内容正文:
第3讲 化学反应速率
【考向预测】
1.化学反应速率在高考中主要出现在非选择题的设项中。
2.化学反应速率的计算与图象判断是历年高考的必考内容之一,高考会在化学反应速率的大小比较、数值计算及其影响因素等方面进行考查。
(
知识梳理
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题型预览
)
热点题型一:化学反应速率计算
热点题型二:化学反应速率大小比较
热点题型三:影响化学反应速率的因素
热点题型四:化学反应的速率图像
热点题型五:反应速率的调控作用
热点题型六:速率常数、速率方程
【题型归纳】
(
知识点1:化学反应速率计算
)
【知识清单】
1.化学反应速率概念
2.化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
化学反应速率不同单位的换算关系:1 mol·L-1·s-1=60 mol·L-1·min-1。
3.化学反应速率的计算方法
(1)根据数学表达式(v=)计算
(2)利用“三段式”模板进行计算,例如:
(3)从图像中获取关键数据进行计算
热点题型一:化学反应速率概念与计算
1.(2.1.1化学反应速率的表示方法课前预习)在反应 2SO2 + O2 2SO3 中,若 v(SO2)=0.4 mol/(L·min),则 v(O2)=0.2 mol/(L·min)。(_______)
【答案】
错误
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的表示方法
【详解】同一可逆反应中,不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比的前提是二者为同一反应方向、同一时间段内的反应速率。题干未指明与的反应方向,也未说明是同一时间段测定的速率,错误。
2.(25-26高二下·云南曲靖·期中)在2L的密闭容器中,发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)。2min内,A的物质的量从4mol减少到2mol,则用A表示的反应速率为
A.0.5mol·L-1·min-1 B.1.0mol·L-1·min-1
C.0.25mol·L-1·min-1 D.2.0mol·L-1·min-1
【答案】A
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的表示方法
【详解】根据化学反应速率计算公式,代入数据得;
故A正确。
3.(25-26高二上·云南曲靖·期末)在2L的密闭容器中,发生反应:N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)。若5min内NH3的浓度增加了0.4 mol·L-1,则用H2表示的反应速率为
A.0.12 mol·L-1·min-1
B.0.06 mol·L-1·min-1
C.0.24 mol·L-1·min-1
D.0.04 mol·L-1·min-1
【答案】A
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的表示方法
【详解】先计算的反应速率:,同一反应中不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比,故,故选A。
4.(25-26高一下·广东广州·期中)光催化分解水制氢是能源领域极具应用前景的新技术。在某催化剂作用下,生成氢气的浓度随时间变化的关系如下图所示,则小时内的平均生成速率约为
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率含义、单位、化学反应速率的表示方法、化学反应速率的图像
【分析】从图中读取数据:0时刻浓度为0,2小时对应的浓度约为,时间间隔,根据化学反应平均速率的定义:;代入计算得: 。
【详解】A.经计算0~2小时内的平均生成速率为,与该选项数值不符,A错误;
B.是2小时末的浓度,不是平均反应速率,B错误;
C.由分析可知,,C正确;
D.和计算结果数量级差距极大,D错误;
故选C。
5.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
【答案】C
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的大小比较、化学反应速率含义、单位、化学反应速率的表示方法
【详解】A.固体和纯液体的浓度视为定值,不能用其浓度变化表示化学反应速率,并非所有反应物、生成物都可用于表示反应速率,A错误;
B.化学反应速率为平均速率, 指内某物质的浓度平均变化量为,不是时的瞬时浓度,B错误;
C.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量,根据其大小可以判断化学反应进行的快慢,C正确;
D.反应速率与反应现象无必然联系,如酸碱中和反应速率极快,但无明显现象,D错误;
故答案选C。
(
知识点2:化学反应速率大小比较
)
【解题方法】
1.归一法:将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。
2.比值法:将各物质表示的反应速率转化成同一单位后,再除以对应各物质的化学计量数,然后对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。如反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),若>,则反应速率A>B。
热点题型二:化学反应速率大小比较
6.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)对于反应:下列为四种不同情况下测得的反应速率,其中能表明该反应进行最快的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的大小比较、化学反应速率含义、单位、化学反应速率的表示方法
【详解】A.;
B.,换算得到;
C.,换算得到;
D.反应中H2O为纯液态,不能用其浓度变化来表示反应速率;
对比数值可得,A对应的反应速率最大,故选A。
7.(25-26高二上·陕西榆林·期中)已知反应,下列四种不同情况下的反应速率中最小的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的大小比较、化学反应速率含义、单位、化学反应速率的表示方法
【详解】A.用A表示的反应速率为,是所有选项中最小的,A符合题意;
B.根据反应速率与化学计量数成正比,换算为的速率为,大于A项的速率,B不符合题意;
C.先统一单位为,,换算为的速率为,远大于A项的速率,C不符合题意;
D.先统一单位为,,换算为的速率为,远大于A项的速率,D不符合题意;
故选A。
8.(25-26高二上·河南郑州·期中)反应在四种不同情况下的反应速率分别为
① ②
③ ④
则该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为
A.④>③=②>① B.①>③=②>④ C.④>③>①>② D.④>③>②>①
【答案】A
【知识点】化学反应速率的大小比较
【详解】同一化学反应中,不同物质表示的反应速率与其化学计量数的比值越大,反应速率越快,据此计算:
①;
②;
③;
④;
反应速率顺序为,故答案选A。
9.(24-25高二上·海南·阶段检测)某温度时,在密闭容器中,三种气态物质X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
(1)该反应的化学方程式为_______。
(2)反应开始至,用Y表示的平均反应速率为_______。
(3)对于反应,在四种不同情况下的反应速率分别为:
① ② ③ ④,则反应进行由快到慢的顺序为_______。
【答案】(1)
(2)
(3)④>②>①>③
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的大小比较
【详解】(1)根据图知,随着反应进行,X和Y物质的量减少而Z物质的量增加,则X、Y是反应物而Z是生成物,内、、,X、Y、Z的计量数之比等于其物质的量变化量之比,据此书写方程式为;
(2)前内;
(3)将不同物质的化学反应速率转化为同一种物质的化学反应速率,在单位相同的条件下其数值越大化学反应速率越快,将这几种物质的化学反应速率都转化为A的化学反应速率,
①;
②;
③;
④;所以化学反应速率快慢顺序是④>②>①>③。
(
知识点3:影响化学反应速率的因素
)
【知识清单】
1.内因:反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。
2.外因(只改变一个条件,其他条件不变)
注意:
(1)有关浓度的影响:
①对于固体和纯液体反应物,其浓度可视为常数,改变其用量,反应速率不变,但当固体颗粒变小时,其表面积增大,反应速率增大。
②注意随浓度改变反应本质发生变化。
③体系中各组分气体浓度同等程度的改变相当于压强的改变。
(2)合适的催化剂可以降低正、逆反应的活化能,同等程度的增大正、逆反应速率,但不会改变反应的限度和反应热。
(3)升高温度,正、逆反应的反应速率都增大,但增大的程度不同;降低温度,正、逆反应的反应速率都减小,但减小的程度不同,其中吸热反应受温度影响大。
(4)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的,所以分析压强的改变对反应速率的影响时,要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变,则反应速率不变。
热点题型三:影响化学反应速率的因素
10.(25-26高一下·广东湛江·期中)下列说法正确的是
A.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
B.增加反应物的浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
C.测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
D. ,则的燃烧热为
【答案】A
【知识点】中和热的测定与误差分析、温度对化学反应速率的影响、燃烧热概念、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.升高温度可提升反应物分子的平均能量,使更多普通分子变为活化分子,增大了活化分子百分数,有效碰撞频率升高,化学反应速率增大,A正确;
B.增加反应物浓度,仅会增大单位体积内活化分子的数目,活化分子百分数不变,B错误;
C.中和反应为放热反应,测定中和反应反应热时,混合溶液的最高温度为终止温度,C错误;
D.燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,的指定产物为,题给反应生成,无法据此得到的燃烧热,D错误;
故选A。
11.(25-26高一下·云南昆明·期中)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液
3 mol/L稀溶液
0.05 mol/L KMnO4溶液
①
25
3.0
2.0
3.0
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
③
30
2.0
3.0
2.0
下列说法错误的是
A.,
B.实验原理表示为:
C.实验①②③均应先将溶液混合后再置于不同温度的水浴中
D.实验探究了浓度和温度对化学反应速率的影响
【答案】C
【知识点】外因对化学反应速率影响的综合分析、温度对化学反应速率的影响、陌生氧化还原反应方程式的书写和配平、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.探究反应速率影响因素需控制溶液总体积相同,实验②总体积为,因此实验①中;实验②③探究温度影响,试剂用量应一致,故,A正确;
B.酸性条件下与发生氧化还原反应,从价降为价,从价升为价,通过电子守恒、原子守恒配平后所得方程式符合反应事实,B正确;
C.若先混合溶液,反应会立即发生,再置于水浴中无法保证反应在设定温度下进行,正确操作是先将各试剂预热至目标温度再混合,C错误;
D.实验①②温度相同,草酸浓度不同,可探究浓度对反应速率的影响;实验②③试剂用量相同,温度不同,可探究温度对反应速率的影响,D正确;
故选C。
12.(26-27高二上·湖南长沙·开学考试)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠()与稀硫酸反应,探究影响化学反应速率的因素(反应方程式为),设计了如表所示系列实验。下列说法错误的是
实验
序号
反应温
度/°C
稀硫酸
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
②
40
0.10
0.50
③
20
10.0
0.10
4.0
0.50
A.将水更换为稀溶液,对实验结果无影响
B.已知实验①10 min后沉淀达到最大量,的反应速率为
C.若用实验①和②探究温度对反应速率的影响,则需,
D.若用实验①和③探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,则需
【答案】B
【知识点】化学反应速率计算、外因对化学反应速率影响的综合分析、温度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响、实验方案设计
【详解】A.该反应的离子方程式为,和不参与反应,更换为稀溶液只要保证混合溶液的总体积不变,反应物浓度不变,对实验结果无影响,A正确;
B.实验①混合后总体积为20.0mL,的初始混合浓度为,完全反应时平均反应速率,不是,B错误;
C.探究温度对反应速率的影响,需控制除温度外其他条件相同,反应物浓度、混合溶液总体积均与实验①一致,故,,C正确;
D.探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,需控制温度、浓度、混合溶液总体积相同,总体积为20.0mL,故,D正确;
故选B。
13.(25-26高一下·湖南长沙·期中)下列改变化学反应速率的措施中,错误的是
A.实验室为提高制取H2的速率,用浓硫酸代替稀硫酸与Zn反应
B.为减慢食物腐败的速率,用冷藏车冷链运输
C.为加快铁在氧气中燃烧的速率,用铁粉代替铁丝
D.为加快汽车尾气转化为无毒无害物质,在汽车尾气排放前加装催化转化器
【答案】A
【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、外因对化学反应速率影响的综合分析、温度对化学反应速率的影响、影响化学反应速率的其他因素、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.浓硫酸具有强氧化性,与反应生成而非,无法达到提高制取速率的目的,A错误;
B.冷藏可降低体系温度,减慢食物腐败相关反应的速率,可达到延缓食物变质的目的,B正确;
C.用铁粉代替铁丝可增大反应物的接触面积,加快铁在氧气中燃烧的反应速率,可达到目的,C正确;
D.催化转化器中的催化剂可降低反应活化能,加快汽车尾气中有害气体转化为无毒物质的反应速率,可达到目的,D正确;
故选A。
14.(【育博苑】2.1.3活化能)在有气体参与的反应中,①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂,若以上四种方法均可使反应速率增大,完成下列问题(填序号):
(1)降低反应活化能的是________。
(2)增加活化分子百分比的是________。
(3)未改变活化分子百分比,增加单位体积内分子总数的是________。
(4)增加单位体积内活化分子数的是________。
【答案】(1)④
(2)②④
(3)①③
(4)①②③④
【知识点】压强对化学反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响、活化能对反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响
【详解】(1)只有④加入催化剂可以通过改变反应路径,降低反应所需的活化能,其余三种措施均不改变反应的活化能。
(2)②升高温度可使更多普通分子获得能量转化为活化分子,活化分子百分比增大;④加入催化剂降低反应活化能,使更多普通分子成为活化分子,活化分子百分比增大;
(3)①增大反应物浓度,单位体积内分子总数增加,活化分子占比不变;③压缩体积增大压强相当于增大反应物浓度,单位体积内分子总数增加,活化分子百分比不变。
(4)①增大浓度、③增大压强通过增加单位体积内分子总数,使单位体积内活化分子数增多;②升高温度、④加入催化剂通过提高活化分子百分比,使单位体积内活化分子数增多,四种措施均可增加单位体积内活化分子数,从而加快反应速率。
15.(25-26高二上·湖北孝感·开学考试)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号溶液
实验温度/K
酸性溶液
溶液
颜色褪至无色所需时间/s
A
293
2
0.02
4
0.1
0
B
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
l
(1)通过实验A、B可探究________(填外部因素)的改变对反应速率的影响,其中___________、___________,通过实验__________(填实验序号)可探究温度变化对反应速率的影响,其中___________。
(2)若,则由此实验可以得出的结论是__________________________________________________。忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,0~8 s内,用的浓度变化表示的反应速率_________________________________。
(3)该小组的一位同学设计该实验证明,分别取等体积等浓度的和溶液混合,平均分成两份,一份中不加任何试剂,一份加入少量的某固体催化剂,但最终观察到两溶液都没有褪色,原因是________________________________。
【答案】(1) 浓度 1 293 BC 3
(2) 当其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率增大
(3)过量(或不足)
【知识点】化学反应速率计算、温度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响、实验方案设计
【详解】(1)探究浓度对反应速率的影响时,需遵循控制变量法,保证其他条件(如温度、溶液总体积)相同。实验A的总体积为,则实验B的总体积也应为,故;温度应与A相同,即。探究温度对反应速率的影响时,需保证浓度等其他条件相同,只有温度不同。对比实验B和C可知,两者温度不同,则需保证溶液总体积和各反应物加入体积相同,故。
(2)实验A中的体积大于实验B,即A中反应物浓度更大。若,说明A褪色所需时间更短,反应速率更快,由此可得出结论:其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越快。在实验B中,的初始物质的量为,的初始物质的量为。根据反应方程式可知,过量,完全反应。混合后溶液总体积为,的浓度变化量,则。
(3)等体积等浓度的和溶液混合,两者的物质的量之比为。根据反应方程式可知,完全反应所需两者的物质的量之比为。因此,反应中不足,过量。由于溶液本身呈紫红色,过量的会使反应结束后的溶液依然保持紫红色,故观察不到褪色现象。
16.(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)在化学反应的研究和实际应用中,我们要关注化学反应进行的快慢,以提高生产效率。为此某化学研究小组的同学设计如下实验,探究浓度对反应速率的影响:
实验混合溶液
A
B
C
D
E
F
5
0
0.5
1
2.5
5
1
0
反应完全所用时间/秒
(1)溶液和稀硫酸的反应离子方程式为:___________。若此反应反应物的总能量高于生成物的总能量,则生成物成键释放的能量___________反应物断键吸收的能量(填“大于”或“小于”)。
(2)=___________mL,=___________mL,=___________mL。
(3)利用出现淡黄色浑浊的快慢来比较反应速率的快慢,最先变浑浊的是实验___________(填字母),此实验用硫代硫酸钠表示的化学反应速率为:=___________。
(4)请你分析不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较反应速率快慢的原因:___________。
(5)实验时,将蒸馏水更换为溶液,测得速率___________。(填偏大、偏小或无影响)
【答案】(1) 大于
(2) 5 4 2.5
(3) F
(4)易溶于水,导致测定结果不准确
(5)无影响
【知识点】化学反应速率计算、实验方案评价、化学键与化学反应中的能量关系、浓度对化学反应速率的影响
【详解】(1)与反应生成S沉淀、和水,配平后得离子方程式为,反应物总能量高于生成物总能量为放热反应,放热反应中生成物成键释放的总能量大于反应物断键吸收的总能量;
(2)探究浓度对反应速率影响时,需保证所有实验混合液总体积一致,由F组可知,总体积为,且实验中硫酸浓度不变,所有组硫酸体积均为,因此, E组中,得,D组中,得;
(3)F组中浓度最大,反应速率最快,最先变浑浊,F组总体积为10mL,硫代硫酸钠的物质的量,则 ,反应时间为,故;
(4)反应生成的易溶于水,排水法收集时会有大量溶解在水中,导致测得的气体体积误差很大,无法准确比较反应速率;
(5)将等体积蒸馏水更换为溶液,混合液总体积不变,反应物和的浓度不变,且、不参与反应,因此对反应速率无影响。
(
知识点4 化学反应速率的图像
)
【知识清单】
化学反应速率图像的含义是描述在相关变量下,相关物理量随变量而变化的图像,其类别多种多样,常见图像有以下几类:
1.物质的量(或浓度)一时间图像及其应用
此类图像能说明反应体系各组分 (或某一组分)在反应过程中的物质的量(或浓度)变化情况。如"
A(g)+B(g)f3C(g)的反应情况如下图所示,要注意此类图像各曲线的折点 (达平衡)时刻相同,各物质浓度变化符合化学方程式中的计量数关系。
再如:某温度时,在恒容 (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下图所示。
根据图像,解题过程中推断以下信息:
1)计算某物质在 0~t3时刻的平均反应速率、转化率;
2)确定化学方程式中各物质的化学计量数之比,如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n₁-n₃):(n₂-n₃):n₂。
2.速率—时间图像
如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化情况如图所示,解释原因:AB段(v增大),因反应为放热反应,随反应的进行,温度升高,导致反应速率增大;BC段(v减小),则主要因为随着反应的进行,溶液中减小,导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾,认真分析。
常考题型:最高点之前或之后的速率变化原因:此类图像分为几类,
1) 若为速率一时间图像,一般情况见上述分析;
2) 前半截反应中若形成原电池,反应速率会较快,如Fe-Zn合金溶于稀硫酸过程中,当 Zn被完全消耗,产生气体的速率就会下降;
3)若前半截反应中有催化剂生成,那么反应速率也会加快,如KMnO4与H₂O₂、H₂C₂O₄反应过程中会生成MnO2或Mn²⁺,对反应有催化作用。
3.速率—温度 (压强)图像
这类图像有两种情况:一是不隐含时间变化的速率-温度 (压强)图,二是隐含时间变化的速率-温度 (压强)图。以” 为例,v-T(p)图像如下:
这类图像的描述的是正逆反应速率随温度的变化而变化的趋势,如左图中描述的含义是:温度升高,“
v-T图
V逆>V正,可推出:温度升高,反应向逆反应方向移动;正反应为放热反应,△H<0等。
热点题型四:化学反应的速率图像
17.(25-26高一下·福建厦门·自主招生)下列图像能正确反映其对应变化关系的是
A.在盛有空气的密闭容器(体积不变)中点燃足量红磷
B.向等质量的Mg和Zn中,分别加入过量的稀盐酸
C.将足量锌粉投入到一定质量的硝酸铜和硝酸银混合溶液中
D.向一定质量溶液中加入制取
【答案】D
【知识点】铜与金属盐溶液反应、催化剂对化学反应速率的影响、镁原子的结构与化学性质、化学反应速率的图像、过氧化氢
【详解】A.密闭容器中红磷燃烧放热,会使容器内压强瞬间升高;反应结束温度冷却后,因红磷燃烧消耗氧气,最终容器内压强会小于初始压强,图像终点压强等于初始压强,不符合实际,A错误;
B.活动性强于,反应速率更快,且等质量的和与过量稀盐酸反应,生成质量更大,图像中生成更多,B错误;
C.金属活动性顺序,先与反应,每65份质量的置换出216份质量的,固体质量应增大,图像中固体质量先减小不符合反应规律,C错误;
D.在催化下分解生成逸出,同时生成水,液体中氢元素质量不变,液体总质量减小,氢的质量分数逐渐升高,完全分解后质量分数保持不变,图像符合变化规律,D正确;
故选D。
18.(【育博苑】2.3.2外界条件对化学反应速率的影响)(多选)大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线,已知反应:O3+O·=2O2,在有Cl·存在时(Cl·对反应有催化作用)的反应机理为:基元反应①O3+Cl·=ClO·+O2,基元反应②ClO·+O·=Cl·+O2,反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.a表示存在Cl·时反应过程的能量变化
B.Cl·是反应的催化剂,改变了反应历程,降低了ΔH
C.决定O3+O·=2O2反应速率的是基元反应①
D.加入催化剂都能增大活化分子百分数
【答案】CD
【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、活化能对反应速率的影响、基元反应与反应历程、吸热反应和放热反应、化学反应速率的图像
【详解】A.催化剂能降低反应活化能,结合图示可知b过程活化能较低,应为存在催化剂Cl·时反应过程的能量变化,A错误;
B.Cl·是反应的催化剂,改变了反应历程,但催化剂不影响ΔH,B错误;
C.活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应;反应①的活化能更大,则决定总反应速率的是基元反应①,C正确;
D.加入催化剂能降低反应所需要的活化能,故增大活化分子百分数,D正确;
故选CD。
19.(【育博苑】2.1.3活化能)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法正确的是
A.该历程中活化能最小的反应方程式为 CH2O*+2H*→CHO*+3H*
B.该历程中能垒(反应活化能)最大的是④
C.该历程中制约反应速率的方程式为CH3O*+3H*→CO*+4H*
D.由此历程可知:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH<0
【答案】A
【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、活化能对反应速率的影响、基元反应与反应历程、吸热反应和放热反应、化学反应速率的图像
【详解】A.从图中可以看出,过渡态3发生的反应活化能最小,该过程的反应方程式为: ,A正确;
B.过渡态1发生的反应活化能最大,故该历程中能垒(反应活化能)最大的是①,B错误;
C.总反应速率由反应速率最慢的那步历程决定,由图可知,历程中能垒(反应活化能)最大的为①,所以制约反应速率的方程式为, C错误;
D.由图可知,,放出40 kJ热量,①~④过程中放出80 kJ热量,即放热120 kJ,但吸热未知,所以不能据此确定的焓变,D错误;
故选A。
20.(2025·安徽·模拟预测)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,反应速率不随着降冰片烯浓度的变化而变化
C.条件②,反应速率为
D.条件①,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为62.5 min
【答案】D
【知识点】化学反应速率计算、催化剂对化学反应速率的影响、外因对化学反应速率影响的综合分析、化学反应速率的图像
【详解】A.由图中曲线①②可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间更短,故反应速率越大,A正确;
B.由图中曲线①③可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度①是③的两倍,所用时间①也是③的两倍,反应速率相等,故说明反应速率与降冰片烯浓度无关,B正确;
C.由图中数据可知,条件②,反应速率为,C正确;
D.反应物消耗一半所需的时间称为半衰期;由图中数据可知,条件①,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为,D错误;
故选D。
21.(25-26高二上·贵州遵义·期中)在酶浓度和其他反应条件不变的情况下,反应速率(v)与底物(即反应物)浓度的关系如图所示。1902年HenriV。提出了酶一底物中间复合物学说,反应机理:首先由酶(E)与底物[S]生成酶—底物中间复合物(ES),然后ES分解生成产物(P)和游离的酶(E),即。图中称为米氏常数。
下列有关说法错误的是
A.的值等于反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度
B.酶可以提高单位时间的底物转化率
C.当底物浓度大时,增加酶浓度可以提高反应的速率
D.反应的决速步是
【答案】D
【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、活化能对反应速率的影响、基元反应与反应历程、化学反应速率的图像
【详解】A.所对应的反应速率为,则表示反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度,A正确;
B.催化剂降低反应活化能,提高底物转化率,酶是催化剂,则酶可以提高单位时间的底物转化率,B正确;
C.底物和酶为1:1反应,因此当底物浓度大时,需要酶的浓度也很大才可以保持较大反应速率,C正确;
D.反应的决速步是正反应:,D错误;
故答案为D。
22.(24-25高一下·辽宁锦州·期中)回答下列问题:
(1)一定温度下,在容积为2 L的密闭容器中进行反应:,M、N、P的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①化学方程式中_______。
②1~3 min内以M的浓度变化表示的平均反应速率为_______。
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A.M与N的物质的量相等
B.P的质量不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内每消耗a mol N,同时消耗b mol M
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
(2)将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中,发生反应:,经5 min后测得D的浓度为0.5 mol/L,,C的平均反应速率是。
①经5 min后A的浓度为_______。
②反应开始前充入容器中的B的物质的量为_______。
③B的平均反应速率为_______。
④x的值为_______。
【答案】(1) 2∶1∶1 0.25mol·L-1·min-1 BD
(2) 0.75mol·L-1 3mol 0.05mol·L-1·min-1 2
【知识点】化学平衡状态的判断方法、化学反应速率计算
【详解】(1)① 化学反应中,各物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比。由图可知: ,,,因此 。
② 1~3 min内,,容器容积,,根据 ,得 。
③ 平衡标志:正逆反应速率相等,各组分含量保持不变:
A.M与N物质的量相等,不能说明M和N浓度不再变化,不一定达到平衡状态,A错误;
B.P的质量不随时间变化,说明P的生成速率等于消耗速率,反应达到平衡状态,B正确;
C.由①分析知,反应为,反应前后气体总物质的量始终相等,总物质的量不变不能说明达到平衡状态,C错误;
D.消耗(正反应),同时消耗(逆反应),正逆速率之比等于化学计量数之比,说明反应达到平衡状态,D正确;
E.恒温恒容下,压强与总物质的量成正比,反应前后总物质的量不变,压强始终不变,压强不变不能说明达到平衡状态,E错误;
故选BD。
(2)设反应开始前A、B的物质的量均为,5 min后测得D的浓度为0.5 mol/L,,列三段式计算:,由得,,解得n=3 mol。
① 5min后,=0.75 mol/L。
② 开始时B的物质的量n=3 mol。
③ 。
④ 解得。
(
知识点5 化学反应速率的调控作用像
)
1.两大方向:加快反应速率 / 减慢反应速率
(1)加快反应速率(工业生产为主,希望尽快得到产物)
调控措施
实例
适当升温
合成氨、硫酸工业,升温提高反应速率
增大反应物浓度
增加原料浓度,提高反应速率
增大压强(气体)
气体参与的反应,加压提高速率
固体粉碎,增大接触面积
矿石粉碎、燃煤磨成煤粉,提高燃烧速率
使用正催化剂
合成氨用铁触媒;制硫酸 V₂O₅;过氧化氢分解 MnO₂催化
(2)减慢反应速率(保鲜、防腐、防腐蚀,抑制不需要的反应)
调控措施
实例
降低温度
食物放冰箱冷藏,减慢食物腐败;低温保存药品
降低反应物浓度
食品真空包装,减少氧气,减慢氧化变质
减小接触面积
大块固体保存,不研磨;钢铁涂油漆隔绝空气水(减小接触)
加入负催化剂(抑制剂)
橡胶中加防老化剂,减慢橡胶氧化老化
2.常见生活、工业、实验情景(选择题高频素材)
食品保鲜:冷藏、真空包装、脱氧剂 → 降低氧化速率,延长保质期
金属防腐:涂漆、涂油脂、镀铬,隔绝 O₂、H₂O,减慢腐蚀速率
燃料燃烧:煤粉代替煤块、鼓入足量空气 → 增大接触面积、增大 O₂浓度,加快燃烧
实验室制气体
制H2:用锌粉比锌粒反应更快;适当升温、适当增大稀硫酸浓度加快速率
H2O2分解:加MnO2作催化剂,快速产生氧气
工业合成:选择合适催化剂,在适宜温度下生产(注意:温度不能无限高,除速率外还要兼顾催化剂活性、能耗,是高频坑)
重要:工业选择条件,不只看速率,还要考虑成本、催化剂活性、设备耐压、原料转化率等。 例:合成氨温度控制在 400~500℃,不是温度越高越好,高温虽然速率快,但催化剂在该温度活性最高,同时能耗过高不经济。
热点题型五:化学反应速率的调控作用
23.(25-26高二上·四川雅安·阶段检测)日常生活中,下列做法与调控反应速率无关的是
A.食物冷藏保存 B.用煤粉代替煤块燃烧
C.制作糕点时添加膨松剂 D.橡胶制品中添加防老剂
【答案】C
【知识点】外因对化学反应速率影响的综合分析、温度对化学反应速率的影响、影响化学反应速率的其他因素、反应速率的调控作用
【详解】A.食物冷藏保存是通过降低温度减慢食物氧化变质的反应速率,与调控反应速率有关,A不符合题意;
B.用煤粉代替煤块燃烧是通过增大反应物接触面积加快燃烧反应速率,与调控反应速率有关,B不符合题意;
C.制作糕点时添加膨松剂是利用膨松剂受热分解产生气体使糕点蓬松,目的是利用反应产物达到蓬松效果,与调控反应速率无关,C符合题意;
D.橡胶制品中添加防老剂是通过加入抑制剂减慢橡胶老化的反应速率,与调控反应速率有关,D不符合题意;
故答案选C。
24.(25-26高二上·广东惠州·期中)化学与生产、生活密切相关。下列做法的目的属于减小化学反应速率且对人类有益的是
A.合成氨使用催化剂
B.厨房师傅做馒头时添加膨松剂
C.工业矿石冶炼前先将矿石粉碎
D.医护人员冷藏存放“新冠”疫苗
【答案】D
【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、外因对化学反应速率影响的综合分析、温度对化学反应速率的影响、化学科学对人类文明发展的意义、反应速率的调控作用
【详解】A.合成氨使用催化剂的目的是降低反应活化能,加快合成氨的反应速率,A不符合题意;
B.做馒头时添加膨松剂是为了使馒头松软多孔,与改变反应速率无关,B不符合题意;
C.工业冶炼矿石前粉碎矿石,可增大矿石与反应物的接触面积,加快反应速率,C不符合题意;
D.医护人员冷藏存放“新冠”疫苗,可以降低温度,减慢疫苗变质的速率,避免疫苗失效,属于减小化学反应速率且对人类有益,D符合题意;
故选D。
25.(25-26高一下·安徽池州·期中)下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.向门窗合页里注油
B.糕点包装袋内放入除氧剂
C.煅烧矿石时,向炉膛中鼓入空气增强火势
D.暖贴中除了加入铁粉,还加入活性炭、食盐等
【答案】A
【知识点】外因对化学反应速率影响的综合分析、反应速率的调控作用、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.向门窗合页里注油是为了提高润滑作用,减少摩擦,与反应速率无关,A符合题意;
B.糕点包装袋内放入除氧剂,减慢化学反应速率,B不符合题意;
C.煅烧矿石时,向炉膛中鼓入空气增强火势,目的是增大氧气的浓度和扩大氧气与矿石的接触面积,从而可加快化学反应速率,C不符合题意;
D.暖贴中除了加入铁粉,还加入活性炭、食盐等形成原电池,加快反应速率,D不符合题意;
故答案为:A。
26.(25-26高二上·甘肃兰州·期中)下列生产活动体现了我国古代劳动人民的聪明智慧,其中目的是减慢化学反应速率的是
A.地窖存粮 B.加酒曲酿酒 C.高温烧陶 D.风箱鼓风煮饭
【答案】A
【知识点】反应速率的调控作用
【详解】A.地窖中温度较低且O2浓度低,减缓粮食氧化腐败,A符合题意;
B.酒曲作为催化剂加快酿酒反应速率,B不符合题意;
C.高温提高烧陶反应速率,C不符合题意;
D.鼓风增加O2浓度,加快燃烧速率,D不符合题意;
故选A。
(
知识点6 速率常数、速率方程
)
【知识清单】
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。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。速率常数是温度的函数,通常反应速率常数越大,反应进行的越快。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。
2.速率方程:对于基元反应:aA+bB=gG+hH
则v=kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如①SO2Cl2⇌SO2+Cl2 v=k1c(SO2Cl2)
②2NO2⇌2NO+O2 v=k2c2(NO2)
③2H2+2NO⇌N2+2H2O v=k3c2(H2)·c2(NO)
3.相同温度下,正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应:aA(g)+bB(g)⇌gG(g)+hH(g)
v(正)=k正·ca(A)·cb(B);
v(逆)=k逆·cg(G)·ch(H)
平衡常数K==
反应达平衡时,v正=v逆,故K=
热点题型六:速率常数、速率方程
27.(25-26高二上·四川成都·期末)已知化学反应:,①当时,,②当时,。以上两式中v为反应速率,k为速率常数一定温度下为定值。下列叙述正确的是
A.当和的浓度不变时,升高或降低温度,反应速率不变
B.因反应前后气体分子数目不变,故改变压强反应速率不变
C.增大的浓度为原来的倍,反应速率可能变为原来的倍
D.当温度低于时,改变的浓度,反应速率增大
【答案】C
【知识点】压强对化学反应速率的影响、化学反应速率计算、温度对化学反应速率的影响、速率常数、速率方程、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.升高温度,反应速率加快,降低温度,反应速率减慢,A错误;
B.该反应前后气体分子数目不变,改变压强,若浓度改变,则反应速率对应改变,B错误;
C.增大的浓度为原来的2倍,若,根据可知,反应速率变为原来的2倍,C正确;
D.当温度低于时,根据可知,一定温度下,反应速率只与有关,改变CO的浓度,反应速率不变,D错误;
故选C。
28.(25-26高一下·天津南开·期末)某反应的速率方程为,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如下表所示。
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
1.6
3.2
3.2
8
下列说法正确的是
A., B.
C., D.升温、加压,均能使增大
【答案】C
【知识点】压强对化学反应速率的影响、化学反应速率计算、温度对化学反应速率的影响、速率常数、速率方程、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.保持不变,加倍时反应速率也加倍,故,得;保持不变,加倍时反应速率不变,故,得,A错误;
B.由速率方程,代入第一组数据、,得,B错误;
C.,对应表中速率单位得;最后一组,故,C正确;
D.速率常数仅与温度、催化剂有关,加压只改变反应物浓度,不影响,D错误;
故选C。
29.(24-25高二上·天津滨海新区·期中)反应中,每生成放出166 kJ的热量,该反应的速率表达式为(k为速率常数,温度不变,数值不变。k、m、n待测),其反应包含两步:①(慢),②(快)
时测得有关实验数据如下:
序号
速率
I
0.0060
0.0010
Ⅱ
0.0060
0.0020
Ⅲ
0.0010
0.0060
Ⅳ
0.0020
0.0060
下列说法正确的是
A.整个反应速率由第②步反应决定
B.正反应的活化能一定是①<②
C.该反应速率表达式:
D.该反应的热化学方程式为
【答案】C
【知识点】化学反应速率计算、活化能对反应速率的影响、速率常数、速率方程、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.整个反应速率由慢反应决定,第①步为慢反应,故反应速率由第①步决定,A错误;
B.活化能越低反应速率越快,慢反应①的活化能大于快反应②,即正反应活化能①>②,B错误;
C.对比实验I、Ⅱ,不变,变为原来2倍时速率也变为原来2倍,得;对比实验Ⅲ、Ⅳ,不变,变为原来2倍时速率变为原来4倍,得;代入实验I数据,解得,故速率表达式为,C正确;
D.生成0.25mol 放出166kJ热量,则生成1mol 放出664kJ热量,放热反应<0,热化学方程式的应为,D错误;
答案选C。
30.(微专题3化学反应速率方程(人教版))化学与生活密切相关。根据所学知识回答下列问题:
(1)人们常将食物放进冰箱,目的是___________,原理是___________。
(2)以硫铁矿为原料生产硫酸时,将硫铁矿石进行粉碎的原因是___________。
(3)某学习小组同学为探究过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应(H2O2+2HI=I2+2H2O)的反应速率的影响因素,室温下进行如下实验,实验数据如表所示。
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
c(H2O2)/(mol⋅L-1)
0.1
0.1
0.1
0.2
0.3
c(HI)/(mol⋅L-1)
0.1
0.2
0.3
0.1
0.1
v/(mol⋅L-1⋅s-1)
x
2x
3x
2x
3x
已知:该反应的速率方程可表示为,速率方程中各物质浓度的指数称为各物质的分级数,所有指数的总和称为反应总级数,k为速率常数,测得实验Ⅲ的速率为0.12 mol⋅L-1⋅s-1。
①实验Ⅰ和实验Ⅱ探究的是___________对反应速率的影响。
②根据表中数据计算,a=___________,b=___________,k=___________L·mol-1·s-1。
③实验Ⅳ中v=___________mol⋅L-1⋅s-1。
【答案】(1)
延长食物保质期
温度降低,食物的腐败速率降低(或化学反应速率减慢)
(2)
增大反应物接触面积,加快反应速率
(3)
反应物浓度(或的浓度)
1
1
4
0.08
【知识点】化学反应速率计算、外因对化学反应速率影响的综合分析、温度对化学反应速率的影响、速率常数、速率方程、浓度对化学反应速率的影响
【详解】(1)将食物放进冰箱的目的是延长食物保质期;其化学原理是降低温度可以减慢化学反应速率,从而降低食物的腐败速率。
(2)在工业生产中,将固体反应物(硫铁矿石)粉碎,可以有效增大反应物的接触面积,从而加快化学反应速率。
(3)① 对比实验Ⅰ和实验Ⅱ的数据可知,两组实验中的浓度保持不变,而的浓度不同,因此这两组实验探究的是反应物浓度(或的浓度)对反应速率的影响。
② 根据速率方程 :对比实验Ⅰ和Ⅱ,浓度相同,浓度变为原来的2倍(从变为),反应速率也变为原来的2倍(从变为),即 ,解得 ;对比实验Ⅰ和Ⅳ,浓度相同,浓度变为原来的2倍(从变为),反应速率也变为原来的2倍(从变为),即 ,解得 。将实验Ⅲ的数据代入速率方程:,解得速率常数 。
③ 实验Ⅳ中,,,代入已求得的速率方程得:。
(
课后提升
·
查漏补缺
)
1.(25-26高一下·云南曲靖·期中)在2L恒容密闭容器中,发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。2min内,H2的物质的量由4mol减少到1mol。下列说法正确的是
A.v(N2) = 0.5 mol∙L-1∙min-1
B.v(H2) = 1.5 mol∙L-1∙min-1
C.v(NH3) = 1 mol∙L-1∙min-1
D.用不同物质表示的反应速率数值之比等于化学计量数之比
【答案】D
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率含义、单位、化学反应速率的表示方法
【详解】A.先计算,,反应速率之比等于化学计量数之比,故,与选项数值不符,A错误;
B.由上述计算得,与选项数值不符,B错误;
C.根据速率比等于计量数比,,与选项数值不符,C错误;
D.同一化学反应同一时间段内,用不同物质表示的反应速率的数值之比等于对应化学计量数之比,该说法成立,D正确;
故选D。
2.(25-26高二上·安徽合肥·期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.增大反应物的浓度,使活化分子百分数增大,反应速率增大
B.铝与稀硫酸反应制取时,改用浓硫酸可加快反应速率
C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,,
D.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
【答案】D
【知识点】温度对化学反应速率的影响、化学反应速率含义、单位、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.增大反应物浓度,只会增大单位体积内活化分子的总数,活化分子百分数不变(活化分子百分数仅受温度、催化剂影响),A错误;
B.常温下铝遇浓硫酸会发生钝化,表面生成致密氧化膜阻止反应持续进行,无法加快生成氢气的的速率,B错误;
C.升高温度,无论反应吸热还是放热,正反应速率、逆反应速率都会同时增大,只是放热反应中逆速率增大程度更大,平衡逆向移动,C错误;
D.同一反应中,反应速率之比等于化学计量数之比,因此不同物质表示的反应速率数值可能不同,但都表示同一反应的反应快慢,意义相同,D正确;
故答案为D。
3.(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)可逆反应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. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的大小比较、化学反应速率含义、单位、化学反应速率的表示方法
【分析】要比较反应速率的快慢,先把单位统一,然后换算成同一物质即可比较,据此分析:
【详解】A.;
B.B为固体,不能用浓度变化表示化学反应速率;
C.;
D.,则;
综上,C选项表示的反应速率最快,故选C。
4.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)反应在四种不同情况下的反应速率分别为①;②;③;④。该反应进行的快慢顺序为
A.②>④>③>① B.④>②>③>①
C.③>②>①>④ D.②>③>①>④
【答案】C
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的大小比较、化学反应速率含义、单位、化学反应速率的表示方法
【分析】要比较反应速率快慢,需将各物质速率除以对应化学计量数,且统一单位后比较数值大小,数值越大反应越快:首先统一单位为,再计算各速率与计量数的比值。
【详解】①:计算其化学反应速率:。
②:计算其化学反应速率:
③:计算其化学反应速率:
④:先统一单位,统一为,计算其化学反应速率:
故答案选C。
5.(25-26高二上·新疆省直辖县级单位·期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.10.0 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
B.恒温恒压密闭容器中:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),充入惰性气体,反应速率不变
C.因为工业合成氨为放热反应,故升高温度不能加快其反应速率
D.双氧水分解制O2时,加入几滴溶液可以加快反应速率
【答案】D
【知识点】压强对化学反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响、外因对化学反应速率影响的综合分析、温度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.加入氯化钠溶液后溶液体积增大,浓度降低,锌与盐酸的反应速率减慢,A错误;
B.恒温恒压条件下充入惰性气体,容器容积扩大,反应物、的浓度减小,反应速率减慢,B错误;
C.升高温度会增大活化分子百分数,有效碰撞频率升高,反应速率会加快,C错误;
D.是分解反应的催化剂,可降低反应活化能,加快反应速率,D正确;
故选D。
6.(25-26高一下·广东广州·期中)在的反应中,现采取下列措施,其中能够使反应速率增大的措施是
①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③恒容下通入
④恒容下充入 ⑤及时排出生成的 ⑥将碳粉碎
A.①④ B.②③⑤⑥ C.①③⑥ D.①②④
【答案】C
【知识点】压强对化学反应速率的影响、外因对化学反应速率影响的综合分析、浓度对化学反应速率的影响
【详解】①缩小体积增大压强:气体浓度同步升高,有效碰撞概率提升,反应速率增大,正确;
②增加碳的量:C是固体,纯固体的浓度视为定值,增加用量不会改变反应速率,错误;
③恒容下通入:反应物的浓度增大,反应速率增大,正确;
④恒容下充入:体系总压增大,但反应相关气体、CO的浓度均不变,反应速率不变,错误;
⑤及时排出生成的:生成物浓度降低,反应速率会减小,错误;
⑥将碳粉碎:增大了碳与气体的接触面积,反应速率增大,正确;
符合题意的为①③⑥,故答案选C。
7.(25-26高一下·天津河东·期末)为研究某溶液中溶质R分解速率的影响因素,分别用三份不同初始浓度R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是
A.25℃时,10~30min内,R的分解平均速率为0.030 mol∙L-1∙min-1
B.对比30℃和10℃曲线,在同一时刻,能说明R的分解速率随温度升高而增大
C.对比30℃和25℃曲线,在0~50min内,能说明R的分解平均速率随温度升高而增大
D.对比30℃和10℃曲线,在50min时,R都完全分解了
【答案】B
【知识点】化学反应速率计算、外因对化学反应速率影响的综合分析、温度对化学反应速率的影响、化学反应速率的图像、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.时,10 min时,30 min时,平均速率,A正确;
B.和的实验组初始浓度不同,存在温度和初始浓度两个变量,同一时刻的速率差异无法确定仅由温度导致,不能说明R的分解速率随温度升高而增大,B错误;
C.内,组R的起始浓度大于组,但相同时间内组R的浓度变化量更小,说明R的分解平均速率随温度升高而增大,C正确;
D.50 min时,和组的均为0,说明R都完全分解了,D正确;
故选B。
8.(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
【知识点】化学反应速率计算、化学反应速率的大小比较、活化能对反应速率的影响、化学反应速率的表示方法、化学反应速率的图像、转化率的计算
【详解】A.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;
B.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;
C.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;
D.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;
故答案为A。
9.(25-26高二上·湖北宜昌·阶段检测)反应,在295K时,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:
①
②
③
已知:①反应物浓度与反应速率关系式为(k为速率常数,与活化能和温度等有关);②反应级数是反应速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法错误的是
A.该反应的反应级数为3级
B.该条件下速率常数
C.加入催化剂可降低反应的活化能,增大速率常数k,从而加快反应速率
D.相同条件下,NO浓度对反应速率的影响小于浓度对反应速率的影响
【答案】D
【知识点】化学反应速率计算、催化剂对化学反应速率的影响、速率常数、速率方程、浓度对化学反应速率的影响
【详解】A.由①②组数据,浓度不变时,浓度变为原来的5倍,速率变为原来的25倍,得;由①③组数据,浓度不变时,浓度变为原来的5倍,速率变为原来的5倍,得,反应级数为级,A正确;
B.代入①组数据计算,B正确;
C.催化剂可降低反应的活化能,温度不变时速率常数增大,反应速率加快,C正确;
D.速率方程中的级数为2,的级数为1,相同浓度变化下对反应速率的影响更大,即浓度对反应速率的影响大于,D错误;
10.(25-26高一下·陕西榆林·期中)某兴趣小组为探究浓度和温度对化学反应速率的影响,做了以下实验:
【实验原理】
【实验过程】实验数据及结果如下表:
实验编号
0.01 mol/L KMnO4溶液(经H2SO4酸化)
0.1 mol/L H2C2O4溶液
H2O的体积
反应温度°C
溶液颜色褪至无色所需时间/s
1
5.0 mL
5.0 mL
0
20
125
2
5.0 mL
V1
1.0 mL
20
320
3
5.0 mL
5.0 mL
V2
50
30
4
30.0 mL
6.0 mL
0
20
未完全褪色
(1)实验1、2研究的是_____________________对化学反应速率的影响。
(2)表中V1=___________mL,V2=___________mL。
(3)实验2加入水的目的是____________________________。
(4)对比实验1、3的数据,可得出的实验结论是_________________________________。
(5)小组同学预测实验4比实验1褪色时间短,但实际结果始终未见颜色褪尽,其原因是___________________________________________________________。
(6)研究发现溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响,用不同浓度的硫酸进行酸化,其余条件均相同时,测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅,透光率越高)随时间变化如图所示,由此可得出相同条件下,__________(填“增大”或“减小”)硫酸溶液的浓度会加快反应速率。
【答案】(1)溶液的浓度
(2) 4.0 0
(3)调控总体积相同
(4)其他条件相同,温度升高,化学反应速率加快
(5)高锰酸钾过量
(6)增大
【知识点】外因对化学反应速率影响的综合分析、温度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响、实验方案设计
【详解】(1)实验1、2的温度、溶液体积均相同,仅的用量不同,即变量为草酸的浓度,因此探究的是反应物浓度对反应速率的影响;
(2)该实验采用控制变量法,需保证每组实验的溶液总体积相等,实验1总体积为,因此实验2中;实验3中;
(3)加入水是为了稀释草酸,同时保证两组实验总体积一致,让高锰酸钾的浓度保持不变,仅让草酸浓度成为唯一变量,符合控制单一变量的实验原则;
(4)实验1和3的反应物浓度完全相同,仅温度不同,50℃下的褪色时间远短于20℃,因此可得出温度对速率的影响规律;
(5)根据反应的计量关系,计算可知实验4中高锰酸钾的物质的量远超草酸,草酸完全反应后高锰酸钾仍有大量剩余,因此溶液无法褪为无色;
(6)透光率越高代表溶液中高锰酸钾消耗越多、颜色越浅,从图中可见硫酸浓度越高,达到高透光率的时间越短,说明反应速率越快,因此增大硫酸浓度可加快反应速率。
11.(25-26高二上·福建莆田·期中)利用反应原理相关知识回答下列问题。
(1)已知热化学方程式:。相同条件下,将气体与氧气放入密闭容器中充分反应,测得放出的热量______ (填“大于”“小于”“等于”)。
(2)由。得的______。
(3)氧化法脱硫的反应历程如图所示。已知表示“过渡态”。
①分子b为 ______(写分子式)。该反应历程一共有 ______个基元反应。
②下列反应速率最快的步骤为 ______(填字母)。
A.①→② B.②→③ C.③→④
(4)常温常压下,液态乙醇 完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时,放出约 的热量。写出乙醇燃烧的热化学方程式 ______。该反应转移电子时,放出的热量数值为______。
(5)一些化学键的键能近似值如下表所示。由此计算
化学键
H-H
键能
乙烯与加成 反应热______。
(6)已知:
则的______(用、、表示。
【答案】(1)小于
(2)+90
(3) 5 B
(4) 115
(5)-110
(6)
【知识点】表示燃烧热的热化学方程式书写、化学反应中热量(Q)及(△H)相关判断、盖斯定律的应用、电子转移计算、基元反应与反应历程、根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算
【详解】(1)热化学方程式中的表示完全反应时的焓变,而是可逆反应,将气体与氧气放入密闭容器中充分反应也不能完全反应,因此放出的热量小于;
(2),其逆反应,将其逆反应系数除以2,得到,则其;
(3)①根据图中信息可知,b分子有两个氢原子和两个氧原子,因此b分子为;反应历程中,每个过渡态(TS)对应一个基元反应,图中共有TS1~TS5五个过渡态,故基元反应为5个;
②活化能越小,速率越快;①→②反应的活化能为,②→③反应的活化能为,③→④反应的活化能为,因此活化能最小的为②→③,速率最快,因此选B;
(4)液态乙醇 完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时,放出约 的热量,因此1 mol液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时,放出的热量为,乙醇燃烧的热化学方程式为;该反应中3个共转移12个电子,该反应转移电子时,共有参与反应,放出的热量为;
(5)根据反应物总键能-生成物总键能,的;
(6)根据(反应①)、(反应②)、(反应③),为①×2-②-③×3,根据盖斯定律可知,,。
试卷第1页(共3页)
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第3讲 化学反应速率
【考向预测】
1.化学反应速率在高考中主要出现在非选择题的设项中。
2.化学反应速率的计算与图象判断是历年高考的必考内容之一,高考会在化学反应速率的大小比较、数值计算及其影响因素等方面进行考查。
(
知识梳理
·
题型预览
)
热点题型一:化学反应速率计算
热点题型二:化学反应速率大小比较
热点题型三:影响化学反应速率的因素
热点题型四:化学反应的速率图像
热点题型五:反应速率的调控作用
热点题型六:速率常数、速率方程
【题型归纳】
(
知识点1:化学反应速率计算
)
【知识清单】
1.化学反应速率概念
2.化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
化学反应速率不同单位的换算关系:1 mol·L-1·s-1=60 mol·L-1·min-1。
3.化学反应速率的计算方法
(1)根据数学表达式(v=)计算
(2)利用“三段式”模板进行计算,例如:
(3)从图像中获取关键数据进行计算
热点题型一:化学反应速率概念与计算
1.(2.1.1化学反应速率的表示方法课前预习)在反应 2SO2 + O2 2SO3 中,若 v(SO2)=0.4 mol/(L·min),则 v(O2)=0.2 mol/(L·min)。(_______)
2.(25-26高二下·云南曲靖·期中)在2L的密闭容器中,发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)。2min内,A的物质的量从4mol减少到2mol,则用A表示的反应速率为
A.0.5mol·L-1·min-1 B.1.0mol·L-1·min-1
C.0.25mol·L-1·min-1 D.2.0mol·L-1·min-1
3.(25-26高二上·云南曲靖·期末)在2L的密闭容器中,发生反应:N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)。若5min内NH3的浓度增加了0.4 mol·L-1,则用H2表示的反应速率为
A.0.12 mol·L-1·min-1
B.0.06 mol·L-1·min-1
C.0.24 mol·L-1·min-1
D.0.04 mol·L-1·min-1
4.(25-26高一下·广东广州·期中)光催化分解水制氢是能源领域极具应用前景的新技术。在某催化剂作用下,生成氢气的浓度随时间变化的关系如下图所示,则小时内的平均生成速率约为
A. B.
C. D.
5.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
(
知识点2:化学反应速率大小比较
)
【解题方法】
1.归一法:将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。
2.比值法:将各物质表示的反应速率转化成同一单位后,再除以对应各物质的化学计量数,然后对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。如反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),若>,则反应速率A>B。
热点题型二:化学反应速率大小比较
6.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)对于反应:下列为四种不同情况下测得的反应速率,其中能表明该反应进行最快的是
A. B.
C. D.
7.(25-26高二上·陕西榆林·期中)已知反应,下列四种不同情况下的反应速率中最小的是
A. B.
C. D.
8.(25-26高二上·河南郑州·期中)反应在四种不同情况下的反应速率分别为
① ②
③ ④
则该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为
A.④>③=②>① B.①>③=②>④ C.④>③>①>② D.④>③>②>①
9.(24-25高二上·海南·阶段检测)某温度时,在密闭容器中,三种气态物质X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
(1)该反应的化学方程式为_______。
(2)反应开始至,用Y表示的平均反应速率为_______。
(3)对于反应,在四种不同情况下的反应速率分别为:
① ② ③ ④,则反应进行由快到慢的顺序为_______。
(
知识点3:影响化学反应速率的因素
)
【知识清单】
1.内因:反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。
2.外因(只改变一个条件,其他条件不变)
注意:
(1)有关浓度的影响:
①对于固体和纯液体反应物,其浓度可视为常数,改变其用量,反应速率不变,但当固体颗粒变小时,其表面积增大,反应速率增大。
②注意随浓度改变反应本质发生变化。
③体系中各组分气体浓度同等程度的改变相当于压强的改变。
(2)合适的催化剂可以降低正、逆反应的活化能,同等程度的增大正、逆反应速率,但不会改变反应的限度和反应热。
(3)升高温度,正、逆反应的反应速率都增大,但增大的程度不同;降低温度,正、逆反应的反应速率都减小,但减小的程度不同,其中吸热反应受温度影响大。
(4)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的,所以分析压强的改变对反应速率的影响时,要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变,则反应速率不变。
热点题型三:影响化学反应速率的因素
10.(25-26高一下·广东湛江·期中)下列说法正确的是
A.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
B.增加反应物的浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大
C.测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
D. ,则的燃烧热为
11.(25-26高一下·云南昆明·期中)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液
3 mol/L稀溶液
0.05 mol/L KMnO4溶液
①
25
3.0
2.0
3.0
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
③
30
2.0
3.0
2.0
下列说法错误的是
A.,
B.实验原理表示为:
C.实验①②③均应先将溶液混合后再置于不同温度的水浴中
D.实验探究了浓度和温度对化学反应速率的影响
12.(26-27高二上·湖南长沙·开学考试)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠()与稀硫酸反应,探究影响化学反应速率的因素(反应方程式为),设计了如表所示系列实验。下列说法错误的是
实验
序号
反应温
度/°C
稀硫酸
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
②
40
0.10
0.50
③
20
10.0
0.10
4.0
0.50
A.将水更换为稀溶液,对实验结果无影响
B.已知实验①10 min后沉淀达到最大量,的反应速率为
C.若用实验①和②探究温度对反应速率的影响,则需,
D.若用实验①和③探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,则需
13.(25-26高一下·湖南长沙·期中)下列改变化学反应速率的措施中,错误的是
A.实验室为提高制取H2的速率,用浓硫酸代替稀硫酸与Zn反应
B.为减慢食物腐败的速率,用冷藏车冷链运输
C.为加快铁在氧气中燃烧的速率,用铁粉代替铁丝
D.为加快汽车尾气转化为无毒无害物质,在汽车尾气排放前加装催化转化器
14.(【育博苑】2.1.3活化能)在有气体参与的反应中,①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂,若以上四种方法均可使反应速率增大,完成下列问题(填序号):
(1)降低反应活化能的是________。
(2)增加活化分子百分比的是________。
(3)未改变活化分子百分比,增加单位体积内分子总数的是________。
(4)增加单位体积内活化分子数的是________。
15.(25-26高二上·湖北孝感·开学考试)某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号溶液
实验温度/K
酸性溶液
溶液
颜色褪至无色所需时间/s
A
293
2
0.02
4
0.1
0
B
2
0.02
3
0.1
8
C
313
2
0.02
0.1
l
(1)通过实验A、B可探究________(填外部因素)的改变对反应速率的影响,其中___________、___________,通过实验__________(填实验序号)可探究温度变化对反应速率的影响,其中___________。
(2)若,则由此实验可以得出的结论是__________________________________________________。忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,0~8 s内,用的浓度变化表示的反应速率_________________________________。
(3)该小组的一位同学设计该实验证明,分别取等体积等浓度的和溶液混合,平均分成两份,一份中不加任何试剂,一份加入少量的某固体催化剂,但最终观察到两溶液都没有褪色,原因是________________________________。
16.(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)在化学反应的研究和实际应用中,我们要关注化学反应进行的快慢,以提高生产效率。为此某化学研究小组的同学设计如下实验,探究浓度对反应速率的影响:
实验混合溶液
A
B
C
D
E
F
5
0
0.5
1
2.5
5
1
0
反应完全所用时间/秒
(1)溶液和稀硫酸的反应离子方程式为:___________。若此反应反应物的总能量高于生成物的总能量,则生成物成键释放的能量___________反应物断键吸收的能量(填“大于”或“小于”)。
(2)=___________mL,=___________mL,=___________mL。
(3)利用出现淡黄色浑浊的快慢来比较反应速率的快慢,最先变浑浊的是实验___________(填字母),此实验用硫代硫酸钠表示的化学反应速率为:=___________。
(4)请你分析不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较反应速率快慢的原因:___________。
(5)实验时,将蒸馏水更换为溶液,测得速率___________。(填偏大、偏小或无影响)
(
知识点4 化学反应速率的图像
)
【知识清单】
化学反应速率图像的含义是描述在相关变量下,相关物理量随变量而变化的图像,其类别多种多样,常见图像有以下几类:
1.物质的量(或浓度)一时间图像及其应用
此类图像能说明反应体系各组分 (或某一组分)在反应过程中的物质的量(或浓度)变化情况。如"
A(g)+B(g)f3C(g)的反应情况如下图所示,要注意此类图像各曲线的折点 (达平衡)时刻相同,各物质浓度变化符合化学方程式中的计量数关系。
再如:某温度时,在恒容 (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下图所示。
根据图像,解题过程中推断以下信息:
1)计算某物质在 0~t3时刻的平均反应速率、转化率;
2)确定化学方程式中各物质的化学计量数之比,如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n₁-n₃):(n₂-n₃):n₂。
2.速率—时间图像
如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化情况如图所示,解释原因:AB段(v增大),因反应为放热反应,随反应的进行,温度升高,导致反应速率增大;BC段(v减小),则主要因为随着反应的进行,溶液中减小,导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾,认真分析。
常考题型:最高点之前或之后的速率变化原因:此类图像分为几类,
1) 若为速率一时间图像,一般情况见上述分析;
2) 前半截反应中若形成原电池,反应速率会较快,如Fe-Zn合金溶于稀硫酸过程中,当 Zn被完全消耗,产生气体的速率就会下降;
3)若前半截反应中有催化剂生成,那么反应速率也会加快,如KMnO4与H₂O₂、H₂C₂O₄反应过程中会生成MnO2或Mn²⁺,对反应有催化作用。
3.速率—温度 (压强)图像
这类图像有两种情况:一是不隐含时间变化的速率-温度 (压强)图,二是隐含时间变化的速率-温度 (压强)图。以” 为例,v-T(p)图像如下:
这类图像的描述的是正逆反应速率随温度的变化而变化的趋势,如左图中描述的含义是:温度升高,“
v-T图
V逆>V正,可推出:温度升高,反应向逆反应方向移动;正反应为放热反应,△H<0等。
热点题型四:化学反应的速率图像
17.(25-26高一下·福建厦门·自主招生)下列图像能正确反映其对应变化关系的是
A.在盛有空气的密闭容器(体积不变)中点燃足量红磷
B.向等质量的Mg和Zn中,分别加入过量的稀盐酸
C.将足量锌粉投入到一定质量的硝酸铜和硝酸银混合溶液中
D.向一定质量溶液中加入制取
18.(【育博苑】2.3.2外界条件对化学反应速率的影响)(多选)大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线,已知反应:O3+O·=2O2,在有Cl·存在时(Cl·对反应有催化作用)的反应机理为:基元反应①O3+Cl·=ClO·+O2,基元反应②ClO·+O·=Cl·+O2,反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.a表示存在Cl·时反应过程的能量变化
B.Cl·是反应的催化剂,改变了反应历程,降低了ΔH
C.决定O3+O·=2O2反应速率的是基元反应①
D.加入催化剂都能增大活化分子百分数
19.(【育博苑】2.1.3活化能)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法正确的是
A.该历程中活化能最小的反应方程式为 CH2O*+2H*→CHO*+3H*
B.该历程中能垒(反应活化能)最大的是④
C.该历程中制约反应速率的方程式为CH3O*+3H*→CO*+4H*
D.由此历程可知:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH<0
20.(2025·安徽·模拟预测)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,反应速率不随着降冰片烯浓度的变化而变化
C.条件②,反应速率为
D.条件①,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为62.5 min
21.(25-26高二上·贵州遵义·期中)在酶浓度和其他反应条件不变的情况下,反应速率(v)与底物(即反应物)浓度的关系如图所示。1902年HenriV。提出了酶一底物中间复合物学说,反应机理:首先由酶(E)与底物[S]生成酶—底物中间复合物(ES),然后ES分解生成产物(P)和游离的酶(E),即。图中称为米氏常数。
下列有关说法错误的是
A.的值等于反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度
B.酶可以提高单位时间的底物转化率
C.当底物浓度大时,增加酶浓度可以提高反应的速率
D.反应的决速步是
22.(24-25高一下·辽宁锦州·期中)回答下列问题:
(1)一定温度下,在容积为2 L的密闭容器中进行反应:,M、N、P的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①化学方程式中_______。
②1~3 min内以M的浓度变化表示的平均反应速率为_______。
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A.M与N的物质的量相等
B.P的质量不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内每消耗a mol N,同时消耗b mol M
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
(2)将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中,发生反应:,经5 min后测得D的浓度为0.5 mol/L,,C的平均反应速率是。
①经5 min后A的浓度为_______。
②反应开始前充入容器中的B的物质的量为_______。
③B的平均反应速率为_______。
④x的值为_______。
(
知识点5 化学反应速率的调控作用像
)
1.两大方向:加快反应速率 / 减慢反应速率
(1)加快反应速率(工业生产为主,希望尽快得到产物)
调控措施
实例
适当升温
合成氨、硫酸工业,升温提高反应速率
增大反应物浓度
增加原料浓度,提高反应速率
增大压强(气体)
气体参与的反应,加压提高速率
固体粉碎,增大接触面积
矿石粉碎、燃煤磨成煤粉,提高燃烧速率
使用正催化剂
合成氨用铁触媒;制硫酸 V₂O₅;过氧化氢分解 MnO₂催化
(2)减慢反应速率(保鲜、防腐、防腐蚀,抑制不需要的反应)
调控措施
实例
降低温度
食物放冰箱冷藏,减慢食物腐败;低温保存药品
降低反应物浓度
食品真空包装,减少氧气,减慢氧化变质
减小接触面积
大块固体保存,不研磨;钢铁涂油漆隔绝空气水(减小接触)
加入负催化剂(抑制剂)
橡胶中加防老化剂,减慢橡胶氧化老化
2.常见生活、工业、实验情景(选择题高频素材)
食品保鲜:冷藏、真空包装、脱氧剂 → 降低氧化速率,延长保质期
金属防腐:涂漆、涂油脂、镀铬,隔绝 O₂、H₂O,减慢腐蚀速率
燃料燃烧:煤粉代替煤块、鼓入足量空气 → 增大接触面积、增大 O₂浓度,加快燃烧
实验室制气体
制H2:用锌粉比锌粒反应更快;适当升温、适当增大稀硫酸浓度加快速率
H2O2分解:加MnO2作催化剂,快速产生氧气
工业合成:选择合适催化剂,在适宜温度下生产(注意:温度不能无限高,除速率外还要兼顾催化剂活性、能耗,是高频坑)
重要:工业选择条件,不只看速率,还要考虑成本、催化剂活性、设备耐压、原料转化率等。 例:合成氨温度控制在 400~500℃,不是温度越高越好,高温虽然速率快,但催化剂在该温度活性最高,同时能耗过高不经济。
热点题型五:化学反应速率的调控作用
23.(25-26高二上·四川雅安·阶段检测)日常生活中,下列做法与调控反应速率无关的是
A.食物冷藏保存 B.用煤粉代替煤块燃烧
C.制作糕点时添加膨松剂 D.橡胶制品中添加防老剂
24.(25-26高二上·广东惠州·期中)化学与生产、生活密切相关。下列做法的目的属于减小化学反应速率且对人类有益的是
A.合成氨使用催化剂
B.厨房师傅做馒头时添加膨松剂
C.工业矿石冶炼前先将矿石粉碎
D.医护人员冷藏存放“新冠”疫苗
25.(25-26高一下·安徽池州·期中)下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.向门窗合页里注油
B.糕点包装袋内放入除氧剂
C.煅烧矿石时,向炉膛中鼓入空气增强火势
D.暖贴中除了加入铁粉,还加入活性炭、食盐等
26.(25-26高二上·甘肃兰州·期中)下列生产活动体现了我国古代劳动人民的聪明智慧,其中目的是减慢化学反应速率的是
A.地窖存粮 B.加酒曲酿酒 C.高温烧陶 D.风箱鼓风煮饭
(
知识点6 速率常数、速率方程
)
【知识清单】
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。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。速率常数是温度的函数,通常反应速率常数越大,反应进行的越快。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。
2.速率方程:对于基元反应:aA+bB=gG+hH
则v=kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如①SO2Cl2⇌SO2+Cl2 v=k1c(SO2Cl2)
②2NO2⇌2NO+O2 v=k2c2(NO2)
③2H2+2NO⇌N2+2H2O v=k3c2(H2)·c2(NO)
3.相同温度下,正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应:aA(g)+bB(g)⇌gG(g)+hH(g)
v(正)=k正·ca(A)·cb(B);
v(逆)=k逆·cg(G)·ch(H)
平衡常数K==
反应达平衡时,v正=v逆,故K=
热点题型六:速率常数、速率方程
27.(25-26高二上·四川成都·期末)已知化学反应:,①当时,,②当时,。以上两式中v为反应速率,k为速率常数一定温度下为定值。下列叙述正确的是
A.当和的浓度不变时,升高或降低温度,反应速率不变
B.因反应前后气体分子数目不变,故改变压强反应速率不变
C.增大的浓度为原来的倍,反应速率可能变为原来的倍
D.当温度低于时,改变的浓度,反应速率增大
28.(25-26高一下·天津南开·期末)某反应的速率方程为,改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如下表所示。
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
1.6
3.2
3.2
8
下列说法正确的是
A., B.
C., D.升温、加压,均能使增大
29.(24-25高二上·天津滨海新区·期中)反应中,每生成放出166 kJ的热量,该反应的速率表达式为(k为速率常数,温度不变,数值不变。k、m、n待测),其反应包含两步:①(慢),②(快)
时测得有关实验数据如下:
序号
速率
I
0.0060
0.0010
Ⅱ
0.0060
0.0020
Ⅲ
0.0010
0.0060
Ⅳ
0.0020
0.0060
下列说法正确的是
A.整个反应速率由第②步反应决定
B.正反应的活化能一定是①<②
C.该反应速率表达式:
D.该反应的热化学方程式为
30.(微专题3化学反应速率方程(人教版))化学与生活密切相关。根据所学知识回答下列问题:
(1)人们常将食物放进冰箱,目的是___________,原理是___________。
(2)以硫铁矿为原料生产硫酸时,将硫铁矿石进行粉碎的原因是___________。
(3)某学习小组同学为探究过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应(H2O2+2HI=I2+2H2O)的反应速率的影响因素,室温下进行如下实验,实验数据如表所示。
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
c(H2O2)/(mol⋅L-1)
0.1
0.1
0.1
0.2
0.3
c(HI)/(mol⋅L-1)
0.1
0.2
0.3
0.1
0.1
v/(mol⋅L-1⋅s-1)
x
2x
3x
2x
3x
已知:该反应的速率方程可表示为,速率方程中各物质浓度的指数称为各物质的分级数,所有指数的总和称为反应总级数,k为速率常数,测得实验Ⅲ的速率为0.12 mol⋅L-1⋅s-1。
①实验Ⅰ和实验Ⅱ探究的是___________对反应速率的影响。
②根据表中数据计算,a=___________,b=___________,k=___________L·mol-1·s-1。
③实验Ⅳ中v=___________mol⋅L-1⋅s-1。
(
课后提升
·
查漏补缺
)
1.(25-26高一下·云南曲靖·期中)在2L恒容密闭容器中,发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。2min内,H2的物质的量由4mol减少到1mol。下列说法正确的是
A.v(N2) = 0.5 mol∙L-1∙min-1
B.v(H2) = 1.5 mol∙L-1∙min-1
C.v(NH3) = 1 mol∙L-1∙min-1
D.用不同物质表示的反应速率数值之比等于化学计量数之比
2.(25-26高二上·安徽合肥·期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.增大反应物的浓度,使活化分子百分数增大,反应速率增大
B.铝与稀硫酸反应制取时,改用浓硫酸可加快反应速率
C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,,
D.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.(25-26高一下·辽宁朝阳·期中)可逆反应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. B.
C. D.
4.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)反应在四种不同情况下的反应速率分别为①;②;③;④。该反应进行的快慢顺序为
A.②>④>③>① B.④>②>③>①
C.③>②>①>④ D.②>③>①>④
5.(25-26高二上·新疆省直辖县级单位·期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.10.0 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
B.恒温恒压密闭容器中:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),充入惰性气体,反应速率不变
C.因为工业合成氨为放热反应,故升高温度不能加快其反应速率
D.双氧水分解制O2时,加入几滴溶液可以加快反应速率
6.(25-26高一下·广东广州·期中)在的反应中,现采取下列措施,其中能够使反应速率增大的措施是
①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③恒容下通入
④恒容下充入 ⑤及时排出生成的 ⑥将碳粉碎
A.①④ B.②③⑤⑥ C.①③⑥ D.①②④
7.(25-26高一下·天津河东·期末)为研究某溶液中溶质R分解速率的影响因素,分别用三份不同初始浓度R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是
A.25℃时,10~30min内,R的分解平均速率为0.030 mol∙L-1∙min-1
B.对比30℃和10℃曲线,在同一时刻,能说明R的分解速率随温度升高而增大
C.对比30℃和25℃曲线,在0~50min内,能说明R的分解平均速率随温度升高而增大
D.对比30℃和10℃曲线,在50min时,R都完全分解了
8.(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
9.(25-26高二上·湖北宜昌·阶段检测)反应,在295K时,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:
①
②
③
已知:①反应物浓度与反应速率关系式为(k为速率常数,与活化能和温度等有关);②反应级数是反应速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法错误的是
A.该反应的反应级数为3级
B.该条件下速率常数
C.加入催化剂可降低反应的活化能,增大速率常数k,从而加快反应速率
D.相同条件下,NO浓度对反应速率的影响小于浓度对反应速率的影响
10.(25-26高一下·陕西榆林·期中)某兴趣小组为探究浓度和温度对化学反应速率的影响,做了以下实验:
【实验原理】
【实验过程】实验数据及结果如下表:
实验编号
0.01 mol/L KMnO4溶液(经H2SO4酸化)
0.1 mol/L H2C2O4溶液
H2O的体积
反应温度°C
溶液颜色褪至无色所需时间/s
1
5.0 mL
5.0 mL
0
20
125
2
5.0 mL
V1
1.0 mL
20
320
3
5.0 mL
5.0 mL
V2
50
30
4
30.0 mL
6.0 mL
0
20
未完全褪色
(1)实验1、2研究的是_____________________对化学反应速率的影响。
(2)表中V1=___________mL,V2=___________mL。
(3)实验2加入水的目的是____________________________。
(4)对比实验1、3的数据,可得出的实验结论是_________________________________。
(5)小组同学预测实验4比实验1褪色时间短,但实际结果始终未见颜色褪尽,其原因是___________________________________________________________。
(6)研究发现溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响,用不同浓度的硫酸进行酸化,其余条件均相同时,测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅,透光率越高)随时间变化如图所示,由此可得出相同条件下,__________(填“增大”或“减小”)硫酸溶液的浓度会加快反应速率。
11.(25-26高二上·福建莆田·期中)利用反应原理相关知识回答下列问题。
(1)已知热化学方程式:。相同条件下,将气体与氧气放入密闭容器中充分反应,测得放出的热量______ (填“大于”“小于”“等于”)。
(2)由。得的______。
(3)氧化法脱硫的反应历程如图所示。已知表示“过渡态”。
①分子b为 ______(写分子式)。该反应历程一共有 ______个基元反应。
②下列反应速率最快的步骤为 ______(填字母)。
A.①→② B.②→③ C.③→④
(4)常温常压下,液态乙醇 完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时,放出约 的热量。写出乙醇燃烧的热化学方程式 ______。该反应转移电子时,放出的热量数值为______。
(5)一些化学键的键能近似值如下表所示。由此计算
化学键
H-H
键能
乙烯与加成 反应热______。
(6)已知:
则的______(用、、表示。
试卷第1页(共3页)
试卷第1页(共3页)
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