第01讲 化学反应速率(复习讲义)(江苏专用)2027年高考化学一轮复习讲练测

2026-09-08
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摘要:

该高中化学高考复习讲义聚焦化学反应速率核心考点,涵盖概念计算、影响因素及图像分析,按“概念-计算-影响因素-图像”逻辑构建知识体系。通过命题透视、思维建模、考点精讲(知识解构+考向破译+解题妙招)、真题溯源四环节,系统梳理知识,突破计算、控制变量法等难点。 讲义采用“解题妙招+分层变式”教学策略,如用“三段式法”破解速率计算,“三步法”分析能垒图像,培养科学思维与探究能力。设置基础例析、变式拓展、真题演练分层练习,确保高效突破考点,助力学生提升应考能力,为教师把控复习节奏提供清晰指导。

内容正文:

第01讲 化学反应速率 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养,研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架,构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点,归纳解题范式 ) ( 考点一 化学反应速率 知识解构 知识点1 化学反应速率的概念及计算 ∣ 知识点2 化学反应速率大小比较 考向破译 考向1 考查化学反应速率的计算及应用 ∣ 考向 2 考查化学反应速率大小的比较与判断 解题妙招1 正确理解化学反应速率的概念 解题妙招2 定量法比较化学反应速率大小 考点二 影响化学反应速率的因素 知识解构 知识点1 影响化学反应速率的因素 ∣ 知识点2 化学反应速率与反应机理 考向破译 考向1 考查影响化学反应速率的因素 ∣ 考向2 考查控制变量法探究影响化学反应速率的因素 ∣ 考向 3 考查活化能与过渡态理论 解题妙招1 影响化学反应速率常见错误 解题妙招2 控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略 解题妙招3 三步突破化学反应速率与能垒变化图像题 考点 三 化学反应速率图像分析 知识解构 知识点1 常见化学反应速率图像类型 ∣ 知识点2 化学反应速率 图像 分析方法 考向破译 考向1 考查化学反应速率常见图像分析 ∣ 考向 2 考查 催化剂与化学反应速率图像 解题妙招1 速率—时间图像题解题策略 解题妙招2 正确理解催化剂 对化学反应速率的影响 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑,感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养,研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 化学反应速率的计算及比较 江苏卷T13(D) 影响化学反应速率的因素 江苏卷T5,3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码: 1.从命题题型和内容上看,高考命题在选择题和非选择题均有呈现。涉及内容主要有某段时间内化学反应速率的计算、反应速率快慢判断、影响化学反应速率的因素等;结合化学平衡考查对反应速率方程、速率常数的理解及计算等。 2.从命题思路上看,侧重以化工生产或新信息为背景,将化学反应速率、反应热或化学平衡相结合,考查反应速率的计算、比较及影响因素。重点关注选择题中结合化学平衡图像、图表考查化学反应速率的简单计算、外界条件对化学反应速率的影响、化学反应速率与化学平衡的综合应用,结合反应历程,考查决速步、活化能等相关知识。非选择题中与基本理论、工业生产相联系,通过图像或表格提供信息进行命题,主要考查化学反应速率的表示方法、速率的影响因素、速率方程等。题目难度一般适中。 3.预计2027年会继续关注外界条件对化学反应速率的影响,尤其是分析解决实际生产中加快化学反应速率、提高产率等实际问题,并与反应过程中的能量变化融合。高考复习中应重视将化学反应速率与化工生产、生活实际相结合。 ►复习目标: 1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。 2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。 4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架,构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点,归纳解题范式 考点一 化学反应速率 知●识●解●构 知识点1 化学反应速率的概念及计算 1.化学反应速率的概念 (1)意义:化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行_______程度的物理量。 (2)表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的_______或生成物浓度的_______来表示。 (3)表达式:v(A)==(Δc为物质浓度的改变量,Δt为时间的改变量,v为化学反应速率)。单位:mol·L-1·min-1或_________或_________(由浓度单位和时间单位构成)。 (4)类型: 分类角度 从测定时间分 从反应方向分 类型 ①瞬时速率:某一时刻的反应速率; ②平均速率:某段时间内的反应速率的平均值。 ①正反应速率:可逆反应中正反应方向的反应速率 ②逆反应速率:可逆反应中逆反应方向的反应速率 注意点 通常所计算的是_______速率 通常所计算的是正逆反应抵消后的________速率 (4)与化学计量数的关系: ①同一化学反应在相同条件下可以用不同物质的浓度变化来表示反应速率,其数值可能_______,但表示的意义相同,故表示化学反应速率时要指明具体物质。 ②用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时,反应速率之比等于化学方程式中各物质的___________________之比。例如,对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=________________。 得分速记 ①一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,而不是瞬时反应速率。用不同物质表示时,其数值可能不同,但意义相同。 ③同一反应随着反应物浓度的不断变化,在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。而且反应所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。 2.化学反应速率的计算 (1)常用方法: ①定义式法:v=。 ②关系式法:化学反应速率之比=物质的量浓度_______之比=物质的量_______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)=__________________。 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图像法:从图像中获取计算的数据:纵坐标可以是物质的量,也可以是物质的量浓度,横坐标是时间。 例如:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算: A.求某物质的平均速率、转化率,如:v(X)=_______________,Y的转化率=_________________。 B.确定化学方程式中的化学计量数之比,如:X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为________________。 (2)万能方法——“三段式”法:根据有关反应的化学方程式,找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 结合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 t1/(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。 得分速记 ①计算时要用浓度变化量,不是物质的量变化量,注意除以容器体积; ②三段式中,变化量之比一定等于化学计量数之比,起始量和末态量不一定; ③固体和纯液体不能用来计算速率,其浓度视为常数。 知识点2 化学反应速率大小的比较 1.原则 (1)同一反应用不同物质表示的速率数值可能不同(________________不同); (2)化学反应速率单位_______时,不能直接比较; (3)必须在_______条件下比较才有意义(如温度、浓度等)。 2.常用比较方法 (1)定性:通过明显的实验现象(如______产生快慢、______生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 (2)定量(同一化学反应):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。 ①归一法:“一看”——化学反应速率的单位是否一致,若不一致,需转化为____________;“二化”——将不同物质的化学反应速率转化成___________的化学反应速率;“三比较”——标准统一后比较数值大小,数值越_____,反应速率越_____。 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_____。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_____。 ③由图像比较反应速率大小的方法:c-t 图像:斜率越大,速率越_____(斜率的绝对值表示速率大小);v-t 图像:纵坐标数值越大,速率越_____;根据图像看反应达到平衡所需的时间,时间越_____,对应的反应的温度、浓度或压强就越_____,则对应的反应速率越_____。 得分速记 ①直接比较不同物质表示的速率数值大小,不能忽略化学计量数的差异; ②比较时不能忽略单位差异,如mol/(L・s) 和 mol/(L・min) 就不能直接比较大小; ③不同温度、不同催化剂下的反应速率不能直接比较大小; ④比值法是速率除以化学计量数,不是化学计量数除以速率。 考●向●破●译 考向1 考查化学反应速率的计算及应用 例1(25-26·江苏盐城·阶段检测)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 解题妙招 正确理解化学反应速率的概念 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或计算化学反应速率。 【变式1·变载体】(2026·江苏省苏州市模拟)乙醛在少量I2存在下发生的分解反应为CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g)。某温度下,测得CH3CHO的浓度变化情况如下表: t/s 42 105 242 384 665 1 070 c(CH3CHO)/mol·L-1 6.68 5.85 4.64 3.83 2.81 2.01 下列说法不正确的是 A.42~242 s,消耗CH3CHO的平均反应速率为1.02×10-2 mol·L-1·s-1 B.第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率是受c(CH3CHO)的影响 C.反应至105 s时,测得混合气体的体积为168.224 L(标准状况) D.I2为催化剂降低了反应的活化能,使活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多 【变式2·变考法】(2026·江苏常州·一模)常温下,HClO和共存的混合溶液体系中主要存在如下反应: Ⅰ.    Ⅱ. 初始,在浓度均为的HClO和混合溶液中,若仅考虑上述反应,溶液中各含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A.曲线①表示的微粒为 B.0~2s内,逐渐增大 C.0~2s内, D.当体系中时,反应Ⅰ达到平衡状态 【变式3·变题型】(25-26·江苏扬州·期末)有效去除大气中的NO及废水中的硝态氮是环境保护的重要课题。 (1)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:; ①已知:I.; II.;    则______________。 ②在恒温恒容条件下,下列状态能说明反应达到平衡状态的是______________。 A.该反应生成1 mol N2的同时消耗2 mol CO    B.N2的物质的量保持不变 C.混合气体压强保持不变     D.混合气体密度保持不变 ③一定温度下,在体积为2 L的恒容密闭容器中发生上述反应,CO和N2的物质的量随时间的变化曲线如图所示,从反应开始到t1 min,平均反应速率______________(用含t1的式子表示) (2)研究发现,电催化CO2和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。写出X代表微粒符号______________,电解过程中生成尿素的电极反应为______________。 (3)活性炭(AC)负载Fe、Ni材料联合NaClO可去除废水中的硝态氮。保持材料中炭质量不变,改变铁的质量得到铁炭质量比与去除率的关系如图I所示。不同废水初始pH对AC-Fe/Ni去除的产物选择性的影响如图II所示。 ①铁炭混合后对去除率比单一组分的铁或活性炭都高的原因是______________。 ②pH=2,去除时Fe主要转化为Fe2+,该过程主要反应的离子方程式为______________。 考向2 考查化学反应速率大小的比较与判断 例2(25-26高三上·江苏·阶段检测)在催化剂作用下可利用温室气体CO2加氢制甲醇,涉及的反应有: ①   ②   在压强为p下,向密闭容器中通入的混合气体,在催化剂作用下发生上述反应,平衡时CO2的转化率、CH3OH和CO的选择性S[S(CH3OH或CO)]随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A.曲线z表示平衡时CO 2的转化率 B.H2的平衡转化率始终低于CO2 C.250℃时,m点体系中: D.反应②的正反应速率: 解题妙招 定量法比较化学反应速率的大小 ①转化法:先统一反应速率的单位,再结合化学方程式换算成同一物质表示的反应速率,比较数值的大小即可。 ②比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比较与,若>,则在不同情况下,用A表示的反应速率比用B表示的大。 【变式1·变考法】(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 【变式2·变思维】(2026·云南保山·一模)一定条件下,在2L的恒容密闭容器中,充入等物质的量的和,部分物质的物质的量随时间变化如图,下列说法正确的是 A.0~2min,的平均反应速率为 B.5min时,的转化率为80% C.如果反应一开始升高温度但其他条件保持不变,1min时的物质的量应该在a点上方 D.平均反应速率: 【变式3·变题型】(2025·苏州第一学期质量测试)储能材料是当前研究的热点。 NaBH4是一种储氢材料,Co-B催化剂催化NaBH4释氢的原理是:OH-使催化剂表面的BH4-释放H+,催化剂表面的H-与H+结合生成H2(Co容易吸附阴离子)。在Co-B催化剂中掺有MoO3会提高NaBH4释氢速率,其部分机理如图-1所示。 ①NaBH4水解生成H2和B(OH)4-的离子方程式为___________________________________________。 ②用重水(D2O)代替H2O,通过检测反应生成的___________可以判断制氢的机理。 ③掺有MoO3能提高催化效率的原理是_________________________________________。 ④产氢速率与NaBH4浓度的关系如图-2所示。当NaBH4浓度大于1 mol·L-1时,产氢速率下降的原因是__________________________________________________。 考点二 影响化学反应速率的因素 知●识●解●构 知识点1 影响化学反应速率的因素 1.内因(决定因素—组成、结构、性质等) 反应物本身的_______是主要因素。反应物本身的_______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__________________;镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为____________________。 2.外因(其他条件不变,只改变一个条件) (1)浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,化学反应速率_______;降低反应物的浓度,化学反应速率_______。应注意:  ①固体和纯液体的浓度可视为常数,改变其物质的量,对反应速率_______,但要注意水对溶液的稀释作用。 ②固体物质的反应速率与接触面积有关,颗粒越细,表面积_______,反应速率就_______。 ③若某物质的浓度变化改变了其性质,反应实质可能发生改变,要具体分析反应速率的变化(如铁与稀硫酸反应,在一定浓度范围内反应速率与浓度有关,但常温下铁遇浓硫酸钝化)。 ④对于离子反应,只有_________________________________浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变。 (2) 压强:对于有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快,反之减慢。应注意: ①恒温时,体积减小→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率_______;体积增大→压强减小→气体反应物浓度减小→反应速率_______。 ②恒温恒容时,充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率_______。 ③恒温恒容时,充入“惰性气体”→总压强增大→反应物浓度不变→反应速率_______。如: ④恒温恒压时,充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率_______。如: (3) 温度:升高温度,化学反应速率_______;降低温度,化学反应速率_______。大量实验证明,温度每升高10 ℃,化学反应速率通常增大为原来的_______倍。  (4) 催化剂:催化剂也可以_______化学反应速率(不作特殊强调,一般指正催化剂)。 且正、逆反应速率的改变程度_______。 (5) 其他因素:除了上述浓度、温度、压强、催化剂这四大影响因素外,反应物颗粒的大小、构成微小原电池、光、超声波、激光等也能影响反应速率。 得分速记 ①增加纯固体或纯液体的用量,反应速率不变,因为浓度不变; ②压强对反应速率的影响本质是浓度变化,若压强改变但浓度不变,则速率不变(如恒容充惰性气体); 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催化剂能同等程度地改变正逆反应速率,不影响化学平衡; ⑥对于有气体参加的可逆反应,升高温度或增大压强v正、v逆均增大,但增大的倍数可能不同。 ⑦惰性气体对反应速率的影响: 在恒温恒容条件下 通入气体(不参与反应气体),总压增大,反应物浓度不变,反应速率不变 恒温恒压条件下 通入气体(不参与反应气体),总体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小 3.控制变量法探究外界条件对速率的影响 探究 变量 举例 备注 温度 温度 不同 ①确定变量:先弄清楚影响反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂、固体的表面积等 ②控制变量:“____________”,仅要探究的因素(如催化剂)不同,其余的因素(浓度、温度、压强、固体物质的表面积等)要完全_______ ③ 探究影响:不同催化剂对反应速率的影响时,保证加入催化剂后过氧化氢的浓度_______ 若探究温度对反应速率的影响,则必须在相同浓度下将溶液加热(或降温)到所需要的温度。  浓度 浓度 不同 催化剂 催化剂 不同 得分速记 ①反应物的浓度要适当,不能太大,而探索浓度变量时,浓度间的差别也不能太大。 ②要有规律地设计不同的反应体系的温度,也要注意物质的相应性质,不能选择会引起反应体系发生变化的温度。 ③对变量要进行适当的组合,组合的一般原则是“变一定多”,即保持其他变量不变,改变其中一个变量的值进行实验,测定数据,通过系列实验,找出变量对反应的影响。 知识点2 化学反应速率与反应机理 1.基元反应与反应机理 (1)基元反应: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。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。反应历程中的每一步反应都称为____ ______________,其中_________为整个反应的决速步骤。 (2)反应机理:基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理),基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。 2.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_______________的分子(必须具有足够的能量)。 ②活化能(如图): 图中:E1表示反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1-E2(注:E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量)。 ③有效碰撞:_______________之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响: 3.过渡态理论 (1)过渡态:反应物转化为生成物的过程中经过能量_______的状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能[活化能(能垒)越高,此步基元反应速率越慢]。如图所示:Ea是正反应的活化能,Ea′是逆反应的活化能。ΔH=Ea-E′a。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系: 条件改变 单位体积内 有效碰撞次数 反应速率 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度 _______ _______ _______ _______ _______ 增大压强 _______ _______ _______ _______ _______ 升高温度 _______ _______ _______ _______ _______ 加催化剂 _______ _______ _______ _______ _______ 得分速记 ①活化分子之间的碰撞不一定都是有效碰撞,还要有合适的碰撞取向; ②浓度和压强只改变单位体积内活化分子的数目,不改变活化分子的百分数; ③温度和催化剂都能增大活化分子的百分数,但原理不同 —— 温度是升高分子能量,催化剂是降低活化能; ④活化能越小,反应速率越快,但活化能小的反应不一定放热多,活化能与反应热没有必然联系 4.催化剂对化学反应速率的影响 (1)催化机理: ①从碰撞理论解释:催化剂通过参加反应,改变反应历程,_______反应的活化能,使活化分子百分数增多,从而_______反应速率,图示如下。 ②过渡态理论认为,催化剂参与化学反应,通过改变活化络合物(即改变反应途径),降低反应的_______,从而加快化学反应速率。 (2)催化剂在反应中的作用: 四能 ①_____改变化学反应的历程 四不能 ①_______改变反应的焓变∆H ②_____降低反应的活化能 ②_______改变化学平衡常数 ③_____加快化学反应速率 ③_______改变化学平衡移动方向 ④_____改变非平衡状态原料的转化率 ④_______改变反应物的平衡转化率 (3)催化剂影响化学反应速率的过渡态理论解释:使用催化剂→改变了反应的_______(如图),反应的活化能_______→反应速率_______。 反应速率 原因 活化能 增大 催化剂改变反应的历程,使活化能降低 温度 增大 随着温度升高,催化剂的活性增大 减小 随着温度升高,催化剂的活性减小(绝大多数催化剂都有其活性温度范围,温度过高,易使催化剂活性降低) 接触面积 增大 催化剂与反应物接触面积增大 得分速记 ①尽管催化剂反应前后组成不变,但催化剂的形态(如固体催化剂颗粒大小)常有明显的变化。 ②催化剂三特征:一是催化剂只能改变反应途径(又称反应机理),不能改变反应的始态和终态。催化剂能加快了正、逆反应速率,缩短了达到平衡的时间,并不能改变平衡状态;二是催化剂有选择性,不同的反应常用不同的催化剂,即每个反应有它特有的催化剂。生产上常利用催化剂的选择性,使所希望的化学反应加快,同时抑制某些副反应的发生;三是每种催化剂只有在特定条件下才能体现出它的活性,否则将失去活性或发生催化剂中毒。 5.速率方程与速率常数 (1)速率方程:一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以其_______为指数的幂的乘积成正比。对于反应:aA+bBgG+hH,其速率方程为v=kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。 (2)速率常数: ①速率常数(k)是指在给定温度下,反应物浓度皆为__________时的反应速率。 ②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____________(或浓度的次方)成正比,而速率常数是其比例常数。 ③在恒温条件下,速率常数不随______________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。 (3) 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_______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。 得分速记 ①速率方程不能直接根据化学方程式写出,必须通过实验测定,只有基元反应才能用质量作用定律; ②速率常数k与浓度无关,只与温度、催化剂等有关; ③反应级数不一定等于化学计量数,二者是不同的概念; ④反应级数可以是分数、零甚至负数,不一定都是正整数。 考●向●破●译 考向1 考查影响化学反应速率的因素 例1(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)在 C+CO2=2CO的反应中,现采取下列措施:①缩小容积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2,上述能够使反应速率增大的措施是 A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①③④ 解题妙招 外界因素对化学反应速率影响的常见错误 ①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只要增大压强,化学反应速率一定增大。实际上若等温等容,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;若等温等压,充入氦气(或不参与反应的气体)容器体积增大,各组分浓度减小,反应速率减小。 ⑤温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如温度升高化学平衡向吸热方向移动,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,而导致化学平衡向放热方向移动。 【变式1·变载体】(25-26高一下·江苏南京·期末)甲烷催化重整反应为,用E表示某种化学键的键能,CO分子中的化学键视为。下列说法正确的是 A.该反应在任何温度下都能自发进行 B.该反应的 C.平衡时升高温度,增大,减小 D.其他条件相同,增大,CH4的转化率升高 【变式2·变题型】(2026·江苏苏州·秋季开学考)能与有机物反应,从而去除水样中的。为研究不同固体催化剂、对该反应中去除率的影响,进行如图1所示的三组实验。相同时间后,测得实验结果如图2所示。已知:的去除率;、不与反应。 下列有关与的反应及上述实验的结论合理的是 A.M对该反应无催化效果 B.实验①与实验②,有机物X被去除的原理相同 C.上述实验条件下,与相比,催化该反应的效果更好 D.其他条件相同时,与相比,改变温度对催化该反应的影响更大 【变式3·变考法】(2026·江苏南通·二模)工业上采用氯苯和在高温下制备苯硫酚(),副产物为苯,反应如下: 反应Ⅰ. 反应Ⅱ. 将一定量的氯苯和加入反应器,定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量,得到单程收率(得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A.反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能 B.590℃时,使用高效催化剂能提高苯硫酚的平衡产率 C.645℃时,反应Ⅱ的v(正)<v(逆) D.其他条件不变,540℃~590℃,苯硫酚的选择性随着温度升高不断增大 考向2 考查控制变量法探究影响化学反应速率的因素 例2某实验小组的同学用0.1 mol/L Na2S2O3溶液和0.1 mol/L硫酸为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表所示。 已知:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 实验序号 温度 Na2S2O3溶液 硫酸 H2O 出现沉淀所需的时间 Ⅰ 0 ℃ 5 mL 5 mL 10 mL 12 s Ⅱ 0 ℃ 5 mL 10 mL 5 mL t s Ⅲ 0 ℃ 5 mL 7 mL a mL 10 s Ⅳ 30 ℃ 5 mL 5 mL 10 mL 4 s 下列说法不正确的是 A.实验 Ⅱ 中10<t<12 B.实验 Ⅲ 中a=8 C.对比实验 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 可得:温度相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大 D.对比实验 Ⅰ 、Ⅳ可得:浓度保持不变时,升高温度,化学反应速率增大 解题妙招 控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略 ①确定变量:理清影响实验探究结果的所有因素。 ②定多变一:在探究时,先确定其他的因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 ③数据有效:解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法作出正确判断。 【变式1·变载体】(2026·江苏宿迁·期末)某同学探究与稀反应的速率影响因素时,设计了如下系列实验:已知: 编号 溶液的体积/mL 溶液的体积/mL 水的体积/mL 水浴温度/℃ 测定变浑浊时间/s ① 10.0 15.0 0 35 t1 ② 10.0 10.0 V1 35 T2 ③ V2 15.0 0 45 T3 下列说法不正确的是 A. B.该反应速率的快慢可通过观察溶液变浑浊的时间来判断 C.实验①、②探究浓度对速率的影响,且 D.保持其它条件不变,将实验②的温度提高到,则一定小于 【变式2·变考法】13.(25-26·江苏苏州·期末)加氢制备甲醇的主要反应如下: 反应①:   反应②:   4 MPa时,将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,出口处测得转化率、产率[]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A.的 B.曲线a表示产率随温度的变化 C.240~280℃温度范围,CO产率随温度升高而增大 D.210~280℃温度范围,反应①、反应②的反应速率均随温度的升高而增大 【变式3·变题型】(25-26高三上·江苏盐城·开学考试)为缓解温室效应与能源供应之间的冲突,的资源化利用已成为研究的热点。 (1)、重整能获得氢能,同时能高效转化温室气体。 ①已知: 反应Ⅰ:     反应Ⅱ:     反应Ⅲ:     反应Ⅳ:    ___________ ②其他条件相同,、混合气体在催化剂a、b作用下分别发生重整反应,催化剂表面均产生积碳。对附着积碳的催化剂a、b在空气中加热以除去积碳(该过程催化剂不发生反应),剩余固体的质量变化如图所示。则重整反应中能保持较长时间催化活性的是___________(填“催化剂a”或“催化剂b”),判断的理由是___________。 (2)利用制备甲酸。 ①我国科学家利用在Ru(与Fe同族)基催化剂上加氢成功制得甲酸。催化过程如图所示。 与吸附了H原子的催化剂通过配位键形成中间体X,X的结构式为___________。该催化过程的总反应为___________。 ②一种利用电催化反应器合成甲酸的工作原理如图所示。 阴极主要发生的电极反应式:___________。 ③/HCOOH循环在氢能的贮存释放、燃料电池等方面具有重要应用。其他条件不变,催化加氢转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在40~80℃范围内,催化加氢的转化率迅速上升,但是在80~100℃范围内,催化加氢的转化率下降,两段变化的主要原因是___________。 考向3 考查活化能与过渡态理论 例3(25-26·江苏扬州·期末)计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法正确的是 A.该反应为放热反应 B.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量才能发生 C.催化剂的使用降低了反应的焓变,加快了反应速率 D.该反应的化学平衡常数表达式 解题妙招 三步突破化学反应速率与能垒变化图像题 ①通览全图:首先要理清坐标含义。能量变化能垒图的横坐标一般为反应的历程,横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段,纵坐标表示能量的变化。 ②细看变化:再分析各段反应。仔细观察曲线(或直线)的变化趋势,分析每一阶段发生的反应是什么,各段反应是放热还是吸热(能量升高的为吸热,能量降低的为放热),不同阶段的最大能垒即为该反应的活化能。 ③综合分析:最后判断正确答案。整合各项信息,回扣题目要求,做出合理判断。催化剂只改变反应的活化能,不改变反应的反应热,也不会改变反应的转化率。 【变式1·变考法】(25-26高二下·江苏南京·期末)尿素在生活中应用广泛,科学家通过多种途径实现尿素合成。 (1)以和为原料合成尿素的热化学方程式为  ,部分反应历程的能量变化如图-1所示。 ①HNCO的结构式为________。 ②的________。 (2)以为催化剂,电催化与合成尿素的可能反应机理如图-2所示。 ①由于催化剂两端电荷分布不均匀,从而有效促进、的吸附及反应。其中Bi端电子云密度较________(填“大”或“小”)。 ②画出过程Ⅲ形成的*NCON*(*表示吸附在催化剂表面的物种)的结构式:________。 (3)我国科学家以Pd-Te复合纳米材料为催化剂,利用富余电能电解含和的废液,成功合成尿素。该过程中可能的反应机理如图-3所示。 ①写出电催化和生成的电极反应方程式:________。 ②法拉第效率(法拉第效率)可用于衡量尿素的生成效率。以溶液为电解液,其他条件相同时,Pd-Te复合纳米材料作催化剂,合成尿素的FE%可达24%,电解时阳极每产生标况下33.6 L的时,阴极可获得尿素的物质的量为________。 ③从能源与资源综合利用的角度分析,该方案制备尿素的积极意义是________。 【变式2·变载体】(25-26高二上·江苏南通·阶段检测)过渡金属氧化物离子(以MO+表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。MO+与CH4反应的过程如下图所示。下列说法不正确的是 A.该反应∆H<0 B.步骤I和II中涉及氢原子成键变化的是I C.若MO+与CH2D2反应,生成的氘代甲醇有3种 D.CH4(g)+MO+(g)=CH3OH(g)+M+(g)  ∆H=E1+E3-E2-E4 【变式3·变题型】(25-26·江苏苏州·阶段检测)在“双碳”目标愿景下,氨气()作为“零碳”能源前景广泛。 Ⅰ.如图工业合成氨及尿素的流程示意图如下: (1)“空气分离”获取的一种原理示意图如图。分子的直径:,压缩后获取氮气,应选择区域______(填“A”或“B”)的气体。 (2)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图1所示,其中吸附在铁催化剂表面上的物种用“*”标注。 ①利于合成氨反应自发进行的条件是______(填“高温”或“低温”)。 ②标准状况下,的燃烧热为641.7  kJ/mol,表示燃烧热的热化学方程式为______。 (3)部分和在催化剂表面合成氨,其反应机理的部分过程如图2所示。 ①请画出中间体X的结构____________。 ②研究发现,使用系催化剂时,在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤,实际工业生产时,将控制在1.8~2.2之间,比理论值3小,其原因是________________________。 (4)若在恒温恒压的密闭容器中合成氨,将氮气和氢气按通入。下列描述中能表明反应已达平衡状态的是______(填序号)。 A.容器中气体的压强不再变化     B. C.容器中气体的密度不再变化     D.不再发生变化 E.不再发生变化     F.不再发生变化 (5)合成塔②中氨碳比对合成尿素的反应:有影响。T℃时,在一定体积为2L的恒容密闭容器中,将物质的量之和为3 mol的和以不同的氨碳比进行反应,结果如图所示。 a、b分别表示或的转化率,c表示平衡体系中尿素的体积分数。该条件下反应的平衡常数K=______。 Ⅱ.氨气在的催化下合成NO,同时会发生下面两个氧化反应: ①   ②    向1L恒容密闭容器中充入和,以为催化剂、不同温度下发生上述反应①、②,在反应相同的时间时,体系中含氮物质与加入氨的分子数之比(%)随温度的变化如图所示。 已知:有效转化率= (6)①800℃时的数值较大,原因可能为________________________。 ②400℃时的有效转化率为______。 考点三 化学反应速率图像 知识点1 常见化学反应速率图像类型 1.“渐变”类v­t图像(已知反应为mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1) 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大,v′逆逐渐增大;v′正>v′逆,平衡向______反应方向移动 t1时其他条件不变,_______反应物的浓度 t1时v′正突然减小,v′逆逐渐减小;v′逆>v′正,平衡向______反应方向移动 t1时其他条件不变,_______反应物的浓度 t1时v′逆突然增大,v′正逐渐增大;v′逆>v′正,平衡向______反应方向移动 t1时其他条件不变,_______生成物的浓度 t1时v′逆突然减小,v′正逐渐减小;v′正>v′逆,平衡向______反应方向移动 t1时其他条件不变,_______生成物的浓度 2.“断点”类v­t图像(已知反应为mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1) 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′正>v′逆;平衡向_____反应方向进行 t1时其他条件不变,_______反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变,________且Q>0(吸热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′逆>v′正;平衡向_____反应方向进行 t1时其他条件不变,_______反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变,________且Q<0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然减小,且v′正>v′逆;平衡向_____反应方向进行 t1时其他条件不变,_______反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变,_________且Q<0(放热反应) t1时v′逆、v′正均突然减小,且v′逆>v′正;平衡向_____反应方向进行 t1时其他条件不变,_______反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变,_________且Q>0(吸热反应) 3.“平台”类v­t图像(已知反应为mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1) 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡_______ t1时其他条件不变使用_______ t1时其他条件不变_______反应体系的压强且m+n=p+q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正=v′逆,平衡_______ t1时其他条件不变,_______反应体系的压强且m+n=p+q(反应前后气体体积无变化) 得分速记 ①速率—时间图像描述平衡移动的本质,如:mA(g)+nB(g)⥫⥬ pC(g)+qD(g) ΔH<0,m+n>p+q,在一定条件下达到化学平衡,现升高温度使平衡发生移动,正、逆反应速率(v)变化图像如图所示。 ②物质的量(或浓度、转化率、含量)—时间—温度(或压强)图像描述温度(或压强)对平衡移动的影响,如:放热反应aA(g)+bB(g) ⥫⥬cC(g) ΔH,在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,反应物A的转化率或产物C的物质的量n(Z)与反应时间t的关系如图所示,则:T1>T2,p1>p2,ΔH<0。 知识点2 化学反应速率图像分析方法 1.常规方法 (1)看图像中正、逆反应速率的__________,看二者是同等程度的变化,还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从_______(反应前后气体体积不变的反应)和____________角度考虑;若是不同程度的变化,可从__________________________(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。 (2)对于反应速率变化程度不相等的反应,要注意观察改变某个条件瞬间,正、逆反应速率的_______关系及变化_______。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律,加以筛选、验证、排除。 (3)改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时,可以从平衡移动方向讨论,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正)<v(逆)。 2.“断点”分析法 审题 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”。 增大反应物浓度υ(正)突变,υ(逆)渐变。升高温度,υ(吸热)大增,υ(放热)小增 三看 一看反应速率是增大还是减小;二看Δυ(正)、Δυ(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方向 注意 浓度只改变一个υ,而p、T则同进改变υ(正)与υ(逆),但改变的倍数不同(对∆V=0的反应p改变,改变的倍数相同);而使用催化剂υ(正)和υ(逆)改变的倍数_______ 同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂考虑;若是不同程度的变化,从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑 考●向●破●译 考向1 考查化学反应速率常见图像分析 例1(2026·吉林通化·模拟)根据v-t图像分析外界条件的改变对可逆反应A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示: 可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是 A.使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 B.升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂 C.增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度 D.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂 解题妙招 速率—时间图像题解题策略 ①. c、T、p、催化剂对正、逆反应速率的影响。改变条件速率变化若出现断点可能是改变温度、催化剂、压强(等体积反应)三种情况。 ②.c、T、p、催化剂对平衡的影响,若平衡正移,则v正>v逆,且达到新平衡前,v正由最大逐渐减小,v逆逐渐增大。反之,v正<v逆,达到新平衡前,v逆由最大逐渐减小,v正逐渐增大。最后二者均达到相等时建立新的平衡。 ③从“断点”入手突破判断平衡移动改变的条件:可逆反应达到平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,可能使v­t图像的曲线出现不连续的情况,即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小,即可对外界条件的变化作出判断。如N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。其反应速率与时间关系如图所示: 则t2时刻改变的条件是升高温度而不是增大压强。原因是t2时刻出现“断点”,且v′ (正)、v′(逆)均增大,故改变的条件应从“升高温度”或“增大压强”两方面分析,又因v′(逆)>v′(正),平衡逆向移动,故改变的外界条件是升高温度。 【变式1·变载体】(25-26·江苏南通·月考)室温下,为探究纳米铁去除水样中的影响因素,测得不同条件下浓度随时间变化关系如图所示。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是 A.实验①中,0~2小时内平均反应速率 B.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率 C.其他条件相同时,水样初始pH越小,的去除效果越好 D.实验③中,反应的离子方程式为 【变式2·变考法】(25-26高三上·江苏·开学考试)利用甲醇催化脱氢法制备甲酸甲酯主要涉及如下化学反应: 反应Ⅰ:2CH3OH(g) HCOOCH3(g)+2H2(g)   ΔH1 反应Ⅱ:CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)   ΔH2=+90.6 kJ·mol-1 反应Ⅲ:HCOOCH3(g) 2CO(g)+2H2(g)   ΔH3=+136.3 kJ·mol-1 恒压下,将甲醇蒸气以一定流速通过催化反应器,甲醇转化率和甲酸甲酯选择性随反应温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A.ΔH1=+44.9 kJ·mol-1 B.甲醇转化率随温度升高而增大的可能原因:反应Ⅰ、Ⅱ速率均加快 C.其他条件不变,563K时,增大甲醇蒸气流速可提高甲醇的转化率 D.当温度高于563K时,甲酸甲酯选择性下降的原因:反应Ⅲ消耗甲酸甲酯的速率增大,且增幅大于反应Ⅰ生成甲酸甲酯的速率的增幅 【变式3·变题型】(2025·苏州市上学期期中摸底)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 一定条件下,在银催化剂表面存在反应:2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g),该反应平衡时体系的压强(Pc)与温度(T)的关系如表: T/K 401 443 463 Pc/kPa 10 51 100 已知:在平衡体系中,用气体物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为压强平衡常数,用Kp表示。气体物质X的分压P(X)=×P总。 ①401K时,该反应的压强平衡常数Kp=_______kPa。 ②起始状态Ⅰ中有Ag2O、Ag和O2,经下列过程达到各平衡状态: 已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等,下列叙述正确的是_______(填序号)。 A.从状态Ⅰ到状态Ⅱ的过程,∆S<0 B.体系压强:Pc(Ⅱ)>Pc(Ⅲ) C.平衡常数:Kp(Ⅱ)>Kp(Ⅳ) D.若体积V(Ⅲ)=2V(Ⅰ),则Q(Ⅰ)=K(Ⅲ) 请补全图中的v逆-t图像。 图1 ③某温度下,向恒容容器中加入Ag2O,分解过程中反应速率v(O2)与压强p的关系为v(O2)=k(1-P/Pc),k为速率常数(一定温度下,k为常数)。当固体质量减少4%时,逆反应速率最大。当转化率为14.5%时,v(O2)=_________(用k表示)。 考向2 考查催化剂与化学反应速率图像 例2(2026·江苏南通·二模)工业上采用氯苯和在高温下制备苯硫酚(),副产物为苯,反应如下: 反应Ⅰ. 反应Ⅱ. 将一定量的氯苯和加入反应器,定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量,得到单程收率(得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A.反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能 B.590℃时,使用高效催化剂能提高苯硫酚的平衡产率 C.645℃时,反应Ⅱ的v(正)<v(逆) D.其他条件不变,540℃~590℃,苯硫酚的选择性随着温度升高不断增大 解题妙招 正确理解催化剂对化学反应速率的影响 ①催化剂的活性除与自身成分有关外,还受到粒子直径、合成方法等因素以及反应温度、压强等条件的影响。此外,有些物质的存在会使催化剂明显失效,即催化剂中毒。 ②催化剂催化时需要适宜的温度,温度过低,活性低;温度升高,活性增强,但温度过高,催化剂可能失去活性。 ③浓度和压强只改变单位体积内活化分子的数目,不改变活化分子的百分数; ④温度和催化剂都能增大活化分子的百分数,但原理不同 — 温度是升高分子能量,催化剂是降低活化能; ⑤活化能越小,反应速率越快,但活化能小的反应不一定放热多,活化能与反应热没有必然联系 【变式1·变载体】(25-26高三上·广西南宁·一模)含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。我国学者在容积不变的刚性容器中按投料比 发生反应   ,不同催化剂条件下,反应相同时间测得转化率与温度的关系如图所示。且研究表明该反应,其中k为速率常数。下列说法正确的是 A.使用催化剂乙时,温度高于350℃转化率下降是由于反应放热,达到平衡后,升高温度使平衡逆向移动 B.使用催化剂甲比使用催化剂乙正反应的更小 C.对于该平衡反应其他条件不变,加压或降温均能使平衡正向移动,平衡常数增大 D.℃的初始速率为,当转化率为50%时,反应速率为,由此可知 【变式2·变考法】(25-26·江苏南京·期末节选)实验是化学研究的重要手段,定性与定量是实验研究的两个不同角度。 (2)在容积为的密闭容器中,进行如下反应:,最初加入和,在不同温度下,的物质的量和时间的关系如图。试回答下列问题: ①时,内,以表示的平均反应速率为__________。 ②下列不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是__________。 a.容器中压强不变  b.混合气体中c(A)不变  c. d.c(A):c(B)值不变  e.容器内气体密度不变 ③下列措施能提高反应物的反应速率的是__________(填标号) A.升高温度     B.恒容条件充入氩气 C.加入合适的催化剂     D.恒压条件充入氩气 ④时,某时刻测得体系中各物质的量如下:,,,,则此时该反应__________(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。 【变式3·变题型】(2026·江苏盐城·模拟预测)研究的释氢和再生对氢能的利用具有重要意义。 (1)释氢原理为: 。 ①该反应能自发进行的条件是___________。 A.只能高温     B.只能低温     C.任意温度 ②也可与乙醇反应生成。 其他条件不变,在不同质量分数的乙醇溶液中释放出的体积随时间的变化关系如图所示。在相同时间内释放出的体积随乙醇的质量分数增加而减少的原因可能是___________。 (2)碱性溶液中,在催化剂表面释氢的微观过程如图所示。 ①图中“”物质的化学式为___________。 ②溶液浓度过大反而抑制产生的速率,其原因可能是___________。 (3)用惰性电极电解溶液可制得,实现再生,制备装置如图所示。 ①阴极生成的电极方程式为___________。为提高的产率,应选用___________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 ②已知:四丁基胺盐阳离子 体积大,难放电。在阴极室常加入四丁基胺盐提高的产率,其原因可能是___________。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑,感知高考考向 1. (2024·江苏·高考真题)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变,常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在,如豆科植物固氮、石墨制金刚石、和制(二甲醚)、催化氧化等。催化剂有选择性,如与反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影响环境,如汽车尾气处理、废水中电催化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界,高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。完成下列小题。 下列说法正确的是 A. 豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能 B. 与反应中,Ag催化能提高生成的选择性 C. 制反应中,能加快化学反应速率 D. 与反应中,能减小该反应的焓变 2.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古·高考真题)一定条件下,“BrO3--SO32--[Fe(CN)6]4--H+”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中,体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④,①②为快速反应。下列说法错误的是 ① SO32-+H+=HSO3- ② HSO3-+H+=H2SO3 ③ 3HSO3-+BrO3-=3SO42-+Br-+3H+ ④ H2SO3+BrO3- ⑤ BrO3-+6H++6[Fe(CN)6]4-=Br-+6[Fe(CN)6]3-+3H2O A.原料中c(H+)不影响振幅和周期 B.反应④:3H2SO3+BrO3-=3SO42-+Br-+6H+ C.反应①~④中,H+对SO32-氧化起催化作用 D.利用pH响应变色材料,可将pH振荡可视化 3.(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 4.(2026·云南·高考真题)纳米催化剂经光照后产生和空穴(),促进-甲基苯甲胺脱氢、偶联生成二胺,其催化机理关键步骤如图(Ph为苯基)。下列说法错误的是 A.该过程涉及光能转化为化学能 B.步骤Ⅱ体现了的氧化性 C.相同条件下产生的空穴越多,生成的越多 D.该过程涉及非极性共价键的断裂和形成 5.(2025·北京·高考真题)乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的过程示意图如下。 下列说法不正确的是 A.①中反应为4CH3COOH+O2+2Pd2Pd(CH3COO)2+2H2O B.②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中,有σ键断裂与形成 C.生成CH2=CHOOCCH3总反应的原子利用率为 D.Pd催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率 6.(2025·广西·高考真题)常温下,浓度均为的和混合溶液体系,存在竞争反应: I. II. 初始的条件下,含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图(忽略其他反应)。下列说法正确的是 A.曲线②表示的微粒为 B.内,逐渐减小 C.内, D.体系中时,反应I达到平衡状态 7.(2025·安徽·高考真题节选)通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应: ①HCOOH(g)=CO(g)+H2O(g) ∆H1=+26.3 kJ·mol-1 ②HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H1=-14.9 kJ·mol-1 一定温度下,使用某催化剂时反应历程如下图,反应①的选择性接近100%,原因是______________ ________________________________________;升高温度,反应历程不变,反应①的选择性下降,可能的原因是_________________________________________________。 8.(2025·江苏·高考真题)合成气(CO和H2)是重要的工业原料气。 (1)合成气经“变换”“脱碳”获得纯。 ①合成气变换。向绝热反应器中通入CO、H2和过量的H2O(g):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H<0。催化作用受接触面积和温度等因素影响,H2O(g)的比热容较大。H2O(g)过量能有效防止催化剂活性下降,其原因有____________________________________________________。 ②脱碳在钢制吸收塔中进行,吸收液成分:质量分数30%的K2CO3吸收剂、K2CrO4(Cr正价有+3、+6)缓蚀剂等。K2CO3溶液浓度偏高会堵塞设备,导致堵塞的物质是__________(填化学式)。K2CrO4减缓设备腐蚀的原理是______________________________________________________。 (2)合成气(CO和H2)是重要的工业原料气。 研究CH4、H2O(g)与不同配比的铁铈载氧体[Fe2O3•(1-x)CeO2,0≤x≤1,Ce是活泼金属,正价有]反应,气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下,先后以一定流速通入固定体积的CH4、H2O(g),依次发生的主要反应: 步骤Ⅰ CH4CO+2H2 步骤Ⅱ H2OH2 ①步骤Ⅰ中,产物气体积分数、CH4转化率、与x的关系如图乙所示。x=0时,大于理论值2的可能原因有_______;x=0.5时,通入标准状况下300 mL的CH4至反应结束,CO的选择性=×100%=80%,则生成标准状况下CO和H2的总体积为_______mL。 ②x=0.5时,新制载氧体、与CH4反应后的载氧体的X射线衍射谱图如图丙所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中,能与H2O(g)反应的物质有_______(填化学式)。 ③结合图示综合分析,步骤Ⅰ中Fe2O3的作用、气体分步制备的价值:_________________________。 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $ 第01讲 化学反应速率 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养,研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架,构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点,归纳解题范式 ) ( 考点一 化学反应速率 知识解构 知识点1 化学反应速率的概念及计算 ∣ 知识点2 化学反应速率大小比较 考向破译 考向1 考查化学反应速率的计算及应用 ∣ 考向 2 考查化学反应速率大小的比较与判断 解题妙招1 正确理解化学反应速率的概念 解题妙招2 定量法比较化学反应速率大小 考点二 影响化学反应速率的因素 知识解构 知识点1 影响化学反应速率的因素 ∣ 知识点2 化学反应速率与反应机理 考向破译 考向1 考查影响化学反应速率的因素 ∣ 考向2 考查控制变量法探究影响化学反应速率的因素 ∣ 考向 3 考查活化能与过渡态理论 解题妙招1 影响化学反应速率常见错误 解题妙招2 控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略 解题妙招3 三步突破化学反应速率与能垒变化图像题 考点 三 化学反应速率图像分析 知识解构 知识点1 常见化学反应速率图像类型 ∣ 知识点2 化学反应速率 图像 分析方法 考向破译 考向1 考查化学反应速率常见图像分析 ∣ 考向 2 考查 催化剂与化学反应速率图像 解题妙招1 速率—时间图像题解题策略 解题妙招2 正确理解催化剂 对化学反应速率的影响 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑,感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养,研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 化学反应速率的计算及比较 江苏卷T13(D) 影响化学反应速率的因素 江苏卷T5,3分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码: 1.从命题题型和内容上看,高考命题在选择题和非选择题均有呈现。涉及内容主要有某段时间内化学反应速率的计算、反应速率快慢判断、影响化学反应速率的因素等;结合化学平衡考查对反应速率方程、速率常数的理解及计算等。 2.从命题思路上看,侧重以化工生产或新信息为背景,将化学反应速率、反应热或化学平衡相结合,考查反应速率的计算、比较及影响因素。重点关注选择题中结合化学平衡图像、图表考查化学反应速率的简单计算、外界条件对化学反应速率的影响、化学反应速率与化学平衡的综合应用,结合反应历程,考查决速步、活化能等相关知识。非选择题中与基本理论、工业生产相联系,通过图像或表格提供信息进行命题,主要考查化学反应速率的表示方法、速率的影响因素、速率方程等。题目难度一般适中。 3.预计2027年会继续关注外界条件对化学反应速率的影响,尤其是分析解决实际生产中加快化学反应速率、提高产率等实际问题,并与反应过程中的能量变化融合。高考复习中应重视将化学反应速率与化工生产、生活实际相结合。 ►复习目标: 1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。 2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。 4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架,构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点,归纳解题范式 考点一 化学反应速率 知●识●解●构 知识点1 化学反应速率的概念及计算 1.化学反应速率的概念 (1)意义:化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。 (2)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。 (3)表达式:v(A)==(Δc为物质浓度的改变量,Δt为时间的改变量,v为化学反应速率)。单位:mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1或mol·L-1·h-1(由浓度单位和时间单位构成)。 (4)类型: 分类角度 从测定时间分 从反应方向分 类型 ①瞬时速率:某一时刻的反应速率; ②平均速率:某段时间内的反应速率的平均值。 ①正反应速率:可逆反应中正反应方向的反应速率 ②逆反应速率:可逆反应中逆反应方向的反应速率 注意点 通常所计算的是平均速率 通常所计算的是正逆反应抵消后的总反应速率 (4)与化学计量数的关系: ①同一化学反应在相同条件下可以用不同物质的浓度变化来表示反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同,故表示化学反应速率时要指明具体物质。 ②用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时,反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。例如,对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。 得分速记 ①一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,而不是瞬时反应速率。用不同物质表示时,其数值可能不同,但意义相同。 ③同一反应随着反应物浓度的不断变化,在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。而且反应所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。 2.化学反应速率的计算 (1)常用方法: ①定义式法:v=。 ②关系式法: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。 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图像法:从图像中获取计算的数据:纵坐标可以是物质的量,也可以是物质的量浓度,横坐标是时间。 例如:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算: A.求某物质的平均速率、转化率,如:v(X)= mol/(L·s),Y的转化率=×100%。 B.确定化学方程式中的化学计量数之比,如:X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。 (2)万能方法——“三段式”法:根据有关反应的化学方程式,找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 结合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 t1/(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。 得分速记 ①计算时要用浓度变化量,不是物质的量变化量,注意除以容器体积; ②三段式中,变化量之比一定等于化学计量数之比,起始量和末态量不一定; ③固体和纯液体不能用来计算速率,其浓度视为常数。 知识点2 化学反应速率大小的比较 1.原则 (1)同一反应用不同物质表示的速率数值可能不同(化学计量数不同); (2)化学反应速率单位不同时,不能直接比较; (3)必须在相同条件下比较才有意义(如温度、浓度等)。 2.常用比较方法 (1)定性: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(同一化学反应):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。 ①归一法:“一看”——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;“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;“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:c-t 图像:斜率越大,速率越快(斜率的绝对值表示速率大小);v-t 图像:纵坐标数值越大,速率越快;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。 得分速记 ①直接比较不同物质表示的速率数值大小,不能忽略化学计量数的差异; ②比较时不能忽略单位差异,如mol/(L・s) 和 mol/(L・min) 就不能直接比较大小; ③不同温度、不同催化剂下的反应速率不能直接比较大小; ④比值法是速率除以化学计量数,不是化学计量数除以速率。 考●向●破●译 考向1 考查化学反应速率的计算及应用 例1(25-26·江苏盐城·阶段检测)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。 解题妙招 正确理解化学反应速率的概念 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或计算化学反应速率。 【变式1·变载体】(2026·江苏省苏州市模拟)乙醛在少量I2存在下发生的分解反应为CH3CHO(g)→CH4(g)+CO(g)。某温度下,测得CH3CHO的浓度变化情况如下表: t/s 42 105 242 384 665 1 070 c(CH3CHO)/mol·L-1 6.68 5.85 4.64 3.83 2.81 2.01 下列说法不正确的是 A.42~242 s,消耗CH3CHO的平均反应速率为1.02×10-2 mol·L-1·s-1 B.第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率是受c(CH3CHO)的影响 C.反应至105 s时,测得混合气体的体积为168.224 L(标准状况) D.I2为催化剂降低了反应的活化能,使活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多 【答案】C 【解析】A项,由表中数据可计算,42~242 s,消耗CH3CHO的平均反应速率为=1.02×10-2 mol·L-1·s-1,正确;B项,随着反应的进行,c(CH3CHO)减小,反应速率减慢,所以第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率,正确;C项,由于CH3CHO的初始浓度及气体体积未知,故无法计算反应至105 s时,混合气体的体积,错误;D项,I2为催化剂,能降低反应的活化能,使活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多,提高反应速率,正确。 【变式2·变考法】(2026·江苏常州·一模)常温下,HClO和共存的混合溶液体系中主要存在如下反应: Ⅰ.    Ⅱ. 初始,在浓度均为的HClO和混合溶液中,若仅考虑上述反应,溶液中各含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A.曲线①表示的微粒为 B.0~2s内,逐渐增大 C.0~2s内, D.当体系中时,反应Ⅰ达到平衡状态 【答案】C 【解析】反应I和Ⅱ均生成,根据两反应的化学计量数可知,,结合2s时数据,得出此时c(ClO2)=0.64×10-3,c(Cl-)=0.42×10-3,c()=0.10×10-3,故曲线①表示,曲线②表示,曲线③表示,据此分析。A.根据分析,曲线①表示,A错误;B.0~2s内,反应I消耗(0.32×10-3),反应Ⅱ生成(0.10×10-3),总的变化量,即浓度逐渐减小,B错误;C.根据反应I和Ⅱ可得关系式:,,则0~2s 内 ,反应速率,C正确;D.反应Ⅰ中HClO和按照1:2反应,反应Ⅱ中HClO和按照1:1反应,为两反应消耗HClO的总速率,为两逆反应生成的总速率,因此当体系中时,反应Ⅰ不一定达到平衡状态,D错误;故选C。 【变式3·变题型】(25-26·江苏扬州·期末)有效去除大气中的NO及废水中的硝态氮是环境保护的重要课题。 (1)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:; ①已知:I.; II.;    则______________。 ②在恒温恒容条件下,下列状态能说明反应达到平衡状态的是______________。 A.该反应生成1 mol N2的同时消耗2 mol CO    B.N2的物质的量保持不变 C.混合气体压强保持不变     D.混合气体密度保持不变 ③一定温度下,在体积为2 L的恒容密闭容器中发生上述反应,CO和N2的物质的量随时间的变化曲线如图所示,从反应开始到t1 min,平均反应速率______________(用含t1的式子表示) (2)研究发现,电催化CO2和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。写出X代表微粒符号______________,电解过程中生成尿素的电极反应为______________。 (3)活性炭(AC)负载Fe、Ni材料联合NaClO可去除废水中的硝态氮。保持材料中炭质量不变,改变铁的质量得到铁炭质量比与去除率的关系如图I所示。不同废水初始pH对AC-Fe/Ni去除的产物选择性的影响如图II所示。 ①铁炭混合后对去除率比单一组分的铁或活性炭都高的原因是______________。 ②pH=2,去除时Fe主要转化为Fe2+,该过程主要反应的离子方程式为______________。 【答案】(1) BC (2) (3)形成的原电池,加快了反应速率 【解析】(1)①根据盖斯定律,目标反应 = 反应 Ⅰ − 反应 Ⅱ,因此; ②A.生成和消耗均为正反应,不能判断正逆速率相等,A错误;B.物质的量保持不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,B正确;C.反应前后气体总物质的量不等,恒温恒容下压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明达到平衡,C正确;D.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度始终不变,不能判断平衡,D错误;因此答案为 BC; ③y为反应物,时,反应中,容器体积为2 L,因此。 (2)b 电极上转化为,O失电子,因此 b 为阳极,a 为阴极;质子交换膜允许通过,阳极水失电子生成和,向阴极移动,因此X代表的微粒为。阴极上和得电子生成尿素,配平后得到电极反应:。 (3)①铁和炭接触,在电解质溶液中形成原电池,加快了的还原反应速率,因此去除率比单一组分更高;②由图 II 可知,时产物以为主,Fe被氧化为,配平后得到离子方程式: 考向2 考查化学反应速率大小的比较与判断 例2(25-26高三上·江苏·阶段检测)在催化剂作用下可利用温室气体CO2加氢制甲醇,涉及的反应有: ①   ②   在压强为p下,向密闭容器中通入的混合气体,在催化剂作用下发生上述反应,平衡时CO2的转化率、CH3OH和CO的选择性S[S(CH3OH或CO)]随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A.曲线z表示平衡时CO 2的转化率 B.H2的平衡转化率始终低于CO2 C.250℃时,m点体系中: D.反应②的正反应速率: 【答案】D 【解析】A.反应①为吸热反应,反应②为放热反应,随着温度升高,反应②平衡逆向移动,甲醇含量降低,则x是甲醇选择性变化曲线,甲醇选择性与CO的选择性之和为1,且升温反应①平衡正向移动,导致CO的量增大,故y曲线代表CO的选择性,则曲线z表示平衡时CO2的转化率,A正确;B.初始投料比,反应①消耗与的物质的量之比为1,反应②消耗与的物质的量之比为3。因此,消耗的与的总物质的量之比介于1和3之间,由于投料比大于消耗比,始终过量,其平衡转化率始终低于,B正确;C.250℃时,甲醇和CO选择性相同,两个反应分别生成甲醇和一氧化碳的量相同,故m点体系中,C正确;D.p点和q点温度相同,反应②的正反应速率取决于反应物浓度。根据图像,p点位于平衡曲线x之上,表示该状态下的选择性高于平衡状态,反应将逆向进行以达到平衡,此时反应物浓度低于平衡状态;q点位于平衡曲线x之下,表示该状态下的选择性低于平衡状态,反应将正向进行以达到平衡,此时反应物浓度高于平衡状态。因此,q点的反应物浓度大于p点的反应物浓度,所以反应②的正反应速率:,D错误;故选D。 解题妙招 定量法比较化学反应速率的大小 ①转化法:先统一反应速率的单位,再结合化学方程式换算成同一物质表示的反应速率,比较数值的大小即可。 ②比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比较与,若>,则在不同情况下,用A表示的反应速率比用B表示的大。 【变式1·变考法】(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。 【变式2·变思维】(2026·云南保山·一模)一定条件下,在2L的恒容密闭容器中,充入等物质的量的和,部分物质的物质的量随时间变化如图,下列说法正确的是 A.0~2min,的平均反应速率为 B.5min时,的转化率为80% C.如果反应一开始升高温度但其他条件保持不变,1min时的物质的量应该在a点上方 D.平均反应速率: 【答案】B 【解析】0~2min,的平均反应速率为,A错误;5min时, ,B正确;反应开始升高温度,反应速率快,相同时间内反应的SO2多,则1min时SO2的物质的量应该在a点下方,C错误;2~5min反应正向进行,5~6min反应达到平衡,反应物浓度减小,则,D错误;故选B。 【变式3·变题型】(2025·苏州第一学期质量测试)储能材料是当前研究的热点。 NaBH4是一种储氢材料,Co-B催化剂催化NaBH4释氢的原理是:OH-使催化剂表面的BH4-释放H+,催化剂表面的H-与H+结合生成H2(Co容易吸附阴离子)。在Co-B催化剂中掺有MoO3会提高NaBH4释氢速率,其部分机理如图-1所示。 ①NaBH4水解生成H2和B(OH)4-的离子方程式为___________________________________________。 ②用重水(D2O)代替H2O,通过检测反应生成的___________可以判断制氢的机理。 ③掺有MoO3能提高催化效率的原理是_________________________________________。 ④产氢速率与NaBH4浓度的关系如图-2所示。当NaBH4浓度大于1 mol·L-1时,产氢速率下降的原因是__________________________________________________。 【答案】①BH4-+4H2O=4H2↑+B(OH)4- ②HD、B(OD)4- ③MoO3能够促进水电离出H+和OH- ④反应产生的大量的B(OD)4-吸附Co表面,阻止了BH4-的吸附反应 【解析】①由图可知,NaBH4水解生成H2和B(OH)4-的离子方程式为:BH4-+4H2O=4H2↑+B(OH)4-;②用重水(D2O)代替H2O通过检测反应生成的HD、B(OD)4-,可以判断制氢的机理;③掺有MoO3能提高催化效率的原理是MoO3能够促进水电离出H+和OH-;④产氢速率与NaBH4浓度的关系如图2所示。当NaBH4浓度大于1 mol·L-1时,产氢速率下降的原因是反应产生的大量的B(OD)4-吸附Co表面,阻止了BH4-的吸附反应。 考点二 影响化学反应速率的因素 知●识●解●构 知识点1 影响化学反应速率的因素 1.内因(决定因素—组成、结构、性质等) 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) (1)浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,化学反应速率增大;降低反应物的浓度,化学反应速率减小。应注意:  ①固体和纯液体的浓度可视为常数,改变其物质的量,对反应速率无影响,但要注意水对溶液的稀释作用。 ②固体物质的反应速率与接触面积有关,颗粒越细,表面积越大,反应速率就越快。 ③若某物质的浓度变化改变了其性质,反应实质可能发生改变,要具体分析反应速率的变化(如铁与稀硫酸反应,在一定浓度范围内反应速率与浓度有关,但常温下铁遇浓硫酸钝化)。 ④对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变。 (2) 压强:对于有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快,反之减慢。应注意: ①恒温时,体积减小→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大;体积增大→压强减小→气体反应物浓度减小→反应速率减小。 ②恒温恒容时,充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。 ③恒温恒容时,充入“惰性气体”→总压强增大→反应物浓度不变→反应速率不变。如: ④恒温恒压时,充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减小。如: (3) 温度:升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。大量实验证明,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:催化剂也可以改变化学反应速率(不作特殊强调,一般指正催化剂)。 且正、逆反应速率的改变程度相同。 (5) 其他因素:除了上述浓度、温度、压强、催化剂这四大影响因素外,反应物颗粒的大小、构成微小原电池、光、超声波、激光等也能影响反应速率。 得分速记 ①增加纯固体或纯液体的用量,反应速率不变,因为浓度不变; ②压强对反应速率的影响本质是浓度变化,若压强改变但浓度不变,则速率不变(如恒容充惰性气体); 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催化剂能同等程度地改变正逆反应速率,不影响化学平衡; ⑥对于有气体参加的可逆反应,升高温度或增大压强v正、v逆均增大,但增大的倍数可能不同。 ⑦惰性气体对反应速率的影响: 在恒温恒容条件下 通入气体(不参与反应气体),总压增大,反应物浓度不变,反应速率不变 恒温恒压条件下 通入气体(不参与反应气体),总体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小 3.控制变量法探究外界条件对速率的影响 探究 变量 举例 备注 温度 温度 不同 ①确定变量:先弄清楚影响反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂、固体的表面积等 ②控制变量:“定多变一”,仅要探究的因素(如催化剂)不同,其余的因素(浓度、温度、压强、固体物质的表面积等)要完全相同 ③ 探究影响:不同催化剂对反应速率的影响时,保证加入催化剂后过氧化氢的浓度相同 若探究温度对反应速率的影响,则必须在相同浓度下将溶液加热(或降温)到所需要的温度。  浓度 浓度 不同 催化剂 催化剂 不同 得分速记 ①反应物的浓度要适当,不能太大,而探索浓度变量时,浓度间的差别也不能太大。 ②要有规律地设计不同的反应体系的温度,也要注意物质的相应性质,不能选择会引起反应体系发生变化的温度。 ③对变量要进行适当的组合,组合的一般原则是“变一定多”,即保持其他变量不变,改变其中一个变量的值进行实验,测定数据,通过系列实验,找出变量对反应的影响。 知识点2 化学反应速率与反应机理 1.基元反应与反应机理 (1)基元反应: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。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。反应历程中的每一步反应都称为基元反应,其中慢反应为整个反应的决速步骤。 (2)反应机理:基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理),基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。 2.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(必须具有足够的能量)。 ②活化能(如图): 图中:E1表示反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1-E2(注:E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量)。 ③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响: 3.过渡态理论 (1)过渡态:反应物转化为生成物的过程中经过能量最高的状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能[活化能(能垒)越高,此步基元反应速率越慢]。如图所示:Ea是正反应的活化能,Ea′是逆反应的活化能。ΔH=Ea-E′a。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系: 条件改变 单位体积内 有效碰撞次数 反应速率 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度 增加 增加 不变 增加 增大 增大压强 增加 增加 不变 增加 增大 升高温度 不变 增加 增加 增加 增大 加催化剂 不变 增加 增加 增加 增大 得分速记 ①活化分子之间的碰撞不一定都是有效碰撞,还要有合适的碰撞取向; ②浓度和压强只改变单位体积内活化分子的数目,不改变活化分子的百分数; ③温度和催化剂都能增大活化分子的百分数,但原理不同 —— 温度是升高分子能量,催化剂是降低活化能; ④活化能越小,反应速率越快,但活化能小的反应不一定放热多,活化能与反应热没有必然联系 4.催化剂对化学反应速率的影响 (1)催化机理: ①从碰撞理论解释:催化剂通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能,使活化分子百分数增多,从而加快反应速率,图示如下。 ②过渡态理论认为,催化剂参与化学反应,通过改变活化络合物(即改变反应途径),降低反应的活化能,从而加快化学反应速率。 (2)催化剂在反应中的作用: 四能 ①能改变化学反应的历程 四不能 ①不能改变反应的焓变∆H ②能降低反应的活化能 ②不能改变化学平衡常数 ③能加快化学反应速率 ③不能改变化学平衡移动方向 ④能改变非平衡状态原料的转化率 ④不能改变反应物的平衡转化率 (3)催化剂影响化学反应速率的过渡态理论解释:使用催化剂→改变了反应的路径(如图),反应的活化能降低→反应速率加快。 反应速率 原因 活化能 增大 催化剂改变反应的历程,使活化能降低 温度 增大 随着温度升高,催化剂的活性增大 减小 随着温度升高,催化剂的活性减小(绝大多数催化剂都有其活性温度范围,温度过高,易使催化剂活性降低) 接触面积 增大 催化剂与反应物接触面积增大 得分速记 ①尽管催化剂反应前后组成不变,但催化剂的形态(如固体催化剂颗粒大小)常有明显的变化。 ②催化剂三特征:一是催化剂只能改变反应途径(又称反应机理),不能改变反应的始态和终态。催化剂能加快了正、逆反应速率,缩短了达到平衡的时间,并不能改变平衡状态;二是催化剂有选择性,不同的反应常用不同的催化剂,即每个反应有它特有的催化剂。生产上常利用催化剂的选择性,使所希望的化学反应加快,同时抑制某些副反应的发生;三是每种催化剂只有在特定条件下才能体现出它的活性,否则将失去活性或发生催化剂中毒。 5.速率方程与速率常数 (1)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+bBgG+hH,其速率方程为v=kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。 (2)速率常数: ①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。 ②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。 ③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。 (3) 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。 得分速记 ①速率方程不能直接根据化学方程式写出,必须通过实验测定,只有基元反应才能用质量作用定律; ②速率常数k与浓度无关,只与温度、催化剂等有关; ③反应级数不一定等于化学计量数,二者是不同的概念; ④反应级数可以是分数、零甚至负数,不一定都是正整数。 考●向●破●译 考向1 考查影响化学反应速率的因素 例1(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)在 C+CO2=2CO的反应中,现采取下列措施:①缩小容积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2,上述能够使反应速率增大的措施是 A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①③④ 【答案】C 【解析】①缩小容积增大压强可使反应体系中气体浓度升高,反应速率增大;②碳是固体,固体浓度视为常数,增加碳的量不会改变反应速率;③通入,反应物浓度升高,反应速率增大;④恒容下充入不参与反应的,容器体积不变,参与反应的、浓度均不变,反应速率不变; ⑤恒压下充入会使容器容积扩大,参与反应的气体浓度降低,反应速率减小; ①③使反应速率增大;故答案选C。 解题妙招 外界因素对化学反应速率影响的常见错误 ①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只要增大压强,化学反应速率一定增大。实际上若等温等容,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;若等温等压,充入氦气(或不参与反应的气体)容器体积增大,各组分浓度减小,反应速率减小。 ⑤温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如温度升高化学平衡向吸热方向移动,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,而导致化学平衡向放热方向移动。 【变式1·变载体】(25-26高一下·江苏南京·期末)甲烷催化重整反应为,用E表示某种化学键的键能,CO分子中的化学键视为。下列说法正确的是 A.该反应在任何温度下都能自发进行 B.该反应的 C.平衡时升高温度,增大,减小 D.其他条件相同,增大,CH4的转化率升高 【答案】D 【解析】A.反应的,该反应为气体分子数增大的反应,即,当时反应能自发进行,则该反应仅在高温下能自发进行,A错误;B.,反应断裂4 mol C-H键、2 mol H-O键,生成1 mol C≡O键、3mol H-H键,该反应的,B错误;C.升高温度,会使体系活化分子百分数增大,、均增大,C错误;D.其他条件相同,增大,相当于增大的浓度,平衡正向移动,的转化率升高,D正确;故选D。 【变式2·变题型】(2026·江苏苏州·秋季开学考)能与有机物反应,从而去除水样中的。为研究不同固体催化剂、对该反应中去除率的影响,进行如图1所示的三组实验。相同时间后,测得实验结果如图2所示。已知:的去除率;、不与反应。 下列有关与的反应及上述实验的结论合理的是 A.M对该反应无催化效果 B.实验①与实验②,有机物X被去除的原理相同 C.上述实验条件下,与相比,催化该反应的效果更好 D.其他条件相同时,与相比,改变温度对催化该反应的影响更大 【答案】C 【解析】A.对比M组的实验①(未加)和实验②(加),实验②的X去除率明显更高,说明M对反应有催化效果,A错误;B.实验①未加,且已知M、N不与X反应,X少量去除是催化剂的吸附作用(物理变化);实验②是与X发生化学反应去除X,二者原理不同,B错误;C.相同实验条件下(如同为实验②的pH=3、加,或同为实验③的pH=9、加),N对应的X去除率均远高于M,说明N的催化效果更好,C正确;D.实验②和③同时改变了pH和温度两个变量,无法判断温度改变对两种催化剂的影响差异,D错误;故答案选C。 【变式3·变考法】(2026·江苏南通·二模)工业上采用氯苯和在高温下制备苯硫酚(),副产物为苯,反应如下: 反应Ⅰ. 反应Ⅱ. 将一定量的氯苯和加入反应器,定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量,得到单程收率(得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A.反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能 B.590℃时,使用高效催化剂能提高苯硫酚的平衡产率 C.645℃时,反应Ⅱ的v(正)<v(逆) D.其他条件不变,540℃~590℃,苯硫酚的选择性随着温度升高不断增大 【答案】D 【解析】A.在相同温度下,活化能越低,反应速率越快,产物生成的速率也越快。 从图像看,低温时(如500~540°C),苯硫酚(反应I的产物)的单程收率,远高于苯(反应II的产物),说明反应I的速率更快。 反应速率快,说明反应Ⅰ的活化能更低,A错误;B.催化剂的作用是降低反应的活化能、加快反应速率,但它不改变反应的平衡状态,也不能提高平衡产率,B错误;C.反应II是放热反应,ΔH = − 45.8 kJ⋅mol−1,升高温度平衡会逆向移动。645°C时升温,苯的单程收率仍在上升,说明反应II仍在正向进行,未达到平衡状态,此时v(正) > v(逆),C错误;D.苯硫酚的选择性=, 在540°C~590°C区间,苯硫酚的单程收率(黑色实心点)的增长速率远大于苯的单程收率(空心点)的增长速率,说明更多的氯苯转化为了苯硫酚 ,因此,苯硫酚的选择性随温度升高不断增大,D正确;故选D。 考向2 考查控制变量法探究影响化学反应速率的因素 例2某实验小组的同学用0.1 mol/L Na2S2O3溶液和0.1 mol/L硫酸为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表所示。 已知:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 实验序号 温度 Na2S2O3溶液 硫酸 H2O 出现沉淀所需的时间 Ⅰ 0 ℃ 5 mL 5 mL 10 mL 12 s Ⅱ 0 ℃ 5 mL 10 mL 5 mL t s Ⅲ 0 ℃ 5 mL 7 mL a mL 10 s Ⅳ 30 ℃ 5 mL 5 mL 10 mL 4 s 下列说法不正确的是 A.实验 Ⅱ 中10<t<12 B.实验 Ⅲ 中a=8 C.对比实验 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 可得:温度相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大 D.对比实验 Ⅰ 、Ⅳ可得:浓度保持不变时,升高温度,化学反应速率增大 【答案】A 【解析】实验 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 是在相同温度下进行,且实验 Ⅱ 的硫酸浓度比实验 Ⅰ 、 Ⅲ 的浓度大,反应速率大,则t<10,A错误;对比表格中数据可知,0.1 mol/L Na2S2O3溶液体积不变,只有硫酸和水的体积在变,为了保证实验的准确性,硫酸和水的体积之和都是15,则a=15-7=8,B正确;从表格中的数据可知,温度相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大,C正确;对比实验 Ⅰ 、Ⅳ可知,三种溶液的体积都相同,只有温度不同,实验Ⅳ的温度高于实验 Ⅰ 的温度,而且实验Ⅳ所用时间远小于实验 Ⅰ 的,故浓度保持不变时,升高温度,化学反应速率增大,D正确。 解题妙招 控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略 ①确定变量:理清影响实验探究结果的所有因素。 ②定多变一:在探究时,先确定其他的因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 ③数据有效:解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法作出正确判断。 【变式1·变载体】(2026·江苏宿迁·期末)某同学探究与稀反应的速率影响因素时,设计了如下系列实验:已知: 编号 溶液的体积/mL 溶液的体积/mL 水的体积/mL 水浴温度/℃ 测定变浑浊时间/s ① 10.0 15.0 0 35 t1 ② 10.0 10.0 V1 35 T2 ③ V2 15.0 0 45 T3 下列说法不正确的是 A. B.该反应速率的快慢可通过观察溶液变浑浊的时间来判断 C.实验①、②探究浓度对速率的影响,且 D.保持其它条件不变,将实验②的温度提高到,则一定小于 【答案】D 【解析】A.探究反应速率影响因素需控制溶液总体积相同,实验①总体积为25mL,故;实验①③探究温度影响,需浓度相同,故,,A正确;B.反应生成不溶于水的S单质,溶液变浑浊的时间越短说明反应速率越快,可通过该现象判断反应速率快慢,B正确;C.实验①②温度、浓度均相同,只有浓度不同,可探究硫酸浓度对速率的影响;实验①硫酸浓度更大,反应速率更快,故,C正确;D.实验②硫酸浓度低于实验③,虽然温度升高到55℃高于③的45℃,但浓度和温度对速率的影响无法确定哪个占主导,不能得出一定小于的结论,D错误;故选D。 【变式2·变考法】13.(25-26·江苏苏州·期末)加氢制备甲醇的主要反应如下: 反应①:   反应②:   4 MPa时,将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,出口处测得转化率、产率[]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A.的 B.曲线a表示产率随温度的变化 C.240~280℃温度范围,CO产率随温度升高而增大 D.210~280℃温度范围,反应①、反应②的反应速率均随温度的升高而增大 【答案】C 【解析】题干给出加氢制甲醇的两个关联反应:反应① , ,为放热反应;反应② ,为吸热反应。 初始投料比为,固定压强下,测得转化率、甲醇产率随温度变化的曲线:曲线随温度升高持续上升,曲线随温度升高先升后降。A.根据盖斯定律,目标反应可由反应①−反应②得到,焓变为: ,不是,A错误,不符合题意;B.二氧化碳转化为甲醇和一氧化碳,因此甲醇的产率一定比二氧化碳的转化率低,曲线是转化率,曲线是甲醇产率,B错误,不符合题意;C.。在240~280℃范围内,转化率(曲线)持续升高,甲醇产率(曲线)持续降低,因此二者差值(即产率)随温度升高而增大,C正确,符合题意;D.温度升高时,以一定流速通过装有催化剂的反应管,甲醇的产率先升高后降低,说明反应②的选择性增大,其速率随温度升高而增大,可能导致反应①的速率减小,D错误,不符合题意;故选C。 【变式3·变题型】(25-26高三上·江苏盐城·开学考试)为缓解温室效应与能源供应之间的冲突,的资源化利用已成为研究的热点。 (1)、重整能获得氢能,同时能高效转化温室气体。 ①已知: 反应Ⅰ:     反应Ⅱ:     反应Ⅲ:     反应Ⅳ:    ___________ ②其他条件相同,、混合气体在催化剂a、b作用下分别发生重整反应,催化剂表面均产生积碳。对附着积碳的催化剂a、b在空气中加热以除去积碳(该过程催化剂不发生反应),剩余固体的质量变化如图所示。则重整反应中能保持较长时间催化活性的是___________(填“催化剂a”或“催化剂b”),判断的理由是___________。 (2)利用制备甲酸。 ①我国科学家利用在Ru(与Fe同族)基催化剂上加氢成功制得甲酸。催化过程如图所示。 与吸附了H原子的催化剂通过配位键形成中间体X,X的结构式为___________。该催化过程的总反应为___________。 ②一种利用电催化反应器合成甲酸的工作原理如图所示。 阴极主要发生的电极反应式:___________。 ③/HCOOH循环在氢能的贮存释放、燃料电池等方面具有重要应用。其他条件不变,催化加氢转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在40~80℃范围内,催化加氢的转化率迅速上升,但是在80~100℃范围内,催化加氢的转化率下降,两段变化的主要原因是___________。 【答案】(1)+247.5 催化剂b 剩余固体的质量与原始固体质量的比值越大,说明催化剂表面的积碳质量越小,催化活性保持时间就越长,催化剂b剩余固体的质量与原始固体质量的比值大于催化剂a (2) 或 40~80℃温度升高反应速率增大且温度升高使催化剂的活性增大;80~100℃,温度升高使催化剂的活性减弱,反应速率减慢 【解析】(1)①结合盖斯定律可知,反应-反应=反应,所以其。 ②据图可知,重整反应中能保持较长时间催化活性的是催化剂b;因为剩余固体的质量与原始固体质量的比值越大,说明催化剂表面的积碳质量越小,催化活性保持时间就越长,催化剂b剩余固体的质量与原始固体质量的比值大于催化剂a。 (2)①从图中转化可知,和X反应生成了和,根据原子守恒可知,X为,其结构式为:。结合整个流程分析,反应物是二氧化碳、氢气和氢氧化钠(或者氨气),产物是甲酸钠或甲酸铵,故方程式为:或。 ②从图中可以看出,在阳极发生反应:,在阴极,得电子产物与反应生成,故阴极主要发生的电极反应式为:。 ③根据图像可知,40~80℃,温度升高反应速率增大,催化加氢的转化率迅速上升,说明温度升高使催化剂的活性增大;80~100℃,催化加氢的转化率下降,说明温度升高使催化剂的活性减弱,反应速率减慢。 考向3 考查活化能与过渡态理论 例3(25-26·江苏扬州·期末)计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法正确的是 A.该反应为放热反应 B.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量才能发生 C.催化剂的使用降低了反应的焓变,加快了反应速率 D.该反应的化学平衡常数表达式 【答案】A 【解析】A.反应物总能量(状态1)高于生成物总能量(状态4),反应ΔH<0,属于放热反应,A正确; B.过程Ⅰ、Ⅱ能量升高,需要吸收能量,过程Ⅲ能量降低,释放能量,并非三个过程都需要吸收能量,B错误;C.催化剂可降低反应的活化能,加快反应速率,但不改变反应物和生成物的总能量差,即不改变反应的焓变,C错误;D.该反应中为气态反应物,平衡常数表达式为,选项表达式缺少,D错误;故选A。 解题妙招 三步突破化学反应速率与能垒变化图像题 ①通览全图:首先要理清坐标含义。能量变化能垒图的横坐标一般为反应的历程,横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段,纵坐标表示能量的变化。 ②细看变化:再分析各段反应。仔细观察曲线(或直线)的变化趋势,分析每一阶段发生的反应是什么,各段反应是放热还是吸热(能量升高的为吸热,能量降低的为放热),不同阶段的最大能垒即为该反应的活化能。 ③综合分析:最后判断正确答案。整合各项信息,回扣题目要求,做出合理判断。催化剂只改变反应的活化能,不改变反应的反应热,也不会改变反应的转化率。 【变式1·变考法】(25-26高二下·江苏南京·期末)尿素在生活中应用广泛,科学家通过多种途径实现尿素合成。 (1)以和为原料合成尿素的热化学方程式为  ,部分反应历程的能量变化如图-1所示。 ①HNCO的结构式为________。 ②的________。 (2)以为催化剂,电催化与合成尿素的可能反应机理如图-2所示。 ①由于催化剂两端电荷分布不均匀,从而有效促进、的吸附及反应。其中Bi端电子云密度较________(填“大”或“小”)。 ②画出过程Ⅲ形成的*NCON*(*表示吸附在催化剂表面的物种)的结构式:________。 (3)我国科学家以Pd-Te复合纳米材料为催化剂,利用富余电能电解含和的废液,成功合成尿素。该过程中可能的反应机理如图-3所示。 ①写出电催化和生成的电极反应方程式:________。 ②法拉第效率(法拉第效率)可用于衡量尿素的生成效率。以溶液为电解液,其他条件相同时,Pd-Te复合纳米材料作催化剂,合成尿素的FE%可达24%,电解时阳极每产生标况下33.6 L的时,阴极可获得尿素的物质的量为________。 ③从能源与资源综合利用的角度分析,该方案制备尿素的积极意义是________。 【答案】(1) -174.5 (2)大 (3) 0.09 mol 使用富余电能可以提高能源利用率,并利用废液生产产品,具有极大环保价值 【解析】(1)①HNCO为异氰酸,其中N、C、O原子满足八电子稳定结构,H原子满足二电子稳定结构,结构式为; ②将题干热化学方程式标号为ⅰ,所求热化学方程式标号为ⅳ,由图表可得以下热化学方程式,ⅱ.,ⅲ.,则ⅳ=ⅰ-ⅱ-ⅲ,可得所求焓变为; (2)①对于分子,O元素电负性大于C原子,使电子云向O原子方向偏移,C原子周围电子云密度低,因此容易被电子云密度大的区域吸引结合,即Bi端电子云密度较大; ②*NCON*中只有N原子吸附在催化剂上,其余结构需和产物尿素相似,才可通过单步过程得到产物,因此结构式为; (3)①根据图片机理可知,除反应原料和,过程中体系引入了和,所求电极反应方程式为; ②阳极发生单一电极反应,所以每生成1 mol O2,电路中流过4 mol电子,标况下33.6 L O2物质的量为,同时外电路通过电子,其中用于合成尿素,由上一小题的电极反应式可得尿素物质的量; ③该方案利用富余电能电解含和的废液,既提高电能利用率,也将废液转化为可利用的尿素产品和无害的溶液,具有极大环保价值。 【变式2·变载体】(25-26高二上·江苏南通·阶段检测)过渡金属氧化物离子(以MO+表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。MO+与CH4反应的过程如下图所示。下列说法不正确的是 A.该反应∆H<0 B.步骤I和II中涉及氢原子成键变化的是I C.若MO+与CH2D2反应,生成的氘代甲醇有3种 D.CH4(g)+MO+(g)=CH3OH(g)+M+(g)  ∆H=E1+E3-E2-E4 【答案】C 【解析】A.由反应进程图可知,总反应生成物的总能量低于反应物总能量,反应为放热反应,,A正确;B.步骤I中的键断裂,同时形成键,涉及氢原子成键变化;步骤II中仅形成键,无氢原子的成键变化,B正确;C.与反应时,若摘去分子中的,生成,若摘去分子中的,生成,共2种氘代甲醇,C错误;D.总反应焓变为两步反应焓变之和,步骤I焓变为,步骤II焓变为,故总反应,D正确;故选C。 【变式3·变题型】(25-26·江苏苏州·阶段检测)在“双碳”目标愿景下,氨气()作为“零碳”能源前景广泛。 Ⅰ.如图工业合成氨及尿素的流程示意图如下: (1)“空气分离”获取的一种原理示意图如图。分子的直径:,压缩后获取氮气,应选择区域______(填“A”或“B”)的气体。 (2)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图1所示,其中吸附在铁催化剂表面上的物种用“*”标注。 ①利于合成氨反应自发进行的条件是______(填“高温”或“低温”)。 ②标准状况下,的燃烧热为641.7  kJ/mol,表示燃烧热的热化学方程式为______。 (3)部分和在催化剂表面合成氨,其反应机理的部分过程如图2所示。 ①请画出中间体X的结构____________。 ②研究发现,使用系催化剂时,在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤,实际工业生产时,将控制在1.8~2.2之间,比理论值3小,其原因是________________________。 (4)若在恒温恒压的密闭容器中合成氨,将氮气和氢气按通入。下列描述中能表明反应已达平衡状态的是______(填序号)。 A.容器中气体的压强不再变化     B. C.容器中气体的密度不再变化     D.不再发生变化 E.不再发生变化     F.不再发生变化 (5)合成塔②中氨碳比对合成尿素的反应:有影响。T℃时,在一定体积为2L的恒容密闭容器中,将物质的量之和为3 mol的和以不同的氨碳比进行反应,结果如图所示。 a、b分别表示或的转化率,c表示平衡体系中尿素的体积分数。该条件下反应的平衡常数K=______。 Ⅱ.氨气在的催化下合成NO,同时会发生下面两个氧化反应: ①   ②    向1L恒容密闭容器中充入和,以为催化剂、不同温度下发生上述反应①、②,在反应相同的时间时,体系中含氮物质与加入氨的分子数之比(%)随温度的变化如图所示。 已知:有效转化率= (6)①800℃时的数值较大,原因可能为________________________。 ②400℃时的有效转化率为______。 【答案】(1)A (2)低温    (3) 提高在合成气中比例,增大在催化剂表面的吸附活化总量,加快反应速率;利于提高的转化率 (4)CDF (5)40 (6)该温度下催化剂对反应Ⅰ的催化活性更大,从而反应Ⅰ的选择性更大 20% 【解析】(1)已知分子直径,分子筛只能允许直径更小的通过进入区域B,直径更大的无法透过分子筛,留在区域A,因此从区域A获取氮气。 (2)①合成氨反应的(放热)、(气体分子数减少),根据自发反应判据,低温下才能满足,利于反应自发进行; ②燃烧热的定义是1 mol纯物质完全燃烧生成指定稳定氧化物,NH3对应的生成物为氮气和液态水,由图得,氨气燃烧热方程式为  。 (3)①反应过程为吸附态依次加氢:第一步加1个H得到,第二步再加1个H得到中间体,后续再加1个H释放出1分子,剩余吸附态的N原子。 ②决速步骤是在催化剂表面的吸附活化,适当增大的占比(降低比值),可以提高在催化剂表面的吸附活化速率,从而加快总反应速率,提升合成氨的生产效率。 (4)A.容器为恒温恒压,压强始终恒定,压强不变不能说明平衡;B.根据反应速率关系,即,结合可推出正逆速率相等,达到平衡;C.恒温恒压下容器体积随气体物质的量变化,气体总质量不变,密度不再变化说明体积不再改变,反应达到平衡;D.不再变化,说明各组分浓度保持恒定,达到平衡;E.初始,反应中二者按1:3消耗,比值始终为1:3,不能说明平衡;F.该表达式是反应平衡常数的倒数,恒温下该值不再变化,说明各组分浓度不再改变,达到平衡。故选CDF。 (5)当氨碳比时,二者总物质的量为3 mol,因此初始,,此时二者转化率均为80%: 平衡时,,生成的和均为0.8 mol,容器体积2 L,代入平衡常数表达式: 。 (6)①800℃时,反应①的速率远大于反应②,且该温度下催化剂对生成NO的反应选择性更高,反应相同时间时,生成NO的量占比大; ②400℃时,含氮物质中物质的量为占比30%×0.1 mol=0.03 mol、NO物质的量为15%×0.1 mol=0.015 mol,目标产物为NO,有效转化率为制备NO消耗的占总转化​的比例:。 考点三 化学反应速率图像 知识点1 常见化学反应速率图像类型 1.“渐变”类v­t图像(已知反应为mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1) 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大,v′逆逐渐增大;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变,增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小,v′逆逐渐减小;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变,减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大,v′正逐渐增大;v′逆>v′正,平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变,增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小,v′正逐渐减小;v′正>v′逆,平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变,减小生成物的浓度 2.“断点”类v­t图像(已知反应为mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1) 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′正>v′逆;平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变,升高温度且Q>0(吸热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′逆>v′正;平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变,升高温度且Q<0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然减小,且v′正>v′逆;平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变,降低温度且Q<0(放热反应) t1时v′逆、v′正均突然减小,且v′逆>v′正;平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变,降低温度且Q>0(吸热反应) 3.“平台”类v­t图像(已知反应为mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1) 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡不移动 t1时其他条件不变使用催化剂 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m+n=p+q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正=v′逆,平衡不移动 t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n=p+q(反应前后气体体积无变化) 得分速记 ①速率—时间图像描述平衡移动的本质,如:mA(g)+nB(g)⥫⥬ pC(g)+qD(g) ΔH<0,m+n>p+q,在一定条件下达到化学平衡,现升高温度使平衡发生移动,正、逆反应速率(v)变化图像如图所示。 ②物质的量(或浓度、转化率、含量)—时间—温度(或压强)图像描述温度(或压强)对平衡移动的影响,如:放热反应aA(g)+bB(g) ⥫⥬cC(g) ΔH,在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,反应物A的转化率或产物C的物质的量n(Z)与反应时间t的关系如图所示,则:T1>T2,p1>p2,ΔH<0。 知识点2 化学反应速率图像分析方法 1.常规方法 (1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势,看二者是同等程度的变化,还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化,可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。 (2)对于反应速率变化程度不相等的反应,要注意观察改变某个条件瞬间,正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律,加以筛选、验证、排除。 (3)改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时,可以从平衡移动方向讨论,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正)<v(逆)。 2.“断点”分析法 审题 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”。 增大反应物浓度υ(正)突变,υ(逆)渐变。升高温度,υ(吸热)大增,υ(放热)小增 三看 一看反应速率是增大还是减小;二看Δυ(正)、Δυ(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方向 注意 浓度只改变一个υ,而p、T则同进改变υ(正)与υ(逆),但改变的倍数不同(对∆V=0的反应p改变,改变的倍数相同);而使用催化剂υ(正)和υ(逆)改变的倍数相同 同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂考虑;若是不同程度的变化,从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑 考●向●破●译 考向1 考查化学反应速率常见图像分析 例1(2026·吉林通化·模拟)根据v-t图像分析外界条件的改变对可逆反应A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示: 可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是 A.使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 B.升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂 C.增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度 D.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂 【答案】D 【解析】t2时正、逆反应速率均增大,且平衡逆向移动,排除A、C选项;t4时正、逆反应速率均减小,平衡逆向移动,可以是减小压强;t6时正反应速率增大,逆反应速率瞬间不变,平衡正向移动,所以是增大反应物浓度,排除B选项;t8时正、逆反应速率均增大且仍相等,平衡不移动,则使用了催化剂,D选项符合题意。 解题妙招 速率—时间图像题解题策略 ①. c、T、p、催化剂对正、逆反应速率的影响。改变条件速率变化若出现断点可能是改变温度、催化剂、压强(等体积反应)三种情况。 ②.c、T、p、催化剂对平衡的影响,若平衡正移,则v正>v逆,且达到新平衡前,v正由最大逐渐减小,v逆逐渐增大。反之,v正<v逆,达到新平衡前,v逆由最大逐渐减小,v正逐渐增大。最后二者均达到相等时建立新的平衡。 ③从“断点”入手突破判断平衡移动改变的条件:可逆反应达到平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,可能使v­t图像的曲线出现不连续的情况,即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小,即可对外界条件的变化作出判断。如N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。其反应速率与时间关系如图所示: 则t2时刻改变的条件是升高温度而不是增大压强。原因是t2时刻出现“断点”,且v′ (正)、v′(逆)均增大,故改变的条件应从“升高温度”或“增大压强”两方面分析,又因v′(逆)>v′(正),平衡逆向移动,故改变的外界条件是升高温度。 【变式1·变载体】(25-26·江苏南通·月考)室温下,为探究纳米铁去除水样中的影响因素,测得不同条件下浓度随时间变化关系如图所示。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是 A.实验①中,0~2小时内平均反应速率 B.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率 C.其他条件相同时,水样初始pH越小,的去除效果越好 D.实验③中,反应的离子方程式为 【答案】B 【解析】A.由图可知,实验①0∼2 h内,,平均速率,A错误;B.对比实验①和②,水样体积、初始pH均相同,只有纳米铁质量不同,①纳米铁质量更大,从图中可知①的反应速率更快(相同时间 SeO浓度下降更多),因此可得出:其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可增大接触面积,加快反应速率,B正确;C.对比实验②和③,仅能得出在pH为6-8的范围内,pH越小,去除效果越好,但无法推广至所有pH范围,C错误;D.实验③初始pH=8,为碱性环境,反应的离子方程式中不能大量存在H+,离子方程式为,D错误;故答案为:B。 【变式2·变考法】(25-26高三上·江苏·开学考试)利用甲醇催化脱氢法制备甲酸甲酯主要涉及如下化学反应: 反应Ⅰ:2CH3OH(g) HCOOCH3(g)+2H2(g)   ΔH1 反应Ⅱ:CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)   ΔH2=+90.6 kJ·mol-1 反应Ⅲ:HCOOCH3(g) 2CO(g)+2H2(g)   ΔH3=+136.3 kJ·mol-1 恒压下,将甲醇蒸气以一定流速通过催化反应器,甲醇转化率和甲酸甲酯选择性随反应温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A.ΔH1=+44.9 kJ·mol-1 B.甲醇转化率随温度升高而增大的可能原因:反应Ⅰ、Ⅱ速率均加快 C.其他条件不变,563K时,增大甲醇蒸气流速可提高甲醇的转化率 D.当温度高于563K时,甲酸甲酯选择性下降的原因:反应Ⅲ消耗甲酸甲酯的速率增大,且增幅大于反应Ⅰ生成甲酸甲酯的速率的增幅 【答案】C 【解析】A.根据盖斯定律可知,反应Ⅰ=反应Ⅱ×2-反应Ⅲ,ΔH1=2ΔH2-ΔH3=(2×90.6-136.3)kJ·mol-1 =+44.9 kJ·mol-1 ,故A正确;B.温度升高活化分子百分数提高,反应Ⅰ、Ⅱ速率均加快,甲醇转化率也随之增大,故B正确;C.其他条件不变,563K时,增大甲醇蒸气流速,甲醇的转化率会降低,故C错误;D.当温度高于563K时,随着温度增高,反应Ⅰ和反应Ⅲ的反应速率都增大,平衡都向右移动,甲酸甲酯选择性下降,说明反应Ⅲ消耗甲酸甲酯的速率的增幅大于反应Ⅰ生成甲酸甲酯的速率的增幅,故D正确;答案选C。 【变式3·变题型】(2025·苏州市上学期期中摸底)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 一定条件下,在银催化剂表面存在反应:2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g),该反应平衡时体系的压强(Pc)与温度(T)的关系如表: T/K 401 443 463 Pc/kPa 10 51 100 已知:在平衡体系中,用气体物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为压强平衡常数,用Kp表示。气体物质X的分压P(X)=×P总。 ①401K时,该反应的压强平衡常数Kp=_______kPa。 ②起始状态Ⅰ中有Ag2O、Ag和O2,经下列过程达到各平衡状态: 已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等,下列叙述正确的是_______(填序号)。 A.从状态Ⅰ到状态Ⅱ的过程,∆S<0 B.体系压强:Pc(Ⅱ)>Pc(Ⅲ) C.平衡常数:Kp(Ⅱ)>Kp(Ⅳ) D.若体积V(Ⅲ)=2V(Ⅰ),则Q(Ⅰ)=K(Ⅲ) 请补全图中的v逆-t图像。 图1 ③某温度下,向恒容容器中加入Ag2O,分解过程中反应速率v(O2)与压强p的关系为v(O2)=k(1-P/Pc),k为速率常数(一定温度下,k为常数)。当固体质量减少4%时,逆反应速率最大。当转化率为14.5%时,v(O2)=_________(用k表示)。 【答案】①10 ②AC ③0.75k 【解析】①401K时,该反应的压强平衡常数Kp=p(O2)=10 kPa;②A项,该反应是气体体积增大的反应,平衡状态Ⅱ到状态Ⅲ的平衡正向移动,固体质量减小,而状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等,则状态Ⅰ到状态Ⅱ的过程中固体质量增大,即反应逆向进行,则从Ⅰ到状态Ⅱ的过程∆S<0,正确;B项,反应Ag2O(s)2Ag(s)+O2(g)的平衡常数Kp=p(O2),Kp只与温度有关,温度不变,则Kp不变,即pc(Ⅱ)=pc(Ⅲ),错误;C项,反应Ag2O(s)2Ag(s)+O2(g)的平衡常数Kp随温度升高而增大,说明升高温度,化学平衡正向移动,故该反应的正反应为吸热反应,温度越高平衡常数Kp越大,即平衡常数:K(Ⅱ)>K(Ⅳ),正确;D项,状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等,则n(O2)相等,但V(Ⅲ)=2V(Ⅰ),则压强p(Ⅰ)=2p(Ⅲ),即浓度熵Q(Ⅰ)=p(Ⅰ),K(Ⅲ)=p(Ⅲ),所以Q(Ⅰ)=2K(Ⅲ),错误;故合理选项是AC;起始状态Ⅰ在恒温恒容条件下逆向移动达到平衡状态Ⅱ,则逆反应速率减小;平衡状态Ⅱ在温度不变、体积增大瞬间逆反应速率减小,平衡正向移动,逆反应速率增大,达到平衡状态;平衡状态Ⅲ在体积不变、温度降低的瞬间,逆反应速率减小,平衡逆向移动,逆反应速率增大,达到平衡状态Ⅳ,所以v逆-t图像为;③设起始时恒容容器中加入Ag2O的质量为m g,当固体质量减少4%时,逆反应速率最大,即达到平衡状态,生成n(O2)== mol,反应Ag2O(s)2Ag(s)+O2(g),若转化率为14.5%时生成n(O2)=× mol,即==,则v(O2)=k(1-P/Pc)=k(1-)=0.75k。 考向2 考查催化剂与化学反应速率图像 例2(2026·江苏南通·二模)工业上采用氯苯和在高温下制备苯硫酚(),副产物为苯,反应如下: 反应Ⅰ. 反应Ⅱ. 将一定量的氯苯和加入反应器,定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量,得到单程收率(得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A.反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能 B.590℃时,使用高效催化剂能提高苯硫酚的平衡产率 C.645℃时,反应Ⅱ的v(正)<v(逆) D.其他条件不变,540℃~590℃,苯硫酚的选择性随着温度升高不断增大 【答案】D 【解析】A.在相同温度下,活化能越低,反应速率越快,产物生成的速率也越快。 从图像看,低温时(如500~540°C),苯硫酚(反应I的产物)的单程收率,远高于苯(反应II的产物),说明反应I的速率更快。 反应速率快,说明反应Ⅰ的活化能更低,A错误;B.催化剂的作用是降低反应的活化能、加快反应速率,但它不改变反应的平衡状态,也不能提高平衡产率,B错误;C.反应II是放热反应,ΔH = − 45.8 kJ⋅mol−1,升高温度平衡会逆向移动。645°C时升温,苯的单程收率仍在上升,说明反应II仍在正向进行,未达到平衡状态,此时v(正) > v(逆),C错误;D.苯硫酚的选择性=, 在540°C~590°C区间,苯硫酚的单程收率(黑色实心点)的增长速率远大于苯的单程收率(空心点)的增长速率,说明更多的氯苯转化为了苯硫酚 ,因此,苯硫酚的选择性随温度升高不断增大,D正确;故选D。 解题妙招 正确理解催化剂对化学反应速率的影响 ①催化剂的活性除与自身成分有关外,还受到粒子直径、合成方法等因素以及反应温度、压强等条件的影响。此外,有些物质的存在会使催化剂明显失效,即催化剂中毒。 ②催化剂催化时需要适宜的温度,温度过低,活性低;温度升高,活性增强,但温度过高,催化剂可能失去活性。 ③浓度和压强只改变单位体积内活化分子的数目,不改变活化分子的百分数; ④温度和催化剂都能增大活化分子的百分数,但原理不同 — 温度是升高分子能量,催化剂是降低活化能; ⑤活化能越小,反应速率越快,但活化能小的反应不一定放热多,活化能与反应热没有必然联系 【变式1·变载体】(25-26高三上·广西南宁·一模)含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。我国学者在容积不变的刚性容器中按投料比 发生反应   ,不同催化剂条件下,反应相同时间测得转化率与温度的关系如图所示。且研究表明该反应,其中k为速率常数。下列说法正确的是 A.使用催化剂乙时,温度高于350℃转化率下降是由于反应放热,达到平衡后,升高温度使平衡逆向移动 B.使用催化剂甲比使用催化剂乙正反应的更小 C.对于该平衡反应其他条件不变,加压或降温均能使平衡正向移动,平衡常数增大 D.℃的初始速率为,当转化率为50%时,反应速率为,由此可知 【答案】D 【解析】温度高于350℃时NO转化率下降,可能是催化剂乙在高温下失活导致反应速率减慢,而非一定达到平衡后平衡逆向移动(无法排除催化剂失活的影响),A错误;焓变ΔH只与反应的始态和终态有关,与催化剂无关,使用不同催化剂不改变ΔH,B错误;该反应为气体分子数减小的放热反应,加压平衡正向移动,但平衡常数K仅与温度有关,加压时K不变;降温平衡正向移动,K增大,故“加压使平衡常数增大”错误,C错误;初始投料比=1,设初始浓度c(H2)=c(NO)=c,初始速率v0=kcm(H2)c2(NO)=kcm+2。H2转化率50%时,c(H2)=c(NO)=0.5c,此时速率v=k(0.5c)m(0.5c)2=kcm+2·0.5m+2=v₀·0.5m+2。已知v=0.0625v₀=v₀·(0.5)4,故0.5m+2=0.54,解得m=2,D正确;故选D。 【变式2·变考法】(25-26·江苏南京·期末节选)实验是化学研究的重要手段,定性与定量是实验研究的两个不同角度。 (2)在容积为的密闭容器中,进行如下反应:,最初加入和,在不同温度下,的物质的量和时间的关系如图。试回答下列问题: ①时,内,以表示的平均反应速率为__________。 ②下列不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是__________。 a.容器中压强不变  b.混合气体中c(A)不变  c. d.c(A):c(B)值不变  e.容器内气体密度不变 ③下列措施能提高反应物的反应速率的是__________(填标号) A.升高温度     B.恒容条件充入氩气 C.加入合适的催化剂     D.恒压条件充入氩气 ④时,某时刻测得体系中各物质的量如下:,,,,则此时该反应__________(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。 【答案】(2) ce AC 向正反应方向进行 【解析】(2)①时,内生成的物质的量为,根据化学方程式 可知,消耗的物质的量为。容器容积为,则以表示的平均反应速率。 ② a.该反应前后气体分子总数不同,恒容条件下容器内压强不变,说明反应已达到平衡状态,a正确;b.混合气体中各组分浓度不变是化学平衡状态的特征,b正确;c.若达到平衡状态,应满足,而意味着正逆反应速率不相等,未达到平衡状态,c错误;d.初始加入和的物质的量之比()不等于化学计量数之比(),反应过程中的值一直在变化,当该比值不变时,说明达到平衡状态,d正确;e.在恒容密闭容器中,反应物和生成物均为气体,气体总质量不变,容器体积不变,因此气体密度始终保持不变,e错误;故答案选ce。 ③ A.升高温度,活化分子百分数增加,反应速率加快,A正确;B.恒容条件下充入氩气,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,B错误;C.加入合适的催化剂,降低反应活化能,反应速率加快,C正确;D.恒压条件下充入氩气,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,D错误;故答案选AC。 ④ 时,达到平衡时消耗为,消耗为,生成C和D各。平衡时各物质的量为:,,,。容器体积为2 L,该温度下的平衡常数。某时刻测得体系中各物质的量均为已知值,此时的浓度商。因为,所以此时该反应尚未达到平衡,向正反应方向进行。 【变式3·变题型】(2026·江苏盐城·模拟预测)研究的释氢和再生对氢能的利用具有重要意义。 (1)释氢原理为: 。 ①该反应能自发进行的条件是___________。 A.只能高温     B.只能低温     C.任意温度 ②也可与乙醇反应生成。 其他条件不变,在不同质量分数的乙醇溶液中释放出的体积随时间的变化关系如图所示。在相同时间内释放出的体积随乙醇的质量分数增加而减少的原因可能是___________。 (2)碱性溶液中,在催化剂表面释氢的微观过程如图所示。 ①图中“”物质的化学式为___________。 ②溶液浓度过大反而抑制产生的速率,其原因可能是___________。 (3)用惰性电极电解溶液可制得,实现再生,制备装置如图所示。 ①阴极生成的电极方程式为___________。为提高的产率,应选用___________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 ②已知:四丁基胺盐阳离子 体积大,难放电。在阴极室常加入四丁基胺盐提高的产率,其原因可能是___________。 【答案】(1) C 与乙醇反应的速率小于与水反应的速率,随乙醇质量分数增加,相同时间内产生的体积减少 (2) 增大,在催化剂表面吸附增多,(占据较多的活性位点),导致在催化剂表面吸附减少,(占据活性位点减少) (3) 阳 难放电,体积大,在电极放电的机会减少,静电作用吸引,放电机会增加 【解析】(1)①该反应为气体分子数增多的放热反应,,根据反应自发进行,可知该反应能自发进行的条件是任意温度,故选C;②在相同时间内释放出的体积随乙醇的质量分数增加而减少的原因可能是与乙醇反应的速率小于与水反应的速率,随乙醇质量分数增加,相同时间内产生的体积减少; (2)①根据图示,“”物质的化学式为; ②、都吸附在催化剂表面,溶液浓度过大反而抑制产生的速率,原因可能是增大,在催化剂表面吸附增多,(占据较多的活性位点),导致在催化剂表面吸附减少,(占据活性位点减少); (3)①钛极与外接电源负极相连为阴极,发生还原反应生成,电极方程式为;为提高的产率,防止阴极产生的通过阴离子交换膜进入阳极区发生反应而损耗,同时避免阴极区移向阳极,应选用阳离子交换膜; ②难放电,体积大,在电极放电的机会减少,静电作用吸引,放电机会增加,可提高的产率。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑,感知高考考向 1. (2024·江苏·高考真题)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变,常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在,如豆科植物固氮、石墨制金刚石、和制(二甲醚)、催化氧化等。催化剂有选择性,如与反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影响环境,如汽车尾气处理、废水中电催化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界,高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。完成下列小题。 下列说法正确的是 A. 豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能 B. 与反应中,Ag催化能提高生成的选择性 C. 制反应中,能加快化学反应速率 D. 与反应中,能减小该反应的焓变 【答案】 C 【解析】A. 固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂,能降低该反应的活化能,A错误;B.根据题意,催化剂有选择性,如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO,则判断Ag催化不能提高生成CH3CHO的选择性,B错误;C. MnO2是H2O2制O2反应的催化剂,能加快化学反应速率,C正确;D. V2O5是SO2与O2反应的催化剂,能加快反应速率,但不能改变该反应的焓变,D错误;故选C。 2.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古·高考真题)一定条件下,“BrO3--SO32--[Fe(CN)6]4--H+”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中,体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④,①②为快速反应。下列说法错误的是 ① SO32-+H+=HSO3- ② HSO3-+H+=H2SO3 ③ 3HSO3-+BrO3-=3SO42-+Br-+3H+ ④ H2SO3+BrO3- ⑤ BrO3-+6H++6[Fe(CN)6]4-=Br-+6[Fe(CN)6]3-+3H2O A.原料中c(H+)不影响振幅和周期 B.反应④:3H2SO3+BrO3-=3SO42-+Br-+6H+ C.反应①~④中,H+对SO32-氧化起催化作用 D.利用pH响应变色材料,可将pH振荡可视化 【答案】A 【解析】A项,根据图像可知氢离子浓度影响振幅大小,错误;B项,反应④中亚硫酸被氧化,反应的离子方程式为3HSO3-+BrO3-=3SO42-+Br-+3H+,正确;C项,由于①②为快速反应,而溴酸根离子直接氧化的是亚硫酸,所以反应①~④中,H+对SO32-的氧化起催化作用,正确;D项,根据题干信息和图像可知利用pH响应变色材料,可将pH振荡可视化,正确。 3.(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】A.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:T2温度下M浓度下降更快,反应速率更快,因此T2>T1,A错误;B.根据题目给出的,可以将公式变形为:,当M反应一半时,,代入得:,B错误;C.N是中间产物:N浓度增大时,N的生成速率大于消耗速率;N浓度达到最大值后开始下降,此时N的生成速率小于消耗速率,因此N浓度最大时,生成速率等于消耗速率,C正确;D.催化剂仅改变反应速率,不改变浓度变化的趋势:若仅增大N→Q的反应速率,N生成后消耗更快,会使N的浓度最大值减小,D错误;故选C。 4.(2026·云南·高考真题)纳米催化剂经光照后产生和空穴(),促进-甲基苯甲胺脱氢、偶联生成二胺,其催化机理关键步骤如图(Ph为苯基)。下列说法错误的是 A.该过程涉及光能转化为化学能 B.步骤Ⅱ体现了的氧化性 C.相同条件下产生的空穴越多,生成的越多 D.该过程涉及非极性共价键的断裂和形成 【答案】D 【解析】A.光催化过程中,光能驱动化学反应发生,化学能储存于产物中,涉及光能→化学能的转化,A项正确;B.步骤Ⅱ中,空穴h+带正电,使底物失去电子,h+作为氧化剂,体现氧化性,B项正确;C.空穴h+是氧化剂,数量越多,氧化能力越强,促进a-甲基苯甲胺脱氢反应越彻底,生成的越多,C项正确;D.步骤III过程中断裂C-H极性键,步骤IV过程中形成C-C非极性键和H-H非极性键,无非极性共价键的断裂,D项错误;故答案为D。 5.(2025·北京·高考真题)乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的过程示意图如下。 下列说法不正确的是 A.①中反应为4CH3COOH+O2+2Pd2Pd(CH3COO)2+2H2O B.②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中,有σ键断裂与形成 C.生成CH2=CHOOCCH3总反应的原子利用率为 D.Pd催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率 【答案】C 【解析】A项,①中反应物为CH3COOH、O2、Pd,生成物为H2O和Pd(CH3COO)2,方程式为:4CH3COOH+O2+2Pd2Pd(CH3COO)2+2H2O,正确;B项,②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中,有C-H断开和C-O的生成,存在σ键断裂与形成,正确;C项,生成CH2=CHOOCCH3总反应中有H2O生成,原子利用率不是100%,错误;D项,Pd是反应的催化剂,改变了反应的历程,提高了反应速率,正确。 6.(2025·广西·高考真题)常温下,浓度均为的和混合溶液体系,存在竞争反应: I. II. 初始的条件下,含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图(忽略其他反应)。下列说法正确的是 A.曲线②表示的微粒为 B.内,逐渐减小 C.内, D.体系中时,反应I达到平衡状态 【答案】B 【解析】A.由反应I和II可知,生成物为ClO2、ClO、Cl-,根据氯元素守恒及2s时数据,得出c(ClO2)=0.64×10-3mol/L,c(Cl-)=0.42×10-3mol/L,c(ClO)=0.10×10-3mol/L,故曲线②为Cl-,ClO为曲线③,A错误;B.反应I消耗H+(0.32×10-3mol/L),反应II生成H⁺(0.10×10-3mol/L),总H⁺变化量Δc(H⁺)= -0.22×10-3mol/L<0,即H⁺浓度逐渐减小,B正确;C.0~2s内HClO浓度变化Δc=Δc(Cl-)=0.42×10-3mol/L,v===2.1×10-4mol·L-1·s-1,C错误;D.v正(HClO)为两反应消耗HClO的总速率,v逆(ClO2)仅为反应I的逆速率,平衡时应满足反应I的v正I(HClO):v逆(ClO2)=1:2,而非总v正(HClO),D错误;故选B。 7.(2025·安徽·高考真题节选)通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应: ①HCOOH(g)=CO(g)+H2O(g) ∆H1=+26.3 kJ·mol-1 ②HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H1=-14.9 kJ·mol-1 一定温度下,使用某催化剂时反应历程如下图,反应①的选择性接近100%,原因是______________ ________________________________________;升高温度,反应历程不变,反应①的选择性下降,可能的原因是_________________________________________________。 【答案】反应①的活化能低,反应②活化能高,反应②进行的速率慢 催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利 【解析】反应①的选择性接近100%,原因是反应①的活化能低,反应②活化能高,反应②进行的速率慢,所以反应①的选择性接近100%;反应①是吸热反应,升高温度平衡会正向移动,会有利于反应①,但反应①选择性下降,可能原因是催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利。 8.(2025·江苏·高考真题)合成气(CO和H2)是重要的工业原料气。 (1)合成气经“变换”“脱碳”获得纯。 ①合成气变换。向绝热反应器中通入CO、H2和过量的H2O(g):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H<0。催化作用受接触面积和温度等因素影响,H2O(g)的比热容较大。H2O(g)过量能有效防止催化剂活性下降,其原因有____________________________________________________。 ②脱碳在钢制吸收塔中进行,吸收液成分:质量分数30%的K2CO3吸收剂、K2CrO4(Cr正价有+3、+6)缓蚀剂等。K2CO3溶液浓度偏高会堵塞设备,导致堵塞的物质是__________(填化学式)。K2CrO4减缓设备腐蚀的原理是______________________________________________________。 (2)合成气(CO和H2)是重要的工业原料气。 研究CH4、H2O(g)与不同配比的铁铈载氧体[Fe2O3•(1-x)CeO2,0≤x≤1,Ce是活泼金属,正价有]反应,气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下,先后以一定流速通入固定体积的CH4、H2O(g),依次发生的主要反应: 步骤Ⅰ CH4CO+2H2 步骤Ⅱ H2OH2 ①步骤Ⅰ中,产物气体积分数、CH4转化率、与x的关系如图乙所示。x=0时,大于理论值2的可能原因有_______;x=0.5时,通入标准状况下300 mL的CH4至反应结束,CO的选择性=×100%=80%,则生成标准状况下CO和H2的总体积为_______mL。 ②x=0.5时,新制载氧体、与CH4反应后的载氧体的X射线衍射谱图如图丙所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中,能与H2O(g)反应的物质有_______(填化学式)。 ③结合图示综合分析,步骤Ⅰ中Fe2O3的作用、气体分步制备的价值:_________________________。 【答案】(1)①该反应为放热反应,在绝热容器中进行,H2O(g)的比热容较大,则体系温度变化较小,催化剂活性受温度影响较小,H2O(g)过量可有效防止催化剂活性下降 ②KHCO3 K2CrO4具有强氧化性,能使设备表面形成一层致密的氧化膜 (2)①当x=0时,载氧体为CeO2,氧化性较强,提供的O原子较多,将CO氧化为CO2,使得CO的物质的量减小,增大 ②432 ③C、Fe、FeO ④步骤Ⅰ中Fe2O3作载氧体供氧,将甲烷转化为CO和氢气,避免生成大量积炭导致催化剂失活;采用分步制备,可提高原料利用率,且可以有效消除积碳使催化剂再生,同时步骤Ⅰ需要的温度较高,步骤Ⅱ需要的温度较低,分步制备也可节约能源 【解析】(1)①该反应为放热反应,在绝热容器中进行时,若无水的存在,随着反应进行,温度会逐渐升高,由于使用了低温型催化剂,温度过高会导致催化剂的活性下降;H2O(g)的比热容较大,可以吸收大量的热从而使体系温度变化较小,因此,H2O(g)过量可有效防止催化剂活性下降;②脱碳过程中,K2CO3溶液会吸收CO2,发生反应K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3,当K2CO3溶液浓度偏高时,会生成较多KHCO3,而KHCO3溶解度相对较小,容易在溶液中达到饱和后结晶析出,从而堵塞设备。K2CrO4中的Cr元素化合价为+6,处于最高价态,具有强氧化性,在钢制吸收塔的环境中,它会与铁发生氧化还原反应,使铁表面形成一层由铁的氧化物和铬的氧化物组成的致密氧化膜,这层氧化膜可以将钢铁与腐蚀性介质隔离开,阻止氧气、水和其他腐蚀性物质与钢铁接触,从而减缓腐蚀;(2)①当x=0时,载氧体中没有Fe2O3,只有CeO2,由于CeO2的氧化性较强,且其提供的O原子较多,可以将CO氧化为CO2,使得CO的物质的量减小,增大;由题图乙可知,当x=0.5时,CH4转化率为60%,则n转化(CH4)=300 mL×60%=180 mL,已知CO的选择性=×100%=80%,则n转化(CO)=180 mL×80%=144 mL,根据图乙中数据可知,此时产物气中=2,则n生成(H2)=144 mL×2=288 mL,故生成标准状况下CO和H2的总体积为432 mL;②新制载氧体与CH4反应后新生成的晶态物质,在步骤Ⅱ中会与H2O(g)反应,使载氧体再生从而继续与CH4反应,因此,在新制载氧体中不存在,而在与CH4反应后的载氧体中含有的晶态物质,会在步骤Ⅱ中与H2O(g)反应。因此,对比二者X射线衍射谱图可知,C、Fe、FeO在步骤Ⅱ中均可与H2O(g)反应;③步骤Ⅰ中Fe2O3作载氧体供氧,将甲烷转化为CO和氢气,可以避免生成大量积炭致催化剂活性降低甚至失活;采用分步制备,可提高原料利用率,且可以有效消除积碳使催化剂再生,同时步骤Ⅰ需要的温度较高,步骤Ⅱ需要的温度较低,分步制备也可节约能源。 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $

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第01讲 化学反应速率(复习讲义)(江苏专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
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