选A。 9.可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。 (1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表： 反应条件 温度 容器容积 起始n(SO2) 起始n(O2) 其他条件 Ⅰ组 500 ℃ 1 L 1 mol 2 mol 无 Ⅱ组 500 ℃ 1 L 1 mol 2 mol 已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中，SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间t的变化曲线如图所示。 ①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是_________________________________________________。 ②将Ⅰ组实验中温度变为800 ℃，则φ(SO3)达到a%所需时间________t1(填“小于”“大于”或“等于”)。 (2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列的是________(填字母)。 甲：在500 ℃时，10 mol SO2和10 mol O2反应 乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2反应 丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲 【答案】(1) ①使用催化剂(其他合理答案也可) ②小于　(2)C 【解析】(1)①由题意可知，两组实验的压强、温度和起始浓度均相同，而由曲线图可看出，Ⅱ 组实验的反应速率快，所以Ⅱ组具备的其他条件是使用了催化剂，加快了化学反应速率。②温度升高后，化学反应速率加快，所以φ(SO3)达到a%所需的时间比原来短。 ◆综合拔高练 10.已知反应：，生成的初始速率与、的初始浓度的关系可表示为，为速率常数，在800℃时测定相关数据如下表： 实验 初始浓度 生成的初始速率 序号 1 2 3 下列说法不正确的是 A.式中， B.800℃时， C.当其他条件不变时，升高温度，速率常数增大 D.若起：始，则 【答案】D 【解析】A ．将 3 组实验数据代入 ，中有：k(2.00×10-3) x×(6.00×10-3)y=1.92×10-3，k (1.00×10-3)x ×(6.00×10-3)y=4.80×10-4，k (2.00×10-3)x×(3.00×10-3)y=9.60×10-4，解得： x=2 ， y=1 ，故 A正确；B．得 800 ℃时，由A可知，x=2，y=1，代入k(2.00×10-3)x×(6.00×10-3)y=1.92×10-3，解得，故 B正确；C．当其他条件不变时，升高温度，反应速率增大，速率常数增大，故C正确；D．结合 B ，始=c2(NO)c(H2)，由于c(NO)和c(H2)的关系未知，无法计算c(NO)和c(H2)，故D错误。 故选D。 11.在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O2＋2HI===2H2O＋I2，在不同浓度时的化学反应速率如下表，由此可推知当c(HI)＝0.500 mol·L－1，c(H2O2)＝0.400 mol·L－1时的反应速率为(　　) 实验编号 1 2 3 4 5 c(HI)/(mol·L－1) 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100 c(H2O2)/(mol·L－1) 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300 v/(mol·L－1·s－1) 0.007 6 0.015 2 0.022 8 0.015 2 0.022 8 A.0.038 mol·L－1·s－1 B.0.152 mol·L－1·s－1 C.0.608 mol·L－1·s－1 D.0.760 mol·L－1·s－1 【答案】B 【解析】对比实验1和实验2可知，HI的浓度增大2倍，则反应速率增大2倍，对比实验1和实验4可知，H2O2的浓度增大2倍，则反应速率增大2倍，再对比实验1和3以及实验1和5可以得出结论：反应速率与c(HI)和c(H2O2)的变化成正比，所以当c(HI)＝0.500 mol·L－1，c(H2O2)＝0.400 mol·L－1时，v＝0.007 6 mol·L－1·s－1×5×4＝0.152 mol·L－1·s－1。 故选B。 12.选择不同的反应探究化学反应速率的影响因素，所用试剂不合理的是 a．CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O(观察气泡产生的快慢) b．S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O(观察浑浊产生的快慢) 选项 反应 影响因素 所用试剂 A a 接触面积 块状CaCO3、0.5 mol·L－1 HCl 粉末状CaCO3、0.5 mol·L－1 HCl B a H＋浓度 块状CaCO3、0.5 mol·L－1 HCl 块状CaCO3、3.0 mol·L－1 HCl C b H＋浓度 0.1 mol·L－1 Na2S2O3、稀H2SO4 0.1 mol·L－1 Na2S2O3、浓H2SO4 D b 温度 0.1 mol·L－1 Na2S2O3、0.1 mol·L－1 H2SO4、冷水 0.1 mol·L－1 Na2S2O3、0.1 mol·L－1 H2SO4、热水 【答案】C 【解析】只有CaCO3的接触面积不相同，其他外界条件相同，两个实验是研究固体与盐酸的接触面积大小对化学反应速率的影响，A正确；该反应的实质是CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，只有HCl溶液中的c(H＋)不相同，其他外界条件相同，是研究H＋浓度大小对化学反应速率的影响，B正确；浓硫酸中H2SO4主要以电解质分子存在，稀硫酸中则完全电离产生H＋及SO，浓硫酸溶于水时会放出大量热量使溶液温度升高，因此两个实验对比，不仅溶液中c(H＋)不同，而且溶液温度也不相同，因此不是探究H＋浓度大小对化学反应速率的影响，C不正确；两个实验对比，其他外界条件都相同，只有溶液温度不相同，是探究反应温度对化学反应速率的影响，D正确。 故选C。 13.（多选）某兴趣小组同学将的酸性溶液和溶液按如下比例混合，探究浓度对反应速率的影响。 序号 温度 ① 20℃ ② 20℃ 现象：实验①溶液很快由紫色变为青绿色，而实验②慢一点；变为青绿色后，实验②溶液很快褪至无色，而实验①褪色慢一点。 资料：与很难形成配合物；(青绿色)，有强氧化性，而氧化性极弱。 下列说法错误的是 A. B.溶液中能通过加盐酸酸化调 C.溶液由青绿色褪至无色过程中，实验①中较小，导致褪色速率较慢 D.由实验可知，加入越多，溶液由紫色褪至无色的速率越快 【答案】BD 【解析】A．题目探究浓度对反应速率的影响，要控制单一变量，则设计实验时，除浓度外，其他量均相同，所以加水体积为，即，A正确；B．溶液可与盐酸反应放出氯气，故不可用盐酸酸化，B错误；C．由实验时溶液都是先变为青绿色后褪至无色可知，在反应过程中，先被还原为，后被还原为，由青绿色褪至无色的过程中，若浓度过大，平衡正向移动，导致浓度降低，褪色速率较慢，C正确；D．由表中数据和实验现象可知，并不是加入越多，溶液由紫色褪至无色的速率越快，D错误。 故选BD。 14.如图是CH4与Zr形成过渡金属化合物的过程。下列说法正确的是 A.加入合适的催化剂待反应完成时可增大过渡金属化合物的产率 B.Zr＋CH4―→CH3—Zr…H的活化能为99.20 kJ·mol－1 C.整个反应的快慢由状态1前→CH3—Zr…H的反应快慢决定 D.Zr＋CH4―→CH—Zr…H3　ΔH＝－39.54 kJ·mol－1 【答案】B 【解析】催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，过渡金属化合物的产率不变，故A错误；由图可知，反应Zr＋CH4―→CH3—Zr…H的活化能为99.20 kJ·mol－1，故B正确；由图可知， ―→状态2的活化能最大，反应速率最慢，决定整个反应的快慢，故C错误；由图可知，反应Zr＋CH4―→CH—Zr…H3　ΔH＝＋39.54 kJ·mol－1，故D错误。 故选B。 15.下列说法中可以证明反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是 ①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI；②一个H—H断裂的同时有两个H—I断裂；③百分含量w(HI)＝w(I2)；④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)；⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1；⑥温度和体积一定时，生成物浓度不再变化；⑦温度和体积一定时，容器内的压强不再变化；⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化；⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化；⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 A．①②③④ B．②⑥⑨ C．②⑥⑨⑩ D．③⑤⑥⑦⑧ 【答案】B 【解析】①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI，速率之比不等于化学计量数之比，错误；②一个H—H断裂的同时有两个H—I断裂，等效于两个H—I形成的同时有两个H—I断裂，反应达到平衡状态，正确；③百分含量w(HI)＝w(I2)，相等并不是不变，错误；④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)，未体现正与逆的关系，且速率之比不等于化学计量数之比，错误；⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1不能说明反应达到平衡状态，错误；⑥温度和体积一定时，生成物浓度不再变化，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，正确；⑦温度和体积一定时，容器内的压强始终不变，错误；⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量始终不变，错误；⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化，说明c(I2)不再发生变化，反应达到平衡状态，正确；⑩温度和压强一定时，由于反应前后体积和气体的质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，即密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，错误。 故选B。 16.一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 【答案】D 【解析】ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。 故选D。 17.(1) 工业上，裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。 反应1：C4H10(g，正丁烷)CH4(g)＋C3H6(g)　ΔH1 反应2：C4H10(g，正丁烷)C2H6(g)＋C2H4(g)　ΔH2 某温度下，向2 L恒容密闭容器中投入2 mol正丁烷，假设控制反应条件，只发生反应1，达到平衡时测得CH4的体积分数为。下列情况表明上述反应达到平衡的是________(填字母，下同)。 A.混合气体的密度保持不变 B.甲烷、丙烯的生成速率相等 C.混合气体压强保持不变 D.丙烯的体积分数保持不变 (2)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，合成尿素的反应为2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH＝－87.0 kJ·mol－1 若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是________。 A.断裂6 mol N—H的同时断裂2 mol O—H B.压强不再变化 C.混合气体的密度不再变化 D.CO2的体积分数不再变化 (3)反应：4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，恒温恒容情况下，下列说法能判断此反应达到平衡的是________。 A. 气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变 B. 容器内气体密度不变 C. 容器内气体颜色不变 D. 容器内NaNO3的浓度保持不变 【答案】(1)CD　(2)A　(3)ABC 【解析】(1)气体密度等于气体质量除以容器体积，反应1的反应物和生成物都是气体，气体质量不变，容器体积不变，因此在恒温恒容条件下气体密度始终不变，因此密度不变不能作为判断平衡的标志，故A不符合题意；甲烷、丙烯均属于生成物，两者的化学计量数相同，无论是否达到平衡，它们的生成速率始终相等，故B不符合题意；在恒容恒温下，气体分子数逐渐增多，气体压强逐渐增大，当压强不变时反应达到平衡，故C符合题意；丙烯体积分数由0逐渐增大，丙烯体积分数不变时表明反应达到平衡，故D符合题意。 故选CD。 (3)根据方程式可知：每2分子NH3反应产生1分子CO(NH2)2，会断裂2个N—H，即1个NH3分子断裂1个N—H。现在断裂6 mol N—H, 就是6 mol NH3反应，要生成3 mol H2O，形成6 mol O—H；断裂2 mol O—H，就是1 mol水发生反应，生成水的物质的量大于消耗水的物质的量，正、逆反应速率不相等，没有达到平衡，A符合题意；该反应在恒温恒容条件下进行，反应前后气体的物质的量发生改变，当气体压强不再变化时，气体的物质的量不变，则反应达到了平衡状态，B不符合题意；反应前后气体的质量发生变化，而反应在恒温恒容条件下进行，气体的体积不变，则混合气体的密度不再变化，说明反应达到了平衡状态，C不符合题意；若CO2的体积分数不再变化，说明混合气体中各气体的物质的量不变，反应达到了平衡状态，D不符合题意。 故选A。 (3)反应物NO2中氮元素与氧元素的质量比为7∶16，生成物NO中氮元素和氧元素的质量比为7∶8，所以未平衡前气体物质中氮元素和氧元素的质量比是变量，当气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变时，反应达到了平衡，故A选；随着反应的进行，气体物质的质量在减小，而容器体积不变，所以混合气体的密度在减小，当容器内气体密度不变时，反应达到了平衡，故B选；NO2是红棕色气体，Cl2是黄绿色气体，未平衡前混合气体的颜色在改变，当容器内气体颜色不变时，说明NO2和Cl2的浓度均不再改变，反应达到了平衡，故C选；NaNO3是固体，不能用固体浓度不变衡量反应是否达到平衡，故D不选。 故选ABC。 18.(1) 已知：2N2O5(g)2N2O4(g)＋O2(g)，起始时N2O5(g)为35.8 kPa，分解的反应速率v＝2×10－3×kPa·min－1。t＝62 min时，测得体系中＝2.9 kPa，则此时的＝________kPa，v＝________kPa·min－1。 (2) 一定条件下测得反应2HCl(g)＋O2(g)Cl2(g)＋H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下： t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0 n(Cl2)/×10－3 mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2 计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)：_____________________________________________________________________________________。 【答案】(1)30.0　6.0×10－2 (2)v(HCl)＝2v(Cl2)＝2×＝2× ＝1.8×10－3 mol·min－1 【解析】(1)由题意，列三段式： 所以＝30.0 kPa；v＝2×10－3×30.0 kPa·min－1＝6.0×10－2 kPa·min－1。 ◆高考真题练 19.（2025 海南）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 【详解】A．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；B．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；C．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；D．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。 20.（2025 贵州）用PdCu和PdZn催化甲醇重整制氢的反应有(主反应)、(副反应)，部分反应机理如图(TS表示过渡态，*表示吸附态)。 依据图示信息，下列说法正确的是 A.在PdZn催化剂表面解离的速率更快 B.在PdCu催化剂表面的更容易脱附 C.消耗相同质量的，选择PdZn催化剂有利于生成更多 D.若原料更换为，经历TS3后可生成 【答案】D 【详解】A．由主反应历程图可以看出，在PdZn催化剂表面解离时，达到TS4过渡态所需活化能为1.0 eV；在PdCu催化剂表面解离时，达到TS4过渡态所需活化能为0.93 eV。反应活化能越小，反应速率越快。因此，在PdCu表面解离的速率更快，A错误；B．由副反应历程图可以看出，从PdZn表面脱附形成所需的能量为0.21 eV；从PdCu表面脱附所需的能量为0.83 eV。从PdCu表面脱附所需能量更多，因此更难脱附，B错误；C．由选项A和选项B的分析可知，与PdZn相比，在PdCu表面解离速率更快，可以生成更多。通过增大反应物的浓度促进主反应的进行。从副反应历程图可以看出，在PdCu表面更难脱附，通过增大生成物浓度抑制副反应的进行。因此PdCu对主反应的选择性更强。从题干给出的反应方程式可以看出，进行主反应时，每消耗1 mol 可以生成3 mol 。因此消耗相同质量的，选择PdCu催化剂有利于生成更多，C错误；D．结合主反应历程图可以看出，会被吸附在催化剂表面并转化为，之后经历TS3步骤转化为。与之类似，在催化剂表面会转化为。经历TS3之后，转化为，D正确； 故选D。 21.（2025 江西）与通过催化转化为高附加值化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。相关反应体系及其热力学数据(、)如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． Ⅳ． Ⅴ． 回答下列问题： (2)反应Ⅰ的机理包括3种路径(主要步骤如图)，在A路径中，决速步骤的能垒是_______，反应Ⅰ的最优路径是_______(填标号)。 (4)反应Ⅰ某路径的主要步骤如下(其中*表示吸附态)： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 写出与第⑤步竞争的基元反应_______。 【答案】(2) C (4) 【详解】（2）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，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，在A路径中，决速步骤的能垒，反应Ⅰ的最优路径是C，其最大活化能最小，更利于反应进行； （4）反应⑤消耗的反应，与步骤⑤形成竞争反应是争夺OH*的反应，即OH*+*=O*+H*和反应；由反应可知，④为可逆反应，则与第⑤步竞争的基元反应为：； 22. （2025 云南）我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产，主要反应为： Ⅰ．     Ⅱ．   回答下列问题： (2)对于反应Ⅰ： ②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 A.容器内的压强不再变化 B.合气体的密度不再变化 C.的体积分数不再变化 D.单位时间内生成，同时消耗 (3)恒压100kPa下，向密闭容器中按投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1，关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性] ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为_______。 ②由图中信息可知，乙酸可能是_______(填“产物1”“产物2”或“产物3”)。 【答案】(2) ②AC (3) 乙酸选择性最大且反应速率较快 产物1 【详解】（2）②恒温恒容下发生：A．该反应是气体总物质的量增大的反应，容器内的压强不再变化，说明气体总物质的量不再改变，说明反应达到平衡状态，A符合题意；B．体积自始至终不变，气体总质量自始至终不变，则气体密度不是变量，混合气体的密度不再变化，不能说明反应是否达到平衡状态，B不符合题意；C．的体积分数不再变化，说明其物质的量不再改变，反应已达平衡，C符合题意；D．单位时间内生成，同时消耗均是逆反应速率，不能说明反应是否达到平衡状态，D不符合题意； 故选AC； （3）①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为乙酸选择性最大且反应速率较快； ②由图2可知关键步骤中生成产物1的最大能垒为0.58eV，生成产物2的最大能垒为0.66eV，生成产物3的最大能垒为0.81eV，图1中乙酸的选择性最大，说明相同条件下生成乙酸的反应速率最大，则乙酸可能是产物1。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 要点 1 化学反应速率 化学反应速率 表示方法 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 公式 V== 单位 mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1 与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同， 但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量 数之比 如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶ v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 注：(1)固体或纯液体的浓度视为常数，一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。 (2)由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。 (3)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 要点 2 化学反应速率的计算 1.化学反应速率计算的4个方法 (1)定义式法：v＝。 (2)比例关系法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 注：同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 (3)三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 (4)依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2.化学反应速率计算的万能方法——三段式法 (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式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 （题目已知信息给出） 转化/(mol·L－1) x （变化量、转化率、反应速率、设未知数） t1/(mol·L－1) a－x b－ （计算得出、题目已知信息） 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 3.化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 要点 3 化学反应速率的大小比较 1.定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2.定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： (1)归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 (2)比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法 根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 要点 4 化学反应速率的测定 1.定性描述（根据实验现象） (1)观察产生气泡的快、慢； (2)观察试管中剩余锌粒的质量的多、少； (3)用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低 2.定量描述（根据实验测量，单位时间内） (1)测定气体的体积; (2)测定物质的物质的量的变化; (3)测定物质或离子的浓度变化; (4)测定体系的温度或测定反应的热量变化。 3.测量化学反应速率的常见方法 (1)量气法 (2)比色法 (3)电导法 (4)激光技术法 4.化学反应速率的测量——实验 (1)反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ (2)实验装置 (3)测量数据 ①单位时间内收集氢气的体积； ②收集相同体积氢气所需要的时间 ③有pH计测相同时间内pH变化，即△c(H＋)。 ④用传感器测△c(Zn2＋)变化。 ⑤测相同时间内△m(Zn)。 ⑥相同时间内恒容压强变化； ⑦相同时间内绝热容器中温度变化。 要点 5 影响化学反应速率的因素 1.影响化学反应速率的因素 (1)内因（包括组成、结构、性质等物质自身因素）：反应物本身的性质是主要因素。反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如在相同条件下卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2；镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。 (2)外因(其他条件不变，只改变一个条件) 注：1. 由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 2. 压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。 3. 改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。 4. 其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。 5. 稀有气体对有气体参与的反应速率的影响 ①恒温恒压 ②恒温恒容 要点 6 有效碰撞理论 1.活化分子、活化能、有效碰撞 (1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 (2)活化能：如图 图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能) (3)有效碰撞：基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，即活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 2.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 3.利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化 条件变化 微观因素变化 化学反应速率变化 活化分子百分数 单位体积内活化分子数目 有效碰撞 浓度 增大 不变 增加 增加 加快 压强 增大 不变 增加 增加 加快 温度 升高 增加 增加 增加 加快 催化剂 使用 增加 增加 增加 加快 要点 7 速率常数 速率方程 1.基元反应 (1)定义：基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应。 (2)基元反应过渡状态理论 基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到生成物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　　过渡态　　 　生成物 过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH (3)许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。例如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应： a.I2I＋I(快) b.H2＋2I===2HI(慢) 其中慢反应为整个反应的决速步骤。 (4)活化能与反应机理 使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示： E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。 (5)如图所示是两步完成的化学反应，分析并回答下列问题。 ①该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。 ②由A、B生成C的反应为吸(填“吸”或“放”，下同)热反应，由C生成D的反应为放热反应，总反应为放热反应。 ③第一步为慢(填“快”或“慢”，下同)反应，第二步为快反应，决定总反应快慢的是第一步反应。 2.速率方程 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。 对于反应：aA＋bB===gG＋hH 则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。 如：①SO2Cl2SO2＋Cl2　　 v＝k1c(SO2Cl2) ②2NO22NO＋O2 v＝k2c2(NO2) ③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO) 3.速率常数含义 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。 4.速率常数的影响因素 温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。 要点 8 可逆反应 1.概念 在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 2.特点 双向性 可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应 双同性 正、逆反应是在同一条件下，同时进行 共存性 反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存 3.表示 在方程式中用“”表示。 要点 9 化学平衡 1.化学平衡的概念 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 2.化学平衡的建立 对于只加入反应物从正向建立的平衡： 以上过程可以用速率－时间图像表示如下 注：化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。 3.化学平衡的特征 4.化学平衡状态的判断 (1)判断方法分析 化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率之间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) 不一定平衡 ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 平衡 ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) 平衡 (2)动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 ②不同物质：速率之比等于化学计量数之比，必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 (3)静态标志：各种“量”不变 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变。 ②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。 ③压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 ④绝热容器中温度不变。 ⑤密度不变(注意容器中的气体质量和体积变化)。 ⑥平均相对分子质量不变(注意气体质量与气体物质的量变化)。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。 注：(1)化学平衡状态判断“三关注” 关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)不能作为“标志”的四种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 命题点 1 化学反应速率概念 典例1一定温度下反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)经2min B的浓度减少0.6mol•L-1，对此反应速率的表示正确的是 A.用A表示的反应速率是0.4mol•L-1•min-1 B.分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是1：2：3 C.2min末的反应速率v(B)=0.3mol•L-1•min-1 D.在2min内用B和C表示的正反应速率的值都是逐渐减小的 典例2一定条件下，向一恒容密闭容器中通入适量的NO和O2，发生反应：2NO+O2=N2O4，经历两步反应：①2NO+O2=2NO2；②2NO2=N2O4。反应体系中NO2、NO、N2O4的浓度(c)随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是 A.曲线a是随时间的变化曲线 B.时， C.时，的生成速率大于消耗速率 D.时， 变式1一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应过程如图。下列说法不正确的是 A.t1 min时，正、逆反应速率相等 B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系 C.0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.011 25 mol·L－1·min－1 D.10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.002 5 mol·L－1·min－1 命题点 2 化学反应速率的计算 典例1一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示： 下列描述正确的是 A.反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B.反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C.反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0 % D.反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g) 典例2对于化学反应：3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系正确的是 A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X) 典例3温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。 变式1作为一种绿色消毒剂，H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应：H2O2(l)===H2O(l)＋ O2(g)　ΔH＝－98 kJ·mol－1 　K＝2.88×1020。向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2＋的溶液，即有气泡快速逸出，反应中Mn2＋起________作用。某组实验数据如下： t/min 0 10 20 30 40 50 c(H2O2)/ (mol ·L－1) 0.70 0.49 0.35 0.25 0.17 0.12 0～30 min内O2的平均速率v＝________ mol ·L－1·min－1。 变式2工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中的部分数据见下表： 反应时间/min SO2(g) /mol O2(g) /mol SO3(g) /mol 0 4 2 0 5 1.5 10 2 15 1 若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝________ kPa·min－1。 命题点 3 化学反应速率的大小比较 典例1已知反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 ⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 请比较上述5种情况反应的快慢：______________________________________________(由大到小的顺序)。 变式1对于可逆反应，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． B． C． D． 命题点 4 化学反应速率的测定 典例1某小组利用硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应：，探究反应条件对速率的影响，下列有关说法正确的是 选项 反应温度/℃ 溶液 稀 ① 25 10 0.1 10 0.1 0 ② 25 5 0.1 10 0.1 x ③ 50 10 0.1 5 0.2 5 ④ 50 10 0.1 10 0.1 0 A.可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢 B.①④探究温度对速率的影响，实验时将溶液混合后置于相应温度的水浴中 C.①③两组实验可探究硫酸浓度对反应速率的影响 D.，②③两组实验可探究浓度对反应速率的影响 变式1实验小组探究溶液与溶液的反应及其速率，实验过程和现象如表。已知： i、具有强氧化性，能完全电离，易被还原为； ii、淀粉检测的灵敏度很高，遇低浓度的即可快速变蓝： iii、可与发生反应：。 编号 1-1 1-2 实验操作 现象 无明显现象 溶液立即变蓝 (1)实验1-1的目的是 。 (2)与反应的离子方程式为 。 为了研究与反应的速率，小组同学分别向两支试管中依次加入下列试剂，并记录变色时间，如表。 编号 溶液 溶液 蒸馏水 的淀粉溶液/滴 溶液 变色时间/s 2-1 2 0 2.8 2 0.2 立即 2-2 2 0.8 0.2 2 0 30 (3)实验2-1不能用于测定与KI反应的速率，原因除变色时间过短外还有 。 (4)加入溶液后溶液变蓝的时间明显增长，甲同学对此提出两种猜想。 猜想1：先与反应，使降低； 猜想2：先与反应，___________。 ①甲同学提出猜想1的依据：由信息iii推测，的还原性 (填“强于”或“弱于”)的。 ②乙同学根据现有数据证明猜想1不成立，理由是 。 ③补全猜想2： 。 (5)查阅文献表明猜想2成立。根据实验2-2的数据，计算内的平均反应速率 (写出计算式)。 命题点 5 影响化学反应速率的因素 典例1下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。 ①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸 ③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强 ④2SO2＋O22SO3　ΔH<0，升高温度 ⑤Na与水反应时，增大水的用量 ⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2 ⑦H2与Cl2混合后光照 典例2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，下列说法错误的是 A.其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 B.其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 C.条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1 D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min 典例3把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1盐酸的烧杯中，该铝片与盐酸反应生成氢气的速率v与反应时间t可用如图的坐标曲线来表示。 回答下列问题： (1)O→a段不生成氢气的原因是__________________________________________________________。 (2)b→c段生成氢气的速率增加较快的主要原因可能是__________________________________________。 (3)t＞c时生成氢气的速率降低的主要原因是___________________________________________________。 典例4汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]： Ⅰ.NO＋Pt(s)===NO* Ⅱ.CO＋Pt(s)===CO* Ⅲ.NO*===N*＋O* Ⅳ.CO*＋O*===CO2＋Pt(s) Ⅴ.N*＋ N*===N2＋Pt(s) Ⅵ.NO*＋N*===N2O＋Pt(s) 经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T变化关系如图1和图2所示。 (1)图1中温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是______________________________。 (2)图2中T2 ℃时反应Ⅴ的活化能________(填“<”“>”或“＝”)反应Ⅵ的活化能；T3 ℃时发生的主要反应为________(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。 变式1一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。 (1)缩小体积使压强增大：__________，原因是___________________________________________________。 (2)恒容充入N2：_________________。 (3)恒容充入He：__________，原因是__________________________________________________________。 (4)恒压充入He：________________。 变式2探究影响H2O2分解速率的影响因素，实验方案如图。 下列说法不正确的是 A.对比①②，可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响 B.对比②③④，可探究温度对H2O2分解速率的影响 C.H2O2是直线形的非极性分子 D.H2O2易溶于水，主要是由于H2O2与H2O分子之间能形成氢键 命题点 6 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 典例1为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是 A.pH越小，氧化率越小 B.温度越高，氧化率越小 C.Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D.实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率 变式1已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)： 编号 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min Ⅰ 2 2 0 20 2.1 Ⅱ V1 2 1 20 5.5 Ⅲ V2 2 0 50 0.5 下列说法不正确的是(　　) A.V1＝1，V2＝2 B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响 C.实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束 D.实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1 命题点 7 有效碰撞理论 典例1下列说法正确的是 ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应　②普通分子有时也能发生有效碰撞　③升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的有效碰撞次数　④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多　⑤使用催化剂能提高反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大　⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 A．①②⑤ B．③④⑥ C．③④⑤⑥ D．②③④ 典例2某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)　ΔH>0, 下列叙述正确的是 A.加入少量W，逆反应速率增大 B.升高温度，正反应和逆反应速率都增大 C.在容器中加入氦气，压强增大，反应速率增大 D.将容器的体积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增大 变式1工业上在催化作用下生产的反应为　，该反应可看作两步：①(快)；②(慢)。下列说法正确的是 A.该反应活化能为 B.减小的浓度能降低的生成速率 C.的存在使有效碰撞次数增加，降低了该反应的焓变 D.①的活化能一定大于②的活化能 命题点 8 催化剂、活化能与转化效率的关系 典例1甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(“·”表示电子)： ①Cl22Cl·(慢反应) ②CH4＋Cl·―→·CH3＋HCl(快反应) ③·CH3＋Cl2―→CH3Cl＋Cl·(快反应) ④·CH3＋Cl·―→CH3Cl(快反应) 已知在一个分步反应中，较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是 A.上述过程的总反应方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl B.光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快 C.反应②～④都是由微粒通过碰撞而发生的反应 D.反应①是释放能量的反应 典例2利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下，其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注，过渡态均用TS表示，下列说法中错误的是 A.选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.95eV B.选用催化剂乙时，相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程 C.为吸热反应 D. 若只从平均反应速率快慢角度考虑，生产中适宜选用催化剂乙 变式1对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程： 第一步　N2O5―→NO2＋NO3　快速平衡 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2　慢反应 第三步　NO＋NO3―→2NO2　快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是 A.v(第一步的逆反应)<v(第二步反应) B.反应的中间产物只有NO3 C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高 变式2我国某科研团队开发催化剂用于光热催化CO2加氢制CH4。其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。CH4的选择性等于CH4的物质的量与CO2转化的物质的量之比。下列叙述正确的是 A.在历程中能垒最大为 B.该反应历程中，的选择性为100% C.催化剂表面上、CO脱附都会放出能量 D.反应历程中有极性键的断裂与形成 命题点 8 速率常数、速率方程 典例1已知的速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下： t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 0.100 0.080 0.040 0.020 0 下列说法正确的是 A.， B. min时， C.相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率 D.保持其他条件不变，若起始浓度为0.200 mol·L，当浓度减至一半时共耗时50 min 变式1某反应的速率方程为，其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示： 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 0.200 下列说法正确的是 A.该反应的速率方程中的 B.该反应的速率常数 C.表格中的，， D.在过量的B存在时，反应掉的所需的时间是 命题点 9 可逆反应 典例1中国古籍中蕴含着丰富的化学知识，晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应，如：①“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”；②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。下列叙述中错误的是 A．①中描述的是可逆反应 B．②中发生了置换反应 C．“成丹砂”发生了化合反应 D．水银与“曾青”不发生反应 典例2一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是 A.c1：c2=3：1 B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1 变式1在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.4 mol·L－1，当反应达到平衡时，不可能存在的是 A.c(X)＝0.5 mol·L－1 B.c(Y)＋c(X)＝0.5 mol·L－1 C.c(Y)＋c(Z)＝1.05 mol·L－1 D.c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 mol·L－1 命题点 9 化学平衡状态的判断 典例1在两个恒容密闭容器中进行下列两个可逆反应：（甲）C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）；（乙）CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）。现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变　②恒温时，气体压强不再改变　③各气体组分浓度相等　④断裂氢氧键的速率为断裂氢氢键速率的2倍　⑤混合气体的密度不变　⑥单位时间内，消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比为9∶1　⑦同一时间内，水蒸气消耗的物质的量等于氢气消耗的物质的量。其中能表明（甲）、（乙）容器中反应都达到平衡状态的是（　　） A．①②⑤ B．③④⑥ C．①⑥⑦ D．④⑦ 变式1在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是______________(填序号，下同)。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是______________。 (3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是________________________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是______________。 (5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是______________。 (6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是______________。 若上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ (7)__________________。(8)__________________。 (9)__________________。(10)__________________。 点拨 1 化学反应速率概念 1.化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 2.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。 3.不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。 点拨 2 化学反应速率的计算 1.定义式法：v＝。 2.比例关系法：化学反应速率之比等于化学计量数之比。 3.三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 4.依据图像求反应速率。 点拨 3 化学反应速率大小比较 1.归一法 按照化学计量数关系换算为同一物质、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表示的化学反应速率比用B表示的大。 点拨 4 多因素影响下的速率图像分析 1．常考影响化学反应速率的因素：浓度、温度、压强、催化剂的活性、接触面积、原电池原理、副反应等。 2．随着时间的推移，反应物浓度减小，反应速率减小。 3．绝大多数催化剂都有活性温度范围，温度太低时，催化剂的活性很小，反应速率很慢，随温度升高，反应速率逐渐增大，物质转化率增大，温度过高又会破坏催化剂的活性。 4．速率图像分析的一般方法 (1) 看清关键点：起点、终点和变化点。 (2) 看清变化趋势。 (3) 综合分析反应原理，如有的反应放热造成温度升高，反应速率加快；有的反应生成的金属与原金属形成原电池，反应速率加快；有的反应物浓度减小，反应速率减慢；有的反应生成物中有催化剂，反应速率加快；有的反应温度过高，造成催化剂失去活性，反应速率减慢等。 点拨 5 外界因素对化学反应速率影响的5大误区 1.误认为随着化学反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定，因为反应速率不仅受浓度影响，而且受温度影响，一般会先增大后减小。 2.误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。 3.误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。 4.误认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行，若充入氦气(或不参与反应的气体)，压强增大，但参与反应的各物质的浓度不变，反应速率不变；若反应在密闭容积可变的容器中进行，充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变，容器体积增大，各组分浓度减小，反应速率减小。 5.误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为对于放热反应，升温时，逆反应速率增大，而正反应速率减小。其实不然，温度升高，正、逆反应速率都增大，只是吸热反应方向速率增大程度大；同理，降温会使吸热反应方向速率减小程度大。 点拨 6 ‘控制变量法’题目的解题思路 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。 点拨 7 催化剂、活化能与H的关系 1.活化能与ΔH的关系：正、逆反应活化能的差值就是反应的焓变，可表示为ΔH＝E(正)－E(逆)。 2.活化能与化学反应速率的关系：活化能越大，化学反应速率越小。 3.催化剂与活化能、ΔH的关系：催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应的ΔH。 点拨 8 化学平衡状态判断 1.“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。 注：同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。 2.“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。 3.反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 4.恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 5.全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 6.全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 ◆能力强化练 1.在温度不变的条件下，在恒容的容器中进行下列反应：N2O4(g)2NO2(g)，若N2O4的浓度由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1需要15 s，那么N2O4的浓度由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间(　　) A．等于5 s B．等于10 s C．小于10 s D．大于10 s 2.在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则 A.无催化剂时，反应不能进行 B.与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D.使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1 3.如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是 A.a与b相比，b的活化能更高 B.反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C.a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D.a与b相比，a的反应速率更快 4.一定条件下，酸性溶液与发生反应，(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是 A.(Ⅲ)不能氧化 B.随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小 C.该条件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存 D.总反应为： 5.探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示： 编号 温度/℃ 催化剂/g 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间/min 体积/mL 浓度/(mol·L－1) 体积/mL 浓度/(mol·L－1) 1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7 2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a 3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7 4 25 0 4 0.01 8 0.2 b 下列说法不正确的是 A.a<12.7，b>6.7 B.可通过比较收集相同体积的CO2所消耗的时间来判断反应速率的快慢 C.用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)约为1.5×10－3 mol·L－1·min－1 D.用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)＜v(实验1) 6.科学家结合实验与计算机模拟结果，研究出了均相催化的思维模型。总反应：A＋B―→AB(K为催化剂)，①A＋K―→AK　Ea1，②AK＋B―→AB＋K　Ea2。下列说法错误的是 A.第①步为决速步骤 B.升高温度，该反应的速率加快 C.该反应的ΔH＝－Ea kJ·mol－1 D.催化剂降低了活化能，加快了反应速率 7.ICl与H2能发生的总反应为H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH<0。 已知：①该反应分两步完成，第一步为H2(g)＋ICl(g)===HI(g)＋HCl(g) ②两步反应的活化能分别为Ea1、Ea2，且Ea1>Ea2 下列判断正确的是 A.总反应中I2为氧化产物 B.第一步的化学反应速率大于第二步的化学反应速率 C.已知键能：H—H>I—I，可推知键能H—Cl<I—Cl D.第二步的化学方程式可能为HI(g)＋ICl(g)===HCl(g)＋I2(g) 8.一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，下列有关该反应的叙述正确的是 A.达到平衡状态时，正、逆反应速率相等 B.达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0 C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ D.若反应达到平衡状态后，2 min时生成a mol SO3，则4 min时生成2a mol SO3 9.可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。 (1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表： 反应条件 温度 容器容积 起始n(SO2) 起始n(O2) 其他条件 Ⅰ组 500 ℃ 1 L 1 mol 2 mol 无 Ⅱ组 500 ℃ 1 L 1 mol 2 mol 已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中，SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间t的变化曲线如图所示。 ①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是_________________________________________________。 ②将Ⅰ组实验中温度变为800 ℃，则φ(SO3)达到a%所需时间________t1(填“小于”“大于”或“等于”)。 (2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列的是________(填字母)。 甲：在500 ℃时，10 mol SO2和10 mol O2反应 乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2反应 丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲 ◆综合拔高练 10.已知反应：，生成的初始速率与、的初始浓度的关系可表示为，为速率常数，在800℃时测定相关数据如下表： 实验 初始浓度 生成的初始速率 序号 1 2 3 下列说法不正确的是 A.式中， B.800℃时， C.当其他条件不变时，升高温度，速率常数增大 D.若起：始，则 11.在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O2＋2HI===2H2O＋I2，在不同浓度时的化学反应速率如下表，由此可推知当c(HI)＝0.500 mol·L－1，c(H2O2)＝0.400 mol·L－1时的反应速率为(　　) 实验编号 1 2 3 4 5 c(HI)/(mol·L－1) 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100 c(H2O2)/(mol·L－1) 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300 v/(mol·L－1·s－1) 0.007 6 0.015 2 0.022 8 0.015 2 0.022 8 A.0.038 mol·L－1·s－1 B.0.152 mol·L－1·s－1 C.0.608 mol·L－1·s－1 D.0.760 mol·L－1·s－1 12.选择不同的反应探究化学反应速率的影响因素，所用试剂不合理的是 a．CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O(观察气泡产生的快慢) b．S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O(观察浑浊产生的快慢) 选项 反应 影响因素 所用试剂 A a 接触面积 块状CaCO3、0.5 mol·L－1 HCl 粉末状CaCO3、0.5 mol·L－1 HCl B a H＋浓度 块状CaCO3、0.5 mol·L－1 HCl 块状CaCO3、3.0 mol·L－1 HCl C b H＋浓度 0.1 mol·L－1 Na2S2O3、稀H2SO4 0.1 mol·L－1 Na2S2O3、浓H2SO4 D b 温度 0.1 mol·L－1 Na2S2O3、0.1 mol·L－1 H2SO4、冷水 0.1 mol·L－1 Na2S2O3、0.1 mol·L－1 H2SO4、热水 13.（多选）某兴趣小组同学将的酸性溶液和溶液按如下比例混合，探究浓度对反应速率的影响。 序号 温度 ① 20℃ ② 20℃ 现象：实验①溶液很快由紫色变为青绿色，而实验②慢一点；变为青绿色后，实验②溶液很快褪至无色，而实验①褪色慢一点。 资料：与很难形成配合物；(青绿色)，有强氧化性，而氧化性极弱。 下列说法错误的是 A. B.溶液中能通过加盐酸酸化调 C.溶液由青绿色褪至无色过程中，实验①中较小，导致褪色速率较慢 D.由实验可知，加入越多，溶液由紫色褪至无色的速率越快 14.如图是CH4与Zr形成过渡金属化合物的过程。下列说法正确的是 A.加入合适的催化剂待反应完成时可增大过渡金属化合物的产率 B.Zr＋CH4―→CH3—Zr…H的活化能为99.20 kJ·mol－1 C.整个反应的快慢由状态1前→CH3—Zr…H的反应快慢决定 D.Zr＋CH4―→CH—Zr…H3　ΔH＝－39.54 kJ·mol－1 15.下列说法中可以证明反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是 ①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI；②一个H—H断裂的同时有两个H—I断裂；③百分含量w(HI)＝w(I2)；④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)；⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1；⑥温度和体积一定时，生成物浓度不再变化；⑦温度和体积一定时，容器内的压强不再变化；⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化；⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化；⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 A．①②③④ B．②⑥⑨ C．②⑥⑨⑩ D．③⑤⑥⑦⑧ 16.一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 17.(1) 工业上，裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。 反应1：C4H10(g，正丁烷)CH4(g)＋C3H6(g)　ΔH1 反应2：C4H10(g，正丁烷)C2H6(g)＋C2H4(g)　ΔH2 某温度下，向2 L恒容密闭容器中投入2 mol正丁烷，假设控制反应条件，只发生反应1，达到平衡时测得CH4的体积分数为。下列情况表明上述反应达到平衡的是________(填字母，下同)。 A.混合气体的密度保持不变 B.甲烷、丙烯的生成速率相等 C.混合气体压强保持不变 D.丙烯的体积分数保持不变 (2)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，合成尿素的反应为2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH＝－87.0 kJ·mol－1 若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是________。 A.断裂6 mol N—H的同时断裂2 mol O—H B.压强不再变化 C.混合气体的密度不再变化 D.CO2的体积分数不再变化 (3)反应：4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，恒温恒容情况下，下列说法能判断此反应达到平衡的是________。 A. 气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变 B. 容器内气体密度不变 C. 容器内气体颜色不变 D. 容器内NaNO3的浓度保持不变 18.(1) 已知：2N2O5(g)2N2O4(g)＋O2(g)，起始时N2O5(g)为35.8 kPa，分解的反应速率v＝2×10－3×kPa·min－1。t＝62 min时，测得体系中＝2.9 kPa，则此时的＝________kPa，v＝________kPa·min－1。 (2) 一定条件下测得反应2HCl(g)＋O2(g)Cl2(g)＋H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下： t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0 n(Cl2)/×10－3 mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2 计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)：_____________________________________________________________________________________。 ◆高考真题练 19.（2025 海南）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 20.（2025 贵州）用PdCu和PdZn催化甲醇重整制氢的反应有(主反应)、(副反应)，部分反应机理如图(TS表示过渡态，*表示吸附态)。 依据图示信息，下列说法正确的是 A.在PdZn催化剂表面解离的速率更快 B.在PdCu催化剂表面的更容易脱附 C.消耗相同质量的，选择PdZn催化剂有利于生成更多 D.若原料更换为，经历TS3后可生成 21.（2025 江西）与通过催化转化为高附加值化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。相关反应体系及其热力学数据(、)如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． Ⅳ． Ⅴ． 回答下列问题： (2)反应Ⅰ的机理包括3种路径(主要步骤如图)，在A路径中，决速步骤的能垒是_______，反应Ⅰ的最优路径是_______(填标号)。 (4)反应Ⅰ某路径的主要步骤如下(其中*表示吸附态)： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 写出与第⑤步竞争的基元反应_______。 22. （2025 云南）我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产，主要反应为： Ⅰ．     Ⅱ．   回答下列问题： (2) 对于反应Ⅰ： ②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 A.容器内的压强不再变化 B.合气体的密度不再变化 C.的体积分数不再变化 D.单位时间内生成，同时消耗 (3) 恒压100kPa下，向密闭容器中按投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1，关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性] ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为_______。 ②由图中信息可知，乙酸可能是_______(填“产物1”“产物2”或“产物3”)。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $