第07讲 化学反应的速率（暑假预习讲义）新高二化学鲁科版

第07讲 化学反应的速率 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.结合生活实例（如食物腐败、钢铁锈蚀、工业合成氨）建立化学反应速率的宏观认知，理解其用于衡量反应快慢的意义。 2.掌握化学反应速率的定量表示方法，能依据公式进行简单计算，理解同一反应中不同物质表示的速率与化学计量数的关系。 3.了解浓度、温度、催化剂等外界条件对反应速率的影响规律，能从微观粒子碰撞角度初步解释其原理。 4.了解测定化学反应速率的常见实验方法，认识控制反应条件在生产、科研中的实际应用价值。 预习重点 1. 化学反应速率的概念、表达式（v=Δc/Δt​）、单位及简单计算。 2.同一反应中，不同物质表示的反应速率之比等于对应化学计量数之比的规律及应用。 3.浓度、温度、催化剂对反应速率的影响规律（如浓度增大 / 温度升高 / 加入催化剂通常加快反应速率）。 4.影响反应速率的内因（反应物本性）与外因的区分，以及常见外界条件的调控逻辑。 预习难点 1.从微观粒子碰撞理论角度，解释外界条件（浓度、温度、催化剂）如何通过改变活化分子数、有效碰撞频率来影响反应速率，避免宏观现象与微观解释脱节。 2.运用 “三段式” 法处理反应速率相关的计算问题，区分起始浓度、转化浓度与平均速率的关系。 3.压强对有气体参与反应速率的影响逻辑（区分恒容 / 恒压条件、惰性气体介入的不同情况），避免与化学平衡移动的影响混淆。 情｜境｜启｜思 我们的生活里藏着无数化学反应：食物放久了会慢慢腐败，钢铁会在几年里慢慢生锈，而镁条丢进盐酸里，瞬间就能冒出大量气泡。为什么有的反应快如闪电，有的却慢得像蜗牛？今天我们就通过这四个实验，一起揭开 “化学反应速率” 的秘密：镁和盐酸的反应，气泡的快慢里藏着反应的 “速度密码”；不同浓度的溶液里，反应速率会悄悄发生变化；加热和常温下，反应的节奏截然不同；加入神秘的黑色粉末，反应瞬间被按下了 “快进键”。这些现象背后，藏着影响反应快慢的关键因素，让我们带着这些疑问，开启今天的探索之旅吧！ 深｜研｜精｜炼 知识点01 化学反应是有历程的 1．基元反应：大多数化学反应都是________完成的，其中的每一步反应称为________反应。例如H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应历程________。 ②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 3．从反应机理角度对化学反应的分类 【特别提醒】化学反应并非一步完成，而是由多个基元反应按特定顺序分步进行的过程，这个过程就是反应历程（反应机理）。总反应速率由最慢的基元反应（决速步骤）决定。书写速率方程、分析外界条件影响时，不能只看总反应，需结合反应历程理解。催化剂通过参与历程、改变反应路径来降低活化能，从而加快反应，且不影响反应焓变。 【例1】以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下： 相关反应的热化学方程式为 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   下列说法不正确的是 A．总反应的热化学方程式为   B．该过程实现了太阳能到化学能的转化 C．和对总反应起到了催化剂的作用 D．该过程使水分解制氢反应更加容易发生，但总反应的不变 【即练1】中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示，下列说法错误的是 A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原 B．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3 C．决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH D．生成NH3的总反应方程式为2NO＋5H22NH3＋2H2O 【即练2】过氧化氢是一种广泛使用强氧化剂。氢氧直接合成，是一种潜在工业化生产的方法。该过程中主要存在以下反应，据此回答下列有关问题： 已知：的计算同于 Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. (1)计算___________。 (2)从热力学角度分析，在该反应条件下更有利于还是的生成，原因是___________。 (3)对于氢氧直接合成，寻找合适催化剂尤为重要。研究表明Pd基催化剂具有较好的催化效果，Pd可以快速大量的吸附并将其解离成氢原子，其后续反应进程与能量变化如下图(TS表示过渡态，*表示被催化剂吸附)： ①该反应进程中有___________个副反应进程，会影响的生成。主要的副反应为___________(写其基元反应的化学方程式)。 ②生成决速步为___________(写其基元反应的化学方程式)。 ③对于该进程，下列有关说法正确的是___________(填序号)。 A．反应过程中，应尽量避免氧分子内全部化学键的断裂，这样有利于的生成 B．控制较高温度和较长的反应时间有利于减少第一个副反应的发生 C．上述反应进程中存在活化能为零过程 知识点02 化学反应的速率 1．化学反应速率 (1)表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 (2)数学表达式及单位 v(A)＝，单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 (3)特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能不同，但表示的意义相同。 ②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的________。 2．利用化学方程式计算 (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的初始量、转化量、某时刻量。 (3)根据已知条件列方程式计算。 如反应：　　　　　mA(g)＋nB(g)　　pC(g) 初始浓度/(mol·L－1)　 a　　　b　　　　　　c 转化浓度/(mol·L－1) 　x　 　　　　　 　 某时刻浓度/(mol·L－1) a－x　　b－　　　　c＋ (4)根据公式v(A)＝进行计算。 3．根据化学反应速率之比等于各物质化学式前的系数之比计算 如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，有关系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v(A)＝v(B)＝v(C)。 【特别提醒】计算反应速率时，要注意用浓度变化量除以时间，而非物质的量变化；同一反应用不同物质表示速率时，数值之比等于化学计量数之比，判断快慢需统一基准。纯固体、纯液体浓度视为常数，不能用来表示反应速率。温度、压强改变速率时，要区分 “直接改变活化分子数” 和 “改变浓度” 的不同逻辑，避免混淆影响因素的微观本质 【例2】如图，恒温容器中，发生工业合成氨正向或逆向反应，(单侧投料)，有关说法正确的是 A．体系起始与平衡压强比为 B．时， C．时，正反应速率大于逆反应速率 D．曲线表示的物质的量随时间的变化曲线 【即练3】利用煤气化产物制备甲醇，甲醇是一种可再生液态燃料，具有广泛应用前景。 (1)煤气化反应为，在恒温恒容的密闭容器中反应达到平衡，向其中补充，其v(正)_______(填“变快”“不变”或“变慢”，下同)；保持体积不变，充入 ，其v(正)_______。 (2)工业上利用CO可生产燃料甲醇，发生如下反应：。在密闭容器内，按照物质的量之比1∶2通入CO和H2，时该反应体系中随时间的变化如下表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 0.020 0.011 0.008 0.007 0.007 0.007 ①表示变化的曲线是_______，用H2表示内平均反应速率v(H2)＝_______mol•L-1•min-1。 ②平衡时H2的浓度为_______mol•L-1。 ③反应A(g)+2B(g)⇌3C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是_______。 A．v(A)=0.7mol•L-1•min-1　　　　B．v(B)=0.9mol•L-1•min-1 C．v(C)=0.03mol•L-1•s-1　　　　　　D．v(D)=0.8mol•L-1•min-1 【即练4】利用可消除污染，其反应为，不同温度下，向装有足量固体的恒容密闭容器中通入，测得气体的体积分数随时间的变化曲线如图所示。 回答下列问题： (1)在温度下，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有___________(写出两点)。 (2)从反应开始至点时的平均反应速率___________。温度下，的平衡转化率是___________。 (3)温度下b点___________(填“>”“<”或“=”)，判断的理由是___________。 (4)一定温度下，在密闭容器中，、、三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示： ①达到平衡状态时Z的浓度为___________，该反应的化学方程式是___________。 ②该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。 A．混合气体的总质量保持不变 B．、的反应速率比为 C．容器内混合气体的压强保持不变 D．容器内各气体的浓度不再改变 知识点03 影响化学反应速率的因素 1．浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率________；减小反应物的浓度，反应速率________。 2.反应速率与反应物浓度的定量关系 （1）速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 （2）反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与________无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 （3）反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 2．压强对化学反应速率影响的分析 (1)恒温时 增大压强体积缩小反应速率________。 (2)恒温恒容时 ①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速________。 ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同) 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率________。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度________反应速率________。 3．温度对化学反应速率影响的分析 1.基本规律 2.经验规律——范托夫规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。 3.过渡态及活化能 ①过渡态：一种________没有完全断裂、________没有完全形成的高能量的中间状态。 ②活化能： a．定义：________的能量与________的平均能量之间的差值。 b．符号：Ea。 c．单位：kJ·mol－1或J·mol－1。 4.解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的________，增大反应物分子形成________的比例，故升高温度可以________化学反应的速率。 4．催化剂对化学反应速率的影响 1.催化剂：能改变化学反应速率而在反应前后本身的________和________不变的物质。 2.催化原理：通过参与反应改变________、改变反应的________来改变化学反应速率。 3.催化剂的特点 【特别提醒】影响速率的因素分内因和外因：内因（反应物本身性质） 是决定性因素，如金属活泼性、物质结构。外因包括：浓度增大（气体 / 溶液）、温度升高、加催化剂（降低活化能），均可加快反应速率；压强仅对有气体参与的反应有影响，且要区分 “改变浓度” 与 “恒容加惰性气体” 的不同效果。注意：催化剂不改变反应焓变和平衡，仅改变反应历程；纯固体 / 纯液体用量改变不影响速率 【例3】利用如图所示装置探究浓度对反应速率的影响，实验药品：不同浓度的硫酸溶液，体积均为，锌粒大小形状相同且足量。下列说法错误的是 A．该反应为放热反应 B．将稀硫酸换为浓硫酸，氢气的产生速率加快 C．根据相同时间产生氢气的体积可比较反应速率快慢 D．内，的硫酸比的硫酸与锌反应产生的氢气多 【即练5】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。测得浓度随时间变化如下表，下列说法错误的是 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 A．内容器中压强不断增大 B．内的速率比内的速率大 C．5 min时向反应体系中充入氦气，容器内压强增大，反应速率增大 D．内的转化率为 【即练6】Ⅰ．控制变量法是科学探究中非常重要的思想方法。控制变量法探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”，即要保持其他变量不变，改变其中一个变量进行实验，测定数据，通过系列实验，找出变量对反应速率的影响。某实验小组以分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。 方案 反应物 催化剂 温度 ① 溶液 无 ② 溶液 无 ③ 溶液 无 ④ 溶液 1-2滴溶液 通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图-1所示。通过阅读回答下列问题： (1)请填出曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表哪个实验方案：曲线Ⅰ代表方案______，曲线Ⅱ代表方案______，曲线Ⅲ代表方案______，曲线Ⅳ代表方案______(填数字)。 (2)甲同学为了探究温度对化学反应速率的影响，应进行方案______和______。乙同学进行方案③和④，你认为他想探究的是______对化学反应速率的影响。 Ⅱ．另一组同学为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，他们通过实验测定反应中生成的气体体积随反应时间变化的情况，绘制出图-2所示的曲线。 已知随着反应的进行，反应体系的温度逐渐升高。请分析讨论以下问题。 在、、三个相同的时间段里， (3)反应速率最大的是______时间段。 A．    B．    C． (4)反应速率最大的原因是______。 A．该时间段内稀盐酸浓度增大    B．该时间段内体系压强增大    C．该时间段内溶液温度升高 1．为探究反应的速率影响因素，某实验小组利用溶液与溶液设计和探究实验，如表： 编号 温度 溶液 (溶液) 出现浑浊时间／s ① 20 10 10 0 ② 20 10 5 V ③ 50 10 10 0 忽略因混合导致的溶液体积的变化，下列说法正确的是 A．研究温度的影响时，应先将溶液置于不同温度的水浴中一段时间后再混合 B．实验②中 C．若实验③中10s后浑浊不再增多，则前10s内 D． 2．在T℃时，在1 L恒容密闭容器中3.0 mol X发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g)，有关数据如表。下列说法正确的是 时间段/s 产物Z的平均生成速率mol·L-1·s-1 0~2 0.30 0~4 0.15 0~6 0.10 A．1 s时，Y的浓度为0.15 mol·L-1 B．增加X的量，会加快反应速率 C．当Y的体积分数不变时，该可逆反应达到平衡 D．5 s时，X的物质的量为2.4 mol 3．为探究Cu2+对H2O2分解是否有催化作用，分别取10mL 30% H2O2 (约10)于四支试管中，控制其他条件相同，进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积)： 实验编号 所加药品 控制温度/℃ 生成氧气平均速率() 第1个3min 第2个3min 第3个3min ① 1mL 1.0mol/LCuSO4 20 2.4 2.7 2.8 ② 30 9 10 10 ③ 40 90 63 28 ④ 1mL H2O 40 1.0 1.2 1.3 下列有关说法不正确的是 A．Cu2+对H2O2分解催化效率可能随温度升高而提高 B．实验③中第3个3min速率下降，仅与H2O2浓度降低有关 C．实验④是空白对照实验，加入1mL H2O的目的是保证H2O2浓度、总体积一致 D．为得到更可靠的结论，实验①②③还需排除 4．二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放。一定条件下，向5 L恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应，测得的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．a点时的容器内气体的密度大于b点 B．b点时， C．c点时， D．20 min时，混合气体中的体积分数为 5．工业制硫酸中的一步重要反应是在400-500 ℃下的催化氧化：，这是一个正反应放热的可逆反应。如果在密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应足够长时间。下列有关说法错误的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B．在上述条件下，不可能生成2 mol SO3 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．提高反应时的温度，SO2的转化率可以达到100% 6．在一定温度下，把6.0 mol M和5.0 mol N混合于2.0 L的密闭容器中，发生反应的化学方程式为：(x为正整数)，10min后反应达到平衡，容器内的压强变小，已知W的平均反应速率为，下列说法正确的是 A．平衡后，M的浓度为 B．M的平均反应速率为 C．x的值为1 D．平衡时P的浓度为 7．利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2.紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。 (1)在0～30h内，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为_____；反应开始后的12h内，在第_____种催化剂的作用下，收集的CH4最多。 (2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)　ΔH=＋206kJ·mol-1。请画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)_____。 8．硫酸是最重要的化工产品之一，工业制硫酸的主要原料为硫铁矿，其原理为用沸腾炉煅烧硫铁矿制备二氧化硫，化学方程式为： (1)在VL的沸腾炉中，a分钟内生成了b克的SO2，则用SO2来表示该反应的速率___________mol∙L-1∙min-1。 (2)煅烧10吨纯度90%的硫铁矿(设杂质不参加反应)，理论上至少需要空气的体积(标准状况)为___________L(假设空气中的体积分数分别为0.80和0.20)，若转化率，最后可以制得的硫酸___________吨。 (3)环保部门为了测定某硫酸厂周围空气中的SO2含量进行了如下实验。取标准状况下1.000L空气(含N2、O2、CO2、SO2)，缓慢通过足量碘水。在所得溶液中加入稍过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀盐酸，实验现象为___________。 A．沉淀部分溶解      B．无明显现象 9．减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。合理应用和处理氮及其化合物，在生产生活中有重要意义。雾霾严重影响人们的生活，雾霾的形成与汽车排放的等有毒气体有关。 (1)通过活性炭对汽车尾气进行处理，相关原理为。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_______(填序号)。 A． B．混合气体中的体积分数保持不变 C．断裂1个键的同时生成1个键 D．恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变 E．恒温、恒压条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变 (2)在催化转化器中，汽车尾气中的和可发生反应，若在容积为的恒温密闭容器中进行该反应，起始时充入，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。 ①实验b从开始至达到平衡时的反应速率_______。 ②实验a中的平衡转化率为_______。 ③与实验b相比，实验c改变的条件是_______。 10．完成下列问题。 (1)在容积为的容器中，通入一定量的(无色)，发生反应，随温度升高，混合气体的颜色变深。 在时段，反应速率为___________。 (2)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为时，某合金内吸收氢气，吸氢速率___________。 (3)在新型催化剂作用下，使转化为的反应2具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中的数据如下： 0 2.0 4.0 6.0 8.0 0 1.8 3.7 5.4 7.2 计算内以的物质的量变化表示的反应速率___________(以为单位，写出计算过程)。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第07讲 化学反应的速率 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.结合生活实例（如食物腐败、钢铁锈蚀、工业合成氨）建立化学反应速率的宏观认知，理解其用于衡量反应快慢的意义。 2.掌握化学反应速率的定量表示方法，能依据公式进行简单计算，理解同一反应中不同物质表示的速率与化学计量数的关系。 3.了解浓度、温度、催化剂等外界条件对反应速率的影响规律，能从微观粒子碰撞角度初步解释其原理。 4.了解测定化学反应速率的常见实验方法，认识控制反应条件在生产、科研中的实际应用价值。 预习重点 1. 化学反应速率的概念、表达式（v=Δc/Δt​）、单位及简单计算。 2.同一反应中，不同物质表示的反应速率之比等于对应化学计量数之比的规律及应用。 3.浓度、温度、催化剂对反应速率的影响规律（如浓度增大 / 温度升高 / 加入催化剂通常加快反应速率）。 4.影响反应速率的内因（反应物本性）与外因的区分，以及常见外界条件的调控逻辑。 预习难点 1.从微观粒子碰撞理论角度，解释外界条件（浓度、温度、催化剂）如何通过改变活化分子数、有效碰撞频率来影响反应速率，避免宏观现象与微观解释脱节。 2.运用 “三段式” 法处理反应速率相关的计算问题，区分起始浓度、转化浓度与平均速率的关系。 3.压强对有气体参与反应速率的影响逻辑（区分恒容 / 恒压条件、惰性气体介入的不同情况），避免与化学平衡移动的影响混淆。 情｜境｜启｜思 我们的生活里藏着无数化学反应：食物放久了会慢慢腐败，钢铁会在几年里慢慢生锈，而镁条丢进盐酸里，瞬间就能冒出大量气泡。为什么有的反应快如闪电，有的却慢得像蜗牛？今天我们就通过这四个实验，一起揭开 “化学反应速率” 的秘密：镁和盐酸的反应，气泡的快慢里藏着反应的 “速度密码”；不同浓度的溶液里，反应速率会悄悄发生变化；加热和常温下，反应的节奏截然不同；加入神秘的黑色粉末，反应瞬间被按下了 “快进键”。这些现象背后，藏着影响反应快慢的关键因素，让我们带着这些疑问，开启今天的探索之旅吧！ 深｜研｜精｜炼 知识点01 化学反应是有历程的 1．基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。例如H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应历程不相同。 ②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 3．从反应机理角度对化学反应的分类 【特别提醒】化学反应并非一步完成，而是由多个基元反应按特定顺序分步进行的过程，这个过程就是反应历程（反应机理）。总反应速率由最慢的基元反应（决速步骤）决定。书写速率方程、分析外界条件影响时，不能只看总反应，需结合反应历程理解。催化剂通过参与历程、改变反应路径来降低活化能，从而加快反应，且不影响反应焓变。 【例1】以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下： 相关反应的热化学方程式为 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   下列说法不正确的是 A．总反应的热化学方程式为   B．该过程实现了太阳能到化学能的转化 C．和对总反应起到了催化剂的作用 D．该过程使水分解制氢反应更加容易发生，但总反应的不变 【答案】A 【详解】A．盖斯定律，反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ得到总反应、，A错误； B．由图可知，该反应在太阳能作用下发生，则太阳能转化为化学能，B正确； C．由图可知总反应为水分解生成氧气、氢气，则和先参与反应，后有生成，对总反应起到了催化剂的作用，C正确； D．催化剂降低反应的活化能，不影响焓变，总反应的不变，D正确； 故选A。 【即练1】中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示，下列说法错误的是 A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原 B．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3 C．决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH D．生成NH3的总反应方程式为2NO＋5H22NH3＋2H2O 【答案】C 【详解】A．由图示知，生成NH3的过程为：，每步反应中N元素化合价均是降低被还原，A正确； B．反应的难易程度由决速步活化能决定，活化能越低越容易发生，在Pd/SVG催化剂上，NO生成N2的决速步活化能为144.3 kJ/mol，生成NH3的决速步活化能为86.4kJ/mol，故NO更容易被还原为NH3，B正确； C．决定反应速率的基元反应是活化能最高的步骤，生成NH3路径中活化能最大的是NH2O+H→NH2OH（86.4 kJ/mol），相同条件下反应速率最慢，C错误； D．根据A选项分析知，NO与H2反应生成NH3和H2O，对应总方程式为：2NO+5H22NH3+2H2O，D正确； 故选C。 【即练2】过氧化氢是一种广泛使用强氧化剂。氢氧直接合成，是一种潜在工业化生产的方法。该过程中主要存在以下反应，据此回答下列有关问题： 已知：的计算同于 Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. (1)计算___________。 (2)从热力学角度分析，在该反应条件下更有利于还是的生成，原因是___________。 (3)对于氢氧直接合成，寻找合适催化剂尤为重要。研究表明Pd基催化剂具有较好的催化效果，Pd可以快速大量的吸附并将其解离成氢原子，其后续反应进程与能量变化如下图(TS表示过渡态，*表示被催化剂吸附)： ①该反应进程中有___________个副反应进程，会影响的生成。主要的副反应为___________(写其基元反应的化学方程式)。 ②生成决速步为___________(写其基元反应的化学方程式)。 ③对于该进程，下列有关说法正确的是___________(填序号)。 A．反应过程中，应尽量避免氧分子内全部化学键的断裂，这样有利于的生成 B．控制较高温度和较长的反应时间有利于减少第一个副反应的发生 C．上述反应进程中存在活化能为零过程 【答案】(1) (2)更有利于的生成，原因是生成水放出的热量更多，平衡常数更大 (3) 3 或者 或者 AC 【详解】（1）根据盖斯定律，Ⅰ+Ⅲ可以得到： （2）从热力学角度分析，在该反应条件下更有利于的生成，反应Ⅱ的比反应Ⅰ的更小，即生成水放出的热量更多，平衡常数更大； （3）①根据图示，该反应进程中有3个副反应进程会影响的生成，与为反应物的基元反应中，主反应的活化能小，容易发生主反应，与为反应物的基元反应中，副反应的活化能更小，因此主要发生的副反应为或者；②生成决速步就是活化能最大的反应，即：或者；③A．根据图示知，生成的反应过程中，氧氧键没有全部断裂，所以应尽量避免氧分子内全部化学键的断裂，这样有利于的生成，正确；B．第一个副反应的活化能较大，所以控制较高温度和较长的反应时间有利于第一个副反应的发生，错误；C．因为Pd可以快速大量的吸附并将其解离成氢原子，所以这步反应的活化能为零，正确；故选AC。 知识点02 化学反应的速率 1．化学反应速率 (1)表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 (2)数学表达式及单位 v(A)＝，单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 (3)特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能不同，但表示的意义相同。 ②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。 2．利用化学方程式计算 (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的初始量、转化量、某时刻量。 (3)根据已知条件列方程式计算。 如反应：　　　　　mA(g)＋nB(g)　　pC(g) 初始浓度/(mol·L－1)　 a　　　b　　　　　　c 转化浓度/(mol·L－1) 　x　 　　　　　 　 某时刻浓度/(mol·L－1) a－x　　b－　　　　c＋ (4)根据公式v(A)＝进行计算。 3．根据化学反应速率之比等于各物质化学式前的系数之比计算 如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，有关系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v(A)＝v(B)＝v(C)。 【特别提醒】计算反应速率时，要注意用浓度变化量除以时间，而非物质的量变化；同一反应用不同物质表示速率时，数值之比等于化学计量数之比，判断快慢需统一基准。纯固体、纯液体浓度视为常数，不能用来表示反应速率。温度、压强改变速率时，要区分 “直接改变活化分子数” 和 “改变浓度” 的不同逻辑，避免混淆影响因素的微观本质 【例2】如图，恒温容器中，发生工业合成氨正向或逆向反应，(单侧投料)，有关说法正确的是 A．体系起始与平衡压强比为 B．时， C．时，正反应速率大于逆反应速率 D．曲线表示的物质的量随时间的变化曲线 【答案】A 【分析】由图可知，反应开始到平衡，，，，符合和系数比，即曲线A表示的物质的量随时间的变化曲线，曲线B表示的物质的量随时间的变化曲线，该反应为单侧投料。 【详解】A．恒温恒容下，压强之比等于总物质的量之比。起始总物质的量为（只有），反应开始到平衡，，列三段式：，可知平衡时气体总物质的量，因此起始压强:平衡压强，A正确； B．达到平衡，的平均反应速率，B错误； C．3 min时反应未达到平衡，仍向分解（合成氨的逆反应）方向进行，因此逆反应速率大于正反应速率，C错误； D．由分析可知，曲线A表示的物质的量随时间的变化曲线，D错误； 故选A。 【即练3】利用煤气化产物制备甲醇，甲醇是一种可再生液态燃料，具有广泛应用前景。 (1)煤气化反应为，在恒温恒容的密闭容器中反应达到平衡，向其中补充，其v(正)_______(填“变快”“不变”或“变慢”，下同)；保持体积不变，充入 ，其v(正)_______。 (2)工业上利用CO可生产燃料甲醇，发生如下反应：。在密闭容器内，按照物质的量之比1∶2通入CO和H2，时该反应体系中随时间的变化如下表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 0.020 0.011 0.008 0.007 0.007 0.007 ①表示变化的曲线是_______，用H2表示内平均反应速率v(H2)＝_______mol•L-1•min-1。 ②平衡时H2的浓度为_______mol•L-1。 ③反应A(g)+2B(g)⇌3C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是_______。 A．v(A)=0.7mol•L-1•min-1　　　　B．v(B)=0.9mol•L-1•min-1 C．v(C)=0.03mol•L-1•s-1　　　　　　D．v(D)=0.8mol•L-1•min-1 【答案】(1) 不变 不变 (2) b 0.006 0.007 A 【详解】（1）①为固体，加入后不影响碳的浓度，故正反应速率不变； ②体积不变，充入氩气，体系中各气体的浓度不变，故正反应速率不变； （2）①向体系中按照物质的量之比1∶2通入CO和H2，根据表中数据，开始时通入CO的物质的量为0.020mol，则通入氢气的物质的量为0.040mol，3分钟后CO的物质的量不再改变，则反应达到平衡，消耗的CO的物质的量为0.013mol，则消耗的氢气的物质的量为0.026mol，生成的甲醇的物质的量为0.013mol，容器体积为2L，则达平衡时甲醇的浓度为0.0065mol/L，故表示变化的曲线是b； ②根据表格数据，内，CO的物质的量变化为0.012mol，则氢气的物质的量变化量为0.024mol，容器体积为2L，则用H2表示内平均反应速率v(H2)＝=0.006mol•L-1•min-1； ③向体系中按照物质的量之比1∶2通入CO和H2，根据表中数据，开始时通入CO的物质的量为0.020mol，则通入氢气的物质的量为0.040mol，3分钟后CO的物质的量不再改变，则反应达到平衡，消耗的CO的物质的量为0.013mol，消耗氢气的物质的量为0.026mol，平衡时体系中氢气的物质的量为0.040mol-0.026mol=0.014mol，体积为2L，则氢气的浓度为0.007mol/L； ④将所有物质的速率均换算为A的速率，B选项中v(B)=0.9mol•L-1•min-1，换算成A的速率为0.45mol•L-1•min-1；C选项中v(C)=0.03mol•L-1•s-1，换算成A的速率为0.6mol•L-1•min-1；D选项中v(D)=0.8mol•L-1•min-1，换算成A的速率为0.4 mol•L-1•min-1；故速率最快的是A； 【即练4】利用可消除污染，其反应为，不同温度下，向装有足量固体的恒容密闭容器中通入，测得气体的体积分数随时间的变化曲线如图所示。 回答下列问题： (1)在温度下，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有___________(写出两点)。 (2)从反应开始至点时的平均反应速率___________。温度下，的平衡转化率是___________。 (3)温度下b点___________(填“>”“<”或“=”)，判断的理由是___________。 (4)一定温度下，在密闭容器中，、、三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示： ①达到平衡状态时Z的浓度为___________，该反应的化学方程式是___________。 ②该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。 A．混合气体的总质量保持不变 B．、的反应速率比为 C．容器内混合气体的压强保持不变 D．容器内各气体的浓度不再改变 【答案】(1)添加催化剂、增大反应物压强(浓度)等 (2) 50%(或0.5) (3) 温度下，点未达到平衡，反应朝正反应方向进行，故 (4) 0.79 (或) D 【详解】（1）在温度下，要缩短反应达到平衡的时间，即要加快反应速率，可添加催化剂、增大反应物压强(浓度)等； （2）根据反应方程式可知，该反应气体总物质的量保持不变，则a点时的平均反应速率，；温度下，的平衡气体体积分数，则平衡转化率是50%(或0.5)； （3）由图可知，温度下，b点尚未达到平衡状态，反应向正反应方向进行，故； （4）①，化学计量数之比=物质的量的变化之比，，故反应方程式为(或) ②A．X，Y、Z为三种气态物质，且该反应在2 L密闭容器中进行，所以总质量保持不变不能说明反应达到平衡状态；故A不符合题意； B．反应的化学方程式为，反应速率与系数成正比，所以X，Z的反应速率比为1:2不能说明反应达到平衡状态；故B不符合题意； C．反应的化学方程式为，反应前后气体体积不变，容器内混合气体的压强保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故C不符合题意； D．容器内各气体的浓度不再改变说明反应达到平衡状态，故D符合题意； 答案选D。 知识点03 影响化学反应速率的因素 1．浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢。 2.反应速率与反应物浓度的定量关系 （1）速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 （2）反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 （3）反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 2．压强对化学反应速率影响的分析 (1)恒温时 增大压强体积缩小反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。 ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同) 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。 3．温度对化学反应速率影响的分析 1.基本规律 2.经验规律——范托夫规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。 3.过渡态及活化能 ①过渡态：一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的高能量的中间状态。 ②活化能： a．定义：过渡态的能量与反应物的平均能量之间的差值。 b．符号：Ea。 c．单位：kJ·mol－1或J·mol－1。 4.解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，故升高温度可以提高化学反应的速率。 4．催化剂对化学反应速率的影响 1.催化剂：能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。 2.催化原理：通过参与反应改变反应历程、改变反应的活化能来改变化学反应速率。 3.催化剂的特点 【特别提醒】影响速率的因素分内因和外因：内因（反应物本身性质） 是决定性因素，如金属活泼性、物质结构。外因包括：浓度增大（气体 / 溶液）、温度升高、加催化剂（降低活化能），均可加快反应速率；压强仅对有气体参与的反应有影响，且要区分 “改变浓度” 与 “恒容加惰性气体” 的不同效果。注意：催化剂不改变反应焓变和平衡，仅改变反应历程；纯固体 / 纯液体用量改变不影响速率 【例3】利用如图所示装置探究浓度对反应速率的影响，实验药品：不同浓度的硫酸溶液，体积均为，锌粒大小形状相同且足量。下列说法错误的是 A．该反应为放热反应 B．将稀硫酸换为浓硫酸，氢气的产生速率加快 C．根据相同时间产生氢气的体积可比较反应速率快慢 D．内，的硫酸比的硫酸与锌反应产生的氢气多 【答案】B 【详解】A．锌与稀硫酸反应属于放热反应，A正确； B．将稀硫酸换为浓硫酸，氢离子浓度降低，氢气的产生速率减慢，B错误； C．相同时间产生氢气的体积越大，反应速率越快，故根据相同时间产生氢气的体积可比较反应速率快慢，C正确； D．根据反应方程式，足量时，硫酸的浓度越大，物质的量越多，产生氢气的体积越大，故内，的硫酸比的硫酸与锌反应产生的氢气多，D正确； 答案选B。 【即练5】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。测得浓度随时间变化如下表，下列说法错误的是 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 A．内容器中压强不断增大 B．内的速率比内的速率大 C．5 min时向反应体系中充入氦气，容器内压强增大，反应速率增大 D．内的转化率为 【答案】C 【详解】A．该反应正向为气体分子数增大的反应，0~5 min内反应正向进行，容器内气体总物质的量不断增大，恒温恒容条件下压强不断增大，A正确； B．0~2 min内，2~4 min内，相同时间内浓度变化量越大，反应速率越大，故0~2 min内速率更大，B正确； C．恒温恒容密闭容器中充入氦气，反应体系中各反应物、生成物的浓度不变，反应速率不变，C错误； D．0~4 min内反应的浓度为，转化率为，D正确； 故选C。 【即练6】Ⅰ．控制变量法是科学探究中非常重要的思想方法。控制变量法探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”，即要保持其他变量不变，改变其中一个变量进行实验，测定数据，通过系列实验，找出变量对反应速率的影响。某实验小组以分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。 方案 反应物 催化剂 温度 ① 溶液 无 ② 溶液 无 ③ 溶液 无 ④ 溶液 1-2滴溶液 通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图-1所示。通过阅读回答下列问题： (1)请填出曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表哪个实验方案：曲线Ⅰ代表方案______，曲线Ⅱ代表方案______，曲线Ⅲ代表方案______，曲线Ⅳ代表方案______(填数字)。 (2)甲同学为了探究温度对化学反应速率的影响，应进行方案______和______。乙同学进行方案③和④，你认为他想探究的是______对化学反应速率的影响。 Ⅱ．另一组同学为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，他们通过实验测定反应中生成的气体体积随反应时间变化的情况，绘制出图-2所示的曲线。 已知随着反应的进行，反应体系的温度逐渐升高。请分析讨论以下问题。 在、、三个相同的时间段里， (3)反应速率最大的是______时间段。 A．    B．    C． (4)反应速率最大的原因是______。 A．该时间段内稀盐酸浓度增大    B．该时间段内体系压强增大    C．该时间段内溶液温度升高 【答案】(1) ④ ③ ② ① (2) ② ③ 催化剂 (3)B (4)C 【详解】（1）增大反应物的浓度、增大气体压强、使用正催化剂、升温等均能加快反应速率。反应速率越快，曲线斜率越大，反应越快达到最终产物体积；最终生成的体积由的量决定：只有实验①是的，总物质的量最小，最终体积最小，对应曲线Ⅳ；实验②③④都是的，最终体积相同，速率排序为：④（有催化剂、温度）>）>），速率越快所用的时间越短，因此对应曲线Ⅰ为④，Ⅱ为③，Ⅲ为②； （2）探究温度对速率的影响，需要保证其他条件（浓度、催化剂）相同，只改变温度，因此选实验②和③；实验③和④中，浓度、温度都相同，③无催化剂、④有催化剂，因此探究的是催化剂对反应速率的影响； （3）反应速率可以用相同时间内生成的体积表示：相同时间段内，生成越多，速率越大。由图可知，内生成的体积大于的，也大于的，因此速率最大，选B； （4）反应过程中稀盐酸不断被消耗，浓度逐渐降低，A错误；压强对固体和液体反应物的浓度影响小到可以忽略，故可忽略体系压强对该反应速率的影响，B错误；题目已知反应放热，体系温度逐渐升高，该阶段温度升高对速率的促进作用大于浓度降低的减慢作用，因此速率加快，C正确。 1．为探究反应的速率影响因素，某实验小组利用溶液与溶液设计和探究实验，如表： 编号 温度 溶液 (溶液) 出现浑浊时间／s ① 20 10 10 0 ② 20 10 5 V ③ 50 10 10 0 忽略因混合导致的溶液体积的变化，下列说法正确的是 A．研究温度的影响时，应先将溶液置于不同温度的水浴中一段时间后再混合 B．实验②中 C．若实验③中10s后浑浊不再增多，则前10s内 D． 【答案】A 【详解】A．探究温度对反应速率的影响时，需保证反应在设定温度下进行，先将溶液置于对应温度水浴中恒温后再混合，可避免混合后温度变化带来的误差，A正确； B．实验①②探究硫酸浓度对反应速率的影响，需控制溶液总体积相同，①总体积为，故实验②中 ，B错误； C．实验③溶液总体积为，反应中初始浓度为，前内平均速率，C错误； D．温度越高、反应物浓度越大，反应速率越快，出现浑浊时间越短，实验③温度最高，反应最快，最小，实验②硫酸浓度最小，反应最慢，最大，故，D错误； 故选A。 2．在T℃时，在1 L恒容密闭容器中3.0 mol X发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g)，有关数据如表。下列说法正确的是 时间段/s 产物Z的平均生成速率mol·L-1·s-1 0~2 0.30 0~4 0.15 0~6 0.10 A．1 s时，Y的浓度为0.15 mol·L-1 B．增加X的量，会加快反应速率 C．当Y的体积分数不变时，该可逆反应达到平衡 D．5 s时，X的物质的量为2.4 mol 【答案】D 【详解】A．0~2s内Z的平均生成速率是一段时间的平均反应速率，不是瞬时速率，无法计算1s时Z的浓度，也不能得到Y的浓度，A错误； B．X是固体，固体浓度视为常数，增加X的量不改变反应物浓度，反应速率不变，B错误； C．生成物只有和两种气体，反应中始终等于化学计量数之比，因此的体积分数始终为，保持不变不能说明反应达到平衡，C错误； D．由分析可得，5s时反应已经达到平衡，，由反应式可知消耗的，剩余，D正确； 故答案选D。 3．为探究Cu2+对H2O2分解是否有催化作用，分别取10mL 30% H2O2 (约10)于四支试管中，控制其他条件相同，进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积)： 实验编号 所加药品 控制温度/℃ 生成氧气平均速率() 第1个3min 第2个3min 第3个3min ① 1mL 1.0mol/LCuSO4 20 2.4 2.7 2.8 ② 30 9 10 10 ③ 40 90 63 28 ④ 1mL H2O 40 1.0 1.2 1.3 下列有关说法不正确的是 A．Cu2+对H2O2分解催化效率可能随温度升高而提高 B．实验③中第3个3min速率下降，仅与H2O2浓度降低有关 C．实验④是空白对照实验，加入1mL H2O的目的是保证H2O2浓度、总体积一致 D．为得到更可靠的结论，实验①②③还需排除 【答案】B 【详解】A．对比实验①②③，温度升高时加组的生成速率增幅远高于温度本身带来的速率增幅，说明对分解的催化效率可能随温度升高而提高，该说法正确，A不符合题意； B．实验③第3个3min速率下降，除浓度降低外，还可能存在高温下催化活性下降、反应放热导致体系局部温度变化等影响因素，“仅与浓度降低有关”的表述过于绝对，该说法错误，B符合题意； C．实验①~③均加入溶液，实验④加做空白对照，可保证各组起始浓度、反应体系总体积一致，符合控制变量的实验要求，该说法正确，C不符合题意； D．实验加入的是溶液，无法排除对分解的催化干扰，需补充实验排除的影响才能确定是的催化作用，该说法正确，D不符合题意； 故答案为：B。 4．二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放。一定条件下，向5 L恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应，测得的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．a点时的容器内气体的密度大于b点 B．b点时， C．c点时， D．20 min时，混合气体中的体积分数为 【答案】D 【详解】A．容器恒温恒容，所有反应物生成物均为气体，总质量、容器体积都始终不变，因此容器内气体密度始终不变，a点密度等于b点，A错误； B．b点物质的量仍在减小，反应未达到平衡，仍正向进行，因此，B错误； C．c点氢气的物质的量为2 mol，则从开始到c点消耗氢气的物质的量为6 mol，故从开始到c点生成的物质的量为，容器体积为，因此，C错误； D．20 min时，消耗氢气的物质的量为6 mol，则消耗二氧化碳的物质的量为2 mol，则生成的物质的量为，生成水蒸气的物质的量为，剩余二氧化碳的物质的量为4 mol，剩余氢气的物质的量为2 mol，故气体总物质的量为，同温同容下体积分数等于物质的量分数，故20 min时，混合气体中的体积分数为，D正确； 故选D。 5．工业制硫酸中的一步重要反应是在400-500 ℃下的催化氧化：，这是一个正反应放热的可逆反应。如果在密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应足够长时间。下列有关说法错误的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B．在上述条件下，不可能生成2 mol SO3 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．提高反应时的温度，SO2的转化率可以达到100% 【答案】D 【详解】A．催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，缩短达到平衡的时间，从而提高生产效率，A正确； B．该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，故2 mol 和1 mol 反应不可能生成2 mol ，B正确； C．通过调控温度、压强、反应物浓度等反应条件，可以使平衡正向移动，提高反应进行的程度，C正确； D．可逆反应中反应物的转化率不可能达到100%，且该反应正反应放热，升高温度会使平衡逆向移动，转化率反而降低，D错误； 故答案选D。 6．在一定温度下，把6.0 mol M和5.0 mol N混合于2.0 L的密闭容器中，发生反应的化学方程式为：(x为正整数)，10min后反应达到平衡，容器内的压强变小，已知W的平均反应速率为，下列说法正确的是 A．平衡后，M的浓度为 B．M的平均反应速率为 C．x的值为1 D．平衡时P的浓度为 【答案】C 【详解】A．已知W的平均反应速率为，生成W的物质的量是2mol，根据方程式可知平衡时消耗M的物质的量为3mol，剩余M的物质的量为3mol，浓度为，且选项中单位是反应速率单位，不是浓度单位，A错误； B．反应速率之比等于化学计量数之比，，不是0.3，B错误； C．同温同体积下，压强与气体总物质的量成正比，平衡后压强变小说明反应后气体总计量数小于反应前，即，x为正整数，故x=1，C正确； D．x=1，平衡时生成P的物质的量为1mol，浓度为，不是0.25，D错误； 故答案选C。 7．利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2.紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。 (1)在0～30h内，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为_____；反应开始后的12h内，在第_____种催化剂的作用下，收集的CH4最多。 (2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)　ΔH=＋206kJ·mol-1。请画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)_____。 【答案】(1) vⅢ>vⅡ>vⅠ Ⅱ (2) 【详解】（1）0～30h内，由图可知，30h内CH4的产量Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，即反应速率关系为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ；前12h在第Ⅱ种催化剂作用下收集的CH4最多； （2） 由热化学方程式可知，该反应是吸热反应，即反应物的总能量小于反应产物的总能量，故反应过程中体系的能量变化图。 8．硫酸是最重要的化工产品之一，工业制硫酸的主要原料为硫铁矿，其原理为用沸腾炉煅烧硫铁矿制备二氧化硫，化学方程式为： (1)在VL的沸腾炉中，a分钟内生成了b克的SO2，则用SO2来表示该反应的速率___________mol∙L-1∙min-1。 (2)煅烧10吨纯度90%的硫铁矿(设杂质不参加反应)，理论上至少需要空气的体积(标准状况)为___________L(假设空气中的体积分数分别为0.80和0.20)，若转化率，最后可以制得的硫酸___________吨。 (3)环保部门为了测定某硫酸厂周围空气中的SO2含量进行了如下实验。取标准状况下1.000L空气(含N2、O2、CO2、SO2)，缓慢通过足量碘水。在所得溶液中加入稍过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀盐酸，实验现象为___________。 A．沉淀部分溶解      B．无明显现象 【答案】(1) (2) 2.31107 14.25 (3)B 【详解】（1）在VL的沸腾炉中，a分钟内生成了b克的SO2，生成的SO2的物质的量，用SO2来表示该反应的速率。 （2）10吨纯度的硫铁矿，含FeS2的质量为：10t90%=9t，物质的量为：=7.5104mol，依据方程式：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，7.5104molFeS2理论上消耗O2的物质的量为：=2.0625105mol，标准状况下体积为：2.0625105mol22.4L/mol=4.62106L，空气体积为=2.31107L，理论上得到二氧化硫的物质的量为27.5104mol=1.5105mol，转化为硫酸的二氧化硫的物质的量为：1.5105mol95%=1.425105mol，制得的的硫酸中溶质硫酸的质量为：1.425105mol98g/mol=1.3965107g，的硫酸的质量为：=1.425107g=14.25t。 （3）SO2通入碘水的反应为，加入过量的BaCl2溶液后，反应为，故加入盐酸后，沉淀不溶解，故选B。 9．减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。合理应用和处理氮及其化合物，在生产生活中有重要意义。雾霾严重影响人们的生活，雾霾的形成与汽车排放的等有毒气体有关。 (1)通过活性炭对汽车尾气进行处理，相关原理为。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_______(填序号)。 A． B．混合气体中的体积分数保持不变 C．断裂1个键的同时生成1个键 D．恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变 E．恒温、恒压条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变 (2)在催化转化器中，汽车尾气中的和可发生反应，若在容积为的恒温密闭容器中进行该反应，起始时充入，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。 ①实验b从开始至达到平衡时的反应速率_______。 ②实验a中的平衡转化率为_______。 ③与实验b相比，实验c改变的条件是_______。 【答案】(1) (2) 使用催化剂 【详解】（1）A．由题给化学方程式知，当时才表示正逆反应速率相等，反应达到平衡，故A不选； B．混合气体中的体积分数保持不变时，说明反应达到平衡状态，故B选； C．由题给化学方程式知，单位时间内断裂1个的同时生成2个，正逆反应速率才相等，反应达到平衡，故C不选； D．反应有固体参加，恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变时，说明混合气体的质量不再变化，反应达到平衡，故D选； E．反应前后气体的总物质的量不变，当混合气体的平均摩尔质量保持不变时，说明气体的总质量不再变化，反应达到平衡，故E选； 答案选BDE； （2）起始时充入，发生反应：，设达到平衡时CO转化的的物质的量为，列三段式： ①实验b开始总压强为，平衡时总压强为，由压强之比等于气体总物质的量之比得，解得，所以实验b从开始至平衡时用表示的反应速率； ②实验a开始总压强为，平衡时总压强为，由压强之比等于气体总物质的量之比得，解得，实验中的平衡转化率为； ③与实验b相比，实验c只是反应速率加快了，反应达到平衡时的总压强(即气体总物质的量)没有改变，改变的条件只能是使用催化剂。 10．完成下列问题。 (1)在容积为的容器中，通入一定量的(无色)，发生反应，随温度升高，混合气体的颜色变深。 在时段，反应速率为___________。 (2)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为时，某合金内吸收氢气，吸氢速率___________。 (3)在新型催化剂作用下，使转化为的反应2具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中的数据如下： 0 2.0 4.0 6.0 8.0 0 1.8 3.7 5.4 7.2 计算内以的物质的量变化表示的反应速率___________(以为单位，写出计算过程)。 【答案】(1)0.0010 (2)30 (3) 【详解】（1）由题意及图示知，时消耗的浓度； （2）由题干数据可知，吸氢速率； （3）内，所以。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $