2.3 化学反应的速率（题型专练）化学沪科版选择性必修1

第三节 化学反应的速率（题型突破·举一反三） 题型01 化学反应速率的表示与计算 题型02 化学反应速率的测定 题型03 反应历程与基元反应 题型04 碰撞理论与活化能 题型05 催化剂与过渡态理论 题型06 化学反应速率的影响因素 题型07 化学反应速率与平衡图像分析 ▌题型01 化学反应速率的表示与计算 1．根据公式进行计算 ①常用单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1 ②适用范围：表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率，不表示固体或纯液体物质的速率 2．根据速率之比等于化学计量数之比进行计算 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。 3．根据“三段式”进行计算 步骤：（1）写出有关反应的化学方程式。 （2）找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 （3）根据已知条件列方程式计算。 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 转化/(mol·L－1) x 终末/(mol·L－1) a－x b－ 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。 4．化学反应速率大小的比较 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。 【典例1-1】对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中反应速率最快的是 A．V(A)=0.3mol·L-1s-1 B．v(B)=1.8mol·L-1s-1 C．v(C)=0.7mol·L-1s-1 D．v(D)=3.2mol·L-1·min-1 【典例1-2】飞秒化学对了解反应机理十分重要。光分解反应，经过2×10-15 s后的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是 A．用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1 B．在2×10-15 s时，I·浓度是浓度的2倍 C．2×10-15 s末时的反应速率是3×1010 mol·L-1·s-1 D．CF2-CF2、I·的速率关系：v(CF2-CF2)=2v(I·) 【变式1-1】已知化学反应。下列反应速率关系中，正确的是 A． B． C． D． 【变式1-2】在4L密闭容器中充入6molA气体和5molB气体，在一定条件下发生反应： ，5s时，生成了2molC，经测定D的浓度为0.5mol⋅L-1，下列判断正确的是 A．x=1 B．5s内C的平均反应速率为0.1mol⋅L-1⋅s-1 C．此时A的浓度为1.50mol·L-1 D．5s内B的平均反应速率为0.2mol⋅L-1⋅s-1 【变式1-3】一定温度下，分别向体积相同的恒容密闭容器中充入一定浓度，加入某催化剂后，测得不同催化剂表面积下浓度随时间的变化，如下表所示。 编号 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 （1）实验①中，0~20 min，用浓度变化表示的反应速率_____。 A． B． C． D． （2）解释实验②中，化学反应速率加快的原因：_____。 【变式1-4】一定条件下，向恒容密闭容器中加入和，发生反应：；时，剩余，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内， C．当剩余时，反应时间为 D．其他条件相同，若起始时向容器中充入和，当剩余时，消耗时间小于 【变式1-5】某温度下，1L容器中发生反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，NH3在20s内由1.0mol/L变成0.2mol/L(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A．反应速率关系：2v(NO)=3v(H2O) B．20s内，v(O2)=0.045mol/(L·s) C．20s内，NH3的转化率为20% D．20s内，上述反应转移电子数目为4×6.02×1023 ▌题型02 化学反应速率的测定 测定原理 利用与化学反应中任何一种化学物质的浓度相关的可观测量进行测定。 测定方法 直接观察测定：如释放出气体的体积和体系的压强等。 科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和显色物质与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 【典例2-1】某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，(Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)，下列说法不正确的是 组号 反应温度/ ℃ 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL ① 10 2 0.1 1 0.4 3 ② 30 2 0.1 2 0.2 2 ③ 30 1 0.2 2 0.1 3 ④ 30 1 0.1 2 0.1 3 A．实验①②探究温度对反应速率的影响 B．实验②③探究H2SO4浓度对反应速率的影响 C．实验③完全反应需要t min，平均反应速率v(Na2S2O3)=mol/(L∙min) D．四组实验中实验④的反应速率一定最小 【变式2-1】某研究性学习小组为探究浓度、温度对化学反应速率的影响，利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应进行如下实验。下列说法错误的是 实验序号 实验温度/℃ 有关物质的体积/mL 溶液褪至无色所需时间/s 0.02酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 1 293 2 4 t1 2 T1 2 3 V1 8 3 313 2 V2 1 t2 A．T1=293，V2=3 B．实验2、3探究温度对化学反应速率的影响 C．t1<8，t2<8 D．实验2，0~8s内用KMnO4浓度变化表示的反应速率v=2.5×10-3mol·L-1·s-1 【变式2-2】某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸反应的实验资料，具体如下。 资料1：室温下，过氧化氢溶液可与氢碘酸反应；资料2：碘单质溶于水后，溶液为棕黄色。 资料3：实验数据见下表。 实验编号 溶液 溶液 蒸馏水 温度/ 浓度 体积 浓度 体积 体积 Ⅰ 0.1 1 0.1 1 8 25 Ⅱ 0.1 1 0.1 1 40 Ⅲ 0.1 1 0.1 6 25 下列说法正确的是 A． B．实验原理为 C．若将实验Ⅱ温度调整为，溶液出现棕黄色的时间更短 D．对比上述实验数据，推测反应速率最快的是实验Ⅲ 【变式2-3】某实验小组以分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。 分组实验 反应物 催化剂 ① 溶液 无 ② 溶液 无 ③ 溶液 溶液 ④ 溶液+少量稀盐酸 溶液 ⑤ 溶液＋少量NaOH溶液 溶液 （1）实验①和②的目的是探究_________对反应速率的影响。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是________________________。 （2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。 分析下图能够得出的实验结论： ①______环境能增大分解的速率； ②______环境能减小分解的速率。 ③基于以上结论该小组提出可以用固体与溶液反应制，反应的化学方程式为________________________。 小组同学设计实验进一步探究和对分解的催化效果，分别设计了如下图甲、乙两种实验装置。 （3）有同学提出将，改为更为合理，其理由是________________________。 （4）若利用乙实验可进行定量比较分析，实验时均以生成40 mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要用到的实验仪器为____________。 （5）使用催化剂催化分解的反应中，催化剂改变了______(填字母序号) A．反应限度 B．反应焓变 C．反应路径 D．活化分子百分数 ▌题型03 反应历程与基元反应 1. 基元反应 （1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应。 （2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 2. 反应历程（反应机理） 大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。反应历程就是多个基元反应构成的反应序列。反应历程中的每一步反应都称为基元反应。 3. 反应历程中的速率 （1）决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； （2）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 （3）实例：H2（g）＋I2（g）2HI（g），它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I（快）②H2＋2I2HI（慢），其中慢反应为整个反应的决速步骤。 【典例3-1】已知反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g) ∆H= -752kJ·mol-1的反应机理如下， ①2NO(g) N2O2(g)(快) ②N2O2(g)+ H2(g) N2O(g)+H2O(g)(慢) ③N2O(g)+ H2(g) N2(g)+H2O(g)(快) 下列说法正确的是 A．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大 B．N2O2和N2O是该反应的催化剂 C．催化剂能改变该反应的焓变 D．快反应的活化能大，是反应历程中的决速反应 【典例3-2】中国学者在水煤气变换[  ]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的 C．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 D．缩小容器体积，过程Ⅱ的速率不影响 【变式3-1】液态阳光技术，即利用太阳能等可再生能源制氢并与二氧化碳合成甲醇，具有减少碳排放、缓解液体燃料依赖、提供高效储氢等多重优点。利用加氢制备的步骤如下所示： 反应I：   反应II：   反应III：   和在光催化下发生反应III，反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。写出虚线框中控速步的化学方程式_______。 【变式3-2】二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体二氧化碳的排放。制甲醇的总反应可表示为，该反应一般通过如下步骤来实现： ① ； ② 。 下列说法中错误的是 A．总反应的 B．能量示意图中有两个基元反应 C．若反应②为慢反应，如图示意图能体现上述反应能量变化 D．CO2(g)与3H2(g)合成CH3OH(g)的原子利用率小于100% ▌题型04 碰撞理论与活化能 活化分子、 有效碰撞与反应速率的关系 1．关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 2．解释： ①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能的大小； ②使用催化剂可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ③升高反应体系的温度，吸收能量，可增大活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。 【典例4-1】下列说法正确的是 A．化学反应的反应速率越快，可观察到的现象越明显 B．要加热才能发生的反应为吸热反应 C．当其他条件相同时，升高温度能使反应物活化分子数增加 D．在有气体参加的反应中，增大压强能使反应物活化分子百分数增加 【典例4-2】的反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．该反应决速步骤的活化能为 B．该反应的两步基元反应均为放热反应 C．使用合适的催化剂会使、、同时减小 D．温度升高，第Ⅰ步反应活化分子百分数增大，第Ⅱ步反应活化分子百分数减小 【变式4-1】铁的氧化物是重要的化工原料，可用作反应的催化剂。工业含铁废渣中含有大量铁的氧化物，常用于制取聚合硫酸铁铝净水剂。对于反应，下列有关说法正确的是 A．其他条件相同，增大，反应的平衡常数K增大 B．向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快 C．升高温度，反应体系的活化分子百分数增多 D．减小容器体积，反应物浓度增加，反应体系的活化分子百分数增多 【变式4-2】丙烷在催化剂表面催化脱氢的机理如下图所示。吸附在催化剂表面的粒子用*标注，表示过渡态，表示中间体。 下列说法正确的是 A．催化剂降低了该反应的活化能，但未改变活化分子的百分数 B．丙烷催化脱氢仅涉及键断裂和键形成 C．丙烷催化脱氢的总反应速率由②决定 D．改变催化剂可改变反应历程进而改变焓变 【变式4-3】向中加入少量溶液，的分解机理及其反应过程的能量变化如下。 ① ② 下列有关说法正确的是 A．反应①②均为放热反应 B．作催化剂，增大了活化分子百分数 C．反应①比反应②活化能大 D．加入少量溶液后，分解过程的最大能垒为 【变式4-4】活泼自由基与氧气的反应一直是科学家关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A．该反应为放热反应 B．该历程中中间产物Z生成产物P2的过程为整个反应过程的决速步骤 C．该历程中活化能最大值为301.48 kJ/mol D．HNO自由基与O2生成产物P2的正反应的活化能小于逆反应的活化能 ▌题型05 催化剂与过渡态理论 1．催化剂对反应的影响 （1）催化剂参与反应，降低反应的活化能，加快反应速率 （2）催化剂不能改变反应热，可以降低反应所需的温度，减小反应的能耗 （3）总反应的活化能大于催化反应过程中各分反应的活化能 （4）催化剂具有选择性：相同反应物用不同催化剂生成物不同 A+BC A+BD 2．基元反应过渡态理论 （1）基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　过渡态　　 反应产物 （2）过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，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 【典例5-1】反应的物质能量随反应过程的变化如图中曲线①所示；使用催化剂M后，反应中物质能量随反应过程的变化如图中曲线②所示，下列说法不正确的是 A．生成是一个放热反应 B．使用催化剂降低了该反应的焓变 C．使用催化剂后，反应历程分3步进行 D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为 【变式5-1】甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的反应物键能之和大于生成物键能之和 B． C．步骤1的反应比步骤2快 D．选择不同催化剂不会改变此反应的 【变式5-2】研发CO2 利用技术成为了研究热点，某科研团队采用一种类似“搭积木”的方式，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成，“积木”中涉及如下两个反应： ①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH<0 ②CH3OH(g)+O2(g) HCHO(g)+H2O2(l) 反应①在TiO2 / Cu 催化剂表面生成CH3OH 和H2O( g)的部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用*标注。 反应历程中反应速率最快一步的活化能E正= ___________________ eV。 写出反应速率最快一步的化学方程式 _____________________________。 下列有关催化剂说法正确的是_________________。 A．催化剂不参与反应，仅加快了反应速率 B．催化剂降低了反应的活化能，提高了活化分子的百分数 C．加入催化剂后，单位体积内分子总数增大，活化分子总数增大 D．选用活性更高的催化剂可以提高平衡转化率 ▌题型06 化学反应速率的影响因素 1．内因 在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。 2．外因 浓度 增大反应物浓度，化学反应速率增大，反之减小 压强 对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率增大，反之减小 温度 升高温度，化学反应速率增大，反之减小 (温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍) 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 (对于可逆反应，正、逆反应速率的改变程度相同) 其他因素 如增大反应物的接触面积、光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、形成原电池等，都有可能改变化学反应速率 3．分析思路 1）浓度 （1）浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增大。 （2）浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。 2）压强 增大压强实际上就是减小气体体积，增大反应物的浓度。 恒温 增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。 恒温恒容 a．充入气体反应物反应物浓度增大反应速率增大。 b．充入稀有气体(或非反应气体)总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。 恒温恒压 充入稀有气体(或非反应气体)体积增大各物质浓度减小反应速率减小。 3）温度 （1）温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增大。 （2）温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。 4）催化剂 （1） 催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔH。 （2）催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。 （3）对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。 4．“变量控制”思想探究化学反应速率的影响因素 （1）确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 （2）定多变一：在探究时，应该先确定其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与所探究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，否则无法做出正确判断。 【典例6-1】在一密闭容器中充入1mol和1mol，压强为p，并在一定温度下使其发生反应：  。下列说法正确的是 A．保持容器容积不变，向其中再加入1mol，反应速率增大 B．保持容器容积不变，向其中再加入1mol(不参加反应)，反应速率增大 C．保持容器内气体压强为p，向其中再加入1mol(不参加反应)，反应速率不变 D．保持容器容积不变，向其中再加入1mol和1mol，增大为原来的两倍 【典例6-2】利用水煤气(和CO的混合气体)合成甲醚的三步反应如下： ①     ②     ③     1．一定条件下，起始浓度分别为、，8 min后反应①达到化学平衡，CO的平衡转化率为50%，则8 min内的平均反应速率为__________。 下图为反应①在某一时间段内反应速率与反应过程的曲线关系图。 2．的质量分数最高的一段时间是__________。 A． B． C． D． 3．改变的条件是____________________。 4．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应②，当容器内气体的总压强不再变化时。下列说法正确的是__________。 A．该反应可能处于化学平衡状态 B．正、逆反应速率一定相等 C．全部转化为和 D．、、的浓度一定相等时，反应②的平衡常数为2。此温度下，向密闭容器中加入一定量的，某时刻测得部分组分的浓度如下： 物质 0.44 0.60 5．比较此时正、逆反应速率的大小__________。 A．    B．    C．    D．无法判断 判断依据为______________________________________________________________________。 【变式6-1】某温度下，在一密闭容器中进行可逆反应：，下列叙述正确的是 A．缩小容器体积，正反应速率增大，逆反应速率减小 B．平衡后加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大 D．容器体积不变，充入He使压强增大，反应速率增大 【变式6-2】一定条件下，在5 L恒容密闭容器中进行反应，在0~2 min内，NO的物质的量增加了0.6 mol。下列说法错误的是 A．在0~1 min内，用NO表示的平均速率 B．在0~2 min内，用NH3表示的平均速率 C．其他条件不变，降低温度，v(正)增大，v(逆)减小 D．其他条件不变，增大NH3浓度，NH3的活化分子百分数不变 【变式6-3】在某体积可变的密闭容器中发生反应：  。改变下列条件能够增大其反应速率的是 A．增加C(s)的物质的量 B．保持体积不变，分离出部分CO和H2 C．将体积缩小一半 D．保持体积不变，向容器内充入一定量氦气 ▌题型07 化学反应速率与平衡图像分析 1．反应速率、平衡图像题解题模型 2．解答化学反应速率图像题的方法思路 （1）看面：认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。 （2）看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 （3）看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如，在浓度—时间图像中，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。 （4）看变化趋势：在速率—时间图像上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变、大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。 3．解答化学平衡移动问题的步骤 （1）正确分析反应特点：包括反应物、生成物的状态、气体体积变化、反应的热效应。 （2）明确外界反应条件：恒温恒容、恒温恒压、反应温度是否变化、反应物配料比是否变化。 （3）结合图像或K与Q的关系、平衡移动原理等，判断平衡移动的方向或结果。 （4）结合题意，运用“三段式”，分析计算、确定各物理量的变化。 【典例7-1】如图为可逆反应：  的逆反应速率随时间变化情况。试根据图中曲线判断下列说法中不正确的是 A．时刻可能采取的措施是减小 B．时刻可能采取的措施是降温 C．时刻可能采取的措施是减小压强 D．时间段平衡向逆反应方向移动 【典例7-2】和在一定条件下反应：正反应放热，为甲醇。若在一定条件下，向体积为的恒容恒温密闭容器中通入 和 ，测得和的物质的量浓度随时间的变化如图2所示。 1．内，氢气的平均反应速率为________。 2．点时，________。 3．下列叙述一定能说明该反应达到平衡状态的是________。 A．化学反应速率关系： B．容器内混合气体的密度不再改变 C．的物质的量浓度不再改变 D．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变 【变式7-1】向绝热恒容密闭容器中通入和，正反应速率随时间变化的示意图如图，下列结论正确的是 A．的浓度：a点小于b点 B．当时，的生成量：ab段小于bc段 C．c点时： D．体系温度不再变化，能说明反应达到平衡状态 【变式7-2】某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol/(L·s) B．化学计量系数之比b：c=1：2 C．12s时，A的转化率为25% D．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 【变式7-3】的捕获和利用技术对减缓日益严重的环境问题有重要意义。利用加氢制的过程中，主要发生的化学反应如下： ①   ②   完成下列填空： （1）某温度下，向2 L密闭容器中通入和发生反应①，测得其压强()随时间()变化(如图)曲线I所示。 i．以来表示5 min内的化学反应反应速率___________。 ii．若只改变某一条件，其他条件相同时，曲线变化为II，则改变的条件是___________。 （2）反应②达到平衡后，其他条件不变，降低温度，___________(选填“增大”或“减小”，下同)，___________；___________(选填“”或“”)。 （3）在3L密闭容器中通入和，同时发生上述反应①和②，的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。 比较压强大小：___________(选填“”或“”)。 （4）目前，许多国家采用代替CO(以煤和天然气为原料)生产。请说出理由：___________。 向等容积的反应器中，分别通入等量、相同比例的和的混合气体，反应相同时间后，测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。 （5）图中一定不处于化学平衡状态的点是___________。 A．点A B．点B C．点C D．点D （6）已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于500K，甲醇产率逐渐下降，原因可能有___________、___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 化学反应的速率（题型突破·举一反三） 题型01 化学反应速率的表示与计算 题型02 化学反应速率的测定 题型03 反应历程与基元反应 题型04 碰撞理论与活化能 题型05 催化剂与过渡态理论 题型06 化学反应速率的影响因素 题型07 化学反应速率与平衡图像分析 ▌题型01 化学反应速率的表示与计算 1．根据公式进行计算 ①常用单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1 ②适用范围：表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率，不表示固体或纯液体物质的速率 2．根据速率之比等于化学计量数之比进行计算 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。 3．根据“三段式”进行计算 步骤：（1）写出有关反应的化学方程式。 （2）找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 （3）根据已知条件列方程式计算。 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 转化/(mol·L－1) x 终末/(mol·L－1) a－x b－ 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。 4．化学反应速率大小的比较 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。 【典例1-1】对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中反应速率最快的是 A．V(A)=0.3mol·L-1s-1 B．v(B)=1.8mol·L-1s-1 C．v(C)=0.7mol·L-1s-1 D．v(D)=3.2mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】A．v(A)=0.3mol·L-1s-1； B．v(B)=1.8mol•L-1•s-1，转化为v(A)=1.8mol•L-1•s-1×=0.6mol•L-1•s-1； C．v(C)=0.7mol·L-1s-1，转化为v(A)=0.7mol•L-1•s-1×=0.35mol•L-1•s-1； D。v(D)=3.2mol·L-1·min-1=0.053 mol·L-1s-1，转化为v(A)=0.053mol•L-1•s-1×=0.0265mol•L-1•s-1； 故选B。 【典例1-2】飞秒化学对了解反应机理十分重要。光分解反应，经过2×10-15 s后的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是 A．用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1 B．在2×10-15 s时，I·浓度是浓度的2倍 C．2×10-15 s末时的反应速率是3×1010 mol·L-1·s-1 D．CF2-CF2、I·的速率关系：v(CF2-CF2)=2v(I·) 【答案】A 【解析】A．根据反应方程式中物质的转化关系可知与I·化学计量数之比是1∶2，在2×10-15 s后的浓度减少6×10-5 mol·L-1，则I·的浓度变化为1.2×10-4 mol·L-1，则用I·表示的反应速率v(I·)==6×1010 mol·L-1·s-1，A正确； B．在2×10-15 s时，I·改变的浓度是改变的浓度的2倍，而不是I·浓度是浓度的2倍，B错误； C．在0～2×10-15 s时，的平均反应速率v()==3×1010 mol·L-1·s-1，而不是2×10-15 s末的瞬时速率为3×1010 mol·L-1·s-1，C错误； D．化学反应速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比，则、I·的速率关系：2v()=v(I·)，D错误； 故答案选A。 【变式1-1】已知化学反应。下列反应速率关系中，正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据物质的反应速率之比等于化学计量数之比，v(W)：v(M)：v(X)：v(Z)=4：5：4：6，故D正确；故选：D。 【变式1-2】在4L密闭容器中充入6molA气体和5molB气体，在一定条件下发生反应： ，5s时，生成了2molC，经测定D的浓度为0.5mol⋅L-1，下列判断正确的是 A．x=1 B．5s内C的平均反应速率为0.1mol⋅L-1⋅s-1 C．此时A的浓度为1.50mol·L-1 D．5s内B的平均反应速率为0.2mol⋅L-1⋅s-1 【答案】B 【解析】A．5s时，生成，反应中物质的量变化量之比等于化学计量数之比，因此，解得，A错误； B．5s内C的平均反应速率，B正确； C．生成2mol C时，消耗A的物质的量为，剩余A的物质的量为，浓度为，C错误； D．生成2 mol C时，消耗B的物质的量为，B的平均反应速率，D错误； 故选B。 【变式1-3】一定温度下，分别向体积相同的恒容密闭容器中充入一定浓度，加入某催化剂后，测得不同催化剂表面积下浓度随时间的变化，如下表所示。 编号 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 （1）实验①中，0~20 min，用浓度变化表示的反应速率_____。 A． B． C． D． （2）解释实验②中，化学反应速率加快的原因：_____。 【答案】（1）A （2）催化剂表面积增大，反应物与催化剂的接触面积增大，反应速率加快 【解析】（1）实验①中，0~20 min，,根据反应方程式，，则，故选A； （2）实验②表面积为2a，实验①为a，实验②催化剂表面积增大，反应物与催化剂的接触面积增大，反应速率加快； 【变式1-4】一定条件下，向恒容密闭容器中加入和，发生反应：；时，剩余，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内， C．当剩余时，反应时间为 D．其他条件相同，若起始时向容器中充入和，当剩余时，消耗时间小于 【答案】D 【分析】2min时，剩余2.4molB，并测得C的浓度为0.32mol/L，则C的物质的量为3.2mol，列三段式： 【解析】A．根据转化物质的量之比=化学计量数之比，则x=2，A错误；B．0～2 min内，v(A)==0.24mol/(L⋅min)，B错误；C．消耗1.6molB，需时2min，若按同等速率，消耗3.6molB，需时4.5min，且随着反应进行，反应物的浓度减小，反应速率减小，故剩余0.4 mol B，反应需要总时间必大于4 min，C错误；D．其他条件相同，缩小容器容积，反应物的浓度增大，反应速率加快，当剩余2.4 mol B时，消耗时间小于2min，D正确；答案选D。 【变式1-5】某温度下，1L容器中发生反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，NH3在20s内由1.0mol/L变成0.2mol/L(反应尚未达到平衡)。下列说法正确的是 A．反应速率关系：2v(NO)=3v(H2O) B．20s内，v(O2)=0.045mol/(L·s) C．20s内，NH3的转化率为20% D．20s内，上述反应转移电子数目为4×6.02×1023 【答案】D 【解析】A．化学反应速率之比等于化学计量数之比，，可得，选项关系与计量数比例相反，A错误；B．先计算，速率之比等于计量数比，，与选项数值不符，B错误；C．的转化率为，不是20%，C错误；D．每个参与反应时N元素从-3价升高到+2价，转移5个电子，20s内反应的物质的量为，转移电子总物质的量为，对应数目为，D正确；故选D。 ▌题型02 化学反应速率的测定 测定原理 利用与化学反应中任何一种化学物质的浓度相关的可观测量进行测定。 测定方法 直接观察测定：如释放出气体的体积和体系的压强等。 科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和显色物质与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 【典例2-1】某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，(Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)，下列说法不正确的是 组号 反应温度/ ℃ 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL ① 10 2 0.1 1 0.4 3 ② 30 2 0.1 2 0.2 2 ③ 30 1 0.2 2 0.1 3 ④ 30 1 0.1 2 0.1 3 A．实验①②探究温度对反应速率的影响 B．实验②③探究H2SO4浓度对反应速率的影响 C．实验③完全反应需要t min，平均反应速率v(Na2S2O3)=mol/(L∙min) D．四组实验中实验④的反应速率一定最小 【答案】D 【分析】控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响时，只允许存在一个变量，所以分析实验时，需明确哪些外界条件相同，哪些外界条件不同。 【解析】A．实验①②中，虽然混合前Na2S2O3、H2SO4的浓度不同，但混合后二者的浓度分别对应相等，而两实验的温度不同，所以可用于探究温度对反应速率的影响，A正确；B．实验②③中，混合后温度相同，Na2S2O3的浓度相同，H2SO4的浓度不同，所以可用于探究H2SO4浓度对反应速率的影响，B正确；C．实验③完全反应需要t min，平均反应速率v(Na2S2O3)==mol/(L∙min)，C正确；D．四组实验中，虽然实验④的反应物浓度比实验①小，但温度比实验①高，无法比较反应④与反应①的速率大小，所以反应④的反应速率不一定最小，D不正确；故选D。 【变式2-1】某研究性学习小组为探究浓度、温度对化学反应速率的影响，利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应进行如下实验。下列说法错误的是 实验序号 实验温度/℃ 有关物质的体积/mL 溶液褪至无色所需时间/s 0.02酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 1 293 2 4 t1 2 T1 2 3 V1 8 3 313 2 V2 1 t2 A．T1=293，V2=3 B．实验2、3探究温度对化学反应速率的影响 C．t1<8，t2<8 D．实验2，0~8s内用KMnO4浓度变化表示的反应速率v=2.5×10-3mol·L-1·s-1 【答案】D 【解析】A．探究浓度对反应速率的影响时需控制温度相同，故；为保证除变量外其余条件一致，所有实验溶液总体积为，因此，A正确； B．实验2、3中反应物浓度完全相同，仅温度不同，符合控制变量法要求，可探究温度对化学反应速率的影响，B正确； C．实验1与实验2温度相同，实验1草酸浓度更大，反应速率更快，故；实验3温度高于实验2，反应物浓度与实验2相同，反应速率更快，故，C正确； D．实验2中溶液总体积为，的浓度变化量为，反应速率，不是，D错误； 故答案为D。 【变式2-2】某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸反应的实验资料，具体如下。 资料1：室温下，过氧化氢溶液可与氢碘酸反应；资料2：碘单质溶于水后，溶液为棕黄色。 资料3：实验数据见下表。 实验编号 溶液 溶液 蒸馏水 温度/ 浓度 体积 浓度 体积 体积 Ⅰ 0.1 1 0.1 1 8 25 Ⅱ 0.1 1 0.1 1 40 Ⅲ 0.1 1 0.1 6 25 下列说法正确的是 A． B．实验原理为 C．若将实验Ⅱ温度调整为，溶液出现棕黄色的时间更短 D．对比上述实验数据，推测反应速率最快的是实验Ⅲ 【答案】B 【解析】A．结合控制变量思维可知，第Ⅰ和第Ⅲ组温度恒定，故对比的是的浓度对反应速率的影响，第Ⅰ和第Ⅱ组是温度对反应速率的影响，所以，A错误；B．该实验是过氧化氢溶液与氢碘酸反应，过氧化氢为氧化剂，反应方程式为，B正确；C．温度到及以上时，受热会快速分解，影响该反应的发生，此时反应速率反而下降，棕黄色出现的时间变长，C错误；D．实验Ⅱ温度高，反应速率应该最快，D错误；故选B。 【变式2-3】某实验小组以分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。 分组实验 反应物 催化剂 ① 溶液 无 ② 溶液 无 ③ 溶液 溶液 ④ 溶液+少量稀盐酸 溶液 ⑤ 溶液＋少量NaOH溶液 溶液 （1）实验①和②的目的是探究_________对反应速率的影响。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是________________________。 （2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。 分析下图能够得出的实验结论： ①______环境能增大分解的速率； ②______环境能减小分解的速率。 ③基于以上结论该小组提出可以用固体与溶液反应制，反应的化学方程式为________________________。 小组同学设计实验进一步探究和对分解的催化效果，分别设计了如下图甲、乙两种实验装置。 （3）有同学提出将，改为更为合理，其理由是_______________。 （4）若利用乙实验可进行定量比较分析，实验时均以生成40 mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要用到的实验仪器为____________。 （5）使用催化剂催化分解的反应中，催化剂改变了______(填字母序号) A．反应限度 B．反应焓变 C．反应路径 D．活化分子百分数 【答案】（1）浓度 向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中) （2）碱性 酸性 ↓ （3）排除阴离子种类差异带来的干扰 （4）秒表 （5）CD 【分析】实验通过“唯一变量”法探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。 【解析】（1）题干明确指出研究“浓度、催化剂、溶液酸碱性”对反应速率的影响。实验③④⑤探究了酸碱性，实验③和无催化剂的实验对比探究了催化剂，因此实验①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响。由于常温下 分解极慢，为观察到明显现象，可通过升高温度或加入催化剂来加快反应，故改进方案为向两支试管中加入等量同种催化剂或将两支试管同时放入同一热水浴中。 （2）① 由图像可知，曲线⑤的斜率最大，反应速率最快，对应加入少量 溶液的碱性环境，说明碱性环境能增大 分解的速率； ② 曲线④的斜率最小，反应速率最慢，对应加入少量稀盐酸的酸性环境，说明酸性环境能减小 分解的速率； ③ 根据复分解反应规律， 固体与 溶液反应生成 和 沉淀，化学方程式为 。 （3） 和 中不仅阳离子不同，阴离子也不同。为了探究 和 的催化效果，必须遵循单一变量原则，将 改为 可以保证阴离子均为 ，从而排除阴离子种类差异带来的干扰。 （4）定量比较反应速率，在收集相同体积（）气体的情况下，需要测量收集该体积气体所消耗的时间，因此还需要用到测量时间的仪器，即秒表（或计时器）。 （5）催化剂能够改变反应的路径（历程），降低反应所需的活化能，从而使更多的普通分子变为活化分子，增大了活化分子百分数，加快了反应速率（C、D正确）。但催化剂不能改变反应的始态和终态，因此不改变反应的焓变，也不能使平衡发生移动，不改变反应限度（A、B错误）。故选 CD。 ▌题型03 反应历程与基元反应 1. 基元反应 （1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应。 （2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 2. 反应历程（反应机理） 大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。反应历程就是多个基元反应构成的反应序列。反应历程中的每一步反应都称为基元反应。 3. 反应历程中的速率 （1）决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； （2）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 （3）实例：H2（g）＋I2（g）2HI（g），它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I（快）②H2＋2I2HI（慢），其中慢反应为整个反应的决速步骤。 【典例3-1】已知反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g) ∆H= -752kJ·mol-1的反应机理如下， ①2NO(g) N2O2(g)(快) ②N2O2(g)+ H2(g) N2O(g)+H2O(g)(慢) ③N2O(g)+ H2(g) N2(g)+H2O(g)(快) 下列说法正确的是 A．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大 B．N2O2和N2O是该反应的催化剂 C．催化剂能改变该反应的焓变 D．快反应的活化能大，是反应历程中的决速反应 【答案】A 【解析】A．总反应的为放热反应，由可知，即逆反应的活化能比正反应的活化能大，A正确； B．和是反应过程中生成、后续又被消耗的物质，属于中间产物，不是催化剂，B错误； C．催化剂只能改变反应的活化能，不改变反应的始终态，而焓变由反应的始终态决定，因此催化剂不能改变该反应的焓变，C错误； D．活化能越小反应速率越快，快反应的活化能更小，反应历程中慢反应才是决速反应，D错误； 故选A。 【典例3-2】中国学者在水煤气变换[  ]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的 C．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 D．缩小容器体积，过程Ⅱ的速率不影响 【答案】C 【解析】A. 过程Ⅰ通常为反应物在催化剂表面的吸附，吸附放热；过程Ⅲ为产物脱附，脱附是吸附的逆过程，吸热，故过程Ⅰ放热、过程Ⅲ吸热，A错误；B. 催化剂只能降低反应的活化能，不改变反应的焓变，B错误；C. 基元反应是一步完成的反应，根据碰撞理论，反应物分子必须发生碰撞（有效碰撞）才能发生反应，C正确；D. 缩小容器体积，气体浓度增大，过程Ⅱ涉及气体分子在催化剂表面的反应，浓度增大导致反应速率加快，D错误；故答案为：C。 【变式3-1】液态阳光技术，即利用太阳能等可再生能源制氢并与二氧化碳合成甲醇，具有减少碳排放、缓解液体燃料依赖、提供高效储氢等多重优点。利用加氢制备的步骤如下所示： 反应I：   反应II：   反应III：   和在光催化下发生反应III，反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。写出虚线框中控速步的化学方程式_______。 【答案】（或） 【解析】控速步为活化能（能垒）最大的步骤，由图可知，：（或）为决速步。 【变式3-2】二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体二氧化碳的排放。制甲醇的总反应可表示为，该反应一般通过如下步骤来实现： ① ； ② 。 下列说法中错误的是 A．总反应的 B．能量示意图中有两个基元反应 C．若反应②为慢反应，如图示意图能体现上述反应能量变化 D．CO2(g)与3H2(g)合成CH3OH(g)的原子利用率小于100% 【答案】C 【解析】A．根据盖斯定律，将反应①+②可得总反应，，A正确； B．总反应通过①、②两个基元步骤实现，能量示意图中两个峰对应两个基元反应的过渡态，能体现两个基元反应，B正确； C．慢反应的活化能更高，若反应②为慢反应，则第二步的能垒应高于第一步；题图中第一步能垒更高，对应反应①为慢反应，无法体现反应②为慢反应的特点，C错误； D．总反应产物为和，存在副产物，因此合成的原子利用率小于100%，D正确； 故选C。 ▌题型04 碰撞理论与活化能 活化分子、 有效碰撞与反应速率的关系 1．关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 2．解释： ①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能的大小； ②使用催化剂可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ③升高反应体系的温度，吸收能量，可增大活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。 【典例4-1】下列说法正确的是 A．化学反应的反应速率越快，可观察到的现象越明显 B．要加热才能发生的反应为吸热反应 C．当其他条件相同时，升高温度能使反应物活化分子数增加 D．在有气体参加的反应中，增大压强能使反应物活化分子百分数增加 【答案】C 【解析】A．有的反应不具有明显现象，比如酸碱中和反应物明显现象，A错误；B．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，也可能是放热反应，加热的目的是提供反应所需的活化能，例如碳的燃烧是放热反应，但反应需要点燃，B错误；C．其他条件相同时，升高温度，使得部分普通分子转化为活化分子，从而增大了活化分子数，C正确；D．增大压强不能使反应物活化分子百分数增加，只能增大单位体积内活化分子数，D错误；故选C。 【典例4-2】的反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．该反应决速步骤的活化能为 B．该反应的两步基元反应均为放热反应 C．使用合适的催化剂会使、、同时减小 D．温度升高，第Ⅰ步反应活化分子百分数增大，第Ⅱ步反应活化分子百分数减小 【答案】A 【解析】A．决速步骤是活化能最大(反应速率最慢)的步骤，由能量图可知第Ⅱ步的活化能E2大于第Ⅰ步的活化能E1，故决速步骤为第Ⅱ步，其活化能为E2，A正确；B．图中第Ⅰ步：反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应；第Ⅱ步：反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，两步并非均为放热反应，B错误；C．催化剂只能降低各步基元反应的活化能（E1、E2），而E3是总反应的焓变的绝对值（由最初的反应物总能量和最终产物的总能量的相对大小决定），总反应的焓变不受催化剂影响，C错误；D．温度升高，分子能量增加，无论吸热还是放热反应，活化分子百分数均增大，第Ⅰ、Ⅱ步活化分子百分数均增大，D错误；故答案选A。 【变式4-1】铁的氧化物是重要的化工原料，可用作反应的催化剂。工业含铁废渣中含有大量铁的氧化物，常用于制取聚合硫酸铁铝净水剂。对于反应，下列有关说法正确的是 A．其他条件相同，增大，反应的平衡常数K增大 B．向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快 C．升高温度，反应体系的活化分子百分数增多 D．减小容器体积，反应物浓度增加，反应体系的活化分子百分数增多 【答案】C 【解析】A．平衡常数只与温度有关，温度不变时不变，增大不会改变平衡常数，A错误；B．固定容积的体系中充入氦气，参与反应的各气体物质的浓度不变，反应速率不变，B错误；C．升高温度，分子平均能量升高，更多普通分子转化为活化分子，反应体系的活化分子百分数增多，C正确；D．减小容器体积会增大反应物浓度，使单位体积内活化分子数增多，但活化分子百分数仅由温度、催化剂决定，该操作不会改变活化分子百分数，D错误；故答案为C。 【变式4-2】丙烷在催化剂表面催化脱氢的机理如下图所示。吸附在催化剂表面的粒子用*标注，表示过渡态，表示中间体。 下列说法正确的是 A．催化剂降低了该反应的活化能，但未改变活化分子的百分数 B．丙烷催化脱氢仅涉及键断裂和键形成 C．丙烷催化脱氢的总反应速率由②决定 D．改变催化剂可改变反应历程进而改变焓变 【答案】C 【解析】A．催化剂降低反应活化能，增大活化分子百分数，A错误；B．丙烷催化脱氢涉及C-H键断裂和C=C键与H-H键的形成，B错误；C．丙烷催化脱氢的总反应速率由活化能最大的步骤，即②决定，C正确；D．改变催化剂可改变反应历程但不能改变焓变（由反应物和生成物能量差决定），D错误；故答案为C。 【变式4-3】向中加入少量溶液，的分解机理及其反应过程的能量变化如下。 ① ② 下列有关说法正确的是 A．反应①②均为放热反应 B．作催化剂，增大了活化分子百分数 C．反应①比反应②活化能大 D．加入少量溶液后，分解过程的最大能垒为 【答案】C 【解析】A．由能量变化图可知，反应①的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，二者并非均为放热反应，A错误； B．结合反应机理，在反应①中被消耗、反应②中重新生成，是该反应的催化剂，是反应中间产物，B错误； C．由图可知反应①的活化能大于反应②的活化能，即反应①比反应②活化能大，C正确； D．是无催化剂时分解的能垒，加入作催化剂后，分解过程的最大能垒为，D错误； 故选C。 【变式4-4】活泼自由基与氧气的反应一直是科学家关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A．该反应为放热反应 B．该历程中中间产物Z生成产物P2的过程为整个反应过程的决速步骤 C．该历程中活化能最大值为301.48 kJ/mol D．HNO自由基与O2生成产物P2的正反应的活化能小于逆反应的活化能 【答案】C 【解析】A．反应物和的总能量高于两种产物的总能量，因此该反应为放热反应，A正确； B．决速步骤为反应历程中活化能最大的步骤，中间产物Z生成产物P2的活化能为，是所有基元步骤中活化能最大的，为整个反应的决速步骤，B正确； C．由上述计算可知，该历程中最大正反应活化能为，不是，C错误； D．与生成的反应为放热反应，，根据，可知正反应的活化能小于逆反应的活化能，D正确； 故选C。 ▌题型05 催化剂与过渡态理论 1．催化剂对反应的影响 （1）催化剂参与反应，降低反应的活化能，加快反应速率 （2）催化剂不能改变反应热，可以降低反应所需的温度，减小反应的能耗 （3）总反应的活化能大于催化反应过程中各分反应的活化能 （4）催化剂具有选择性：相同反应物用不同催化剂生成物不同 A+BC A+BD 2．基元反应过渡态理论 （1）基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　过渡态　　 反应产物 （2）过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，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 【典例5-1】反应的物质能量随反应过程的变化如图中曲线①所示；使用催化剂M后，反应中物质能量随反应过程的变化如图中曲线②所示，下列说法不正确的是 A．生成是一个放热反应 B．使用催化剂降低了该反应的焓变 C．使用催化剂后，反应历程分3步进行 D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为 【答案】B 【解析】A．由曲线①可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此生成为放热反应，A正确； B．催化剂只能降低反应的活化能，不改变反应物和生成物的总能量差，因此反应的焓变不变，B错误； C．使用催化剂后的反应历程有3个能峰（过渡态），对应3步基元反应：、、，反应历程分3步进行，C正确； D．反应的决速步是历程中活化能最大的基元反应，由曲线②可知，的活化能最高，为该反应的决速步，D正确； 故选B。 【变式5-1】甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的反应物键能之和大于生成物键能之和 B． C．步骤1的反应比步骤2快 D．选择不同催化剂不会改变此反应的 【答案】D 【解析】A．由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，说明该反应的反应物键能之和小于生成物键能之和，A错误；B．由图可知，，B错误；C．由图可知，反应1的活化能高于反应2，则步骤1的反应比步骤2慢，C错误；D．催化剂不能改变生成物和生成物的总能量，不会改变此反应的，D正确；故选D。 【变式5-2】研发CO2 利用技术成为了研究热点，某科研团队采用一种类似“搭积木”的方式，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成，“积木”中涉及如下两个反应： ①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH<0 ②CH3OH(g)+O2(g) HCHO(g)+H2O2(l) 反应①在TiO2 / Cu 催化剂表面生成CH3OH 和H2O( g)的部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用*标注。 反应历程中反应速率最快一步的活化能E正= ___________________ eV。 写出反应速率最快一步的化学方程式 _____________________________。 下列有关催化剂说法正确的是_________________。 A．催化剂不参与反应，仅加快了反应速率 B．催化剂降低了反应的活化能，提高了活化分子的百分数 C．加入催化剂后，单位体积内分子总数增大，活化分子总数增大 D．选用活性更高的催化剂可以提高平衡转化率 【答案】0.61 B 【解析】该历程中最小能垒（活化能）为能量上升阶段，可知最小的活化能为1.08到1.69阶段，则反应速率最快一步的活化能E正=；反应速率最快一步的化学方程式为； A．催化剂会参与反应过程，通过形成中间吸附态改变反应路径，并非完全不参与反应，A错误； B．催化剂的核心作用是降低反应的活化能，能够让更多普通分子获得能量成为活化分子，从而提高活化分子的百分数，B正确； C．加入催化剂不会改变体系内分子的总数量，仅能提升活化分子的占比，单位体积内分子总数不会增大，C错误； D．催化剂仅能改变反应速率，不会影响化学平衡的移动，无法提高反应的平衡转化率，D错误； 故选B。 ▌题型06 化学反应速率的影响因素 1．内因 在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。 2．外因 浓度 增大反应物浓度，化学反应速率增大，反之减小 压强 对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率增大，反之减小 温度 升高温度，化学反应速率增大，反之减小 (温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍) 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 (对于可逆反应，正、逆反应速率的改变程度相同) 其他因素 如增大反应物的接触面积、光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、形成原电池等，都有可能改变化学反应速率 3．分析思路 1）浓度 （1）浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增大。 （2）浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。 2）压强 增大压强实际上就是减小气体体积，增大反应物的浓度。 恒温 增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。 恒温恒容 a．充入气体反应物反应物浓度增大反应速率增大。 b．充入稀有气体(或非反应气体)总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。 恒温恒压 充入稀有气体(或非反应气体)体积增大各物质浓度减小反应速率减小。 3）温度 （1）温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增大。 （2）温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。 4）催化剂 （1） 催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔH。 （2）催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。 （3）对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。 4．“变量控制”思想探究化学反应速率的影响因素 （1）确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 （2）定多变一：在探究时，应该先确定其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与所探究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，否则无法做出正确判断。 【典例6-1】在一密闭容器中充入1mol和1mol，压强为p，并在一定温度下使其发生反应：  。下列说法正确的是 A．保持容器容积不变，向其中再加入1mol，反应速率增大 B．保持容器容积不变，向其中再加入1mol(不参加反应)，反应速率增大 C．保持容器内气体压强为p，向其中再加入1mol(不参加反应)，反应速率不变 D．保持容器容积不变，向其中再加入1mol和1mol，增大为原来的两倍 【答案】A 【解析】A．保持容器容积不变，充入1mol，的浓度增加，正反应速率立即加快，反应速率一定增大，A正确；B．保持容积不变充入，、和HI的浓度不变，反应速率不变，B错误；C．保持压强为p充入，容器体积增大，各反应物浓度降低，反应速率减慢，C错误；D．ΔH是反应的固有属性，与物质的量无关，加入和不会改变ΔH的数值，D错误；故选A。 【典例6-2】利用水煤气(和CO的混合气体)合成甲醚的三步反应如下： ①     ②     ③     1．一定条件下，起始浓度分别为、，8 min后反应①达到化学平衡，CO的平衡转化率为50%，则8 min内的平均反应速率为__________。 下图为反应①在某一时间段内反应速率与反应过程的曲线关系图。 2．的质量分数最高的一段时间是__________。 A． B． C． D． 3．改变的条件是____________________。 4．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应②，当容器内气体的总压强不再变化时。下列说法正确的是__________。 A．该反应可能处于化学平衡状态 B．正、逆反应速率一定相等 C．全部转化为和 D．、、的浓度一定相等时，反应②的平衡常数为2。此温度下，向密闭容器中加入一定量的，某时刻测得部分组分的浓度如下： 物质 0.44 0.60 5．比较此时正、逆反应速率的大小__________。 A．    B．    C．    D．无法判断 判断依据为______________________________________________________________________。 【答案】1． 2．A 3．升高温度 4．A 5．A 根据反应化学方程式，向容器中仅加入，生成的与浓度始终相等，测定时刻，此时浓度商，反应向正反应方向进行。 【解析】1．反应①为 。在 后 的转化率为 ，则反应消耗的 浓度变化量 。根据化学方程式的化学计量数关系，，因此 内 的平均反应速率 。 2．反应①为放热且正向气体分子数减小的反应。由图像可知， 阶段反应处于初始的平衡状态； 时刻正、逆反应速率均瞬间增大且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动， 的质量分数下降； 时刻正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，说明加入了催化剂； 时刻正、逆反应速率均瞬间减小且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动， 的质量分数进一步下降。综合全过程分析， 的质量分数呈现减小趋势，其最高的一段时间是起初的 阶段。 3．针对反应①，在 时刻，正、逆反应速率均瞬间增大，说明改变的条件可能是升温或加压；同时图中逆反应速率大于正反应速率，说明平衡向逆反应方向移动。因为反应①的正反应是气体体积缩小的放热反应，增大压强平衡会正向移动，升高温度平衡会逆向移动，故此时改变的条件只能是升高温度。 【变式6-1】某温度下，在一密闭容器中进行可逆反应：，下列叙述正确的是 A．缩小容器体积，正反应速率增大，逆反应速率减小 B．平衡后加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大 D．容器体积不变，充入He使压强增大，反应速率增大 【答案】C 【解析】A．缩小容器体积，气体浓度增大，正反应速率和逆反应速率均增大，A错误； B．W为固体，加入固体不影响反应速率，B错误； C．升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，C正确； D．充入He，容器体积不变，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误； 故答案为：C。 【变式6-2】一定条件下，在5 L恒容密闭容器中进行反应，在0~2 min内，NO的物质的量增加了0.6 mol。下列说法错误的是 A．在0~1 min内，用NO表示的平均速率 B．在0~2 min内，用NH3表示的平均速率 C．其他条件不变，降低温度，v(正)增大，v(逆)减小 D．其他条件不变，增大NH3浓度，NH3的活化分子百分数不变 【答案】C 【解析】A．0~2 min内，，反应速率随反应物浓度降低逐渐减慢，故0~1 min内的平均速率大于0~2 min的平均速率，即，A正确； B．反应速率之比等于化学计量数之比，与计量数均为4，故，B正确； C．降低温度，活化分子百分数减小，正、逆反应速率均减小，C错误； D．增大浓度，单位体积内活化分子数增多，但活化分子百分数仅与温度、催化剂有关，故其活化分子百分数不变，D正确； 故选C。 【变式6-3】在某体积可变的密闭容器中发生反应：  。改变下列条件能够增大其反应速率的是 A．增加C(s)的物质的量 B．保持体积不变，分离出部分CO和H2 C．将体积缩小一半 D．保持体积不变，向容器内充入一定量氦气 【答案】C 【解析】A．C是固体，固体的浓度视为常数，增加C的物质的量不会改变其浓度，因此反应速率不变，A不符合题意； B．保持体积不变，分离出部分气态产物和，会使体系中气态生成物浓度降低，逆反应速率减小，同时平衡正向移动也会导致反应物的浓度逐渐降低，最终正、逆反应速率均减小，B不符合题意； C．将体积缩小一半，所有气态物质（、、）的浓度都瞬间变为原来的2倍，气态反应物浓度增大，反应速率加快，C符合题意； D．保持体积不变充入氦气，容器内总压增大，但原有气态反应物的物质的量和容器体积都没有变化，因此气态物质的浓度不变，反应速率不变，D不符合题意； 故选C。 ▌题型07 化学反应速率与平衡图像分析 1．反应速率、平衡图像题解题模型 2．解答化学反应速率图像题的方法思路 （1）看面：认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。 （2）看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 （3）看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如，在浓度—时间图像中，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。 （4）看变化趋势：在速率—时间图像上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变、大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。 3．解答化学平衡移动问题的步骤 （1）正确分析反应特点：包括反应物、生成物的状态、气体体积变化、反应的热效应。 （2）明确外界反应条件：恒温恒容、恒温恒压、反应温度是否变化、反应物配料比是否变化。 （3）结合图像或K与Q的关系、平衡移动原理等，判断平衡移动的方向或结果。 （4）结合题意，运用“三段式”，分析计算、确定各物理量的变化。 【典例7-1】如图为可逆反应：  的逆反应速率随时间变化情况。试根据图中曲线判断下列说法中不正确的是 A．时刻可能采取的措施是减小 B．时刻可能采取的措施是降温 C．时刻可能采取的措施是减小压强 D．时间段平衡向逆反应方向移动 【答案】D 【解析】A．由图可知，t3时刻v逆减小，且是在原来的基础上减小，是改变物质的浓度引起的，可能是减少c(D)，A正确；B．t5时刻，逆反应速率突然减小，可能是降低温度所致，B正确；C．t7时刻，逆反应速率减小，t7之后，逆反应速率不再改变，反应达平衡，反应为气体体积分数不变的反应，所以可能是减小压强所致，C错误；D．t5时刻，逆反应速率突然减小，之后在t5～t6时间段内，逆反应速率逐渐增大，说明平衡正向移动，D错误；故选D。 【典例7-2】和在一定条件下反应：正反应放热，为甲醇。若在一定条件下，向体积为的恒容恒温密闭容器中通入 和 ，测得和的物质的量浓度随时间的变化如图2所示。 1．内，氢气的平均反应速率为________。 2．点时，________。 3．下列叙述一定能说明该反应达到平衡状态的是________。 A．化学反应速率关系： B．容器内混合气体的密度不再改变 C．的物质的量浓度不再改变 D．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变 【答案】1． 2． 3．CD 【解析】1．由图2可知，内的浓度变化量为，则。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，； 2．点时和的浓度相等。设此时消耗了的，则生成了的，此时。由解得，故点时； 3．A．未指明正、逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．该反应在恒容密闭容器中进行，混合气体的总质量和总体积均不变，密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．的物质的量浓度不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C正确； D．该反应前后气体的总物质的量发生变化，而气体总质量不变，故混合气体的平均摩尔质量是变量，当其不再改变时，说明反应达到平衡状态，D正确； 故选CD； 【变式7-1】向绝热恒容密闭容器中通入和，正反应速率随时间变化的示意图如图，下列结论正确的是 A．的浓度：a点小于b点 B．当时，的生成量：ab段小于bc段 C．c点时： D．体系温度不再变化，能说明反应达到平衡状态 【答案】BD 【分析】随着反应的进行，反应物浓度不断减小，但一段时间内正反应速率却不断增大，表明反应为放热反应。 【解析】A．反应从开始到b点，SO2持续被消耗，浓度逐渐减小，故SO2浓度a点大于b点，A错误； B．ac段正反应速率逐渐增大，bc段平均速率大于ab段，相同时间内SO3生成量ab段小于bc段，B正确； C．c点正反应速率还在改变，说明没有达到平衡状态，所以c点时：v(正)＞v(逆)不相等，C错误； D．该反应为放热反应，绝热容器中反应放热使温度升高，达平衡时正逆反应热效应抵消，体系温度不再变化，故温度不变可说明反应达平衡，D正确； 故选BD。 【变式7-2】某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．0～2s，D的平均反应速率为0.1mol/(L·s) B．化学计量系数之比b：c=1：2 C．12s时，A的转化率为25% D．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 【答案】B 【分析】由图像可知A的浓度变化为0.8 mol·L-1-0.2 mol·L-1=0.6 mol·L-1，B的浓度变化为0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.2 mol·L-1，12 s时生成C的物质的量为0.8mol，则C的浓度变化为0.4 mol·L-1，则b=1，c=2。 【解析】A．D为固体，不能用于表示反应速率的大小，A选项错误；B．由以上分析可知化学计量数之比b：c=1：2，B选项正确；C．由图像可知，12 s时，A的转化率为×100%=75%，C选项错误；D．图中两曲线相交时，反应没有达到平衡状态，则A的消耗速率不等于A的生成速率，D选项错误；故选B。 【变式7-3】的捕获和利用技术对减缓日益严重的环境问题有重要意义。利用加氢制的过程中，主要发生的化学反应如下： ①   ②   完成下列填空： （1）某温度下，向2 L密闭容器中通入和发生反应①，测得其压强()随时间()变化(如图)曲线I所示。 i．以来表示5 min内的化学反应反应速率___________。 ii．若只改变某一条件，其他条件相同时，曲线变化为II，则改变的条件是___________。 （2）反应②达到平衡后，其他条件不变，降低温度，___________(选填“增大”或“减小”，下同)，___________；___________(选填“”或“”)。 （3）在3L密闭容器中通入和，同时发生上述反应①和②，的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。 比较压强大小：___________(选填“”或“”)。 （4）目前，许多国家采用代替CO(以煤和天然气为原料)生产。请说出理由：___________。 向等容积的反应器中，分别通入等量、相同比例的和的混合气体，反应相同时间后，测得甲醇产率与催化剂活性、温度关系如下图所示。 （5）图中一定不处于化学平衡状态的点是___________。 A．点A B．点B C．点C D．点D （6）已知催化剂对副反应没有影响。图中当温度高于500K，甲醇产率逐渐下降，原因可能有___________、___________。 【答案】（1） 使用催化剂 （2）减小 减小 < （3）> （4）CO以煤和天然气为原料，生产成本受煤和天然气价格影响较大，CO2来源广泛，且是温室气体，该转化有利于碳减排，缓解环境问题。从原料成本角度，CO的生产依赖煤和天然气，其价格波动会直接影响生产成本；从资源与环境角度，CO2来源广泛（如工业废气等），同时作为主要温室气体，将其转化为CH3OH能实现碳的循环利用，减少碳排放，缓解温室效应，因此许多国家选择用CO2代替CO生产CH3OH。 （5）A （6）主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动 催化剂的活性迅速下降 【解析】（1）i．假设CO2消耗的物质的量为x mol，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量为0.02-x mol、0.04-x mol、x mol、x mol，假设反应前后温度不变，则：，x=0.01mol，平衡时CO2的物质的量为0.01mol，则。 ii．曲线II与曲线I相比，达到相同的平衡状态，初、末状态压强均不变，速率加快，因此改变的条件为使用催化剂； （2）反应②为吸热反应，降低温度，正、逆速率减小，平衡逆向移动，正反应速率小于逆反应速率。 （3）反应①为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，反应②为气体体积不变的反应，温度一定时，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，由图可知，温度相同时，p1条件下二氧化碳的转化率大于p2条件下，则压强p1大于p2。 （4）CO以煤和天然气为原料，生产成本受煤和天然气价格影响较大，CO2来源广泛，且是温室气体，该转化有利于碳减排，缓解环境问题。从原料成本角度，CO的生产依赖煤和天然气，其价格波动会直接影响生产成本；从资源与环境角度，CO2来源广泛（如工业废气等），同时作为主要温室气体，将其转化为CH3OH能实现碳的循环利用，减少碳排放，缓解温室效应，因此许多国家选择用CO2代替CO生产CH3OH。 （5）从图中可以看出，最高点之前，温度增加，反应速率加快，反应未达到平衡，甲醇产率增加，B点为最高点，可能处于平衡状态，B点之后，升高温度甲醇产率下降，是由于生成甲醇的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则A点为未平衡状态，B、C、D点为平衡状态，故答案为A。 （6）主反应为放热反应，副反应为吸热反应，从图中可以看出，500K之后，催化活性迅速下降，则甲醇产率下降的原因是：随着温度的升高，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动；催化剂的活性迅速下降。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $