2.3 化学反应的速率 第2课时（讲义）化学鲁科版选择性必修1

第二章 化学反应的方向、 限度与速率 第三节 化学反应的速率 第2课时 影响反应速率的因素 课标要点 1.通过实验探究，了解浓度、温度、压强、催化剂等外界条件对化学反应速率的影响，知道反应物自身性质是影响速率的内因。 2.能从活化分子角度简单解释外界条件改变反应速率的微观原因，认识催化剂可以通过改变反应历程调控反应速率。 3.体会控制变量法在化学实验探究中的作用，能够运用影响速率因素分析、解释生产生活中的简单化学现象。 学习重难点 重点： 1.认识内因是决定化学反应速率的根本因素，掌握浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率的影响规律。 2.能用活化分子视角理解外界条件对速率的微观作用，理解催化剂改变反应历程、降低活化能的实质。 3.理解控制变量法的思想，会分析探究速率影响因素的对比实验。 难点： 1.区分活化分子总数与活化分子百分数，辨析浓度、压强、温度、催化剂分别改变的是哪一个物理量。 2.惰性气体对有气体反应体系速率的分析，分清恒温恒容、恒温恒压两种不同情况。 3.分清催化剂只改变反应速率，不改变反应焓变和化学平衡状态。 知识点 浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢。 2.反应速率与反应物浓度的定量关系 （1）速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 （2）反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 （3）反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 特别提醒 一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中各物质化学式前的系数并无确定关系。 随学随练 1．和CO可在催化剂()表面转化为无害气体，其反应原理为，下列有关该反应说法正确的是 A．催化剂能降低反应的，从而加快化学反应速率 B．保持温度和容器体积不变，通入He使体系压强增大，反应速率加快 C．保持温度和压强不变，通入He，反应速率减小 D．增大反应物浓度能增大单位体积内的活化分子百分数，从而加快反应速率 【答案】C 【详解】A．催化剂改变反应历程、降低反应的活化能，但不改变反应物和生成物的总能量，即不改变反应的 ΔH，A错误； B．保持温度和容器体积不变，通入 He 只增大体系总压强，N2O、CO 的浓度均不变，反应速率不变，B错误； C．保持温度和压强不变，通入 He，为维持压强不变容器体积增大，N2O、CO 的浓度减小，单位体积内活化分子数减少，反应速率减小，C正确； D．增大反应物浓度能增大单位体积内的活化分子数目，但活化分子百分数由温度决定、保持不变，D错误； 故答案为C。 2．某温度下，容积一定的密闭容器中进行以下反应：  ，下列叙述中正确的是 A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的容积缩小，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多 【答案】A 【详解】A．容积固定的密闭容器中加入氩气，参与反应的、、的浓度均不发生变化，因此反应速率不变，A正确； B．为固体，改变固体的用量不影响反应速率，加入少量，正、逆反应速率均不变，B错误； C．升高温度，活化分子百分数增大，正、逆反应速率均增大，C错误； D．将容器的容积缩小，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞次数增多，但活化分子百分数不变，D错误； 故选A。 知识点 压强对化学反应速率的影响 1.基本规律(对于气体参与的反应) 2.解释 压强增大→→化学反应速率加快； 反之，压强减小，化学反应速率减慢。 特别提醒 压强对反应速率的影响，本质是引起浓度的变化： (1)恒温时，压缩体积→压强增大→气体浓度增大→反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入气体反应物→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。 ②充入惰性气体→总压强增大→气体浓度不变→反应速率不变。 (3)恒温恒压时，充入惰性气体→压强不变→容器体积增大→气体浓度减小→反应速率减小。 随学随练 1．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恒压下充入 ⑥及时排出生成的 ⑦将碳粉碎 ⑧升高温度 A．①④⑧ B．②③⑤⑥⑧ C．①③⑦⑧ D．①②④⑧ 【答案】C 【详解】①缩小体积增大压强，气体浓度升高，反应速率增大； ②碳为固体，增加用量不改变浓度，反应速率不变； ③恒容下通入，反应物浓度增大，速率增大； ④恒容下充入，体系总压增大但参与反应的、浓度不变，反应速率不变， ⑤恒压下充入，容器体积增大，反应气体浓度减小，速率减小； ⑥及时排出，生成物浓度降低，反应速率减小； ⑦将碳粉碎，增大固气接触面积，速率增大； ⑧升高温度，有效碰撞概率提升，反应速率增大，故符合题意的有①③⑦⑧，C正确。 故答案选C。 2．Ⅰ．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过分子间脱水制得： 在恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。 (1)该条件下反应平衡常数表达式K=________；在时，反应的平衡常数为________； (2)达到平衡时________。 (3)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：、、，此时反应________(填“正向进行”“逆向进行”或“平衡状态”)。 Ⅱ．已知可逆反应： ΔH>0，请回答下列问题： (4)在某温度下，反应物的起始浓度分别为，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。 (5)在恒温恒压条件下，往容器中充入氦气，反应速率______，N的转化率________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】(1) 5 (2)5:2:4 (3)正向进行 (4)25% (5)减小 不变 【详解】（1）由方程式可知，反应的平衡常数为：K=；由图可知，反应在达到平衡时，甲醇、水蒸气、二甲醚的浓度分别为：0.4 mol/L、0.8 mol/L、1.0 mol/L，则反应的平衡常数为：K=； （2）由图可知，反应在达到平衡时，甲醇、水蒸气、二甲醚的浓度分别为：0.4 mol/L、0.8 mol/L、1.0 mol/L，设容器的体积为V L，则在恒容密闭容器中三种气体的物质的量之比为：； （3）由题意可知，反应的浓度商为 ：，反应的浓度商小于平衡常数，说明反应向正反应方向进行； （4）由题意可知，反应达到平衡后，M的转化率为60%，则由方程式可知，N的转化率为： ； （5）在恒温恒压条件下，往容器中充入不参与反应的氦气相当于减小压强，反应速率减小，但该反应是气体体积不变的反应，化学平衡不移动，所以N的转化率不变。 知识点 温度对化学反应速率的影响 1.基本规律 2.经验规律——范托夫规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。 3.过渡态及活化能 ①过渡态：一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的高能量的中间状态。 ②活化能： a．定义：过渡态的能量与反应物的平均能量之间的差值。 b．符号：Ea。 c．单位：kJ·mol－1或J·mol－1。 4.解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，故升高温度可以提高化学反应的速率。 随学随练 1．碘钟反应是一种化学振荡反应，某化学兴趣小组以过硫酸根()—碘离子(I-)—硫代硫酸根()体系的碘钟反应，探究外界条件对化学反应速率的影响。 已知：该“碘钟实验”反应分两步进行，反应机理如下： 第一步：(慢反应)； 第二步：(快反应)。 设计的实验方案如下表所示(试剂：0.10mol·L-1 K2S2O8溶液、0.50mol·L-1 KI溶液、0.10mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.2%淀粉溶液)。 实验 编号 实验温 度/℃ 试剂体积V/mL K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 25 12 4 0 4 2 ② 25 10 4 Vx 4 2 ③ 35 12 4 0 4 2 回答下列问题： (1)该“碘钟实验”的总反应离子方程式为___________。 (2)实验中Vx=___________。实验①②是探究___________对化学反应速率的影响，实验①③是探究___________对化学反应速率的影响。 (3)整个反应的反应速率由___________反应决定，第一步反应活化能Ea1___________第二步反应活化能Ea2(填“>”“<”或“=”)。 (4)若要探究淀粉用量对变色时间的影响，实验设计思路是什么___________。 【答案】(1) (2)2 浓度 温度 (3)第一步 > (4)保持其他条件与实验①相同，仅改变淀粉溶液的用量，保持溶液总体积不变，记录溶液变蓝的时间，与实验①对比 【详解】（1）由盖斯定律可知，第一步反应+第二步反应=总反应，则碘钟反应的总反应的离子方程式为：； （2）由分析可知，实验时，应注意变量唯一化，保持溶液总体积不变，则实验②中水的体积为：Vx =22-20=2；由表格数据可知，实验①②探究过二硫酸钠溶液的浓度对反应速率的影响；实验①③探究温度对化学反应速率的影响； （3）反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步骤，由题意可知，第一步反应是慢反应，说明第一步反应的活化能大于第二步反应，所以整个反应的反应速率由第一步反应决定； （4）由分析可知，实验时，应注意变量唯一化，保持溶液总体积不变，所以若要探究淀粉用量对变色时间的影响，实验设计思路是保持其他条件与实验①相同，仅改变淀粉溶液的用量，保持溶液总体积不变，记录溶液变蓝的时间，与实验①对比。 2．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 0.01mol/LKMnO4溶液（经H2SO4酸化） 0.1mol/LH2C2O4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 5.0mL 5.0mL 0 20 125 2 5.0mL V1 1.0mL 20 320 3 5.0mL 5.0mL V2 50 30 4 30.0mL 6.0mL 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____________。 【答案】(1)溶液的浓度 (2)4.0 0 (3)保证溶液总体积一样 (4)其他条件相同，温度越高，化学反应速率越快 (5)高锰酸钾过量 【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，因此探究的是溶液的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℃下的褪色时间短于20℃，因此可得出：其他条件相同，温度越高，化学反应速率越快； （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。 知识点 催化剂对化学反应速率的影响 1、催化剂的定义与反应机理 催化剂可以改变化学反应速率，反应前后质量和化学性质不变。催化剂会参与反应历程，后续步骤又重新生成。它通过改变反应历程、降低活化能来加快反应速率。以臭氧分解为例：氯自由基充当催化剂，开辟新的反应路径，活化能降低，加速臭氧分解，这也是臭氧层遭到破坏的原因。 重要结论：催化剂不能改变平衡常数，也不能改变平衡转化率。能量示意图可见催化路径的活化能比原反应活化能更小。 2、催化剂具有选择性 一种催化剂只对部分反应催化效果好，对其他反应作用微弱。乙烯和氧气，既可生成环氧乙烷，也可发生燃烧反应；银催化剂主要加快生成环氧乙烷的主反应，对燃烧副反应影响很小。化工生产利用该特性，选择合适催化剂，提高目标产物的生产效率。 3、催化剂活性相关知识 催化剂活性受自身成分、粒径、制备方法，以及外界温度、压强影响，催化剂一般有合适的活性温度范围。有些物质会造成催化剂中毒，使催化剂失效。 4、升温与催化剂对比 升高温度、加入催化剂都可以增大反应速率。升温对生产设备要求高；催化剂能够大幅度降低活化能，高效提速。研发高效催化剂，对化工生产有重要现实意义。 特别提醒 催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。 随学随练 1．钌()是极好的催化剂，常用于氢化、异构化、氧化等重要反应。用钌基催化剂催化和的反应时，每生成液态时放出的热量，反应机理如图所示，下列说法不正确的是 A．该反应的热化学方程式为　 B．图示中参与循环的物质有、和 C．升高温度，可以加快反应速率 D．图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂 【答案】B 【详解】A．92 g HCOOH对应2 mol，放热62.4 kJ，则生成1 mol HCOOH放热31.2 kJ。总反应为， A正确； B．从机理图可见H2O在步骤Ⅰ中生成，在步骤Ⅲ中被消耗，属于循环物质；CO2和H2是反应物，参与反应后转化为产物，不循环，因此“参与循环的物质有 CO2、H2和H2O”表述错误，B错误； C．升高温度提高分子平均动能，增加有效碰撞频率，加快反应速率，符合基本动力学原理，C正确； D．物质Ⅰ[Ru(OH)2]在反应起始参与，最终再生，未发生净消耗，符合催化剂定义，D 正确； 故选B。 2．一种资源化反应为，该反应在一定条件下能自发进行。下列说法正确的是 A．该反应的 B．其他条件一定时，低温有利于提高氢气的转化率 C．反应的平衡常数表达式 D．使用合适的催化剂可提高的平衡转化率 【答案】B 【详解】A．该反应是气体分子数减少的反应（反应物气体系数和为5，生成物为3），因此反应的熵变。根据反应自发进行的判据，若要该反应在一定条件下自发，必须满足（放热反应），若则始终大于0，反应不可能自发，A错误； B．该反应是放热反应，其他条件不变时，降低温度，平衡向正反应方向移动，能提高反应物氢气的转化率，B正确； C．平衡常数表达式中需要包含所有气态物质的平衡浓度，该反应生成物中的气态不能省略，正确表达式应为，C错误； D．催化剂只能改变化学反应速率，缩短达到平衡的时间，不会使化学平衡发生移动，因此无法提高的平衡转化率，D错误。 拓展 外界条件对化学反应速率的影响 1．纯液体和固体的反应速率的影响因素分析 纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。 2．压强对化学反应速率影响的分析 (1)恒温时 增大压强体积缩小反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。 ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同) 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。 3．温度对化学反应速率影响的分析 升高温度，可以增加分子能量，增大活化分子百分数，且加快分子运动，增大分子的碰撞频率，因此升高温度可以加快化学反应的速率。反之，降低温度可以减小化学反应的速率。 4．催化剂对化学反应速率的影响 (1)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，故能改变反应达到平衡的时间，但催化剂不能改变反应物的浓度和反应的平衡常数，所以催化剂不能使化学平衡发生移动，不能改变反应物的转化率。 (2)理论解释：使用催化剂→降低反应所需的能量→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加单位体积内的活化分子百分数→成千成万倍地增大化学反应速率。 (3)用催化剂催化的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。 活学活用 1．研究的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。 Ⅰ．以为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯()为例，该过程分两步进行： 第一步：   第二步：   (1)加氢合成乙烯的热化学方程式为________。 (2)一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高的转化率，可以采取的措施是________(填序号)。 A．增大容器容积    B．增大浓度    C．加入适当催化剂    D．分离出水蒸气 E．升高反应温度 Ⅱ．工业上可用催化合成生产甲醇()燃料。 (3)在250℃、体积为2 L的恒容密闭容器充入1 mol 和3 mol ，发生反应：。测得的物质的量随时间变化如表所示。 t/min 0 2 5 10 15 /mol 1 0.75 0.5 0.25 0.25 ①从反应开始到5 min末，用浓度变化表示的平均反应速率________。 ②反应达到平衡状态时，此时的转化率为________。 ③下列能说明该反应已达平衡状态的是________(填序号)。 a．、、、的浓度均不再变化 b． c．混合气体的平均摩尔质量保持不变 d．容器中混合气体的密度保持不变 (4)某温度时，在恒容密闭容器中由催化合成。压强恒定为5 MPa，投料比分别为1.5、2、3，的平衡转化率与温度的关系如图所示。对应的曲线是________(填序号)，理由：________。 (5)在温度为、压强为p MPa下，将和按物质的量之比为通入一密闭容器中发生反应，达到平衡时，测得的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1) (2)BE (3) 75% ac (4)1 越大，说明越多，当其他条件不变时，增大的含量，平衡正向移动，的转化率增大 (5) 【详解】（1）根据盖斯定律，将第一步反应乘以2后与第二步反应相加，中间产物CO被消去，可得CO2加氢合成乙烯的热化学方程式。反应热同样按此叠加：。 （2）增大容器容积，气体压强减小，反应速率减小；该反应为气体体积减小的反应，减压使平衡逆向移动，CO2转化率减小，不符合。增大H2浓度，反应速率加快，平衡正向移动，CO2转化率增大，符合。加入适当催化剂只能加快反应速率，不影响平衡移动，CO2转化率不变，不符合。分离出水蒸气，平衡正向移动、CO2转化率增大，但反应速率减小，不符合。该反应为吸热反应，升高温度反应速率加快，同时平衡正向移动，CO2转化率增大，符合。故答案为BE。 （3）①0～5 min内，CO2的物质的量由1 mol减少到0.5 mol，减少0.5 mol；由化学方程式可知H2的物质的量减少1.5 mol。由速率的定义式可得用H2浓度变化表示的平均反应速率。 ②10 min及以后CO2的物质的量保持0.25 mol不变，说明反应已达平衡。此时CO2的物质的量减少1 mol − 0.25 mol=0.75 mol，H2的物质的量减少2.25 mol，故H2的转化率为。 ③a．四种物质的浓度均不再变化，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡，符合；b．平衡时正反应方向生成CH3OH的速率与逆反应方向生成H2的速率之比应为1∶3，题给关系把比例写反，不能说明达到平衡，不符合；c．该反应前后气体分子数不相等（由4 mol变为2 mol），恒容下气体总质量不变，平均摩尔质量不变化说明气体总物质的量不再变化，反应达到平衡，符合；d．恒容下混合气体总质量和体积均不变，密度始终为定值，不能说明达到平衡，不符合。故答案为ac。 （4）由图可知，三条曲线均随温度升高而降低，说明升高温度CO2平衡转化率减小，与该反应为放热反应一致。温度相同时，H2与CO2的物质的量之比越大，H2越过量，平衡正向移动，CO2的平衡转化率越大。曲线1在相同温度下CO2平衡转化率最高，故投料比为3对应的曲线是1。 （5）设起始投入1 mol CO2和3 mol H2，CO2的平衡转化率为50%，列三段式（单位：mol）如下： 平衡时气体总物质的量为0.5 mol + 1.5 mol + 0.5 mol + 0.5 mol=3 mol，其中CO2、CH3OH、H2O的物质的量分数相同，H2的物质的量分数为它们的三倍。由分压=总压×物质的量分数代入平衡常数表达式，得。 2．某校化学小组探究酸性溶液与溶液反应速率的影响因素。回答下列问题： (1)甲同学进行实验Ⅰ：常温下，向不同浓度的溶液中滴入一滴(0.04 mL)的溶液[硫酸酸化]，记录如下： 0.0010 0.0125 0.0312 0.044 0.0620 完全褪色时间/s 25 12 23 60 370 无色气泡 一样多 ①写出酸性溶液与溶液反应的离子方程式：_________。 ②从实验数据可知：当浓度时，结合有效碰撞原理解释改变浓度反应中溶液完全褪色时间不同的原因：___________。 ③对于增大引起的速率异常现象，甲同学认为是分解造成的，根据上述实验结果，你认为此结论是否正确_______，(填“是”或“否”)判断理由是_____________________________。 ④为了解释增大到一定浓度后速率减小，乙同学查得了如下资料： 资料显示：时，溶液中存在平衡：。根据该资料解释时速率减小的原因可能是___________。 (2)乙同学继续进行实验Ⅱ，并记录如下： 操作 现象 实验Ⅱ 第1～9滴溶液滴下，完全褪色所需时间很长；第10滴溶液滴下迅速褪色。(整个过程中几乎无温度变化) ①对于第10滴溶液与溶液反应速率剧烈变化的原因，乙同学提出如下假设：反应生成的某种离子对该反应有某种特殊催化作用，该离子最有可能是________(填离子符号)。 ②丙同学设计实验证实了上述假设合理。 (3)综合上述实验，对于酸性溶液与溶液反应速率，丁同学进行了总结。下列因素可能会减慢该反应速率的是________(填字母)。 a．增大溶液浓度    b．增大溶液浓度    c．加入适量的 【答案】(1) 浓度增大，单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞次数增多，化学反应速率加快，褪色时间缩短 否 向不同浓度的溶液中滴入的溶液不足量，但产生的气体一样多，说明浓度增大引起的速率异常现象一定不是分解的缘故 当时，转化为，溶液中浓度减小，导致反应速率减小 (2) (3)b 【详解】（1）①酸性KMnO4溶液与H2O2溶液发生氧化还原反应，离子方程式为；②浓度增大，单位体积活化分子数目增多，有效碰撞增多，化学反应速率加快，褪色时间缩短；③向不同浓度的H2O2溶液中滴入KMnO4溶液，KMnO4溶液不足量，产生的气体一样多，说明H2O2浓度增大引起的速率异常现象一定不是H2O2分解的缘故；④c(H2O2)≥0.0312 mol∙L-1时，转化成H4O4，H2O2浓度减小，反应速率减慢； （2）当第10滴高锰酸钾溶液滴下时迅速褪色，说明反应过程中生成的物质对反应有催化作用，结合离子方程式，该离子最有可能为Mn2+； （3）a．增大高锰酸钾溶液浓度，反应物浓度增大，单位体积内有效碰撞次数增大，反应速率加快，a错误； b．根据题中信息可知过氧化氢浓度大于0.02mol/L时，过氧化氢溶液中会存在如下平衡，导致酸性KMnO4溶液与H2O2溶液反应速率减慢，b正确； c．加入合适的催化剂，降低反应的活化能，活化分子数增大，有效碰撞次数增大，反应速率加快，c错误； 故选b。 拓展 可逆反应的速率—时间(v­t)图像 平衡体系 条件变化 速率变化 平衡变化 速率变化曲线 任一平 衡体系 增大反应物的浓度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 减小反应物的浓度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 增大反应产物的浓度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 减小反应产物的浓度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 正反应方向为气体体积增大的放热反应 增大压强或升高温度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 减小压强或降低温度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 任意平衡或反应前后气体系数和相等的平衡 正催化剂或增大压强 v(正)、v(逆)同等倍数增大 平衡不移动 负催化剂或减小压强 v(正)、v(逆)同等倍数减小 活学活用 1．某同学用相同质量的锌粉先后与盐酸及未知浓度的盐酸反应，记录相关数据，两个反应的过程中放出气体的体积随反应时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A．未知浓度的盐酸中所含的分子有和 B．未知浓度的盐酸的浓度小于 C．在水中的电离方程式为 D．该反应的离子方程式为 【答案】A 【详解】A．是强电解质，在水溶液中完全电离为离子，盐酸中仅存在分子，不存在分子，A错误； B．其他条件相同时，反应物浓度越大反应速率越快，未知浓度的盐酸对应的曲线斜率更小、反应速率更慢，故其浓度小于，B正确； C．为强酸，在水中完全电离，电离出的以水合氢离子形式存在，电离方程式，书写正确，C正确； D．锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，为强酸可拆，离子方程式，书写正确，D正确；故选A。 2．某温度下，将和充入密闭的刚性容器中发生反应，该反应的v-t图像如图所示，时刻测定容器内HI的物质的量为1 mol，时刻保持等温等容，抽走0.5 mol HI。下列有关叙述正确的是 A．时刻，抽取HI后再次达到平衡，的百分含量不变 B．该温度下的平衡常数 C．时刻，抽取HI的瞬间，在图像上的变化应该是a点 D．反应达到平衡后，减小体积增大压强容器内气体颜色变深，平衡移动 【答案】A 【详解】A．该反应为反应前后气体分子数相等的反应，等温等容下抽走部分后，新平衡与原平衡等效，的百分含量不变，A正确； B．根据题目列三段式，时刻达到平衡时，，，设容器体积为，平衡常数，B错误； C．时刻抽取的瞬间，生成物浓度瞬间减小，逆反应速率瞬间低于原平衡速率，对应变化为点不是点，C错误； D．该反应前后气体总物质的量不变，增大压强平衡不移动，气体颜色变深是体积减小使浓度增大导致的，D错误；故选A。 题型 影响化学反应速率的因素 ▌例1 在合成氨气时，下列措施能增大活化分子百分数的是 A．及时从体系中分离出氨气 B．温度升高至左右 C．选择～ D．适当增大原料中的比例 【答案】B 【详解】A．及时分离出氨气，仅降低生成物浓度，单位体积内活化分子总数减少，活化分子百分数不变，A错误； B．升高温度至450℃左右，分子平均能量升高，更多普通分子转化为活化分子，活化分子百分数增大，B正确； C．选择～的压强，仅增大体系中各物质的浓度，单位体积内活化分子总数增加，活化分子百分数不变，C错误； D．适当增大原料中的比例，仅增大反应物浓度，单位体积内活化分子总数增加，活化分子百分数不变，D错误；故选B。 解题贴士 1.书写 K 表达式、判断 K 正误做题三步： 划出来物质：剔除固体、纯液体；剩下气体 / 溶液溶质。 生成物做分子，反应物做分母；每一项浓度的幂等于计量数。 看方程式是否颠倒、倍数变化，判断 K 的变换。 2.利用 K 判断平衡移动方向 —— 浓度商 Q Q（浓度商）表达式形式和 K 完全一样，但是Q 用的是瞬时浓度，不是平衡浓度 Q<K：反应正向进行 Q=K：达到化学平衡 Q>K：反应逆向进行 解题套路：改变条件，先看温度变没变 ①温度改变：K 变，计算 Q 与新 K 比较判断方向 ②浓度压 强改变：K 不变，计算瞬时 Q，对比 K 看移动方向 ▌对点练1-1 一定温度下小分子烯烃之间存在如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在压强为pkPa的恒压密闭容器中，通入一定量的C3H6，反应达到平衡时，三种组分的物质的量分数x随温度T的变化关系如图所示（Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。下列说法错误的是 A．曲线a表示C3H6的物质的量分数随温度变化情况 B．700 K时反应的 C．700 K之前升高温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ D．加入催化剂可使曲线b和c的交点位置向上平移 【答案】D 【详解】A．由分析可知，曲线a表示的物质为，A正确； B．由图像可知，时的物质的量分数为0.6，和的物质的量分数为0.2，的分压为，的分压为，因此反应的，B正确； C．由分析可知，前以反应Ⅰ为主，升高温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ，C正确； D．催化剂只能改变反应速率，不会影响反应平衡，对平衡时物质的量分数无影响，交点不变，D错误； 故选D。 ▌对点练1-2 某恒容密闭容器中发生反应，当温度低于时，其速率方程为，当温度高于时，，以上两式中，为反应速率，为速率常数(值的大小与温度、催化剂有关)，下列叙述正确的是 A．增大的浓度为原来的倍，速率一定变为原来的倍 B．与温度、催化剂有关，因此增大压强，值不变，速率一定不变 C．无论升温还是降温，只要和的浓度相等，反应速率不变 D．当温度为时，改变的浓度，反应速率基本不变 【答案】D 【详解】A．温度低于300∘C时，速率方程为，此时若仅将的浓度增大为原来的2倍、浓度不变，反应速率仅变为原来的2倍，并非一定为4倍，A错误； B．增大压强时若反应物浓度增大，即使值不变，根据速率方程可知反应速率也会增大，B错误； C．温度变化会改变速率常数，且300∘C上下速率方程形式不同，因此即使、浓度相等，温度改变时反应速率也会发生变化，C错误； D．400∘C高于300∘C，此时速率方程为，反应速率与的浓度无关，因此改变的浓度，反应速率基本不变，D正确。 题型 实验探究影响化学反应速率的因素 ▌例2 某小组学生利用控制变量法的科学思想，设计了如下定性探究影响化学反应速率因素的实验。可选试剂：5% 溶液、溶液、蒸馏水、溶液、溶液、溶液。请按要求回答下列问题。 (1)小组确定本次实验探究的反应原理及其对应的预期现象(填充空白) 化学方程式 预期的实验现象 ⅰ ①____________________________________________ 产生气泡的快慢 ⅱ 溶液出现浑浊的快慢 (2)学生甲选择原理ⅰ，探究催化剂对该反应速率的影响，必选试剂除5% 溶液外，还应选_________________。 (3)学生乙选择原理ⅱ，设计如图所示对比实验，探究溶液浓度对该反应速率的影响，试剂X为______________________，其用量为：______________________。 (4)学生丙选择原理ⅱ设计对比实验，探究影响反应速率的因素，数据如下表所示： 实验 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/() 体积/mL 浓度/() 体积/mL 体积/mL 温度/℃ Ⅰ 0.1 1 0.5 1 V 30 Ⅱ 0.1 2 0.5 1 7 a Ⅲ 0.1 2 0.5 1 7 10 ①对比实验Ⅰ、Ⅱ，为探究____________________对该反应速率的影响。 ②________________________。 ③________________________，加入V mL水的目的是________________________。 ④对比上述实验数据，推测反应速率最快的是________________________(填实验编号)。 【答案】(1) (2)溶液 (3)溶液 溶液 2 mL (4)浓度 30 8 控制溶液总体积均为10 mL Ⅱ 【详解】（1）原理ⅰ是过氧化氢的催化分解反应，生成水和氧气，该化学方程式为：； （2）探究催化剂对​分解速率的影响，必须选择能催化​分解的试剂，故可选择溶液作为催化剂； （3）探究浓度对反应速率的影响，需控制浓度、体积相同​（均为），体积相同（均为2 mL），仅改变浓度。右侧加入溶液​，因此左侧试剂X为溶液​，用量也为，保证仅硫酸浓度为唯一变量； （4） ①实验Ⅰ、Ⅱ中温度、硫酸的浓度体积均相同，仅的用量不同，因此是探究浓度对反应速率的影响； ②实验Ⅱ和Ⅲ是探究温度对速率的影响，要保证其他条件一致，因此a和实验Ⅰ温度相同，为； ③实验Ⅱ总体积为，为保证Ⅰ、Ⅱ体系总体积相同，故，加水的目的是控制总体积一致，让两组除浓度外的其他物质浓度均相同，符合单一变量原则； ④反应速率受浓度和温度共同影响：实验Ⅱ的​浓度比Ⅰ大，温度比Ⅲ高，因此反应速率最快。 ▌对点练2-1Ⅰ．研究化学反应速率对于科学研究和工农业生产具有重要的指导意义。 【实验原理】硫酸与硫代硫酸钠溶液混合，会产生乳白色浑浊和有刺激性气味的气体。 【实验用品】溶液。溶液、蒸馏水。试管、烧杯、量筒、胶头滴管等。 (1)为保证实验的准确性和可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的操作是_______________。 (2)除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验仪器是_______________(填名称)；圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为_________________。 (3)探究化学反应速率的影响因素并定量计算 实验编号 溶液 溶液 蒸馏水 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 体积/mL 温度/℃ Ⅰ 0.1 8 0.5 10 V 20 Ⅱ 0.1 10 0.5 10 0 a Ⅲ 0.1 10 0.5 10 0 30 ①实验Ⅰ、Ⅱ探究_______________对化学反应速率的影响。V=_____________，a=____________。 ②用传感器测得实验Ⅲ在时为，则该反应在内的平均化学反应速率______________。 Ⅱ．用量气法测量化学反应的速率。 (4)从装置缺陷的角度分析，下两图测定化学反应速率时，操作和药品无误，导致测定速率偏大是__________(填“A”或“B”)，理由是_____________________________________________。B装置中导管a的作用是_____________________________________。 【答案】(1)检查装置气密性 (2)秒表或计时器 2H++=H2O+S↓+SO2↑ (3)Na2S2O3的浓度 2 20 0.001mol∙L−1∙s−1 (4) A 滴入稀硫酸占据锥形瓶内体积，会把装置内气体挤压出去，使得读取气体体积偏大 平衡分液漏斗与锥形瓶内压强，消除滴入硫酸液体体积带来的体积误差 【详解】（1）该实验通过测量生成气体的体积来测定反应速率，装置必须保持密闭，因此实验前必须先检查装置的气密性； （2）测定化学反应速率需要测量产生一定体积气体所需的时间，因此除给定仪器外还需要秒表（或计时器）；硫代硫酸钠与硫酸发生歧化反应，生成硫单质、二氧化硫气体和水，反应的离子方程式为； （3）①实验Ⅰ、Ⅱ中H2SO4的浓度、体积和温度均相同，只有Na2S2O3溶液的浓度不同，故探究的是Na2S2O3溶液的浓度对化学反应速率的影响。为使Ⅰ、Ⅱ中H2SO4的浓度相同，两组实验的总体积应相等，则V=20−8−10=2；Ⅰ、Ⅱ的反应温度也应相同，故a=20。 ②实验Ⅲ中，混合后H+的初始浓度为(0.5mol/L×10mL×2)÷20mL=0.5mol/L；40s时H+的浓度降至0.42mol/L，则40s内H+的浓度减少0.08mol/L；由化学计量数关系，Na2S2O3的浓度减少0.08mol/L÷2=0.04mol/L，则该反应在40s内的平均反应速率； （4）A装置中，将稀硫酸滴入锥形瓶时，滴入的液体会占据锥形瓶内的部分体积，导致注射器活塞向右移动的刻度包含了生成气体的体积和滴入液体的体积，从而使测得的气体体积偏大，计算出的反应速率偏大。B装置中导管a将分液漏斗上部与锥形瓶连通，其作用是平衡气压，使分液漏斗中的稀硫酸能在重力作用下顺利滴下，同时滴入液体的体积与排入分液漏斗的气体体积相互抵消，消除了滴入液体体积对所测气体体积的影响。 ▌对点练2-2某课外兴趣小组实验探究影响化学反应速率的因素。 (1)硫代硫酸钠俗称大苏打、海波，广泛应用于照相定影等领域。某同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如表系列实验： 实验序号 反应温度/℃ 浓度 稀硫酸 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 0.10 0.50 3 20 0.10 4.0 0.50 ①硫代硫酸钠与稀硫酸反应的化学方程式：_______。 ②该实验1和3可探究_______对反应速率的影响。实验1和2可探究温度对反应速率的影响，因此_______mL。 (2)某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率，所用试剂为溶液和溶液，所得溶液中的浓度随时间变化的曲线如图1和的速率随时间的变化关系如图2： ①写出该反应离子方程式：_______。 ②段该反应速率增大，为探究可能的原因，设计如下方案探究影响化学反应速率的因素：已知：对该反应无影响；可供选择的试剂有： A．NaCl固体 B．固体 C． 0.2 mol/L HCl D． E. 方案 假设 数据处理 具体操作 Ⅰ 反应产物对反应有催化作用，加快了化学反应速率 取溶液于烧杯中，先加入_______(填字母)，再加入溶液。 通过绘制随时间变化的曲线与图1对比 Ⅱ 反应中溶液酸性增强，加快了化学反应速率 分别向两个烧杯中加溶液。烧杯①：加入1mL水，烧杯②：加入1mL_______(填字母)。再分别向两个烧杯中加入溶液。 a．方案Ⅰ中所选试剂_______，方案Ⅱ中所选试剂_______。 b．除方案Ⅰ和方案Ⅱ外，请再提出一种可能加快化学反应速率的假设_______。 【答案】(1) 稀硫酸浓度（或硫酸浓度） 0（或0.0） (2) A D 该反应为放热反应，温度升高，加快了化学反应速率 【详解】（1）①硫代硫酸钠在酸性条件下发生歧化反应，生成不溶的硫单质、二氧化硫气体、硫酸钠和水，其方程式为：； ②实验1和3温度相同，只有稀硫酸的体积不同、最终体系总体积一致，因此变量是稀硫酸的浓度，探究稀硫酸浓度对反应速率的影响；实验1和2探究温度的影响，根据控制变量法，必须保证其他反应物浓度、体系总体积完全一致，实验1总体积为：10.0 ml+10.0 ml=20.0 ml，因此  V1= 10.0 、V2 = 10.0，计算得  V3 = 20.0 − 10.0 − 10.0 = 0 mL； （2）①酸性条件下作为氧化剂被还原为Cl-，作为还原剂被氧化为，其方程式为：； ②方案Ⅰ要验证的催化作用，需要在反应前加入且不引入其他干扰变量，因此选A（NaCl固体）；方案Ⅱ要验证酸性增强的影响，需要加入等体积的含且不引入干扰离子的试剂，1mL 0.1mol/L 提供的量和反应生成的酸性增量匹配，且已知对反应无影响，因此选D；反应速率随时间加快的常见额外合理假设为反应放热使体系温度升高，温度升高进一步加快反应速率，符合图2中速率先上升的变化趋势。 题型 化学反应速率影响因素的图像分析 ▌例3反应经历两步：①X→Y；②Y→2Z。向反应体系中加入X在一定条件下发生上述反应，X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．m表示Y的浓度随时间的变化曲线 B．t1s时，Z的浓度是 C．t2s时，X的浓度是 D．t1 s以前，Y的平均生成速率与X的平均消耗速率相等 【答案】D 【详解】A．Y为反应中间产物，浓度随时间先升高后降低，与曲线m的变化趋势一致，故m表示Y的浓度随时间的变化曲线，A正确； B．设时，消耗的为，生成的总量为；生成的需消耗的，故剩余的浓度为，解得，即的浓度为，B正确； C．时浓度为，浓度为，生成的需消耗的，故生成的总浓度为，即消耗的浓度为，剩余的浓度为，C正确； D．前，X消耗转化为Y，但同时部分Y也在继续反应消耗转化为Z。根据平均生成速率定义，而X的平均消耗速率。由于在前已经生成了Z，因此X的平均消耗速率大于Y的平均生成速率，两者不相等，D错误；故答案选D。 ▌对点练3-1 在固定容积为2.0 L的密闭容器中，充入物质的量均为4 mol的和，在一定条件下发生反应：，测得、和的物质的量（n）随时间（t）变化如图所示。下列说法正确的是 A．、的速率之比为2∶1 B．和的平衡转化率相等 C．曲线Ⅱ表示的物质的量随时间的变化曲线 D．0～4 min，用表示的化学反应速率为 【答案】C 【详解】A．同一反应、相同时间段内，以不同物质表示的反应速率之比等于相应化学计量数之比，故，而非2∶1，A错误； B．由分析可知，平衡时、的物质的量分别为3.0 mol、1.0 mol，二者初始量均为4 mol，因此，，二者不相等，B错误； C．由分析可知，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别对应、、，所以曲线Ⅱ表示的物质的量随时间的变化曲线，C正确； D．由分析可知，0～4 min内的物质的量增加2.0 mol，容器容积为2.0 L，因此，而非，D错误； 故选C。 ▌对点练3-2 铈(Ce)是安徽省重要的稀土金属之一。在铈矿提取铈过程中，涉及反应：。向容器中投入足量、和稀硫酸，发生上述反应，不同温度下测得与时间变化的关系如图所示。 下列叙述正确的是 A．温度： B．逆反应速率： C．b点： D．温度下，0～2 min内平均速率 【答案】C 【详解】A．初始组成相同，下方曲线表示反应物浓度下降更快，说明该温度下反应速率较大，因此温度关系为，A错误； B．a、b两点位于同一温度曲线上，从a到b，生成物浓度增大，逆反应速率增大，所以，B错误； C．b点后反应物浓度仍下降，说明反应仍净向正反应方向进行，所以，C正确； D．由图可知，0～2 min内反应物的平均消耗速率为；根据反应方程式中反应物与铈离子的化学计量数之比，铈离子的平均生成速率为，D错误；故选C。 题型 化学反应机理或反应历程 ▌例4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。请回答下列问题 (1)上述反应历程共涉及____个基元反应。 (2)该历程中制约反应速率的方程式为_____________。 (3)基元反应发生的先决条件是发生有效碰撞。在有气体参与的反应中，A增大反应物浓度、B．升高温度、C．增大压强(压缩体积)、D．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A、B、C、D或无)： ①增加活化分子数的是________； ②增加活化分子百分比的是________； ③增加单位体积内活化分子数的是________； ④改变了焓变的是________。 【答案】(1)4 (2)CH3OH*→CH3O*+H* (3) ABD BD ABCD 无 【详解】（1）在反应的能量变化图中，每一个波峰代表一个过渡态，对应一个基元反应。图中共有4个过渡态，因此该反应历程共涉及4个基元反应； （2）多步反应中，活化能最大（即能垒最高）的步骤是制约整体反应速率的决速步。根据图示数据计算各步的活化能（正反应活化能 = 过渡态能量 - 反应物能量）： 第一步：； 第二步：； 第三步：； 第四步：。 第一步的活化能最大，为决速步。该步反应的反应物为 ，生成物为 ，故方程式为 ； （3）① A. 增大反应物浓度（增加了反应物的物质的量），总分子数增加，活化分子数随之增加； B. 升高温度，使更多普通分子获得能量转化为活化分子，活化分子数增加； C. 增大压强（压缩体积），分子总数不变，活化分子数不变； D. 加入催化剂，降低了反应的活化能，使更多分子成为活化分子，活化分子数增加。 故选 ABD； ② 活化分子百分比仅受温度和催化剂的影响。升高温度和加入催化剂均能提高活化分子在总分子中的比例；增大浓度和压缩体积不改变活化分子百分比。故填 BD； ③ 反应速率增大的根本原因是单位体积内有效碰撞次数增加，即单位体积内活化分子数增加。上述四种方法均能增大反应速率，因此都增加了单位体积内的活化分子数。故填 ABCD； ④ 反应的焓变（）仅取决于反应物和生成物的始态与终态的相对能量，与反应过程中的浓度、压强、催化剂等条件无关（高中阶段通常也忽略温度对焓变的微小影响）。故填 无。 ▌对点练4-1 回答下列问题。 Ⅰ．目前汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应生成CO2和N2。 (1)的反应历程如图（图中所有物质均为气态）。 该反应的决速步骤是反应__________（填对应序号）。总反应的中间产物的化学式为__________________________________。 (2)向绝热恒容密闭容器中充入等物质的量的NO和CO进行反应，下列能判断反应已达到化学平衡状态的是______。 A．容器中的压强不变 B． C．气体的平均相对分子质量保持不变 D．NO和CO的体积比保持不变 Ⅱ．甲烷水蒸气催化重整制氢。 反应ⅰ． 反应ⅱ． (3)反应ⅱ的速率方程，k为速率常数（只受温度影响），m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分的初始浓度和反应初始的瞬时速率如下表。 实验序号 c(H2O)/mol·L-1 c(CH4)/mol·L-1 v/mol·L-1·s-1 1 1.0 1.0 1.20 2 1.0 2.0 2.40 __________，__________（不要求写单位）。 (4)恒温条件下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)在体积为1 L的密闭容器中发生反应ⅰ、反应ⅱ，反应达平衡时，CH4的转化率为60%，CO2的物质的量为0.3 mol，则平衡时容器内的压强与起始时压强之比为__________，反应ⅰ的平衡常数__________（列出计算式即可）。 【答案】(1)① 、 (2)AC (3)1 1.20 (4)8∶5 【详解】（1）反应决速步骤是反应历程中活化能最大的基元反应，根据图像可知，反应①的活化能最大，因此该反应的决速步骤是反应①； 根据反应历程可知，反应①生成，反应②消耗；反应②生成，反应③消耗，因此总反应的中间产物为、； （2）A．该反应为气体分子数减小的反应，随着反应进行，总压强不断变化，且绝热容器中进行该反应， 会导致温度变化，进而也会影响压强，因此容器中压强不变可以说明反应达到平衡状态，A正确； B．平衡时正逆反应速率需要满足计量数关系，应为，因此时反应未达到平衡，B错误； C．气体的质量保持不变，该反应为气体分子数减小的反应，气体的总物质的量不断变化，气体的平均相对分子质量不断变化，因此气体的平均相对分子质量保持不变可以说明反应达到平衡状态，C正确； D．初始充入的和的物质的量相同，两者在反应过程中转化的物质的量相同，因此两者的物质的量之比始终为1:1，体积比也始终保持不变，因此不能说明反应达到平衡，D错误； 故选AC； （3）根据图表中的数据可知，、、解得、； （4）转化的的物质的量为，的物质的量为，根据反应ⅱ的反应方程式可知，反应ⅱ中转化的的物质的量为，转化的的物质的量为，生成的的物质的量为；反应ⅰ中转化的的物质的量为，根据反应ⅰ的反应方程式可知，转化的的物质的量为，生成的的物质的量为，生成的的物质的量为；平衡时的物质的量为，的物质的量为，的物质的量为，的物质的量为，的物质的量为，总的物质的量为，恒温恒容条件下，压强之比为物质的量之比，因此平衡时容器内的压强与起始时压强之比为；反应ⅰ的平衡常数为。 ▌对点练4-2 CO与甲醇催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图(Ts为过渡态)。下列说法错误的是 A．该过程涉及极性键的断裂和形成 B．该反应有三个基元反应，反应ⅲ是决速步骤 C．该反应中，HI为催化剂，为中间产物 D．总反应的热化学方程式为   【答案】D 【详解】A．反应过程中存在、等极性键的断裂，也存在、等极性键的形成，该过程涉及极性键的断裂和形成，A正确； B．能量图中存在3个过渡态，对应3个基元反应；反应ⅲ的活化能最大，反应速率最慢，是决速步骤，B正确； C．先参与反应被消耗，最终又生成，属于催化剂；在反应中生成后又被消耗，属于中间产物，C正确； D．热化学方程式中的单位应为，图中是单分子反应的能量变化，不是每摩尔反应的焓变，D错误； 故选D。 基础通关 1．对于有气体参加的化学反应来说，下列说法错误的是 A．加入反应物，活化分子百分数增大 B．降低温度，活化分子百分数减小 C．压缩容器体积，活化分子百分数不变 D．使用催化剂，单位体积活化分子数增多 【答案】A 【详解】A．加入反应物，若反应物为气体，仅增大反应物浓度，单位体积活化分子数目增加，但活化分子百分数由温度、催化剂决定，并未发生变化，A错误； B．降低温度，分子平均能量降低，能够成为活化分子的分子数减少，活化分子百分数减小，B正确； C．压缩容器体积，气体浓度增大，单位体积活化分子数目增加，但活化分子百分数不变，C正确； D．使用催化剂，降低反应活化能，活化分子百分数增大，单位体积内活化分子数增多，D正确； 故选A。 2．工业上利用地康法制取氯气的反应为  ，在某恒容密闭容器中发生该反应且达到平衡后，改变某一条件。下列说法正确的是 A．升高温度：正反应速率减小，平衡逆向移动 B．缩小容器体积：正、逆反应速率均增大，平衡正向移动 C．充入：正反应速率增大，的平衡转化率减小 D．加入催化剂：正反应速率增大，的平衡产率增大 【答案】B 【详解】A．升高温度会使正、逆反应速率均增大，该反应正反应放热，平衡逆向移动，选项中“正反应速率减小”表述错误，A错误； B．缩小容器体积即增大体系压强，各气体浓度均增大，正、逆反应速率均增大；该反应正向为气体总物质的量减小的反应，增大压强平衡正向移动，B正确； C．充入，反应物浓度增大，正反应速率增大，平衡正向移动，的平衡转化率增大，选项中“的平衡转化率减小”表述错误，C错误； D．加入催化剂会同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，的平衡产率不变，选项中“的平衡产率增大”表述错误，D错误； 答案选B。 3．在恒温恒容容器中对于反应： ，下列措施不能增大化学反应速率的是 A． 在原容器中再充入 B． 在原容器中再充入 C． 加入催化剂 D． 将水蒸气从体系中分离 【答案】D 【详解】A．恒温恒容条件下充入1 mol ，反应物浓度增大，化学反应速率增大，A不符合题意； B．恒温恒容条件下充入1 mol ，反应物浓度增大，化学反应速率增大，B不符合题意； C．加入催化剂可降低反应的活化能，显著增大化学反应速率，C不符合题意； D．将水蒸气从体系中分离，生成物浓度减小，化学反应速率减小，不能增大反应速率，D符合题意； 故选D。 4．下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 A．Fe与稀硫酸反应制取时，改用98%浓硫酸 B．Na与水反应时，增加水的用量 C．溶液与溶液反应时，增大压强 D．黄铁矿燃烧时，将矿石预先粉碎 【答案】D 【详解】A．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸，常温下Fe与98%浓硫酸会发生钝化，且加热时浓硫酸与Fe反应不生成H2，无法增大生成H2的反应速率，A项不符合题意； B．水是纯液体，浓度为定值，Na与水反应时，增加水的用量不能改变反应物浓度，对反应速率无明显效果，B项不符合题意； C．Na2SO4溶液与BaCl2溶液的反应为溶液中的离子反应，无气体参与，压强对该类反应速率几乎无影响，增大压强无明显效果，C项不符合题意； D．黄铁矿燃烧时，将矿石预先粉碎可增大矿石与反应物的接触面积，能明显加快反应速率，D项符合题意； 故选D。 5．工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3(g) C6H5CH=CH2(g)+H2(g)。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．曲线①表示的是逆反应的v−t关系 B．t1时刻体系处于平衡状态 C．反应进行到t1时，Q>K(Q为浓度商) D．当催化剂存在时，ν1、ν2都增大 【答案】D 【详解】A．反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，随着反应进行反应物浓度逐渐减小，则正反应速率逐渐减小，所以曲线①表示的是正反应的v-t关系，A错误； B．由图可知，t1时，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，B错误； C．反应进行到t1时，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，故Q<K，C错误； D．催化剂能降低反应的活化能，使反应速率增大，即ν1、ν2都增大，D正确； 答案选D。 6．化学中常借助曲线图来表示某种变化过程，有关下列四个曲线图的说法不正确的是（    ） A．对反应：aA(s)+2B(g)xC(g)，根据图①可以求出x=2 B．升高温度，图④表示的反应中反应物的转化率增大 C．图③表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响，乙的压强大 D．图②可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化 【答案】D 【详解】A．由图①可知v(B)：v(C)=0.1mol∙L-1∙min-1：0.1mol∙L-1∙min-1=1：1，根据对于确定的化学反应以不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，所以x=2，故A不符合题意； B．可逆反应达到平衡后，升高温度，正反应速率大于逆反应速率，则平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，故B不符合题意； C．2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)，该反应是反应前后气体体积不变的反应，压强对反应前后气体体积不变的反应的平衡状态没影响，增大压强，平衡不移动，反应速率加快，达到平衡需要的时间缩短，故C不符合题意； D．升温，正逆反应速率都增大，降温，正逆反应速率均减小，不会出现图示的结果，故D符合题意； 答案选D。 7．I.按要求填写下列空白： (1)在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出91.5 kJ 的热量。写出相应的热化学方程式为 ___________。 (2)已知： ①2Mg(s) + O2(g) = 2MgO(s) ΔH2 = -1203.4 kJ/mol ②C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH1 = -393.5 kJ/mol 写出Mg与CO2反应的热化学方程式___________。 (3)氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：___________。 II.某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白。 (4)该反应的化学方程式为___________。 (5)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率v(Z)= ___________。 (6)上述反应在t1～t6内反应速率与时间图象如图所示，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是___________ (填字母)。 A．在t1时增大了压强 B．在t3时加入催化剂 C．在t4时降低了温度 D．t2～t3时X的转化率最高 【答案】(1)H2(g) +Cl2(g) = 2HCl(g)  ΔH = -183 kJ/mol (2)2Mg(s) + CO2(g) = 2MgO(s) + C(s)  ΔH=-809.9 kJ/mol (3)H2 - 2e- +2OH-= 2H2O (4)3X＋Y2Z (5)0.05 mol·L－1·min－1 (6)B 【详解】（1）在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出91.5 kJ 的热量，则1mol氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出183kJ 的热量，反应的热化学方程式为H2(g) +Cl2(g) = 2HCl(g)  ΔH = -183 kJ/mol； （2）①2Mg(s) + O2(g) = 2MgO(s)     ΔH2 = -1203.4 kJ/mol ②C(s) + O2(g) = CO2(g)  ΔH1 = -393.5 kJ/mol 根据盖斯定律①-②得Mg与CO2反应的热化学方程式为2Mg(s) + CO2(g) = 2MgO(s) + C(s)  ΔH=-809.9 kJ/mol； （3）碱性氢氧燃料电池，氢气在负极失电子生成水，负极反应式H2 - 2e- +2OH-= 2H2O； （4）X、Y物质的量减少，Z物质的量增多，所以X、Y是反应物，Z是生成物，X、Y、Z物质的量变化为0.3mol、0.1mol、0.2mol，该反应的化学方程式为3X＋Y2Z； （5）反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率v(Z)= mol·L－1·min－1； （6）A．t1时，正反应速率不变，逆反应速率突然增大，改变的条件是加入生成物Z，故A错误； B．在t3时，正逆反应速率同等程度增大，改变的条件是加入催化剂，故B正确； C．在t4时，正逆反应速率均降低，平衡逆向移动，改变的条件为减小压强，故C错误； D．t2～t3时，反应达到平衡，X的转化率不变，故D错误； 选B。 素养提升 1．稀土由于其特殊的用途和重要性被人们称为“工业维生素”。工业上常用萃取法（萃取剂为HA）富集稀土中的铈，其原理是。在烧杯中加入溶液和适量HA，测得不同温度下与时间关系如图所示，已知c点坐标为(2,0.5)。下列叙述不正确的是 A．逆反应速率：a<b B．温度过高不利于萃取溶液中的 C．正反应速率：c>b D．时0～2 min内 【答案】D 【详解】A．a、b两点都在曲线上，温度相同。由a到b，铈离子浓度逐渐降低，生成物的量增多，逆反应速率增大，所以a点的逆反应速率小于b点，A正确； B．，且达到平衡后较高温度下铈离子浓度更大，说明升高温度使水相中剩余的铈离子增多、萃取程度降低，所以温度过高不利于萃取溶液中的铈离子，B正确； C．b、c两点的铈离子浓度相同，由相同的初始组成和反应计量关系可知，两体系中与正反应速率有关的反应物组成相同；，较高温度下正反应速率较大，所以c点的正反应速率大于b点，C正确； D．下0～2 min内，根据c点坐标和题给平衡式中铈离子与氢离子的化学计量数之比1∶4，氢离子的平均生成速率为，原选项的数值少乘了化学计量数4，D错误； 故选D。 2．一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应：ΔH＞0，各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是 A．曲线Ⅰ代表物质Y，曲线Ⅲ代表物质Z B．图中时刻的正反应速率大于时刻 C．若升高温度，活化分子数和活化分子百分数均增大 D．0～40 min，用物质Y表示的平均反应速率为 【答案】D 【详解】A．Z是反应物，其浓度随反应进行而减小，故曲线Ⅲ表示Z；X、Y是生成物，浓度变化量之比为1∶2，故曲线Ⅰ表示Y、曲线Ⅱ表示X，A正确； B．图中较早的时刻，反应物Z的浓度大于较晚的时刻；温度相同时，Z的浓度越大，正反应速率越大，B正确； C．升高温度，分子的平均动能增大，活化分子数和活化分子百分数均增大，C正确； D．由图可知，0～40 min内Z的浓度变化量为。根据反应中Z与Y的化学计量数之比为1∶2，Y的浓度变化量为，故用Y表示的平均反应速率为，D错误； 故选D。 3．甲烷被氧化成甲醇的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．基元反应1存在极性键的断裂和形成 B．升温有利于提高化学反应速率和甲醇的平衡产率 C．基元反应1决定总反应速率的快慢 D．反应热：基元反应2>基元反应1 【答案】B 【详解】A．基元反应1过程中，断裂中的极性键、极性键，同时形成、等极性键，存在极性键的断裂和形成，A正确； B．升温可以提高化学反应速率，但总反应反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，升温平衡逆向移动，甲醇的平衡产率降低，B错误； C．总反应速率由活化能最大的慢基元反应决定，基元反应1活化能为，大于基元反应2的活化能，因此基元反应1决定总反应速率的快慢，C正确； D．生成物总能量-反应物总能量，基元反应1的，基元反应2的，故：基元反应2>基元反应1，D正确； 故选B。 4．某温度下，对可逆反应：  ，下列叙述正确的是 A．加入少量，逆反应速率增大 B．平衡后加入，上述反应的平衡常数增大 C．升高温度时，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．压强不变，充入Ar，反应速率减小；体积不变，充入Ar，反应速率不变 【答案】D 【详解】A．是固体，固体浓度视为常数，增加固体用量不影响反应速率，加入少量逆反应速率不变，A错误； B．平衡常数仅与温度有关，加入不改变温度，平衡常数不变，B错误； C．升高温度会增大活化分子百分数，正、逆反应速率均增大，C错误； D．压强不变时充入，容器体积增大，参与反应的气体浓度降低，反应速率减小；体积不变时充入，参与反应的气体浓度不变，反应速率不变，D正确； 故选D。 5．甲、乙两个实验小组利用酸性溶液与溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下： 已知：为二元弱酸。 甲组：通过测定单位时间内生成气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。 某同学进行实验，实验装置如图。 (1)仪器A的名称：_____________，完成该实验还需要_________（填仪器名称）。 (2)写出酸性溶液与溶液反应的离子方程式：_____________________。 乙组：通过测定溶液褪色所需时间来比较化学反应速率。进行如下实验： 实验序号 实验温度/K 溶液（含硫酸） 溶液 溶液褪至无色所需时间/s A 293 2 0.02 5 0.1 5 B 2 0.02 4 0.1 8 C 313 2 0.02 0.1 6 (3)为探究浓度、温度两个变量对化学反应速率的影响，上表是按照控制单一变量的方案设计的，其中其中________；________； (4)利用实验B中数据计算，用的浓度变化表示的反应速率为________。 (5)在实验中发现开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久后溶液突然褪色，反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做A组实验，测定褪色过程中不同时间溶液的温度，结果如表所示。 时间/s 0 5 10 15 20 25 30 温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 27 ①结合实验目的与表中数据：温度________（填“是”或“不是”）反应速率突然加快的原因。 ②从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是________的影响。 ③若用实验证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是___________（填标号）。 a． b． c． d． 【答案】(1)分液漏斗 秒表（或计时器） (2) (3)4 293 (4)0.025 (5)不是 反应生成的具有催化作用 d 【详解】（1）根据仪器A的构造可知，其名称为分液漏斗；实验中需要测定单位时间内​的体积，因此除了量气装置外，还需要计时的仪器秒表。 （2）酸性具有强氧化性，具有还原性，二者发生氧化还原反应，被​​​氧化为​，被还原为，结合酸性环境、电荷守恒和原子守恒配平得到离子方程式：。 （3）本实验采用控制变量法，实验A和B探究草酸浓度对反应速率的影响，需保持温度相同，因此，同时保证溶液总体积一致，A组总体积为，因此；实验B和C探究温度对反应速率的影响，需保持草酸浓度相同，总体积仍为12 mL，因此。 （4）实验B中，初始​的物质的量为，溶液总体积为12 mL（即0.012 L），初始浓度为，8 s（即）后完全反应，浓度变化等于初始浓度，因此反应速率。 （5）①由表格数据可知，反应过程中温度仅升高约2℃，温度变化很小，因此温度升高不是反应速率突然明显加快的主要原因； ②该反应的生成物含，因此猜想：生成的对反应有催化作用； ③要验证的催化作用，需要向体系中加入含且不引入其他干扰变量的试剂，​符合要求，其余试剂无法提供目标催化离子，因此选d。 6．某小组设计实验方案探究影响化学反应速率的因素。 实验(一)：设计实验探究浓度对化学反应速率的影响。 序号 溶液的体积/mL 硫酸溶液的体积/mL 加入蒸馏水体积/mL 水浴温度/℃ 变浑浊所用时间/s Ⅰ 10.0 10.0 0 25 Ⅱ 10.0 8.0 25 Ⅲ 10.0 10.0 0 35 回答下列问题： (1)写出Na2S2O3溶液和稀硫酸反应的离子方程式：__________________________。实验时在实验台上垫一张白纸，其作用是________________________________________。 (2)上表中V1=________。添加蒸馏水的目的是________________________________________。 (3)实验测得，实验结论是________________________________________________。预测：________(填“>”“<”或“=”)。 实验(二)：设计实验探究催化剂对化学反应速率的影响。实验装置如图所示。 药品：30%双氧水、MnO2粉末 (4)设计如下方案： 实验 30%双氧水的体积 MnO2粉末的质量 测定物理量 a 50mL 0 A1 b V2 0.5g A2 ①上表中V2=________________。 ②为了证明MnO2作催化剂，还需要补充实验：________________________________。 【答案】(1) 便于观察实验现象 (2)2.0 确保溶液总体积不变 (3)其他条件相同，增大反应物浓度，反应速率增大(合理即可) < (4)50mL 分离出反应后的混合物中的固体，洗涤、干燥、称量、重复实验等(合理即可) 【详解】（1）硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、黄色固体硫和二氧化硫，离子方程式为；垫一张白纸便于观察溶液变浑浊现象。 （2）在探究浓度对反应速率影响的实验中，需要控制其他变量不变。实验Ⅰ和实验Ⅱ的温度相同，是为了探究硫酸浓度对反应速率的影响。为了保证硫代硫酸钠（）的初始浓度在两个实验中保持一致，需要使混合后溶液的总体积相同。实验Ⅰ的总体积为，实验Ⅱ的总体积也应为，，。变量控制实验设计原理是只改变一个量，加蒸馏水确保溶液总体积相等，便于判断反应物浓度大小。 （3）实验Ⅰ和实验Ⅱ的温度相同，实验Ⅱ的硫酸浓度小速率慢，故结论为其他条件相同，增大反应物浓度，反应速率增大。实验Ⅲ的反应温度高于实验Ⅱ，且硫酸浓度大于实验Ⅱ，反应速率更快，因此t3<t2。 （4）①因为设计实验探究催化剂对化学反应速率的影响，故双氧水的浓度、体积不变，故V2=50 mL。 ②催化剂在反应前后质量和化学性质均不变，因此需分离出反应后的固体，洗涤、干燥、称量确认质量不变，再将其加入等浓度双氧水中，观察到仍可加快反应速率，证明化学性质不变，即可说明MnO2为该反应的催化剂。 迁移创新 1．向绝热恒容密闭容器中通入和，在一定条件下发生反应：，该反应的正反应速率随着时间变化的示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．d点：v(正)>v(逆) B．该反应的 C．c点时的转化率最大 D．a、b、c、d四点对应的压强： 【答案】A 【详解】A．体系由反应物开始，达到平衡前反应始终向正反应方向进行；d点之后正反应速率仍在下降，说明d点尚未达到平衡，因此d点的正反应速率大于逆反应速率，A正确； B．随反应进行，反应物浓度减小，但绝热容器内正反应速率先增大，说明正反应放出的热量使体系温度升高，故，B错误； C．c点只是正反应速率的最大值点；c点后体系仍向正反应方向进行，CO继续被消耗，其转化率继续增大，所以c点时CO的转化率不是最大值，C错误； D．该反应前后气体总物质的量不变，故；恒容时。正反应放热且从a点到d点反应仍向正向进行，体系温度依次升高，因此，D错误； 故选A。 2．一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molA(g)和2molB(g)，发生反应：A(g)+3B(g)=C(s)+xD(g)，测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是 A．x=2 B．2min时，改变的条件可能是升高温度 C．0～2min，(B)=0.15mol·L-1·min-1 D．反应至3min时，反应速率：正>逆 【答案】A 【详解】A．由反应方程式可知，，0~2 min内，曲线Ⅰ从浓度1.0降至0.9，则，曲线Ⅱ从浓度0上升至0.1，则，曲线Ⅲ从浓度1.0降至0.7，则，因此，A错误； B．2~4 min，各物质浓度变化量明显增大且2 min时的浓度不发生变化，因此改变的条件是升高温度或使用催化剂，B正确； C．0~2 min，，C正确； D．3 min时，A、B浓度仍在降低，D浓度仍在升高，说明反应正向进行，，D正确； 故答案选A。 3．为探究阴离子种类对溶液中光催化还原生成还原效率的影响，在时测得不同阴离子条件下的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该条件下阴离子的使用可以加快反应速率 B．该条件下，对还原效率的影响程度： C．实验①中与可能发生氧化还原反应从而降低了还原效率 D．实验③中内用表示的平均反应速率为 【答案】C 【详解】A．由图中空白对照实验可知，溶液中加入不同的阴离子均使还原的效率降低，反应速率减小，A错误； B．经过相同的时间，所剩的浓度越大，对应的阴离子对还原效率的影响程度越大，所以该条件下，对还原效率的影响程度由大到小的顺序为，B错误； C．实验①中的加入，使还原的效率降低程度最大，可能是在酸性条件下，具有强氧化性与发生氧化还原反应从而降低了还原的效率，C正确； D．实验③中内用表示的平均反应速率为，D错误； 故答案选C。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 化学反应的方向、 限度与速率 第三节 化学反应的速率 第2课时 影响反应速率的因素 课标要点 1.通过实验探究，了解浓度、温度、压强、催化剂等外界条件对化学反应速率的影响，知道反应物自身性质是影响速率的内因。 2.能从活化分子角度简单解释外界条件改变反应速率的微观原因，认识催化剂可以通过改变反应历程调控反应速率。 3.体会控制变量法在化学实验探究中的作用，能够运用影响速率因素分析、解释生产生活中的简单化学现象。 学习重难点 重点： 1.认识内因是决定化学反应速率的根本因素，掌握浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率的影响规律。 2.能用活化分子视角理解外界条件对速率的微观作用，理解催化剂改变反应历程、降低活化能的实质。 3.理解控制变量法的思想，会分析探究速率影响因素的对比实验。 难点： 1.区分活化分子总数与活化分子百分数，辨析浓度、压强、温度、催化剂分别改变的是哪一个物理量。 2.惰性气体对有气体反应体系速率的分析，分清恒温恒容、恒温恒压两种不同情况。 3.分清催化剂只改变反应速率，不改变反应焓变和化学平衡状态。 知识点 浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率 ；减小反应物的浓度，反应速率 。 2.反应速率与反应物浓度的定量关系 （1）速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 （2）反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与 无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 （3）反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 特别提醒 一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中各物质化学式前的系数并无确定关系。 随学随练 1．和CO可在催化剂()表面转化为无害气体，其反应原理为，下列有关该反应说法正确的是 A．催化剂能降低反应的，从而加快化学反应速率 B．保持温度和容器体积不变，通入He使体系压强增大，反应速率加快 C．保持温度和压强不变，通入He，反应速率减小 D．增大反应物浓度能增大单位体积内的活化分子百分数，从而加快反应速率 2．某温度下，容积一定的密闭容器中进行以下反应：  ，下列叙述中正确的是 A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的容积缩小，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多 知识点 压强对化学反应速率的影响 1.基本规律(对于气体参与的反应) 2.解释 压强增大→→化学反应速率加快； 反之，压强减小，化学反应速率 。 特别提醒 压强对反应速率的影响，本质是引起浓度的变化： (1)恒温时，压缩体积→压强增大→气体浓度增大→反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入气体反应物→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。 ②充入惰性气体→总压强增大→气体浓度不变→反应速率不变。 (3)恒温恒压时，充入惰性气体→压强不变→容器体积增大→气体浓度减小→反应速率减小。 随学随练 1．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恒压下充入 ⑥及时排出生成的 ⑦将碳粉碎 ⑧升高温度 A．①④⑧ B．②③⑤⑥⑧ C．①③⑦⑧ D．①②④⑧ 2．Ⅰ．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过分子间脱水制得： 在恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。 (1)该条件下反应平衡常数表达式K=________；在时，反应的平衡常数为________； (2)达到平衡时________。 (3)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：、、，此时反应________(填“正向进行”“逆向进行”或“平衡状态”)。 Ⅱ．已知可逆反应： ΔH>0，请回答下列问题： (4)在某温度下，反应物的起始浓度分别为，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。 (5)在恒温恒压条件下，往容器中充入氦气，反应速率______，N的转化率________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。 知识点 温度对化学反应速率的影响 1.基本规律 2.经验规律——范托夫规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。 3.过渡态及活化能 ①过渡态：一种 没有完全断裂、 没有完全形成的高能量的中间状态。 ②活化能： a．定义： 的能量与 的平均能量之间的差值。 b．符号：Ea。 c．单位：kJ·mol－1或J·mol－1。 4.解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的 ，增大反应物分子形成 的比例，故升高温度可以 化学反应的速率。 随学随练 1．碘钟反应是一种化学振荡反应，某化学兴趣小组以过硫酸根()—碘离子(I-)—硫代硫酸根()体系的碘钟反应，探究外界条件对化学反应速率的影响。 已知：该“碘钟实验”反应分两步进行，反应机理如下： 第一步：(慢反应)； 第二步：(快反应)。 设计的实验方案如下表所示(试剂：0.10mol·L-1 K2S2O8溶液、0.50mol·L-1 KI溶液、0.10mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.2%淀粉溶液)。 实验 编号 实验温 度/℃ 试剂体积V/mL K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 25 12 4 0 4 2 ② 25 10 4 Vx 4 2 ③ 35 12 4 0 4 2 回答下列问题： (1)该“碘钟实验”的总反应离子方程式为___________。 (2)实验中Vx=___________。实验①②是探究___________对化学反应速率的影响，实验①③是探究___________对化学反应速率的影响。 (3)整个反应的反应速率由___________反应决定，第一步反应活化能Ea1___________第二步反应活化能Ea2(填“>”“<”或“=”)。 (4)若要探究淀粉用量对变色时间的影响，实验设计思路是什么___________。 2．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 0.01mol/LKMnO4溶液（经H2SO4酸化） 0.1mol/LH2C2O4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 5.0mL 5.0mL 0 20 125 2 5.0mL V1 1.0mL 20 320 3 5.0mL 5.0mL V2 50 30 4 30.0mL 6.0mL 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____________。 知识点 催化剂对化学反应速率的影响 1、催化剂的定义与反应机理 催化剂可以改变化学反应速率，反应前后质量和化学性质不变。催化剂会参与反应历程，后续步骤又重新生成。它通过改变反应历程、降低活化能来加快反应速率。以臭氧分解为例：氯自由基充当催化剂，开辟新的反应路径，活化能降低，加速臭氧分解，这也是臭氧层遭到破坏的原因。 重要结论：催化剂不能改变平衡常数，也不能改变平衡转化率。能量示意图可见催化路径的活化能比原反应活化能更小。 2、催化剂具有选择性 一种催化剂只对部分反应催化效果好，对其他反应作用微弱。乙烯和氧气，既可生成环氧乙烷，也可发生燃烧反应；银催化剂主要加快生成环氧乙烷的主反应，对燃烧副反应影响很小。化工生产利用该特性，选择合适催化剂，提高目标产物的生产效率。 3、催化剂活性相关知识 催化剂活性受自身成分、粒径、制备方法，以及外界温度、压强影响，催化剂一般有合适的活性温度范围。有些物质会造成催化剂中毒，使催化剂失效。 4、升温与催化剂对比 升高温度、加入催化剂都可以增大反应速率。升温对生产设备要求高；催化剂能够大幅度降低活化能，高效提速。研发高效催化剂，对化工生产有重要现实意义。 特别提醒 催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。 随学随练 1．钌()是极好的催化剂，常用于氢化、异构化、氧化等重要反应。用钌基催化剂催化和的反应时，每生成液态时放出的热量，反应机理如图所示，下列说法不正确的是 A．该反应的热化学方程式为　 B．图示中参与循环的物质有、和 C．升高温度，可以加快反应速率 D．图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂 2．一种资源化反应为，该反应在一定条件下能自发进行。下列说法正确的是 A．该反应的 B．其他条件一定时，低温有利于提高氢气的转化率 C．反应的平衡常数表达式 D．使用合适的催化剂可提高的平衡转化率 拓展 外界条件对化学反应速率的影响 1．纯液体和固体的反应速率的影响因素分析 纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。 2．压强对化学反应速率影响的分析 (1)恒温时 增大压强体积缩小反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。 ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同) 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。 3．温度对化学反应速率影响的分析 升高温度，可以增加分子能量，增大活化分子百分数，且加快分子运动，增大分子的碰撞频率，因此升高温度可以加快化学反应的速率。反之，降低温度可以减小化学反应的速率。 4．催化剂对化学反应速率的影响 (1)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，故能改变反应达到平衡的时间，但催化剂不能改变反应物的浓度和反应的平衡常数，所以催化剂不能使化学平衡发生移动，不能改变反应物的转化率。 (2)理论解释：使用催化剂→降低反应所需的能量→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加单位体积内的活化分子百分数→成千成万倍地增大化学反应速率。 (3)用催化剂催化的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。 活学活用 1．研究的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。 Ⅰ．以为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯()为例，该过程分两步进行： 第一步：   第二步：   (1)加氢合成乙烯的热化学方程式为________。 (2)一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高的转化率，可以采取的措施是________(填序号)。 A．增大容器容积    B．增大浓度    C．加入适当催化剂    D．分离出水蒸气 E．升高反应温度 Ⅱ．工业上可用催化合成生产甲醇()燃料。 (3)在250℃、体积为2 L的恒容密闭容器充入1 mol 和3 mol ，发生反应：。测得的物质的量随时间变化如表所示。 t/min 0 2 5 10 15 /mol 1 0.75 0.5 0.25 0.25 ①从反应开始到5 min末，用浓度变化表示的平均反应速率________。 ②反应达到平衡状态时，此时的转化率为________。 ③下列能说明该反应已达平衡状态的是________(填序号)。 a．、、、的浓度均不再变化 b． c．混合气体的平均摩尔质量保持不变 d．容器中混合气体的密度保持不变 (4)某温度时，在恒容密闭容器中由催化合成。压强恒定为5 MPa，投料比分别为1.5、2、3，的平衡转化率与温度的关系如图所示。对应的曲线是________(填序号)，理由：________。 (5)在温度为、压强为p MPa下，将和按物质的量之比为通入一密闭容器中发生反应，达到平衡时，测得的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 2．某校化学小组探究酸性溶液与溶液反应速率的影响因素。回答下列问题： (1)甲同学进行实验Ⅰ：常温下，向不同浓度的溶液中滴入一滴(0.04 mL)的溶液[硫酸酸化]，记录如下： 0.0010 0.0125 0.0312 0.044 0.0620 完全褪色时间/s 25 12 23 60 370 无色气泡 一样多 ①写出酸性溶液与溶液反应的离子方程式：_________。 ②从实验数据可知：当浓度时，结合有效碰撞原理解释改变浓度反应中溶液完全褪色时间不同的原因：___________。 ③对于增大引起的速率异常现象，甲同学认为是分解造成的，根据上述实验结果，你认为此结论是否正确_______，(填“是”或“否”)判断理由是_____________________________。 ④为了解释增大到一定浓度后速率减小，乙同学查得了如下资料： 资料显示：时，溶液中存在平衡：。根据该资料解释时速率减小的原因可能是___________。 (2)乙同学继续进行实验Ⅱ，并记录如下： 操作 现象 实验Ⅱ 第1～9滴溶液滴下，完全褪色所需时间很长；第10滴溶液滴下迅速褪色。(整个过程中几乎无温度变化) ①对于第10滴溶液与溶液反应速率剧烈变化的原因，乙同学提出如下假设：反应生成的某种离子对该反应有某种特殊催化作用，该离子最有可能是________(填离子符号)。 ②丙同学设计实验证实了上述假设合理。 (3)综合上述实验，对于酸性溶液与溶液反应速率，丁同学进行了总结。下列因素可能会减慢该反应速率的是________(填字母)。 a．增大溶液浓度    b．增大溶液浓度    c．加入适量的 拓展 可逆反应的速率—时间(v­t)图像 平衡体系 条件变化 速率变化 平衡变化 速率变化曲线 任一平 衡体系 增大反应物的浓度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 减小反应物的浓度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 增大反应产物的浓度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 减小反应产物的浓度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 正反应方向为气体体积增大的放热反应 增大压强或升高温度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 减小压强或降低温度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 任意平衡或反应前后气体系数和相等的平衡 正催化剂或增大压强 v(正)、v(逆)同等倍数增大 平衡不移动 负催化剂或减小压强 v(正)、v(逆)同等倍数减小 活学活用 1．某同学用相同质量的锌粉先后与盐酸及未知浓度的盐酸反应，记录相关数据，两个反应的过程中放出气体的体积随反应时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A．未知浓度的盐酸中所含的分子有和 B．未知浓度的盐酸的浓度小于 C．在水中的电离方程式为 D．该反应的离子方程式为 2．某温度下，将和充入密闭的刚性容器中发生反应，该反应的v-t图像如图所示，时刻测定容器内HI的物质的量为1 mol，时刻保持等温等容，抽走0.5 mol HI。下列有关叙述正确的是 A．时刻，抽取HI后再次达到平衡，的百分含量不变 B．该温度下的平衡常数 C．时刻，抽取HI的瞬间，在图像上的变化应该是a点 D．反应达到平衡后，减小体积增大压强容器内气体颜色变深，平衡移动 题型 影响化学反应速率的因素 ▌例1 在合成氨气时，下列措施能增大活化分子百分数的是 A．及时从体系中分离出氨气 B．温度升高至左右 C．选择～ D．适当增大原料中的比例 解题贴士 1.书写 K 表达式、判断 K 正误做题三步： 划出来物质：剔除固体、纯液体；剩下气体 / 溶液溶质。 生成物做分子，反应物做分母；每一项浓度的幂等于计量数。 看方程式是否颠倒、倍数变化，判断 K 的变换。 2.利用 K 判断平衡移动方向 —— 浓度商 Q Q（浓度商）表达式形式和 K 完全一样，但是Q 用的是瞬时浓度，不是平衡浓度 Q<K：反应正向进行 Q=K：达到化学平衡 Q>K：反应逆向进行 解题套路：改变条件，先看温度变没变 ①温度改变：K 变，计算 Q 与新 K 比较判断方向 ②浓度压 强改变：K 不变，计算瞬时 Q，对比 K 看移动方向 ▌对点练1-1 一定温度下小分子烯烃之间存在如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在压强为pkPa的恒压密闭容器中，通入一定量的C3H6，反应达到平衡时，三种组分的物质的量分数x随温度T的变化关系如图所示（Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。下列说法错误的是 A．曲线a表示C3H6的物质的量分数随温度变化情况 B．700 K时反应的 C．700 K之前升高温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ D．加入催化剂可使曲线b和c的交点位置向上平移 ▌对点练1-2 某恒容密闭容器中发生反应，当温度低于时，其速率方程为，当温度高于时，，以上两式中，为反应速率，为速率常数(值的大小与温度、催化剂有关)，下列叙述正确的是 A．增大的浓度为原来的倍，速率一定变为原来的倍 B．与温度、催化剂有关，因此增大压强，值不变，速率一定不变 C．无论升温还是降温，只要和的浓度相等，反应速率不变 D．当温度为时，改变的浓度，反应速率基本不变 题型 实验探究影响化学反应速率的因素 ▌例2 某小组学生利用控制变量法的科学思想，设计了如下定性探究影响化学反应速率因素的实验。可选试剂：5% 溶液、溶液、蒸馏水、溶液、溶液、溶液。请按要求回答下列问题。 (1)小组确定本次实验探究的反应原理及其对应的预期现象(填充空白) 化学方程式 预期的实验现象 ⅰ ①____________________________________________ 产生气泡的快慢 ⅱ 溶液出现浑浊的快慢 (2)学生甲选择原理ⅰ，探究催化剂对该反应速率的影响，必选试剂除5% 溶液外，还应选_________________。 (3)学生乙选择原理ⅱ，设计如图所示对比实验，探究溶液浓度对该反应速率的影响，试剂X为______________________，其用量为：______________________。 (4)学生丙选择原理ⅱ设计对比实验，探究影响反应速率的因素，数据如下表所示： 实验 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/() 体积/mL 浓度/() 体积/mL 体积/mL 温度/℃ Ⅰ 0.1 1 0.5 1 V 30 Ⅱ 0.1 2 0.5 1 7 a Ⅲ 0.1 2 0.5 1 7 10 ①对比实验Ⅰ、Ⅱ，为探究____________________对该反应速率的影响。 ②________________________。 ③________________________，加入V mL水的目的是________________________。 ④对比上述实验数据，推测反应速率最快的是________________________(填实验编号)。 ▌对点练2-1Ⅰ．研究化学反应速率对于科学研究和工农业生产具有重要的指导意义。 【实验原理】硫酸与硫代硫酸钠溶液混合，会产生乳白色浑浊和有刺激性气味的气体。 【实验用品】溶液。溶液、蒸馏水。试管、烧杯、量筒、胶头滴管等。 (1)为保证实验的准确性和可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的操作是_______________。 (2)除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验仪器是_______________(填名称)；圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为_________________。 (3)探究化学反应速率的影响因素并定量计算 实验编号 溶液 溶液 蒸馏水 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 体积/mL 温度/℃ Ⅰ 0.1 8 0.5 10 V 20 Ⅱ 0.1 10 0.5 10 0 a Ⅲ 0.1 10 0.5 10 0 30 ①实验Ⅰ、Ⅱ探究_______________对化学反应速率的影响。V=_____________，a=____________。 ②用传感器测得实验Ⅲ在时为，则该反应在内的平均化学反应速率______________。 Ⅱ．用量气法测量化学反应的速率。 (4)从装置缺陷的角度分析，下两图测定化学反应速率时，操作和药品无误，导致测定速率偏大是__________(填“A”或“B”)，理由是_____________________________________________。B装置中导管a的作用是_____________________________________。 ▌对点练2-2某课外兴趣小组实验探究影响化学反应速率的因素。 (1)硫代硫酸钠俗称大苏打、海波，广泛应用于照相定影等领域。某同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如表系列实验： 实验序号 反应温度/℃ 浓度 稀硫酸 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 0.10 0.50 3 20 0.10 4.0 0.50 ①硫代硫酸钠与稀硫酸反应的化学方程式：_______。 ②该实验1和3可探究_______对反应速率的影响。实验1和2可探究温度对反应速率的影响，因此_______mL。 (2)某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率，所用试剂为溶液和溶液，所得溶液中的浓度随时间变化的曲线如图1和的速率随时间的变化关系如图2： ①写出该反应离子方程式：_______。 ②段该反应速率增大，为探究可能的原因，设计如下方案探究影响化学反应速率的因素：已知：对该反应无影响；可供选择的试剂有： A．NaCl固体 B．固体 C． 0.2 mol/L HCl D． E. 方案 假设 数据处理 具体操作 Ⅰ 反应产物对反应有催化作用，加快了化学反应速率 取溶液于烧杯中，先加入_______(填字母)，再加入溶液。 通过绘制随时间变化的曲线与图1对比 Ⅱ 反应中溶液酸性增强，加快了化学反应速率 分别向两个烧杯中加溶液。烧杯①：加入1mL水，烧杯②：加入1mL_______(填字母)。再分别向两个烧杯中加入溶液。 a．方案Ⅰ中所选试剂_______，方案Ⅱ中所选试剂_______。 b．除方案Ⅰ和方案Ⅱ外，请再提出一种可能加快化学反应速率的假设_______。 题型 化学反应速率影响因素的图像分析 ▌例3反应经历两步：①X→Y；②Y→2Z。向反应体系中加入X在一定条件下发生上述反应，X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．m表示Y的浓度随时间的变化曲线 B．t1s时，Z的浓度是 C．t2s时，X的浓度是 D．t1 s以前，Y的平均生成速率与X的平均消耗速率相等 ▌对点练3-1 在固定容积为2.0 L的密闭容器中，充入物质的量均为4 mol的和，在一定条件下发生反应：，测得、和的物质的量（n）随时间（t）变化如图所示。下列说法正确的是 A．、的速率之比为2∶1 B．和的平衡转化率相等 C．曲线Ⅱ表示的物质的量随时间的变化曲线 D．0～4 min，用表示的化学反应速率为 ▌对点练3-2 铈(Ce)是安徽省重要的稀土金属之一。在铈矿提取铈过程中，涉及反应：。向容器中投入足量、和稀硫酸，发生上述反应，不同温度下测得与时间变化的关系如图所示。 下列叙述正确的是 A．温度： B．逆反应速率： C．b点： D．温度下，0～2 min内平均速率 题型 化学反应机理或反应历程 ▌例4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。请回答下列问题 (1)上述反应历程共涉及____个基元反应。 (2)该历程中制约反应速率的方程式为_____________。 (3)基元反应发生的先决条件是发生有效碰撞。在有气体参与的反应中，A增大反应物浓度、B．升高温度、C．增大压强(压缩体积)、D．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A、B、C、D或无)： ①增加活化分子数的是________； ②增加活化分子百分比的是________； ③增加单位体积内活化分子数的是________； ④改变了焓变的是________。 ▌对点练4-1 回答下列问题。 Ⅰ．目前汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应生成CO2和N2。 (1)的反应历程如图（图中所有物质均为气态）。 该反应的决速步骤是反应__________（填对应序号）。总反应的中间产物的化学式为__________________________________。 (2)向绝热恒容密闭容器中充入等物质的量的NO和CO进行反应，下列能判断反应已达到化学平衡状态的是______。 A．容器中的压强不变 B． C．气体的平均相对分子质量保持不变 D．NO和CO的体积比保持不变 Ⅱ．甲烷水蒸气催化重整制氢。 反应ⅰ． 反应ⅱ． (3)反应ⅱ的速率方程，k为速率常数（只受温度影响），m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分的初始浓度和反应初始的瞬时速率如下表。 实验序号 c(H2O)/mol·L-1 c(CH4)/mol·L-1 v/mol·L-1·s-1 1 1.0 1.0 1.20 2 1.0 2.0 2.40 __________，__________（不要求写单位）。 (4)恒温条件下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)在体积为1 L的密闭容器中发生反应ⅰ、反应ⅱ，反应达平衡时，CH4的转化率为60%，CO2的物质的量为0.3 mol，则平衡时容器内的压强与起始时压强之比为__________，反应ⅰ的平衡常数__________（列出计算式即可）。 ▌对点练4-2 CO与甲醇催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图(Ts为过渡态)。下列说法错误的是 A．该过程涉及极性键的断裂和形成 B．该反应有三个基元反应，反应ⅲ是决速步骤 C．该反应中，HI为催化剂，为中间产物 D．总反应的热化学方程式为   基础通关 1．对于有气体参加的化学反应来说，下列说法错误的是 A．加入反应物，活化分子百分数增大 B．降低温度，活化分子百分数减小 C．压缩容器体积，活化分子百分数不变 D．使用催化剂，单位体积活化分子数增多 2．工业上利用地康法制取氯气的反应为  ，在某恒容密闭容器中发生该反应且达到平衡后，改变某一条件。下列说法正确的是 A．升高温度：正反应速率减小，平衡逆向移动 B．缩小容器体积：正、逆反应速率均增大，平衡正向移动 C．充入：正反应速率增大，的平衡转化率减小 D．加入催化剂：正反应速率增大，的平衡产率增大 3．在恒温恒容容器中对于反应： ，下列措施不能增大化学反应速率的是 A． 在原容器中再充入 B． 在原容器中再充入 C． 加入催化剂 D． 将水蒸气从体系中分离 4．下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 A．Fe与稀硫酸反应制取时，改用98%浓硫酸 B．Na与水反应时，增加水的用量 C．溶液与溶液反应时，增大压强 D．黄铁矿燃烧时，将矿石预先粉碎 5．工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3(g) C6H5CH=CH2(g)+H2(g)。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．曲线①表示的是逆反应的v−t关系 B．t1时刻体系处于平衡状态 C．反应进行到t1时，Q>K(Q为浓度商) D．当催化剂存在时，ν1、ν2都增大 6．化学中常借助曲线图来表示某种变化过程，有关下列四个曲线图的说法不正确的是（    ） A．对反应：aA(s)+2B(g)xC(g)，根据图①可以求出x=2 B．升高温度，图④表示的反应中反应物的转化率增大 C．图③表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响，乙的压强大 D．图②可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化 7．I.按要求填写下列空白： (1)在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出91.5 kJ 的热量。写出相应的热化学方程式为 ___________。 (2)已知： ①2Mg(s) + O2(g) = 2MgO(s) ΔH2 = -1203.4 kJ/mol ②C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH1 = -393.5 kJ/mol 写出Mg与CO2反应的热化学方程式___________。 (3)氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：___________。 II.某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白。 (4)该反应的化学方程式为___________。 (5)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率v(Z)= ___________。 (6)上述反应在t1～t6内反应速率与时间图象如图所示，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是___________ (填字母)。 A．在t1时增大了压强 B．在t3时加入催化剂 C．在t4时降低了温度 D．t2～t3时X的转化率最高 素养提升 1．稀土由于其特殊的用途和重要性被人们称为“工业维生素”。工业上常用萃取法（萃取剂为HA）富集稀土中的铈，其原理是。在烧杯中加入溶液和适量HA，测得不同温度下与时间关系如图所示，已知c点坐标为(2,0.5)。下列叙述不正确的是 A．逆反应速率：a<b B．温度过高不利于萃取溶液中的 C．正反应速率：c>b D．时0～2 min内 2．一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应：ΔH＞0，各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是 A．曲线Ⅰ代表物质Y，曲线Ⅲ代表物质Z B．图中时刻的正反应速率大于时刻 C．若升高温度，活化分子数和活化分子百分数均增大 D．0～40 min，用物质Y表示的平均反应速率为 3．甲烷被氧化成甲醇的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．基元反应1存在极性键的断裂和形成 B．升温有利于提高化学反应速率和甲醇的平衡产率 C．基元反应1决定总反应速率的快慢 D．反应热：基元反应2>基元反应1 4．某温度下，对可逆反应：  ，下列叙述正确的是 A．加入少量，逆反应速率增大 B．平衡后加入，上述反应的平衡常数增大 C．升高温度时，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．压强不变，充入Ar，反应速率减小；体积不变，充入Ar，反应速率不变 5．甲、乙两个实验小组利用酸性溶液与溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下： 已知：为二元弱酸。 甲组：通过测定单位时间内生成气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。 某同学进行实验，实验装置如图。 (1)仪器A的名称：_____________，完成该实验还需要_________（填仪器名称）。 (2)写出酸性溶液与溶液反应的离子方程式：_____________________。 乙组：通过测定溶液褪色所需时间来比较化学反应速率。进行如下实验： 实验序号 实验温度/K 溶液（含硫酸） 溶液 溶液褪至无色所需时间/s A 293 2 0.02 5 0.1 5 B 2 0.02 4 0.1 8 C 313 2 0.02 0.1 6 (3)为探究浓度、温度两个变量对化学反应速率的影响，上表是按照控制单一变量的方案设计的，其中其中________；________； (4)利用实验B中数据计算，用的浓度变化表示的反应速率为________。 (5)在实验中发现开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久后溶液突然褪色，反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做A组实验，测定褪色过程中不同时间溶液的温度，结果如表所示。 时间/s 0 5 10 15 20 25 30 温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 27 ①结合实验目的与表中数据：温度________（填“是”或“不是”）反应速率突然加快的原因。 ②从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是________的影响。 ③若用实验证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是___________（填标号）。 a． b． c． d． 6．某小组设计实验方案探究影响化学反应速率的因素。 实验(一)：设计实验探究浓度对化学反应速率的影响。 序号 溶液的体积/mL 硫酸溶液的体积/mL 加入蒸馏水体积/mL 水浴温度/℃ 变浑浊所用时间/s Ⅰ 10.0 10.0 0 25 Ⅱ 10.0 8.0 25 Ⅲ 10.0 10.0 0 35 回答下列问题： (1)写出Na2S2O3溶液和稀硫酸反应的离子方程式：__________________________。实验时在实验台上垫一张白纸，其作用是________________________________________。 (2)上表中V1=________。添加蒸馏水的目的是________________________________________。 (3)实验测得，实验结论是________________________________________________。预测：________(填“>”“<”或“=”)。 实验(二)：设计实验探究催化剂对化学反应速率的影响。实验装置如图所示。 药品：30%双氧水、MnO2粉末 (4)设计如下方案： 实验 30%双氧水的体积 MnO2粉末的质量 测定物理量 a 50mL 0 A1 b V2 0.5g A2 ①上表中V2=________________。 ②为了证明MnO2作催化剂，还需要补充实验：________________________________。 迁移创新 1．向绝热恒容密闭容器中通入和，在一定条件下发生反应：，该反应的正反应速率随着时间变化的示意图如图所示。 下列说法正确的是 A．d点：v(正)>v(逆) B．该反应的 C．c点时的转化率最大 D．a、b、c、d四点对应的压强： 2．一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molA(g)和2molB(g)，发生反应：A(g)+3B(g)=C(s)+xD(g)，测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是 A．x=2 B．2min时，改变的条件可能是升高温度 C．0～2min，(B)=0.15mol·L-1·min-1 D．反应至3min时，反应速率：正>逆 3．为探究阴离子种类对溶液中光催化还原生成还原效率的影响，在时测得不同阴离子条件下的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该条件下阴离子的使用可以加快反应速率 B．该条件下，对还原效率的影响程度： C．实验①中与可能发生氧化还原反应从而降低了还原效率 D．实验③中内用表示的平均反应速率为 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $