第01讲 化学反应速率及其影响因素(培优专项训练)(全国通用)2027年高考化学一轮复习高效培优系列
2026-08-14
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 化学反应速率 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.76 MB |
| 发布时间 | 2026-08-14 |
| 更新时间 | 2026-08-14 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-08-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59211302.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以高考真题为引领,通过“真题感知-考向强化-模拟拔高”三级进阶,系统构建“概念辨析-原理应用-图像分析”解题方法体系,注重科学思维与证据推理能力培养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|真题·命题感知|4题高考真题|建立“K-T关系→反应热效应→平衡移动”推理链、速率比较法、活化能与速率反比关系|从反应速率概念到平衡移动原理,结合能量图与浓度-时间图像综合应用|
|进阶·强化演练|4考向各4题|平均速率计算技巧、影响因素变量控制法、速率常数方程应用、图像斜率分析|分考向突破反应速率计算、影响因素、速率常数、图像四大核心考点|
|拔高·模拟预测|20题综合题|连续/平行反应速率分析、催化剂选择性判断、多反应体系速率比较|整合工业情境与复杂反应模型,提升真实问题解决能力|
内容正文:
第01讲 化学反应速率及其影响因素
目 录
真题·命题感知
进阶·强化演练
考向01 反应速率及其计算
考向02 反应速率的影响因素
考向03 反应速率常数及其应用
考向04 反应速率的影响因素
拔高·模拟预测
真题·命题感知
1.(2026·贵州·高考真题)反式氨甲环酸具有凝血功能。理论计算表明,其由顺式氨甲环酸异构化制得的过程中,只经历一个过渡态。该异构化过程,平衡常数与温度的关系如图。
下列说法正确的是
A.降低温度,顺式氨甲环酸的转化率增大
B.温度不变,加入顺式氨甲环酸,平衡常数增大,有利于反应的进行
C.温度不变,向平衡后的体系中加入催化剂,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,正反应速率增大的程度比逆反应更显著
命题情境
本题以临床止血药物反式氨甲环酸的顺反异构化制备为真实背景,融合理论计算与实验数据,考查化学平衡常数的温度依赖性。氨甲环酸是一种赖氨酸类似物,其反式异构体具有抗纤溶活性,临床上用于手术出血、月经过多等出血性疾病的治疗。工业生产中,顺式氨甲环酸需通过加热异构化转化为反式构型,理论计算表明该过程仅经历一个过渡态,体现了现代理论化学在药物合成工艺优化中的指导作用。题目将药物化学、理论计算与平衡移动原理有机结合,引导考生关注化学知识在医药领域的实际应用。
解题方法
解答本题的核心是建立 “K-T关系→反应热效应→平衡移动方向” 的推理链。关键技巧在于:图像纵坐标为lnKc、横坐标为1/T,这种Arrhenius型坐标呈现是判断反应吸放热的“信号灯”——lnKc随1/T增大而减小,即lnKc随T降低而减小,等价于Kc随T升高而增大,故正反应吸热。由此可迅速判断:降温平衡逆向移动,转化率减小;升温平衡正向移动,正反应速率增大的程度更大。另外牢记两个“不变”:平衡常数只与温度有关,催化剂不改变平衡状态。此类题优先分析K-T关系定性判断反应热效应,再逐一排除。2.(2026·河南·高考真题)向一恒容密闭容器中加入物质,发生基元反应:,,温度为、时,各组分的物质的量浓度与时间的关系如图1、图2所示。温度为时,的浓度随时间的变化关系为,为反应的速率常数。
下列说法正确的是
A.
B.温度为时,反应一半需要的时间为
C.的浓度达到最大值时,的生成速率等于消耗速率
D.加入某催化剂,仅使反应的速率增大,则的浓度最大值将增大
命题情境
本题以连续基元反应M→N→Q为模型体系,通过不同温度下浓度-时间图像,考查反应速率、中间产物及催化剂选择性的综合判断。基元反应是化学反应的最基本步骤,是理解复杂反应机理的基石。在真实化学体系中,从简单的臭氧分解(O3→O2+O)到复杂的燃烧链式反应,均由多个基元反应串联而成。本题通过理想化的连续反应模型,引导学生建立“反应速率决定中间产物浓度峰值”的动态平衡思维,这正是理解催化反应机理、大气化学反应过程的基础素养。
解题方法
解答连续反应题的核心是速率比较法:温度越高,曲线斜率越陡,相同时间反应物消耗越多,由此可快速比较T₁与T₂大小。对于中间产物N的浓度变化,抓住“峰值即拐点”这一关键:峰值前v生成>v消耗,峰值后v生成<v消耗,峰值处v生成=v消耗。对于速率常数k的应用,牢记一级反应半衰期公式。催化剂选择性问题用“催化剂不改变化学平衡组成”的结论直接判断:若仅加快N→Q,N消耗更快,峰值降低。3.(2025·海南·高考真题)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
命题情境
本题以A+Q同时发生三个平行基元反应分别生成B、C、D为模型,考查基元反应活化能、温度影响及催化剂选择性的核心概念。平行竞争反应在化工生产中极为常见,例如石油裂化过程中原料烃可同时裂解为不同链长的烯烃、烷烃,如何通过调控催化剂和温度提高目标产物选择性是工业催化研究的核心课题。本题通过简化的平行反应模型,揭示了活化能差异对反应速率和产物分布的决定性作用,引导学生理解“动力学控制”与“热力学控制”的本质区别。
解题方法
平行反应解题的第一原理:基元反应速率与活化能成反比(活化能越低,速率越快)。抓住v₁>v₂>v₃,立即得出活化能①<②<③。温度影响具有全局性——升高温度使所有反应活化分子百分数均提高。催化剂选择性问题需区分“产量”与“产率”:加快某反应速率只提高其瞬时生成速率(产量增大),但不改变平衡组成(产率不变。总反应速率等于各平行反应速率之和是基本定义(D正确)。牢记:活化能越低,速率越快,但对温度越不敏感。
4.(2026·北京·高考真题)恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A.热化学方程式为
B.用表示反应开始到的平均速率是
C.该温度下,
D.其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
命题情境
本题以经典的H2+I2⇌2HI可逆反应为载体,综合考查反应热效应的能量图分析、转化率-时间图像、平衡常数计算及温度对平衡的影响。H2与I2直接化合制备HI是工业上生产氢碘酸的重要方法,该反应也是化学动力学发展史上的经典体系——早在19世纪就被用于研究分子碰撞理论和反应机理。题目将能量变化图与转化率-时间图相结合,全面考查考生对焓变含义、反应速率计算、平衡常数表达式、勒夏特列原理的综合运用能力。
解题方法
能量图的判读口诀:“反应物能量−生成物能量=ΔH;正反应活化能−逆反应活化能=ΔH”。本题中反应物能量高于生成物,ΔH<0,故E1−E2=ΔH(A错)。转化率-时间图的平均速率计算要看清纵轴是“转化率”而非“浓度”,生成HI浓度为2ac0。平衡常数表达式切忌漏掉系数:反应H2+I2⇌2HI中c(HI)带平方,K=4b²/(1−b)²(C错)。对于D项,结合ΔH<0判断升温平衡逆向移动,H2转化率减小、平衡浓度增大,关键是理解“大于c0(1−b)”而不是等于。
进阶·强化演练
考向01 反应速率及其计算
1.(25-26高三上·安徽亳州·一模)甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO、H2)的重要方法。恒温恒容条件下,向1.0L密闭容器中充入1.0 molCH4(g)和2.0molCO2(g),发生反应:。15s时,测得n(H2)=0.3mol,此时反应未达到平衡。下列说法错误的是
A.0∼15s内,用CH4表示的平均反应速率
B.15s时,
C.该条件下,反应达到平衡时,甲烷的转化率α>15%
D.与比值保持不变时,反应达到平衡
2.(25-26高三上·天津南开·一模)用焦炭还原的反应为。向容积均为的甲、乙、丙三个容器中分别加入焦炭和一定量,恒温下测得各容器中随反应时间的变化情况如下表,的计量单位为。
容器
温度/
时间/
0
40
80
120
160
甲
4.00
3.00
2.20
1.60
1.60
乙
2.00
1.60
1.30
1.06
0.90
丙
4.00
2.90
2.00
2.00
2.00
下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.时,反应的平衡常数值为
C.增加焦炭的量可提高的平衡转化率
D.乙中内平均反应速率
3.(2026·甘肃张掖·一模)一定条件下,分别在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入反应物A和B,发生反应: ,200℃时该反应的化学平衡常数K=1,反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如下:
容器
温度℃
起始时反应物的浓度/(mol·L⁻¹)
10分钟时生成物的浓度/(mol·L⁻¹)
甲
200
6
2
1
乙
300
6
2
0.8
丙
200
6
3
下列说法错误的是
A.甲容器中,10分钟内反应物A的平均化学反应速率
B.乙容器中,10分钟时
C.
D.丙容器中,达到化学平衡状态时反应物A的转化率大于25%
4.(25-26高三上·西藏昌都·一模)反应A(g)+3B(g)=2C(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. B.
C. D.
考向02 反应速率的影响因素
1.(2026·河北保定·三模)以五硫化二磷(P2S5)为硫化剂,在超声波条件下可去除酸性工业废水中的砷,原理是P2S5溶解于废水时释放出H2S,H2S气体与溶液中的As3+以及As5+反应生成As2S3沉淀。S/As摩尔比为2.1:1时As去除率和As残留浓度随反应时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.P2S5溶解于水的化学方程式为P2S5+8H2O=2H3PO4+5H2S↑
B.10~20 min,As的去除率变化趋势减缓可能与前期生成大量的沉淀有关
C.0~20 min内,平均反应速率v(As)=36.624 mol/(L·h)
D.实验中采用的超声波可以加快反应的速率
2.(2026·湖北武汉·一模)为探究铁生锈速率的影响因素,利用如下装置进行实验(铁丝球材质为生铁)。下列说法错误的是
A.试剂X可选用无水氯化钙
B.适当升高水浴温度,①②生锈速率均加快
C.若换为纯铁铁丝球,生锈速率会减慢
D.铁丝球生锈速率:①>④>②>③
3.(2026·吉林白城·模拟预测)在蔗糖酶浓度一定的条件下测定蔗糖浓度对水解速率的影响如图。蔗糖处于较低浓度时水解速率与反应物浓度的关系如表所示。
蔗糖浓度()
0.0005
0.001
0.002
0.003
水解速率/()
0.012
0.024
0.048
0.072
已知:水解速率与反应物浓度间的关系可用速率方程为v=kcn表示,下列说法正确的是
A.其他条件保持不变时,反应物浓度越大,水解速率越大
B.在高浓度蔗糖范围内,蔗糖浓度增大,水解反应的半衰期不变(反应物消耗一半的时间称为半衰期)
C.其他条件保持不变时,蔗糖酶浓度越大,水解速率越大
D.蔗糖浓度处于较低范围内时,速率方程可表示为v=kc2(蔗糖)
4.(2024·安徽马鞍山·一模)的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时,甲、乙两种条件下浓度随时间的变化如下图所示:
下列说法不正确的是
A.图甲曲线b中,0~20min内平均反应速率
B.图甲表明pH相同时,起始浓度越大,分解速率越大
C.图乙表明可通过适当增大溶液的浓度,来增大分解的速率
D.可用溶液和溶液比较和对分解的催化效果
考向03 反应速率常数及其应用
1.(2026·海南海口·模拟预测)常温下,在金表面上分解的速率方程为()(为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度、压强无关;为反应级数)。实验测得的浓度与接触面积的关系如图所示:
已知:反应物消耗一半所用时间叫“半衰期”。下列叙述错误的是
A.其他条件相同,接触面积越大,反应速率越快
B.其他条件相同,反应物浓度越大,反应速率越快
C.在常温、条件下,速率常数
D.其他条件相同,的半衰期与初始浓度成正比
2.(2026·广东中山·模拟预测)一定温度下,实验测得反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 的反应速率与反应物浓度间存在定量关系:ν=k∙cm(NO)∙cn(O2),其中k是速率常数。NO和O2的反应初始浓度、反应初始速率ν如表所示。
编号
c(NO)/mol∙L-1
c(O2)/mol∙L-1
ν/(mol∙L-1∙s-1)
ⅰ
0.10
0.10
0.30
ⅱ
0.10
0.20
0.60
ⅲ
0.20
0.20
2.40
下列计算结果正确的一组是
A.m=n=1 k=600 B.m=n=2 k=300 C.m=2,n=1,k=300 D.m=1,n=2,k=300
3.(2026·安徽黄山·一模)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N,同时发生以下两个反应:①;②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(为速率常数),反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法正确的是
A.该反应中,
B.增加N的用量,反应①和②的速率均加快
C.0~30 min时间段内,X的平均反应速率约为
D.根据图像分析可知,30 min时产物Y的物质的量为0.075 mol
4.(25-26高三上·安徽合肥·阶段检测)某密闭容器中发生以下两个反应:①;②。反应①的正反应速率,反应②的正反应速率,其中、为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.内,的平均反应速率
B.反应①的活化能大于反应②
C.时,正反应速率
D.若加催化剂,变大,不变,则的最大值增大
考向04 反应速率图像
1.(25-26高三上·山西晋中·一模)目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器,在催化剂(铂、钯)作用下发生反应: ,。一定温度下,在2L恒容密闭容器中加入2mol CO和2mol NO发生上述反应,部分物质的体积分数随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应在低温下能自发进行
B.增大铂、钯的表面积可提高化学反应速率
C.曲线Ⅱ表示随时间的变化
D.内的平均反应速率
2.(2026·湖南长沙·三模)室温下,某溶液初始时仅溶有和且浓度相等,同时发生以下两个反应:①②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为、为速率常数。反应体系中组分、的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是
A.时间段内,的平均反应速率为
B.反应开始后,体系中和的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时的转化为
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
3.(2026·湖南衡阳·模拟预测)向容积均为1 L的恒容密闭容器M(恒温500℃)、N(起始500℃,绝热)中分别加入0.1 mol N2O和0.4 mol CO及相同催化剂发生反应:。实验测得两个容器中N2O的物质的量随时间的变化关系如表所示。该反应的反应速率、(、分别是正、逆反应的速率常数),下列说法错误的是
时间/s
0
100
200
300
400
容器①中
0.1
0.09
0.081
0.075
0.075
容器②中
0.1
0.08
0.078
0.078
0.078
A.正反应为放热反应
B.0~100 s内,容器②中N2O的平均反应速率
C.反应过程中,容器②中的压强不发生变化
D.当容器①中反应进行到100 s时,
4.(2026·陕西榆林·模拟预测)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:,测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列相关说法正确的是
编号
时间/min
表面积/
0
20
40
60
80
Ⅰ
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
Ⅱ
a
1.20
0.80
0.40
x
Ⅲ
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.实验Ⅰ,第20 min时
B.实验Ⅱ,第60 min时处于平衡状态,
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
拔高·模拟预测
1.(25-26高三上·广西百色·一模)工业上可以通过甲烷与碳酸钙为原料,在催化剂作用下制备合成气(CO和)。
主反应:
副反应:
以为载气,将恒定组成的、混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图所示。下列说法错误的是
A.甲烷的流速为
B.积炭速率一直增加
C.时刻,副反应生成的速率小于主反应生成的速率
D.之后反应停止,可能因为催化剂表面被积炭完全覆盖
2.(25-26高三上·广西来宾·一模)某温度下,向恒容密闭容器中按1:2的比例充入和,同时发生两个反应:①,②。反应体系中组分、的物质的量浓度c随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是
A.时,的反应速率为
B.平衡时,W的选择性比M的大
C.反应过程中,使用催化剂,可加快反应速率,提高X的平衡转化率
D.反应①的活化能比反应②的活化能更大
3.(2026·广西玉林·三模)某密闭容器中发生以下两个反应:①;②。反应①的正反应速率,反应②的正反应速率,其中、为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.0-6s内,X的平均反应速率
B.反应①的活化能大于反应②
C.10 s时,正反应速率
D.若加催化剂,变大,不变,则的最大值增大,且、不变
4.(2026·广东深圳·三模)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为① ;② 。该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线如下图下列说法不正确的是:
A.曲线b为随时间的变化情况
B.随的减小,反应②的瞬时速率先增大后减小
C.秒以后,速率
D.欲提高Y的产率,需控制反应进行的时间在附近
5.(2026·云南昆明·模拟预测)已知: 。实验测得速率方程为,(、为速率常数)。向2 L恒容密闭容器中充入和发生上述反应,测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.a点NO的转化率为
B.从反应开始到c点的平均反应速率为
C.c点反应物的活化分子数少于b点
D.化学反应速率:
6.(2026·天津河西·三模)I、Ⅱ、Ⅲ三个容积均为2 L的恒容密闭容器中均投入1 mol和3 mol,在不同温度下发生反应:。反应10 min,测得各容器内的物质的量分别如图所示。下列说法正确的是
A.降低温度、减小压强均有利于提高的平衡转化率
B.10 min后,向容器Ⅲ中再加入1mol 和1mol ,此时反应正向进行
C.前10 min容器Ⅱ中的平均反应速率:
D.10 min时,容器I中:
7.(2026·山东烟台·二模)实验测定与KI反应速率的过程如图,实验中发生:(较慢);(极快)。
已知:①淀粉遇变蓝;②(极快)。
下列说法正确的是
A.当溶液刚好从蓝色变为无色时,立即停止计时
B.
C.其他条件不变,只减小的浓度,测得反应速率减慢
D.利用该原理可测定酸性氧化KI的反应速率
8.(2026·河北衡水·二模)数字化传感技术可将微观、抽象的化学过程转化为直观曲线。某同学利用压强传感器、pH传感器、电导率传感器完成以下实验:
实验①:压强传感器测定锌与盐酸反应的速率
实验②:pH传感器探究NaOH溶液滴定醋酸溶液过程
实验③:电导率传感器监测Ba(OH)2与H2SO4反应时离子浓度变化
下列说法错误的是
A.实验①中,相同时间内压强变化越大,反应速率越快
B.实验②中,滴定终点附近pH突变,可据此判断滴定终点
C.实验③中,电导率最低时,溶液中离子总浓度最小
D.上述三个实验所测物理量的变化曲线斜率均可表示化学反应速率
9.(25-26高三下·重庆·阶段检测)在三个2 L恒容密闭容器中分别加入0.1molA(g)和0.98molB(g)发生反应:。在不同温度下,反应10分钟时A(g)物质的量n如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.容器甲中当前状态下:(甲)(甲)
C.容器乙中平均反应速率
D.容器丙中当前状态下反应速率(正)(逆)
10.(2026·河北保定·模拟预测)将10 mL KClO3溶液和10 mL NaHSO3溶液混合,所得溶液中随时间变化的曲线如图。(已知产物离子不具有催化作用)下列说法错误的是
A.该反应的离子方程式为
B.在0~4 min的平均反应速率
C.该反应为放热反应
D.6 min时向混合溶液中加入少量固体,不会改变曲线变化
11.(2026·海南三亚·一模)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。下列说法错误的是
A.步骤①生成的X为 B.步骤③正、逆反应的活化能关系为
C.在催化循环中起氧化作用 D.升高温度,该反应速率一定增大
12.(2026·海南儋州·二模)相同条件下,探究不同催化剂对100 mL某浓度H2O2溶液分解反应的催化效果,测得O2的体积(已换算为标况下的体积)随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A.三种催化剂的反应历程是相同的
B.H2O2分解活化能:FeCl3溶液<MnO2
C.使用三种催化剂时的活化分子百分数相同
D.在过氧化氢酶催化作用下,0~10 s内H2O2分解速率为0.012 mol·L-1·s-1
13.(2026·云南楚雄·三模)兴趣小组研究外界条件对分解反应速率的影响,取5支试管分别加入溶液,测量收集气体时所需的时间,实验记录如下:
实验序号
溶液浓度
溶液温度()
催化剂
所用时间
①
10%
25
3滴1 mol/L
②
10%
50
3滴1 mol/L
③
30%
25
3滴1 mol/L
④
10%
25
不使用
⑤
10%
25
3滴1mol/L
下列说法不正确的是
A.实验③与④比较:
B.获得相同体积的:
C.实验①②研究温度对反应速率的影响
D.实验②⑤研究不同催化剂对反应速率的影响
14.(2026·山东青岛·二模)硫酰氯(SO2Cl2)在一定条件下分解反应为。100℃,恒容密闭容器进行实验,测得不同时刻的浓度及该时刻的瞬时反应速率如下。下列说法正确的是
时刻
3.2
2.6
2.0
1.4
0.8
0.2
6.4
5.2
4.0
2.8
1.6
0.4
A.该反应的速率方程可表示为(k为速率常数)
B.
C.
D.110℃重复上述实验,初始速率更大因为温度升高使反应活化能减小
15.(2026·安徽合肥·二模)铝丝在盐溶液中会发生腐蚀,系碳纤维的铝丝在不同盐溶液中质量的减少量随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是
A.碱性条件下铝丝的腐蚀速率最慢
B.溶液中,内的平均反应速率
C.铝丝与足量的溶液发生反应的离子方程式
D.其他条件相同时,加入可以加快铝丝腐蚀速率
16.(2026·山东济南·二模)在恒温恒容的密闭容器中,发生丙烷的裂解反应:,测得和下[为某时刻压强,为初始压强]与时间关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.随着减小,反应速率始终不变
C.下,当转化率为50%时,时间为
D.下,若起始压强变为原来的2倍,到达1.0时所用时间仍为
17.(2026·河北秦皇岛·一模)反应X=2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a为c(Y)随t的变化曲线
B.时,
C.时,Y的消耗速率小于生成速率
D.后,
18.(2026·宁夏银川·一模)研究表明,水在超临界状态下呈现许多特殊的性质。一定实验条件下,测得乙醇的超临界水氧化结果如图甲、乙所示,其中X为以碳元素计的物质的量分数,t为反应时间。下列说法错误的是
A.乙醇的超临界水氧化过程中,CO是中间产物,CO2是最终产物
B.乙醇的超临界水氧化过程中经历两步反应,第一步速率较快,第二步较慢
C.随温度升高,XCO峰值出现的时间提前且峰值更高,说明乙醇的氧化速率比CO氧化速率的增长幅度更大
D.T=550℃条件下,3s~8s区间乙醇的超临界水氧化过程中,速率关系为:2v(乙醇)=v(CO)=v(CO2)
19.(2026·江西南昌·一模)氨法选择性催化还原脱硝原理如下:
主反应:
副反应:
有关实验结论如图所示,下列说法正确的是
A.整个过程中,NO消耗速率与生成速率相等
B.影响生成率的因素只有温度
C.脱硝时,应控制值约为1
D.工业上控制脱硝温度为350℃,是因为此时NO脱除率最大
20.(2026·黑龙江辽宁·二模)甲烷与溴单质反应生成,部分会进一步溴化生成。少量(催化剂可提高生成的选择性。500℃时,分别在有和无的条件下,将和通入密闭容器。和的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如下图。下列说法正确的是
A.11~19秒之间,有时
B.的作用之一是使转化为
C.无时,与反应生成更快达到平衡状态
D.可以提高的平衡转化率
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第01讲化学反应速率及其影响因素
真题•命题感知
1.D
2.C
3.D
4.D
进阶·强化演练
。考向01反应速率及其计算
1.D
2.D
3.C
4.D
◆考向02反应速率的影响因素
1.c
2.D
3.C
4.D
考向03反应速率常数及其应用
1.B
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>考向04反应速率图像
1.D
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缈考向05工艺流程与离子方程式
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题号
1
3
4
7
8
9
10
答案
B
D
D
C
C
0
B
D
D
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
D
D
D
D
B
D
C
B
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第01讲 化学反应速率及其影响因素
目 录
真题·命题感知
进阶·强化演练
考向01 反应速率及其计算
考向02 反应速率的影响因素
考向03 反应速率常数及其应用
考向04 反应速率的影响因素
拔高·模拟预测
真题·命题感知
1.(2026·贵州·高考真题)反式氨甲环酸具有凝血功能。理论计算表明,其由顺式氨甲环酸异构化制得的过程中,只经历一个过渡态。该异构化过程,平衡常数与温度的关系如图。
下列说法正确的是
A.降低温度,顺式氨甲环酸的转化率增大
B.温度不变,加入顺式氨甲环酸,平衡常数增大,有利于反应的进行
C.温度不变,向平衡后的体系中加入催化剂,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,正反应速率增大的程度比逆反应更显著
【答案】D
【解析】由图像可知,越大(温度越低),越小,即平衡常数随温度降低而减小,降温平衡逆向移动,顺式氨甲环酸的转化率减小,A错误;平衡常数只与温度有关,温度不变时平衡常数不变,加入反应物不改变平衡常数,B错误;催化剂仅改变反应速率,不影响化学平衡状态,加入催化剂平衡不移动,C错误;由A项分析可知,正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,说明正反应速率增大的程度比逆反应更显著,D正确;故选D。
命题情境
本题以临床止血药物反式氨甲环酸的顺反异构化制备为真实背景,融合理论计算与实验数据,考查化学平衡常数的温度依赖性。氨甲环酸是一种赖氨酸类似物,其反式异构体具有抗纤溶活性,临床上用于手术出血、月经过多等出血性疾病的治疗。工业生产中,顺式氨甲环酸需通过加热异构化转化为反式构型,理论计算表明该过程仅经历一个过渡态,体现了现代理论化学在药物合成工艺优化中的指导作用。题目将药物化学、理论计算与平衡移动原理有机结合,引导考生关注化学知识在医药领域的实际应用。
解题方法
解答本题的核心是建立 “K-T关系→反应热效应→平衡移动方向” 的推理链。关键技巧在于:图像纵坐标为lnKc、横坐标为1/T,这种Arrhenius型坐标呈现是判断反应吸放热的“信号灯”——lnKc随1/T增大而减小,即lnKc随T降低而减小,等价于Kc随T升高而增大,故正反应吸热。由此可迅速判断:降温平衡逆向移动,转化率减小;升温平衡正向移动,正反应速率增大的程度更大。另外牢记两个“不变”:平衡常数只与温度有关,催化剂不改变平衡状态。此类题优先分析K-T关系定性判断反应热效应,再逐一排除。
2.(2026·河南·高考真题)向一恒容密闭容器中加入物质,发生基元反应:,,温度为、时,各组分的物质的量浓度与时间的关系如图1、图2所示。温度为时,的浓度随时间的变化关系为,为反应的速率常数。
下列说法正确的是
A.
B.温度为时,反应一半需要的时间为
C.的浓度达到最大值时,的生成速率等于消耗速率
D.加入某催化剂,仅使反应的速率增大,则的浓度最大值将增大
【答案】C
【解析】温度越高,反应速率越快,相同时间内反应物消耗越快。对比两图可知:温度下浓度下降更快,反应速率更快,因此,A错误;根据题目给出的,可以将公式变形为:,当反应一半时,,代入得:,B错误;N是中间产物:浓度增大时,的生成速率大于消耗速率;浓度达到最大值后开始下降,此时的生成速率小于消耗速率,因此浓度最大时,生成速率等于消耗速率,C正确;催化剂仅改变反应速率,不改变浓度变化的趋势:若仅增大的反应速率,生成后消耗更快,会使的浓度最大值减小,D错误;故选C。
命题情境
本题以连续基元反应M→N→Q为模型体系,通过不同温度下浓度-时间图像,考查反应速率、中间产物及催化剂选择性的综合判断。基元反应是化学反应的最基本步骤,是理解复杂反应机理的基石。在真实化学体系中,从简单的臭氧分解(O3→O2+O)到复杂的燃烧链式反应,均由多个基元反应串联而成。本题通过理想化的连续反应模型,引导学生建立“反应速率决定中间产物浓度峰值”的动态平衡思维,这正是理解催化反应机理、大气化学反应过程的基础素养。
解题方法
解答连续反应题的核心是速率比较法:温度越高,曲线斜率越陡,相同时间反应物消耗越多,由此可快速比较T₁与T₂大小。对于中间产物N的浓度变化,抓住“峰值即拐点”这一关键:峰值前v生成>v消耗,峰值后v生成<v消耗,峰值处v生成=v消耗。对于速率常数k的应用,牢记一级反应半衰期公式。催化剂选择性问题用“催化剂不改变化学平衡组成”的结论直接判断:若仅加快N→Q,N消耗更快,峰值降低。
3.(2025·海南·高考真题)恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率。下列说法正确的是
A.反应的活化能①>②>③
B.提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C.加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D.总反应速率
【答案】D
【解析】基元反应的反应速率与活化能成反比(活化能越低,速率越快),已知,则活化能应为①<②<③,A错误;升高温度会使所有反应的活化分子百分数均提高,并非“仅提高反应②”,B错误;催化剂降低反应③的活化能,会加快反应③的速率,使D的生成速率增大,会提高D的产量,但不提高D的产率,C错误;三个反应为平行反应,共同消耗反应物A和Q,总反应速率(反应物消耗速率)等于各反应速率之和,即,D正确;故选D。
命题情境
本题以A+Q同时发生三个平行基元反应分别生成B、C、D为模型,考查基元反应活化能、温度影响及催化剂选择性的核心概念。平行竞争反应在化工生产中极为常见,例如石油裂化过程中原料烃可同时裂解为不同链长的烯烃、烷烃,如何通过调控催化剂和温度提高目标产物选择性是工业催化研究的核心课题。本题通过简化的平行反应模型,揭示了活化能差异对反应速率和产物分布的决定性作用,引导学生理解“动力学控制”与“热力学控制”的本质区别。
解题方法
平行反应解题的第一原理:基元反应速率与活化能成反比(活化能越低,速率越快)。抓住v₁>v₂>v₃,立即得出活化能①<②<③。温度影响具有全局性——升高温度使所有反应活化分子百分数均提高。催化剂选择性问题需区分“产量”与“产率”:加快某反应速率只提高其瞬时生成速率(产量增大),但不改变平衡组成(产率不变。总反应速率等于各平行反应速率之和是基本定义(D正确)。牢记:活化能越低,速率越快,但对温度越不敏感。
4.(2026·北京·高考真题)恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A.热化学方程式为
B.用表示反应开始到的平均速率是
C.该温度下,
D.其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
【答案】D
【解析】焓变为生成物总能量与反应物总能量的差值,也等于正反应活化能减去逆反应活化能,即,A错误;时刻转化率为,消耗浓度为,根据反应计量关系,生成浓度为,平均速率,B错误;平衡时转化率为,则平衡浓度:,,代入平衡常数表达式:,C错误;由图1可知反应物总能量高于生成物,反应放热,,升高温度平衡逆向移动,平衡转化率减小,平衡浓度大于原平衡的,D正确;故选D。
命题情境
本题以经典的H2+I2⇌2HI可逆反应为载体,综合考查反应热效应的能量图分析、转化率-时间图像、平衡常数计算及温度对平衡的影响。H2与I2直接化合制备HI是工业上生产氢碘酸的重要方法,该反应也是化学动力学发展史上的经典体系——早在19世纪就被用于研究分子碰撞理论和反应机理。题目将能量变化图与转化率-时间图相结合,全面考查考生对焓变含义、反应速率计算、平衡常数表达式、勒夏特列原理的综合运用能力。
解题方法
能量图的判读口诀:“反应物能量−生成物能量=ΔH;正反应活化能−逆反应活化能=ΔH”。本题中反应物能量高于生成物,ΔH<0,故E1−E2=ΔH(A错)。转化率-时间图的平均速率计算要看清纵轴是“转化率”而非“浓度”,生成HI浓度为2ac0。平衡常数表达式切忌漏掉系数:反应H2+I2⇌2HI中c(HI)带平方,K=4b²/(1−b)²(C错)。对于D项,结合ΔH<0判断升温平衡逆向移动,H2转化率减小、平衡浓度增大,关键是理解“大于c0(1−b)”而不是等于。
进阶·强化演练
考向01 反应速率及其计算
1.(25-26高三上·安徽亳州·一模)甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO、H2)的重要方法。恒温恒容条件下,向1.0L密闭容器中充入1.0 molCH4(g)和2.0molCO2(g),发生反应:。15s时,测得n(H2)=0.3mol,此时反应未达到平衡。下列说法错误的是
A.0∼15s内,用CH4表示的平均反应速率
B.15s时,
C.该条件下,反应达到平衡时,甲烷的转化率α>15%
D.与比值保持不变时,反应达到平衡
【答案】D
【解析】根据15s时,反应生成,则消耗,容器体积1.0L,时间15s,平均速率,A正确;反应未达平衡,正反应速率大于逆反应速率,因和的化学计量数均为1,表示消耗速率(正反应),表示生成速率(逆反应),且,B正确;15s时转化率为15%,但反应未达平衡且正向进行,平衡时转化率更高,故,C正确;根据反应方程式,生成和的物质的量之比恒为1:1,即始终不变,不能作为平衡状态的判据,D错误;故选D。
2.(25-26高三上·天津南开·一模)用焦炭还原的反应为。向容积均为的甲、乙、丙三个容器中分别加入焦炭和一定量,恒温下测得各容器中随反应时间的变化情况如下表,的计量单位为。
容器
温度/
时间/
0
40
80
120
160
甲
4.00
3.00
2.20
1.60
1.60
乙
2.00
1.60
1.30
1.06
0.90
丙
4.00
2.90
2.00
2.00
2.00
下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.时,反应的平衡常数值为
C.增加焦炭的量可提高的平衡转化率
D.乙中内平均反应速率
【答案】D
【解析】对比甲和丙,丙反应速率更快,故温度。温度升高,平衡时从1.60 mmol增大到2.00 mmol,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,A错误;甲容器平衡时为1.60 mmol,为0.0008 mmol/L,消耗2.40 mmol NO,生成N2和CO2各1.20 mmol,其物质的量浓度为0.0006 mmol/L,则平衡常数K= ,B错误;焦炭为固体,增加其量不改变浓度,平衡不移动,无法提高NO转化率,C错误;乙中内,,,,,由反应系数,D正确;故选D。
3.(2026·甘肃张掖·一模)一定条件下,分别在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入反应物A和B,发生反应: ,200℃时该反应的化学平衡常数K=1,反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如下:
容器
温度℃
起始时反应物的浓度/(mol·L⁻¹)
10分钟时生成物的浓度/(mol·L⁻¹)
甲
200
6
2
1
乙
300
6
2
0.8
丙
200
6
3
下列说法错误的是
A.甲容器中,10分钟内反应物A的平均化学反应速率
B.乙容器中,10分钟时
C.
D.丙容器中,达到化学平衡状态时反应物A的转化率大于25%
【答案】C
【解析】甲容器中10分钟内,,反应速率之比等于化学计量数之比,,A正确;乙容器温度高于甲,反应速率更快,10分钟时小于甲中,说明升高温度平衡逆向移动,可推断此时反应已达平衡,,B正确;该反应,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,甲温度低于乙,故,C错误;甲容器中10分钟时A的转化率为,此时反应未达平衡还会正向进行,故甲容器达到平衡时A的转化率大于25%,丙容器中B的起始浓度比甲大,平衡正向移动程度更大,A的转化率比甲平衡时更大,故丙中A平衡转化率大于25%,D正确;故选C。
4.(25-26高三上·西藏昌都·一模)反应A(g)+3B(g)=2C(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. B.
C. D.
【答案】D
【解析】比较化学反应速率快慢时,可根据各物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,将选项中各物质表示的速率转化为A物质所表示的反应速率后进行比较。
v(A)=0.15 mol/(L·min);
v(B)=0.01 mol/(L·s),单位转换为v(B)=0.01×60=0.6 mol/(L·min),根据反应速率比;
v(C)=0.40 mol/(L·min),根据反应速率比;
v(D)=0.1 mol/(L·s),单位转换为v(D)=0.1×60=6 mol/(L·min),根据反应速率比;
比较后可得,D物质转化为A物质所表示的反应速率最大,符合题意,故选D。
考向02 反应速率的影响因素
1.(2026·河北保定·三模)以五硫化二磷(P2S5)为硫化剂,在超声波条件下可去除酸性工业废水中的砷,原理是P2S5溶解于废水时释放出H2S,H2S气体与溶液中的As3+以及As5+反应生成As2S3沉淀。S/As摩尔比为2.1:1时As去除率和As残留浓度随反应时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.P2S5溶解于水的化学方程式为P2S5+8H2O=2H3PO4+5H2S↑
B.10~20 min,As的去除率变化趋势减缓可能与前期生成大量的沉淀有关
C.0~20 min内,平均反应速率v(As)=36.624 mol/(L·h)
D.实验中采用的超声波可以加快反应的速率
【答案】C
【解析】P2S5溶解于废水时释放出H2S,即发生水解反应,化合价不变,所以化学方程式为P2S5+8H2O=2H3PO4+5H2S↑,A正确;题干中知H2S气体与溶液中的As3+以及As5+反应生成As2S3沉淀,此沉淀可能会包裹P2S5,导致As的去除率减缓,B正确;由图知0~20 min内变化的浓度为968.9-53.3=915.6 mg/L,As的摩尔质量为75g/mol,故0~20 min内平均反应速率v(As)==0.036624 mol/(L·h),C错误;超声波可以增加分子之间碰撞的频率,从而加快化学反应速率,D正确;故选C。
2.(2026·湖北武汉·一模)为探究铁生锈速率的影响因素,利用如下装置进行实验(铁丝球材质为生铁)。下列说法错误的是
A.试剂X可选用无水氯化钙
B.适当升高水浴温度,①②生锈速率均加快
C.若换为纯铁铁丝球,生锈速率会减慢
D.铁丝球生锈速率:①>④>②>③
【答案】D
【解析】无水氯化钙为中性干燥剂,可干燥通入③的空气,保证③中铁丝球处于干燥环境,A不符合题意;升高温度可加快反应速率,适当升高水浴温度,①②的生锈速率均加快,B不符合题意;生铁为铁碳合金,易形成原电池加快腐蚀,换为纯铁无法形成原电池,生锈速率减慢,C不符合题意;铁生锈需要水和氧气,①有氯化钠电解质,腐蚀速率最快;②为水润湿状态,可接触充足氧气和水,速率次之;④浸入水中,接触的溶解氧气少,速率慢于②;③干燥无水,最难生锈,故速率顺序为①>②>④>③,D符合题意;故选D。
3.(2026·吉林白城·模拟预测)在蔗糖酶浓度一定的条件下测定蔗糖浓度对水解速率的影响如图。蔗糖处于较低浓度时水解速率与反应物浓度的关系如表所示。
蔗糖浓度()
0.0005
0.001
0.002
0.003
水解速率/()
0.012
0.024
0.048
0.072
已知:水解速率与反应物浓度间的关系可用速率方程为v=kcn表示,下列说法正确的是
A.其他条件保持不变时,反应物浓度越大,水解速率越大
B.在高浓度蔗糖范围内,蔗糖浓度增大,水解反应的半衰期不变(反应物消耗一半的时间称为半衰期)
C.其他条件保持不变时,蔗糖酶浓度越大,水解速率越大
D.蔗糖浓度处于较低范围内时,速率方程可表示为v=kc2(蔗糖)
【答案】C
【解析】在低浓度区,其他条件保持不变时,反应物浓度越大,水解速率越大,高浓度区水解速度与浓度无关,A错误;在高浓度区蔗糖水解的速度变为定值,据图可知浓度越大,半衰期越长,B错误;根据酶促反应原理可知,其他条件保持不变时,蔗糖酶浓度越大,水解速率越大,C正确;由图可知,蔗糖浓度处于较低范围内时,速率方程为v=kcn,代入表格中数据,0.012=k×0.0005n,0.024=k×0.001n,可以计算得出n=1,水解速率与蔗糖浓度呈正比,速率方程可表示为v=kc(蔗糖),D错误;故选C。
4.(2024·安徽马鞍山·一模)的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时,甲、乙两种条件下浓度随时间的变化如下图所示:
下列说法不正确的是
A.图甲曲线b中,0~20min内平均反应速率
B.图甲表明pH相同时,起始浓度越大,分解速率越大
C.图乙表明可通过适当增大溶液的浓度,来增大分解的速率
D.可用溶液和溶液比较和对分解的催化效果
【答案】D
【解析】由图甲曲线b可知,0~20 min内过氧化氢浓度变化量为,根据,可知,故0~20 min内氧气浓度变化量为,平均反应速率,A正确;图甲表示曲线的pH均等于13,但起始浓度不同,起始浓度越大,相同时间内被消耗的量越多,分解速率越大,B正确;图乙中曲线所表示的溶液的浓度不同,增大溶液的浓度,分解的速率加快,C正确;溶液和溶液中阴离子不相同,无法排除阴离子对催化效果的干扰,D错误;故选D。
考向03 反应速率常数及其应用
1.(2026·海南海口·模拟预测)常温下,在金表面上分解的速率方程为()(为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度、压强无关;为反应级数)。实验测得的浓度与接触面积的关系如图所示:
已知:反应物消耗一半所用时间叫“半衰期”。下列叙述错误的是
A.其他条件相同,接触面积越大,反应速率越快
B.其他条件相同,反应物浓度越大,反应速率越快
C.在常温、条件下,速率常数
D.其他条件相同,的半衰期与初始浓度成正比
【答案】B
【解析】反应速率等于浓度变化量除以时间,对应图像中直线的斜率绝对值。从图中可见:接触面积S3=S2=200 cm2的直线斜率,明显大于S1=100 cm2的直线斜率,说明接触面积越大,单位时间内N2O浓度下降越快,反应速率越快。A正确;三条曲线均为直线,说明N2O的浓度随时间匀速下降。这意味着单位时间内消耗的N2O量是固定的,即反应速率v是一个常数,与反应物浓度无关。结合速率方程(),只有当反应级数n=0(零级反应)时,v=k,速率才与浓度无关。因此 “反应物浓度越大,反应速率越快” 的说法不成立。B错误;在常温、条件下,初始浓度c0= 0.1 mol/L,完全反应时间t=100 min,反应速率,由于该反应是零级反应,v=k,因此速率常数。C正确;半衰期t1/2是反应物消耗一半所用的时间。对于零级反应,,当消耗一半时Δc=,代入得:,由于k是常数,因此半衰期t1/2与初始浓度c0成正比。D正确;故选B。
2.(2026·广东中山·模拟预测)一定温度下,实验测得反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 的反应速率与反应物浓度间存在定量关系:ν=k∙cm(NO)∙cn(O2),其中k是速率常数。NO和O2的反应初始浓度、反应初始速率ν如表所示。
编号
c(NO)/mol∙L-1
c(O2)/mol∙L-1
ν/(mol∙L-1∙s-1)
ⅰ
0.10
0.10
0.30
ⅱ
0.10
0.20
0.60
ⅲ
0.20
0.20
2.40
下列计算结果正确的一组是
A.m=n=1 k=600 B.m=n=2 k=300 C.m=2,n=1,k=300 D.m=1,n=2,k=300
【答案】C
【解析】控制变量法推导反应级数:对比实验i和ii,不变,变为原来2倍,反应速率变为原来2倍,可得,解得。对比实验ii和iii,不变,变为原来2倍,反应速率变为原来4倍,可得,解得。
代入实验i数据得,C正确;故选C。
3.(2026·安徽黄山·一模)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N,同时发生以下两个反应:①;②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(为速率常数),反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法正确的是
A.该反应中,
B.增加N的用量,反应①和②的速率均加快
C.0~30 min时间段内,X的平均反应速率约为
D.根据图像分析可知,30 min时产物Y的物质的量为0.075 mol
【答案】C
【解析】时,总消耗 , ,即反应②消耗M为,反应①消耗M为 ,相同时间内,反应②的反应速率大于反应①的反应速率,因此根据速率常数方程式,可得,故A错误;由速率方程可知,反应速率只与有关,与无关,若增大N的用量,反应①和②速率不变,故B错误;X是两个反应的共同产物,内,共生成X的浓度变化量等于M浓度的消耗量,所以 ,平均速率,故C正确;纵坐标为浓度,时Y的浓度为,未告知溶液体积,无法计算物质的量,故D错误;故选C。
4.(25-26高三上·安徽合肥·阶段检测)某密闭容器中发生以下两个反应:①;②。反应①的正反应速率,反应②的正反应速率,其中、为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.内,的平均反应速率
B.反应①的活化能大于反应②
C.时,正反应速率
D.若加催化剂,变大,不变,则的最大值增大
【答案】D
【解析】0~6 s内,X的消耗量为反应①生成M的量与反应②生成N的量之和。由图像可知,t=6 s时c(M)≈3 mol/L、c(N)≈3 mol/L,总Δc(X) =6 mol/L,v(X)=6 mol/L÷6 s=1 mol·L-1·s-1≠0.5 mol·L-1·s-1,A错误;由图像知,0~6 s内,M生成速率快于N,即v1(正)>v2(正),慢反应的活化能较大,故反应①活化能小于反应②,B错误;由图像知,0~6 s内,M生成速率快于N,即v1(正)>v2(正),v1(正)=k1c(X)c(Y),v2(正)=k2c(X)c(Y),则k1>k2;10 s时体系达平衡,v1(正)=k1c(X)c(Y),v2(逆)=v2(正)=k2c(X)c(Y),因k1>k2,故v1(正)>v2(逆),C错误;若催化剂使k1增大、k2不变,反应①正反应速率加快,生成M的量增多,c(M)最大值增大,D正确;故选D。
考向04 反应速率图像
1.(25-26高三上·山西晋中·一模)目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器,在催化剂(铂、钯)作用下发生反应: ,。一定温度下,在2L恒容密闭容器中加入2mol CO和2mol NO发生上述反应,部分物质的体积分数随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应在低温下能自发进行
B.增大铂、钯的表面积可提高化学反应速率
C.曲线Ⅱ表示随时间的变化
D.内的平均反应速率
【答案】C
【分析】由图知曲线I代表反应物体积分数随时间的变化曲线,曲线II代表生成物体积分数随时间的变化曲线,达平衡解得,,,,据此分析解题。
【解析】反应自发进行的判据是,,,因此只有低温下较小,,反应能自发进行,A正确;铂、钯是催化剂,增大催化剂的表面积,可以增大反应物与催化剂的接触面积,提高反应速率,B正确;由分析计算知,因此曲线Ⅱ表示随时间的变化,C错误;由分析计算知转化的物质的量,容器体积为,,平均反应速率,D正确;故选C。
2.(2026·湖南长沙·三模)室温下,某溶液初始时仅溶有和且浓度相等,同时发生以下两个反应:①②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为、为速率常数。反应体系中组分、的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是
A.时间段内,的平均反应速率为
B.反应开始后,体系中和的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时的转化为
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【解析】根据图像可知,30 min内Z浓度增加了0.125 mol/L,即反应②中消耗M的物质的量浓度为0.125 mol/L,而这段时间反应①中,消耗M的物质的量浓度为(0.5-0.3-0.125) mol/L=0.075 mol/L,生成Y的物质的量浓度为0.075 mol/L,v(Y)==2.5×10-3 mol/(L·min),A错误;由题中信息可知,反应①和反应②的速率之比为,Y和Z分别为反应①和反应②的产物,且两者与M的化学计量数均为1,因此反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比等于,由于k1、k2为速率常数,故该比值保持不变,B正确;结合A、B的分析可知,反应开始后,在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于=且保持不变,因此,如果反应能进行到底,反应结束时有即的M转化为Z,C正确;由以上分析可知,在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少,因此,反应①的化学反应速率较小,在同一体系中,活化能较小的化学反应速率较快,反应①的活化能比反应②的活化能大,D正确;故选A。
3.(2026·湖南衡阳·模拟预测)向容积均为1 L的恒容密闭容器M(恒温500℃)、N(起始500℃,绝热)中分别加入0.1 mol N2O和0.4 mol CO及相同催化剂发生反应:。实验测得两个容器中N2O的物质的量随时间的变化关系如表所示。该反应的反应速率、(、分别是正、逆反应的速率常数),下列说法错误的是
时间/s
0
100
200
300
400
容器①中
0.1
0.09
0.081
0.075
0.075
容器②中
0.1
0.08
0.078
0.078
0.078
A.正反应为放热反应
B.0~100 s内,容器②中N2O的平均反应速率
C.反应过程中,容器②中的压强不发生变化
D.当容器①中反应进行到100 s时,
【答案】C
【解析】容器②为绝热容器,先达到平衡且平衡时转化率更低,说明温度升高平衡逆向移动,因此正反应为放热反应,A正确;0~100 s内,容器②中物质的量减少0.02 mol,容积为1L,平均速率,B正确;该反应前后气体总物质的量不变,但容器②为绝热容器,反应放热使体系温度升高,根据,V、n不变时温度升高压强增大,因此压强会发生变化,C错误;容器①恒温,平衡时,可得,代入平衡数据得,温度不变则速率常数比值不变,因此,D正确;故选C。
4.(2026·陕西榆林·模拟预测)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:,测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列相关说法正确的是
编号
时间/min
表面积/
0
20
40
60
80
Ⅰ
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
Ⅱ
a
1.20
0.80
0.40
x
Ⅲ
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.实验Ⅰ,第20 min时
B.实验Ⅱ,第60 min时处于平衡状态,
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
【答案】D
【解析】是实验Ⅰ中的平均反应速率,不是第20 min的瞬时速率,A错误;催化剂不影响平衡,实验Ⅲ平衡时,则实验Ⅰ平衡时也为;实验Ⅱ初始浓度为实验Ⅰ的一半,恒容下相当于减压,该反应正反应气体分子数增大,平衡正向移动,因此实验Ⅱ平衡时,即,B错误;对比实验Ⅰ和Ⅱ,催化剂表面积相同,实验Ⅰ初始浓度是实验Ⅱ的2倍,但相同时间段内浓度减少量相同,说明反应速率相同,增加氨气浓度反应速率未增大,C错误;对比实验Ⅰ和Ⅲ,初始浓度相同,实验Ⅲ催化剂表面积更大,相同时间内浓度减少量更大,反应速率更快,说明相同条件下增加催化剂的表面积,反应速率增大,D正确;故选D。
拔高·模拟预测
1.(25-26高三上·广西百色·一模)工业上可以通过甲烷与碳酸钙为原料,在催化剂作用下制备合成气(CO和)。
主反应:
副反应:
以为载气,将恒定组成的、混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图所示。下列说法错误的是
A.甲烷的流速为
B.积炭速率一直增加
C.时刻,副反应生成的速率小于主反应生成的速率
D.之后反应停止,可能因为催化剂表面被积炭完全覆盖
【答案】B
【解析】由图可知,0~t1min时,甲烷的流出速率为0,氢气和一氧化碳的流出速率均为2 mmol/min,说明反应器中只有主反应发生,且通入的甲烷完全反应,由反应速率之比等于化学计量数之比可知,甲烷的流速为:2 mmol/min×=1 mmol/min,A正确;由图可知,t1~t3min时,甲烷的流出速率为0,一氧化碳的流出速率逐渐减小,说明积炭速率逐渐增大;t3~t4min时,一氧化碳的流出速率为0,氢气的流出速率逐渐减小,说明积炭速率逐渐减小,则t1~t4min时,积炭速率先增大后减小,B错误;由图可知,t2时刻,氢气的流出速率为2 mmol/min,一氧化碳的流出速率大于1 mmol/min,则由方程式可知,副反应生成氢气的速率小于主反应生成氢气的速率,C正确;由图可知,t4min时,氢气和一氧化碳的流出速率均为0,甲烷的流出速率为1 mmol/min,说明主反应和副反应均停止,可能是催化剂被积碳完全覆盖所致,D正确;故选B。
2.(25-26高三上·广西来宾·一模)某温度下,向恒容密闭容器中按1:2的比例充入和,同时发生两个反应:①,②。反应体系中组分、的物质的量浓度c随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是
A.时,的反应速率为
B.平衡时,W的选择性比M的大
C.反应过程中,使用催化剂,可加快反应速率,提高X的平衡转化率
D.反应①的活化能比反应②的活化能更大
【答案】D
【解析】内,由反应①和②的特点可知,内,,反应过程中反应物Y的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢,则10 min时Y的瞬时反应速率,A错误;由图可知,平衡时、;则从起始到平衡时,结合反应①和②可知,平衡时,由选择性公式可知,平衡时W的选择性比M小,B错误;催化剂只改变反应速率,不影响平衡,因此不能改变 X 的平衡转化率,C错误;由选项B分析可知,,,即相同时间内反应①的反应速率小于反应②的反应速率,反应活化能越大,反应速率越小,则反应①的活化能大于反应②的活化能,D正确;故选D。
3.(2026·广西玉林·三模)某密闭容器中发生以下两个反应:①;②。反应①的正反应速率,反应②的正反应速率,其中、为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.0-6s内,X的平均反应速率
B.反应①的活化能大于反应②
C.10 s时,正反应速率
D.若加催化剂,变大,不变,则的最大值增大,且、不变
【答案】D
【解析】0~6 s内,X的消耗量为反应①生成M的量与反应②生成N的量之和。由图像可知,t=6 s时c(M)=3 mol/L、c(N)=3 mol/L,总Δc(X) =6 mol/L,v(X)==1 mol·L-1·s-1≠0.5 mol·L-1·s-1,A错误;由图像知,0~6 s内,M生成速率快于N,即v1(正)>v2(正),慢反应的活化能较大,故反应①活化能小于反应②,B错误;由图像知,0~6 s内,M生成速率快于N,即v1(正)=k1c(X)c(Y)>v2(正)=k2c(X)c(Y),则k1>k2;10 s时体系达平衡,v1(正)=k1c(X)c(Y),v2(逆)=v2(正)=k2c(X)c(Y),因k1>k2,故v1(正)>v2(逆),C错误;若催化剂使k1增大、k2不变,反应①正反应速率加快,相同时间内生成M的量增多,c(M)最大值增大;因为温度不变,所以平衡常数不变,即、不变,D正确。
4.(2026·广东深圳·三模)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为① ;② 。该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线如下图下列说法不正确的是:
A.曲线b为随时间的变化情况
B.随的减小,反应②的瞬时速率先增大后减小
C.秒以后,速率
D.欲提高Y的产率,需控制反应进行的时间在附近
【答案】C
【分析】向密闭容器中加入一定量X,X发生反应①生成Y,Y再发生反应②生成Z。由图中信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X,因此曲线a为随时间的变化情况,浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z,因此曲线c为随时间的变化情况,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y,因此曲线b为随时间的变化情况,据此作答。
【解析】由分析可知,Y的浓度先增大后减小,曲线b呈现先升后降的趋势,符合Y的浓度变化特征,故A正确;反应②的速率方程为,由分析可知,随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)增大,故反应①的速率随c(X)的减小而减小,反应②的速率先增大后减小,随c(Y)变化先增大后减小,故B正确;根据体系中发生的反应可知,在Y的浓度达到最大值之前,单位时间内X的减少量等于Y的增加量和Z的增加量之和,因此,在Y的浓度达到最大值之后,单位时间内Z的增加量等于Y的减少量和X的减少量之和,则,故C错误;反应①生成Y,而反应②消耗Y,根据分析可知,在附近,Y的浓度最高,因此欲提高Y的产率,需控制反应时间在附近,故D正确。
5.(2026·云南昆明·模拟预测)已知: 。实验测得速率方程为,(、为速率常数)。向2 L恒容密闭容器中充入和发生上述反应,测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.a点NO的转化率为
B.从反应开始到c点的平均反应速率为
C.c点反应物的活化分子数少于b点
D.化学反应速率:
【答案】C
【分析】该反应为,反应前后气体分子数不变,因此体系总物质的量始终为,体积分数等于物质的量分数。结合图像温度越高反应速率越快,越先达到平衡,可知。
【解析】a点的体积分数,则,转化的,转化率,A错误;c点,则,,平均速率,B错误;由及图像知,b点,c点,温度,则,故,正反应速率与反应物活化分子数正相关,故c点反应物活化分子数少于b点,C正确;由C项分析知,化学反应速率:,D错误;故选C。
6.(2026·天津河西·三模)I、Ⅱ、Ⅲ三个容积均为2 L的恒容密闭容器中均投入1 mol和3 mol,在不同温度下发生反应:。反应10 min,测得各容器内的物质的量分别如图所示。下列说法正确的是
A.降低温度、减小压强均有利于提高的平衡转化率
B.10 min后,向容器Ⅲ中再加入1mol 和1mol ,此时反应正向进行
C.前10 min容器Ⅱ中的平均反应速率:
D.10 min时,容器I中:
【答案】D
【分析】三个容器容积、投料完全相同,仅温度不同,温度越高反应速率越快,达到平衡所需时间越短。随温度升高,10 min时的物质的量先减小后增大,说明时反应为平衡状态,10 min时反应未达平衡,温度升高反应速率加快,消耗量增大;时10 min反应随温度升高平衡逆向移动,平衡量增大,故正反应为放热反应,且正反应为气体分子数减小的反应。
【解析】该反应正反应为气体分子数减小的放热反应,降低温度平衡正向移动,有利于提高的平衡转化率,减小压强平衡逆向移动,的平衡转化率降低,A错误;容器Ⅲ为平衡状态,平衡时,则,,容器容积为2 L,平衡常数。加入和后,浓度商,,反应逆向进行,B错误;前10 min容器Ⅱ中,则,平均反应速率,C错误;,时反应10 min达到平衡,温度越低反应速率越慢,故容器Ⅰ中10 min时反应未达平衡,反应正向进行,,D正确;故选 D。
7.(2026·山东烟台·二模)实验测定与KI反应速率的过程如图,实验中发生:(较慢);(极快)。
已知:①淀粉遇变蓝;②(极快)。
下列说法正确的是
A.当溶液刚好从蓝色变为无色时,立即停止计时
B.
C.其他条件不变,只减小的浓度,测得反应速率减慢
D.利用该原理可测定酸性氧化KI的反应速率
【答案】B
【解析】当完全消耗后,溶液中才会积累,使淀粉从无色变为蓝色,因此刚好变蓝时立即停止计时,符合实验原理,A错误;由题中反应式可得计量关系:,即,由题可得,总体积为100mL,初始 , ,则,时间为40s,则,B正确;Na2S2O3参与的反应是快反应,反应速率由第一步慢反应决定,其他条件不变,只减小的浓度,速率基本不变,C错误;酸性本身为紫色,会干扰终点蓝色的观察,且氧化性强,会优先氧化,无法用该原理测定反应速率,D错误;故选B。
8.(2026·河北衡水·二模)数字化传感技术可将微观、抽象的化学过程转化为直观曲线。某同学利用压强传感器、pH传感器、电导率传感器完成以下实验:
实验①:压强传感器测定锌与盐酸反应的速率
实验②:pH传感器探究NaOH溶液滴定醋酸溶液过程
实验③:电导率传感器监测Ba(OH)2与H2SO4反应时离子浓度变化
下列说法错误的是
A.实验①中,相同时间内压强变化越大,反应速率越快
B.实验②中,滴定终点附近pH突变,可据此判断滴定终点
C.实验③中,电导率最低时,溶液中离子总浓度最小
D.上述三个实验所测物理量的变化曲线斜率均可表示化学反应速率
【答案】D
【解析】压强变化快慢可反映生成速率快慢,A正确;酸碱滴定中pH突变是判断滴定终点的依据,B正确;电导率与溶液中离子浓度、离子种类有关,电导率越低,离子总浓度越小,C正确;曲线斜率可表示变化速率,但只有实验①直接对应化学反应速率;pH、电导率变化不完全等同于化学反应速率,D错误;故选D。
9.(25-26高三下·重庆·阶段检测)在三个2 L恒容密闭容器中分别加入0.1molA(g)和0.98molB(g)发生反应:。在不同温度下,反应10分钟时A(g)物质的量n如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.容器甲中当前状态下:(甲)(甲)
C.容器乙中平均反应速率
D.容器丙中当前状态下反应速率(正)(逆)
【答案】D
【解析】由图可知,甲容器温度低,反应速率慢,10分钟未达到平衡,容器丙温度最高,反应速率快,10分钟后A的物质的量比容器乙多,丙容器达到了平衡状态,说明升温平衡逆向移动,则正反应为放热反应,即,A正确;已知温度越高反应速率越快,则丙容器的速度最快,A的物质的量为0.02mol,甲容器的反应速率最慢,A的物质的量为0.06mol,说明甲容器还未达到化学平衡,故容器甲中10min时还在向正方向进行,即当前状态下:(甲)(甲),B正确;由题干图像信息可知,10min时容器乙A的物质的量变化量为0.1mol-0.01mol=0.09mol,根据方程式可知,10min时B的变化量为0.09mol×2=0.18mol,则乙容器中平均反应速率,C正确;温度越高反应速率越快,比较乙、丙可知,丙达到平衡状态,容器丙中当前状态下反应速率(正)(逆),D错误;故选D。
10.(2026·河北保定·模拟预测)将10 mL KClO3溶液和10 mL NaHSO3溶液混合,所得溶液中随时间变化的曲线如图。(已知产物离子不具有催化作用)下列说法错误的是
A.该反应的离子方程式为
B.在0~4 min的平均反应速率
C.该反应为放热反应
D.6 min时向混合溶液中加入少量固体,不会改变曲线变化
【答案】B
【解析】中Cl为+5价,被还原为Cl-(-1价)得6e-,中S为+4价,被氧化为(+6价)失2e-;根据得失电子守恒, 与计量数之比为1∶3,再结合电荷守恒、原子守恒,离子方程式为,A正确;0~4 min内,由图可知c(Cl-)从0增至0.010 mol/L,则;又不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,则,B错误;由图可知,反应过程中曲线斜率逐渐增大(速率加快),因产物无催化作用,推测反应放热使温度升高,速率加快,C正确;Na2SO4电离出的Na+、不参与反应,且产物离子无催化作用,加入后不影响反应物浓度和反应速率,不会改变曲线变化,D正确;故选B。
11.(2026·海南三亚·一模)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。下列说法错误的是
A.步骤①生成的X为 B.步骤③正、逆反应的活化能关系为
C.在催化循环中起氧化作用 D.升高温度,该反应速率一定增大
【答案】D
【分析】结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,和苯生成,和、反应生成、和水,据此解答。
【解析】结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,X为,故A正确;步骤③为放热反应,,即,故B正确;在催化循环中V的化合价由+5降低到+4,所以起氧化作用,故C正确;升高温度,分解导致浓度减小,该反应速率不一定增大,故D错误;故选D。
12.(2026·海南儋州·二模)相同条件下,探究不同催化剂对100 mL某浓度H2O2溶液分解反应的催化效果,测得O2的体积(已换算为标况下的体积)随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A.三种催化剂的反应历程是相同的
B.H2O2分解活化能:FeCl3溶液<MnO2
C.使用三种催化剂时的活化分子百分数相同
D.在过氧化氢酶催化作用下,0~10 s内H2O2分解速率为0.012 mol·L-1·s-1
【答案】D
【解析】催化剂是通过参与反应改变路径从而实现催化效果,所以三种催化剂的反应历程不同,A错误;由图可知,MnO2对H2O2溶液分解的催化效果优于FeCl3溶液,MnO2催化反应的活化能更小,B错误;催化剂效果越好,反应活化能越小,活化分子百分数越大,故不同催化剂活化分子百分数不同,C错误;在过氧化氢酶催化作用下,0~10 s内,0.012 mol·L-1·s-1,D正确;故选D。
13.(2026·云南楚雄·三模)兴趣小组研究外界条件对分解反应速率的影响,取5支试管分别加入溶液,测量收集气体时所需的时间,实验记录如下:
实验序号
溶液浓度
溶液温度()
催化剂
所用时间
①
10%
25
3滴1 mol/L
②
10%
50
3滴1 mol/L
③
30%
25
3滴1 mol/L
④
10%
25
不使用
⑤
10%
25
3滴1mol/L
下列说法不正确的是
A.实验③与④比较:
B.获得相同体积的:
C.实验①②研究温度对反应速率的影响
D.实验②⑤研究不同催化剂对反应速率的影响
【答案】D
【解析】实验③与④比较,③中过氧化氢的浓度大,使用催化剂反应速率快,时间短,t3<t4,A正确;①和③比较,③中过氧化氢的浓度大,反应速率快,若获得相同体积的氧气,③所需的时间短,B正确;实验①②中只有温度不同,则是研究温度对反应速率的影响,C正确;实验②⑤中反应温度不同,玻璃不唯一,不能研究不同催化剂对反应速率的影响,D错误;故选D。
14.(2026·山东青岛·二模)硫酰氯(SO2Cl2)在一定条件下分解反应为。100℃,恒容密闭容器进行实验,测得不同时刻的浓度及该时刻的瞬时反应速率如下。下列说法正确的是
时刻
3.2
2.6
2.0
1.4
0.8
0.2
6.4
5.2
4.0
2.8
1.6
0.4
A.该反应的速率方程可表示为(k为速率常数)
B.
C.
D.110℃重复上述实验,初始速率更大因为温度升高使反应活化能减小
【答案】C
【解析】将表中数据代入验证可得v/c(SO2Cl2)为定值,故速率方程为v = kc(SO2Cl2),属于一级反应,A错误;t1~t2和t2~t3时间段内SO2Cl2浓度减少量均为0.6×10-2 mol/L,而反应速率随反应物浓度降低而减小,故消耗等量反应物所需时间更长,即,B错误;根据一级反应积分式ln(c0/c) = kt计算可得,,,故,C正确;温度升高不会改变反应活化能,初始速率增大是因为温度升高使活化分子百分数增大,有效碰撞频率升高,D错误;故选C。
15.(2026·安徽合肥·二模)铝丝在盐溶液中会发生腐蚀,系碳纤维的铝丝在不同盐溶液中质量的减少量随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是
A.碱性条件下铝丝的腐蚀速率最慢
B.溶液中,内的平均反应速率
C.铝丝与足量的溶液发生反应的离子方程式
D.其他条件相同时,加入可以加快铝丝腐蚀速率
【答案】D
【解析】强碱(如NaOH)碱性条件下铝的腐蚀速率很快,仅题给弱碱性溶液中腐蚀速率慢,该表述绝对,A错误;纵轴单位为,0~3h铝质量减少,,不是,B错误;水解使溶液呈碱性,铝在碱性环境下发生腐蚀,失电子生成四羟基合铝酸根,水得电子生成氢气,碱性环境不会放出,离子方程式为: ,C错误;含的、溶液中铝的腐蚀速率均远大于不含的溶液,说明可破坏铝表面氧化膜,加快腐蚀速率,D正确;故选D。
16.(2026·山东济南·二模)在恒温恒容的密闭容器中,发生丙烷的裂解反应:,测得和下[为某时刻压强,为初始压强]与时间关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.随着减小,反应速率始终不变
C.下,当转化率为50%时,时间为
D.下,若起始压强变为原来的2倍,到达1.0时所用时间仍为
【答案】D
【解析】温度越高,反应速率越快,达到相同时,所需时间小于,所以,A错误;反应速率与反应物分压(浓度)正相关,随着反应进行,p(C3H8)不断减小,反应物浓度降低,反应速率逐渐减小,B错误;转化率为50%时,剩余p(C3H8)=0.5p0,代入得;由于与成正比(图像为过原点直线),对应,故此时,C错误;由图像得(是仅与温度有关的常数),当时,,与起始压强无关;温度不变,不变,因此起始压强变为原来2倍,到达的时间仍为,D正确;故选D。
17.(2026·河北秦皇岛·一模)反应X=2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a为c(Y)随t的变化曲线
B.时,
C.时,Y的消耗速率小于生成速率
D.后,
【答案】B
【分析】总反应为X=2Z,分两步进行:①X→Y、②Y→2Z,因此:X是反应物,初始浓度最大,随反应进行浓度不断减小,所以下降曲线a是c(X);Y是中间产物,浓度先增大后减小,对应图中先升后降的曲线;Z是生成物,浓度持续增大,对应图中持续上升的曲线;据此解答。
【解析】根据图像,是随的变化曲线,不是,A错误;时刻三条曲线相交,说明此时三种物质浓度相等,即,B正确;时,的浓度呈下降趋势,说明的净变化为消耗,因此的消耗速率大于生成速率,C错误;根据物料守恒,初始X浓度为,任意时刻满足关系:,整理得,后,X几乎完全反应,,因此,D错误;故选B。
18.(2026·宁夏银川·一模)研究表明,水在超临界状态下呈现许多特殊的性质。一定实验条件下,测得乙醇的超临界水氧化结果如图甲、乙所示,其中X为以碳元素计的物质的量分数,t为反应时间。下列说法错误的是
A.乙醇的超临界水氧化过程中,CO是中间产物,CO2是最终产物
B.乙醇的超临界水氧化过程中经历两步反应,第一步速率较快,第二步较慢
C.随温度升高,XCO峰值出现的时间提前且峰值更高,说明乙醇的氧化速率比CO氧化速率的增长幅度更大
D.T=550℃条件下,3s~8s区间乙醇的超临界水氧化过程中,速率关系为:2v(乙醇)=v(CO)=v(CO2)
【答案】D
【解析】观察x-t图像可知,CO先增加后减少,一直在增加,说明CO为中间产物,为最终产物,A正确;乙醇氧化过程可视为两步反应:乙醇→CO(第一步)、CO→(第二步)。图乙中乙醇的物质的量分数在初始阶段快速下降,说明第一步速率快;CO的物质的量分数达到峰值后缓慢下降,说明第二步速率慢,B正确;随着温度的升高乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大,但CO是中间产物,为乙醇不完全氧化的结果,CO峰值出现的时间提前,且峰值更高,说明乙醇氧化为CO速率必须加快,且大于CO的氧化为的速率,C正确;℃条件下,3s-8s区间乙醇的超临界水氧化过程中,乙醇和CO的量都在减少,在增多,设消耗速率为x,生成速率为y,,3-8s区间,CO宏观“净速率”在减小,即消耗量比生成量多故,,所以,、、数值关系为,D错误;故选D。
19.(2026·江西南昌·一模)氨法选择性催化还原脱硝原理如下:
主反应:
副反应:
有关实验结论如图所示,下列说法正确的是
A.整个过程中,NO消耗速率与生成速率相等
B.影响生成率的因素只有温度
C.脱硝时,应控制值约为1
D.工业上控制脱硝温度为350℃,是因为此时NO脱除率最大
【答案】C
【解析】主反应中生成速率与消耗速率相等,而N2的生成发生在主反应和副反应中,由于存在多个反应,且这些反应对NO消耗和N2生成的影响不同,因此整个过程中 NO 消耗速率与N2生成速率不相等,A错误;由右图可知,改变时,生成率也会发生变化,说明影响生成率的因素不只有温度,B错误;由右图可知,当约为1时,脱除率已经接近最大值,若继续增大该比值,脱除率提升极小,但副产物生成率会明显升高,因此脱硝时控制该比值约为1最合适,C正确;由左图可知,温度高于350℃时,脱除率仍会继续增大,工业选择350℃是因为温度更高时副产物生成率显著升高,还会增加能耗,并不是因为此时脱除率最大,D错误;故选C。
20.(2026·黑龙江辽宁·二模)甲烷与溴单质反应生成,部分会进一步溴化生成。少量(催化剂可提高生成的选择性。500℃时,分别在有和无的条件下,将和通入密闭容器。和的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如下图。下列说法正确的是
A.11~19秒之间,有时
B.的作用之一是使转化为
C.无时,与反应生成更快达到平衡状态
D.可以提高的平衡转化率
【答案】B
【分析】甲烷与溴单质发生反应:(主反应),生成的会进一步溴化:(副反应)。少量作为催化剂,可提高的选择性(即让更多转化为,减少副产物的生成)。、恒容密闭容器中,初始投入和,分别在有和无的条件下得到、的物质的量随时间变化的曲线;
【解析】反应速率的计算公式为,其中为容器体积。11~19 s之间,,有时的物质的量变化,因此。由于容器体积未知,无法计算出具体的速率数值,A错误;从图像可知:有时,的平衡物质的量显著低于无时,同时的平衡物质的量显著高于无时;结合反应机理,可消耗部分,使其转化为,从而提高的选择性,因此的作用之一是使转化为,B正确;催化剂可加快反应速率,使反应更快达到平衡状态。是该反应的催化剂,因此有时,与反应生成更快达到平衡状态;无时,反应速率更慢,达到平衡的时间更长,C错误;催化剂()只能改变反应速率,不能改变平衡状态,因此无法提高的平衡转化率,只能提高的选择性(即生成的比例),D错误;故选B。
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