专题03 化学反应的速率、工业合成氨（期中复习讲义）高二化学上学期沪科版

专题03 化学反应的速率、工业合成氨 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 化学反应速率 / 考点二 化学反应速率的计算与比较 / 考点三 基元反应与过渡态理论 考点四 有效碰撞理论与活化能 / 考点五 外界因素影响化学反应速率的原因 考点六 工业合成氨 / 考点七 化学反应速率图像分析 05 重难题型突破 题型一 化学反应速率的计算 / 题型二 化学反应速率快慢比较 / 题型三 基元反应与过渡态理论 题型四 影响化学反应速率的因素 / 题型五 化学反应速率图像分析 / 题型六 工业合成氨及条件选择 题型七 化学反应的调控 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练 本专题核心考点覆盖化学反应速率定义与计算、有效碰撞理论、活化分子与活化能概念、浓度/温度/压强/催化剂对速率的影响规律；可逆反应化学平衡、平衡常数、转化率；工业合成氨反应特点、适宜条件选择；命题上常结合化工生产调控、食品保鲜、尾气处理等真实情境设置素材，如合成氨工业条件优化、二氧化硫催化氧化、双氧水分解、催化剂在新能源中的应用为载体；常考题型集中在反应速率计算与大小比较、外界条件改变对速率与平衡的影响分析、活化分子相关概念辨析、平衡图像分析、合成氨生产条件选择与原因阐释等，属于高考化学重难点板块，是区分中档与高分考生的核心考点。 识记 准确复述化学反应速率定义、表达式与单位；牢记有效碰撞、活化分子、活化能概念；熟记浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响规律；掌握工业合成氨的反应方程式、反应条件，能说出合成氨适宜温度、压强、催化剂；列举速率调控在化工生产中的实例。 理解 正确辨析易混概念，如反应速率是平均速率无负值、固体与纯液体用量增减不改变速率；区分活化分子总数与活化分子百分数；理清合成氨反应特点（可逆、放热、气体分子数减小），理解工业条件选择兼顾反应速率、平衡限度、设备成本的综合逻辑。 应用 能结合合成氨、硫酸工业等化工情境，判断外界条件改变对反应速率的影响；根据化学方程式换算不同物质表示的反应速率，比较速率大小；结合合成氨体系，分析条件调控对速率与平衡的双重作用，依据反应速率理论解释化工生产条件选择的原因。 考点一 化学反应速率 1．概念及表达式 （1）概念 化学反应速率可以用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示。通常用单位时间内 的减小或 的增加来表示。 （2）表达式 v＝，其中v表示反应速率，c表示各反应物或生成物浓度，Δc表示其浓度变化(取其绝对值)，t表示时间，Δt表示时间变化。 2．单位 浓度常以 mol·L－1(或mol/L)为单位，时间常以s、min为单位，故化学反应速率的常用单位为 (或 )等。 3．同一反应用不同物质表示的反应速率 （1）表示方法 对于任意一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，用不同物质表示的化学反应速率分别为：v(A)＝、v(B)＝、v(C)＝、v(D)＝。 （2）不同物质反应速率的关系 用不同物质表示同一化学反应在同一时间段内的反应速率时， 之比等于化学方程式中各物质的 之比。 即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 4．化学反应速率的测定 (1)测定原理：利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。 (2)测定方法 ①利用能够直接观察的某些性质测定：如通过测量释放出一定体积气体的 来测定反应速率，或通过测定一定时间内气体 的变化来测定反应速率。 ②利用科学仪器测量：如在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色 和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 ⚠️易错提醒 (1)由公式v＝计算得到的化学反应速率，是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。 (2)不论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。 (3)固体或纯液体(不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。 (4)同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率的数值可能不同，但它们表示的意义完全相同，因此，要在反应速率v后标明具体的物质。 考点二 化学反应速率的计算与比较 1．化学反应速率的计算方法——“三段式”法 (1)求解化学反应速率计算题的一般步骤： ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程计算。 v(B)＝＝ (2)计算中注意以下量的关系： ①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻) ②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻) ③转化率＝ ×100% 2．化学反应速率大小的比较方法 同一化学反应中，用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。常用以下两种方法： (1)归一法 (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>，则用A表示的化学反应速率较大。 ⚠️方法技巧 比较化学反应速率大小的三步骤 (1)变换单位——将各反应速率的单位统一。 (2)转换物质——将各反应速率转换成用同一物质表示的反应速率(一般转换成化学计量数最小的物质)。 (3)比较大小——比较各反应速率的数值大小。 考点三 基元反应与过渡态理论 一、基元反应及其反应机理分析 1．基元反应 大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，这每一步反应都叫一个 如：反应H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下： ①H＋＋H2O2H3O ②H3O＋Br－===H2O＋HOBr ③HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2 2．反应历程 由基元反应构成的反应序列，又称反应机理。 （1）总反应 2NO+2H2N2+2H2O （2）反应历程 ①2NO+H2N2O+H2O（慢） ②2N2O2N2+O2（快） ③2H2+O22H2O（更快） （3）决速反应 在反应历程中，反应速率 的基元反应 （4）决速浓度 反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率 （5）特点 a．不同的化学反应，反应历程不同。 b．同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。 c．反应历程的差别造成了化学反应速率的快慢差异。 d．对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 二、能垒图、过渡态理论及其反应机理分析 1.基元反应过渡状态理论 (1)基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个 状态，这个状态称为过渡态。 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　过渡态　　 　产物 (2)过渡态是处在反应过程中具有 的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。如：一溴甲烷与NaOH溶液反应的历程可以表示为： CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH 反应物　　 过渡态　　 　产物 2.多步反应的活化能及与速率的关系 (1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2)，而该复合反应的活化能只是由实验测算的表观值，没有实际物理意义。 (2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。 （3）能垒（活化能）：即反应物状态达到活化状态所需能量。根据变换历程的相对能量可知，最大差值为：其最大能垒（活化能） (4)在钯基催化剂表面上，甲醇制氢（）的反应历程如下图所示，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注． 最大能垒 该历程中最大能垒（活化能）179.6,该步骤的基元反应方程式为 （5）曲线上的峰 ①峰的个数表示中间反应的个数，不一定表示中间产物的种类 ②峰谷 a.峰前的峰谷：表示该中间反应反应物的能量 b.峰后的峰谷：表示该中间反应生成物的能量 ⚠️易错提醒 三步突破能量变化能垒图 三步突破能量变化能垒图 第1步 通览全图，理清坐标的含义。能量变化的能垒图的横坐标一般表示反应的历程，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，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能 第2步 细看变化，分析各段反应。仔细观察曲线(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，能量下降的为放热 第3步 综合分析，做出合理判断。综合整合各项信息，回扣题目要求，做出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，但不改变反应的反应热，也不会改变反应的转化律 考点四 有效碰撞理论与活化能 1．有效碰撞理论与活化能 如图所示： 图中E1指反应的活化能，E1－E2是反应热。 2．化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系 活化分子的百分数越 ，单位体积内活化分子数越 ，单位时间内有效碰撞的次数越 ，化学反应速率越 。如图所示： 考点五 外界因素影响化学反应速率的原因 　　 影响 外因 单位体积内 有效碰 撞几率 化学反 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 加快 增大压强 增加 增加 不变 增加 加快 升高温度 不变 增加 增大 增加 加快 催化剂 不变 增加 增大 增加 加快 ⚠️易错提醒 (1)活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应，活化分子需要在合适的取向上碰撞才能发生化学反应。 (2)改变活化分子百分数的外界因素只有温度和催化剂，改变浓度和压强只改变分子总数。 (3)使用催化剂能同等程度地降低正、逆反应的活化能，使正、逆反应的反应速率同等程度地加快。 考点六 工业合成氨 1．合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J· mol－1·K－1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS 0， 自发进行。 (2)可逆性：反应为 反应。 (3)熵变：ΔS 0，正反应是气体体积 的反应。 (4)焓变：ΔH 0，正反应是 反应。 2．原理分析 根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 温度 催化剂 浓度 反应物浓度 反应物浓度， 生成物浓度 3.数据分析 根据课本表2-2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是 温度、 压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是 温度、 压强。二者在 这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。 4．合成氨反应条件的选择原则 工业生产中，必须从 和 两个角度选择合成氨的适宜条件。 (1)尽量增大反应物的 ，充分利用原料。 (2)选择较快的 ，提高单位时间内的产量。 (3)考虑设备的要求和技术条件。 5．合成氨反应的适宜条件 (1)压强 ①适宜条件： 。 ②选择依据：压强越大，需要的动力 ，对材料的强度和设备的制造要求就越高。 (2)温度 ①适宜条件： 。 ②选择依据：该温度下催化剂的活性 ，反应速率比较快，氨的含量也相对较高。 (3)催化剂 适宜条件：以铁为主体的多成分催化剂(又称铁触媒)。 (4)浓度 ①适宜条件：N2和H2按物质的量之比1∶2.8混合，适时分离出 。 ②选择依据：适当提高 的浓度，来提高H2的转化率。 (5)其他 兼顾环境保护和社会效益，为了提高原料的 ，未反应的N2和H2循环使用并及时补充N2和H2。 6．工业合成氨的生产流程 （1）流程：原料气制备（造气）→ 净化 → 压缩 → 合成 → 分离与循环。 （2）各步作用： ①原料气干燥、净化：除去水蒸气及其他杂质，防止催化剂 而降低或丧失催化活性； ②压缩机加压：增大压强，加快反应速率并使平衡正向移动； ③合成塔中反应：在催化剂表面反应生成氨； ④分离与循环：将产品氨液化分离，未反应的 N2、H2 作为循环气返回合成塔，提高原料利用率； ⑤热交换器：利用反应放出的热量预热反应前的原料气，实现绿色低碳生产。 7．化学反应条件的选择和优化 （1）控制反应条件的目的：促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。 （2）选择适宜生产条件的原则：既要考虑 和 ，还要综合考虑设备条件、安全操作、经济成本以及环境保护和社会效益，权衡利弊后确定。 ⚠️易错提醒 选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压的能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 考点七 化学反应速率图像分析 1．条件改变时速率—时间图像 图像示例 方法指导 对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，填写改变的条件及平衡移动的方向 看坐标，定意义； 零起点，定投料； 线变化，定条件； v高低，定移动。 注：改变浓度条件，图像一点保持连续；改变温度或压强，两点突变 ①t1时， ，平衡 移动； ②t2时， ，平衡 移动； ③t3时， ，平衡 移动； ④t4时， ，平衡 移动 2．速率—压强(或温度)图像 (1)可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像： ①根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的 ，则：Q 0； ②根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后 ，则：m n。 特别注意　图中交点是平衡点，分析温度、压强对化学平衡影响时，一般选择交点之后的曲线的变化来判断。 (2)某可逆反应中，温度的变化对正、逆反应速率的影响如图所示： 根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断该可逆反应的正反应为 热反应。 ⚠️易错提醒 v­t图像中无“断点”，曲线是“渐变”的，即逐渐升高或降低，则改变的条件是浓度。若曲线是向上“渐变”，表示改变的条件是“增强”，反之，改变的条件是“减弱”，如工业合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。因t1时刻改变条件后，v′逆>v′正，平衡逆向移动，故改变的条件是增大NH3的浓度。 题型一 化学反应速率的计算 典例1 在2L恒容密闭容器中发生N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，5min内NH3的物质的量增加了0.4mol，则用N2表示的平均反应速率为 A．0.01mol/(L·min) B．0.02mol/(L·min) C．0.04mol/(L·min) D．0.08mol/(L·min) 💡破题要诀 1. 2.求解的速率是平均反应速率。 迁移应用 1．一定温度下，向容积为V L的恒容密闭容器中加入a molA和b mol B，发生反应：aA(g)＋bB(s)⇌cC(g)，5 min 时，测得C为xmol，下列有关说法正确的是 A．5 min 时，v(C)=mol·L-1·min-1 B．0～5 min 内，v(B)=mol·L-1·min-1 C．0～5 min 内，v(A)∶v(C)=a∶c D．0～5 min 内，用 A 表示的化学反应速率为 V mol·L-1·min-1 2．分别向容积均为1L的恒容绝热容器和恒容恒温容器中充入2mol和1mol发生反应：，两反应体系的压强随时间的变化如图所示。 下列说法错误的是 A．该反应为放热反应 B．乙代表恒温容器中反应体系的压强变化 C．逆反应速率：a点>c点 D．甲反应体系中，min内 题型二 反应速率的快慢比较 典例2 在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 💡破题要诀 1.速率比较需要先关注物质状态，状态为纯固体和纯液体一般不用浓度改变量表示化学反应速率。 2.速率比较时需要先统一单位。 3.速率比较需要先转化物质，统一物质后再比较。 迁移应用 3．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>③>④>① B．④>③>②>① C．①>④>③>② D．①>④>②>③ 4．对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． 题型三 基元反应与过渡态理论 典例3 已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，Ⅰ表示中间体。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．该反应历程中包含3个基元反应 C．使用高效催化剂可以降低反应所需的活化能和反应热 D．该历程中的最大能垒(活化能) 💡破题要诀 ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 迁移应用 5．对于反应：2NO+2H2N2+2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程：第一步：2NON2O2　快反应；第二步：N2O2+H2N2O+H2O　慢反应；第三步：N2O+H2N2+H2O　快反应。上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述不正确的是 A．该反应的速率由第二步反应决定 B．反应的中间产物有N2O2、N2O C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞不都是有效碰撞 D．第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能 6．某种氨基喹啉衍生物（M）合成反应的可能历程如图，表示活化能（）。下列说法正确的是 A．历程Ⅱ的决速步为④ B．升高温度，反应速率增大程度：历程Ⅰ>历程Ⅱ C．是该反应的中间产物 D．反应热：历程Ⅱ<历程Ⅰ 题型四 影响反应速率的因素 典例4 （24-25高二上·上海·期中）下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．为了提高与稀硫酸的反应速率，可以将稀硫酸改为浓硫酸 B．的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率减小 C．在容积可变的密闭容器中进行，增加的量反应速率增大 D．在转化为的反应中，保持容器体积不变，通入增大压强，反应速率加快 💡破题要诀 (1)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，v正、v逆都增大，降低温度，v正、v逆都减小。 (2)在温度、浓度、催化剂等影响反应速率的因素中，各因素对反应速率的影响程度不同，催化剂为主要因素，其次是温度，最后是浓度。 (3)探究外界因素对化学反应速率的思维模型“实验现象——影响规律——理论解释”，解决实际问题时注意运用证据推理思路和思维认知模型。 迁移应用 7．（25-26高二上·上海·期中）用块状大理石与盐酸反应制取气体，若要增大反应速率，可采取的措施是 A．再加入盐酸 B．改用硝酸 C．改用粉末状大理石 D．降低温度 8．（25-26高二上·上海·期中）下列说法中有明显错误的是 A．对有气体参加的化学反应，增大压强，体系体积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速率增大 B．已知  ，该反应正反应活化能大于逆反应活化能 C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大 D．加入适宜的催化剂，可使活化分子的百分数大幅增加，从而增大反应速率 题型五 化学反应速率图像分析 典例5 在一定条件下，容器内某反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A．0～t1 min内化学方程式为A2B B．0～t1 min内，A的反应速率是B的2倍 C．0～t2 min内，A、B的反应速率相等 D．0～t2 min内，用A表示的反应速率为 mol·L-1·min-1 💡破题要诀 有关化学反应速率的图像分析方法 1.认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。 2.看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。 3.抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)＞v(放)，在速率－时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。 迁移应用 9．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． 10．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，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 B．其它条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为 D．条件③，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为62.5min 题型六 工业合成氨及条件选择 典例6 工业合成氨使用铁触媒作催化剂时，反应的速率方程为，下列说法错误的是 A．投料时，适当过量可提高的转化率，但的转化率减小 B．考虑综合经济效益，合成氨一般选择400～500℃进行，主要因为铁触媒的活性最大 C．及时分离出，能提高反应物转化率但会降低反应速率，影响日产量 D．原料气进入合成塔前必须经过净化处理，以防催化剂中毒和安全事故发生 💡破题要诀 合成氨的原料气制取、气体压缩、热交换等环节涉及物理中的热力学与流体力学；合成氨技术也是生物固氮研究的重要参照——工业上"高温高压"与豆科植物根瘤菌"常温常压"的对比，体现了化学与生物学的交叉。 迁移应用 11．工业合成氨使用铁作催化剂，其作用是吸附N2和H2，使反应易于进行。过程中涉及的微观片段如图所示。下列说法正确的是 A．合成氨的过程为 a→c→d→b→e B．增加铁触媒用量可提高H2的平衡转化率 C．c→b过程需释放能量 D．合成氨时，应向体系中通入稍过量的H2 12．工业合成氨不仅解决了粮食问题，还为工业、国防和能源领域提供了关键支撑。合成氨的流程图如下，已知 ，下列说法正确的是 A．实验室模拟合成氨气，保持温度、压强不变通入惰性气体，平衡会发生移动，氨气的产率降低 B．步骤②中“加压”不仅可以提高原料的转化率，还加快反应速率，所以生产中压强越大越好 C．合成塔中充入的越多，的转化率越大 D．步骤④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 题型七 化学反应的调控 典例7 工业制硫酸中的重要步骤之一是：  。下列措施中，主要目的是为了提高平衡产率的是 A．采用常压而非高压 B．采用而非低温 C．加入作为催化剂 D．及时分离出 💡破题要诀 化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产中起着重要作用，在实际生产中应当运用对立统一规律，综合化学反应速率和化学平衡规律，既考虑反应进行的快慢，又考虑反应的限度，在这个过程中还要坚持以下三个原则： (1)既要注意外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。 (2)既要注意温度、催化剂对化学反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的要求。 (3)既要注意理论上的需要，又要考虑实际生产(如设备条件、安全操作、经济成本等)的可能性。 迁移应用 13．温度改变对催化剂活性有影响，评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下： 空时收率 CO的选择性 某学习小组以反应：  为研究对象，在不同温度下，对四组其他条件都相同的反应物进行研究，经过相同时间小时，测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。 组别 反应温度(℃) 空时收率 CO的选择性(%) ① 130 0.70 72.5 ② 140 0.75 71.0 ③ 150 0.71 55.6 ④ 160 0.66 63.3 下列说法正确的是 A．温度升高，空时收率先增大后减小，说明 B．温度升高，催化剂活性逐渐减弱，对CO的选择性逐渐降低 C．时，CO的选择性最高，说明CO生成的转化率最高 D．综合考虑空时收率和CO的选择性，工业生成时，选择效果最好 14．工业合成甲醇的原理为  H<0，其工艺流程如图所示。下列叙述正确的是 A．“干燥净化”的目的是防止催化剂失活 B．合成甲醇时压强越大越好 C．“冷却装置”能提高原料平衡转化率和反应速率 D．采用“高温”有利于提高甲醇的平衡产率 基础固本练（限时：15分钟） 1．（25-26高二上·上海嘉定·期中）下列有关化学反应速率的影响因素的说法正确的是 A．对于有气体参加的反应，增大压强，活化分子百分数增大，反应速率加快 B．温度升高，活化分子百分数不变，但反应速率加快 C．选用适当的催化剂，活化分子百分数增大，反应速率加快 D．增大反应物浓度，活化分子百分数增大，反应速率加快 2．（24-25高二下·上海·期中）生物质合成气可用于合成燃料甲醇。某化学学习小组用和模拟工业合成甲醇。已知：  。学习小组考查了其他条件不变的情况下，温度和压强对反应的影响，实验结果如下图所示。      下列说法正确的是 A．， B．的平衡转化率， C．化学反应速率， D．化学平衡常数， 3．（24-25高二上·上海静安·期中）对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中反应速率最快的是 A．V(A)=0.3mol·L-1s-1 B．v(B)=1.8mol·L-1s-1 C．v(C)=0.7mol·L-1s-1 D．v(D)=3.2mol·L-1·min-1 4．（24-25高二上·上海静安·期中）汽车尾气在稀土催化剂作用下通过反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)实现转化。下列说法正确的是 A．无法确定该反应是放热还是吸热 B．反应的平衡常数可表示为K= C．其他条件相同，起始越大，NO的平衡转化率越大 D．其他条件相同，使用催化剂，正反应速率增大，逆反应速率减小 5．（24-25高二上·上海·期末）是一种绿色氧化剂，在推动绿色生产中发挥着重要作用。已知在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是 A．分解属于吸热反应 B．加入催化剂，减小了反应的焓变 C．加入催化剂，可提高反应的活化能 D．反应物的焓高于生成物的焓 6．（24-25高二上·上海·期中）下列措施肯定能使化学反应速率增大的是 A．增大反应物的量 B．增大压强 C．升高温度 D．降低温度 7．（24-25高二上·上海闵行·阶段检测）下列有关有效碰撞理论和活化能的认识，错误的是 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，故提高反应速率 B．温度升高，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大 C．选用适当的催化剂，降低活化能，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大 D．和的反应活化能接近于零，反应几乎在瞬间完成 8．（24-25高二上·上海·阶段检测）催化氧化制时，控制温度在450℃左右，这是因为 A．催化剂活性强，反应速率快 B．转化率大 C．单位时间内，的产量高 D．产生的污染气体少 9．（24-25高二下·上海·期末）在硫酸工业中，（正反应放热）。下表为在不同温度和压强条件下，该反应达到平衡时的转化率数据。下列相关叙述正确的是 温度/℃ 平衡时的转化率/% 0.1Mpa 1Mpa 10Mpa 450 97.5 99.2 99.7 550 85.6 94.9 98.3 A．实际生产中应采用50MPa高压 B．通入过量可增大该反应的平衡常数 C．回收并循环使用尾气中的可提高其转化率 D．低温、高压条件下有利于提高的反应速率 10．（25-26高二下·上海·期中）有关工业固氮的说法正确的是 A．使用铁催化剂可提高反应物的转化率 B．循环使用、可提高的产率 C．温度控制在左右有利于反应向正方向进行 D．增大压强有利于加快反应速率，所以压强越大越好 综合进阶练（限时：15分钟） 1．（24-25高二上·上海·阶段检测）反应3A(g)⇌2B(g)+C(g)(ΔH<0)的反应速率随时间变化如下图所示，在tl、t2、t3时刻都只有一种因素发生改变。下列判断正确的是 A．t6～t7阶段，C的百分含量最大 B．t2～t3阶段，A的转化率最小 C．t3时，改变因素一定是使用了催化剂 D．t5时，改变因素一定是升高了温度 2．（25-26高二上·上海嘉定·阶段检测）在容积不变的密闭容器中发生反应；  ，830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1 mol CO和0.3 mol 保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，正反应速率加快，平衡正向移动 D．900℃时，某时刻、、CO和的浓度均为，此时反应向正向进行 3．（24-25高二上·上海·阶段检测）溶液中的反应：X+Y2Z。分别在①、②、③三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度c(X)=c(Y)=0.100mol·L-1，c(Z)=0，反应物X的浓度随时间变化的关系如图所示。②③与①比较只有一个实验条件不同，下列说法不正确的是 A．反应在0至5.0min之间实验③的反应速率最快 B．实验②的反应最先达到平衡 C．与①相比，②可能是增大了压强 D．该反应的正反应是吸热反应 4．（24-25高二上·上海·阶段检测）叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇，反应(CH3)3CCl+OH-→(CH3)3COH+Cl-的能量与反应进程如图所示。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．(CH3)3C+比(CH3)3CCl稳定 C．第一步反应一定比第二步反应快 D．增大碱的浓度和升高温度均可加快反应速率 5．（24-25高二上·上海·期末）在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 6．（24-25高二下·上海·期中）使用氢能源可以减少汽车尾气中有害气体的排放。利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：，该反应过程中的能量变化如图： 途径()变为途径()，活化分子的百分率 A．增大 B．减小 C．不变 D．不一定 7．（24-25高二下·上海·期末）在密闭容器中，一定条件下进行如下反应：NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)△H=-373.2kJ·mol-1 ，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是 A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强 C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时减小压强 8．（24-25高三上·上海·期中）光催化可以加快合成甲醇的反应速率，如图是该反应的部分历程，其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。 图虚线框中的基元反应，主要决定总反应速率快慢的是 A． B． C． D． 9．（24-25高二上·上海·期中）有关合成氨条件选择的说法正确的是 A．使用催化剂可提高反应物的平衡转化率 B．及时分离出NH3既加快反应速率又提高反应物转化率 C．温度控制在500℃左右时铁催化剂的活性最大，可以加快反应速率 10．（24-25高二下·上海·期中）硫酸工业是无机化工的基础工业之一。工业上使用黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸，其中在接触室中，被催化氧化为，反应原理如下：(正反应为放热反应) （1）某实验小组在实验室中，在一定温度的2L恒容容器中模拟上述反应时，反应过程中物质的量变化如图所示。 图中20min时改变的反应条件可能是___________。 A．加入催化剂 B．降低温度 C．增加的物质的量 D．增大压强 （2）工业上采用进行反应的主要原因是___________。 创新思维练（限时：10分钟） 1．（25-26高二上·上海普陀·期中）恒容反应器中，和均能催化反应：(甲醛)(羟基乙醛)，反应历程如图所示，～为中间体，～为过渡态。 (1)该历程中包括___________步基元反应。 A．2 B．3 C．4 D．5 (2)使用Rh作催化剂时，反应的决速步是___________。 A．甲醛配位 B．CO插入 C．加氢 D．氢解 (3)在两种催化剂中，催化效果更好的是___________。 A．     B． (4)有关该反应的自发性判断正确的是___________。 A．低温自发 B．高温自发 C．任意温度自发 D．任意温度不自发 2．（25-26高二上·上海普陀·期中）某温度下，在密闭容器中充入一定量，发生反应：        加入催化剂(虚线表示)，反应达到平衡所需时间大幅缩短。 (1)可能的反应历程示意图为__________。 A．B．C．D． (2)其他条件不变，加入催化剂后，从有效碰撞理论的角度来看，下列说法正确的是__________。 A．活化分子总数增大 B．活化分子百分数不变 C．活化分子均发生了有效碰撞 D．反应的活化能降低 3．（25-26高二上·上海·期中）双氧水也是常用消毒剂之一，某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响。 实验所用试剂：0.4 mol·L-1 H2O2溶液、蒸馏水、CuSO4粉末、FeCl3粉末。 实验序号 H2O2溶液 温度 催化剂 收集112 mL O2所需时间 浓度(mol·L-1) V(mL) 1 0.4 20 室温 无 几乎无气体 2 0.4 20 50℃ 无 296 3 0.4 20 室温 0.5 mol CuSO4 45 4 0.4 20 室温 0.5 mol FeCl3 100 5 0.2 m 室温 0.5 mol CuSO4 >45 (1)实验1、2的目的是其他条件相同时，研究____________对H2O2分解速率的影响。 (2)对比实验3、4，能否推测Cu2+对H2O2分解的催化效果比Fe3+的好？_____（填“能”或“不能”），请说明理由_____________________________________________。 (3)实验3、5是其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响。m处取用10 mL 0.4 mol·L-1 H2O2溶液，还应添加的试剂及用量为_________________________。（混合后溶液体积变化忽略不计） 4．（25-26高二上·上海·阶段检测）下图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨的部分反应历程。 (1)上图反应历程中，表示使用了铁催化剂的是___________线，基元反应有___________个。 A．实，5 B．虚，5 C．虚，7 D．实，7 (2)上图反应历程中，控速步骤的反应为___________。 A． B． C． D． 5．（25-26高二上·上海·阶段检测）对于合成氨反应而言，下列有关图像一定正确的是___________。(选填序号) a．  b． c． 6．（24-25高二上·上海·期中）工业制硫酸中的核心的一步是二氧化硫的催化氧化(正反应放热)，该反应转化率高，则硫的利用率高，对环境的影响小。 (1)上述反应中，反应物总能量_______生成物总能量。 A ．大于       B． 等于       C． 小于 (2)该反应的装置如图，下列说法正确的是_______。 A．该装置名称为沸腾炉 B．催化剂的使用可以将SO2全部转化为SO3 C．a处气体的温度低于b处的气体 D．d处出来的气体只含SO3 (3)在1L恒容绝热密闭容器中投入2molSO2和适当过量的O2，在一定条件下充分反应，如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。 ①10min内，SO2消耗了_______mol，SO2的反应速率为_______mol/L•min。 ②下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是_______。 A．SO2和O2的浓度为1：1                B．正反应速率与逆反应速率相等 ③分析0-30分钟内正反应速率的变化趋势并说明理由_______。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学反应的速率、工业合成氨 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 化学反应速率 / 考点二 化学反应速率的计算与比较 / 考点三 基元反应与过渡态理论 考点四 有效碰撞理论与活化能 / 考点五 外界因素影响化学反应速率的原因 考点六 工业合成氨 / 考点七 化学反应速率图像分析 05 重难题型突破 题型一 化学反应速率的计算 / 题型二 化学反应速率快慢比较 / 题型三 基元反应与过渡态理论 题型四 影响化学反应速率的因素 / 题型五 化学反应速率图像分析 / 题型六 工业合成氨及条件选择 题型七 化学反应的调控 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练 本专题核心考点覆盖化学反应速率定义与计算、有效碰撞理论、活化分子与活化能概念、浓度/温度/压强/催化剂对速率的影响规律；可逆反应化学平衡、平衡常数、转化率；工业合成氨反应特点、适宜条件选择；命题上常结合化工生产调控、食品保鲜、尾气处理等真实情境设置素材，如合成氨工业条件优化、二氧化硫催化氧化、双氧水分解、催化剂在新能源中的应用为载体；常考题型集中在反应速率计算与大小比较、外界条件改变对速率与平衡的影响分析、活化分子相关概念辨析、平衡图像分析、合成氨生产条件选择与原因阐释等，属于高考化学重难点板块，是区分中档与高分考生的核心考点。 识记 准确复述化学反应速率定义、表达式与单位；牢记有效碰撞、活化分子、活化能概念；熟记浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响规律；掌握工业合成氨的反应方程式、反应条件，能说出合成氨适宜温度、压强、催化剂；列举速率调控在化工生产中的实例。 理解 正确辨析易混概念，如反应速率是平均速率无负值、固体与纯液体用量增减不改变速率；区分活化分子总数与活化分子百分数；理清合成氨反应特点（可逆、放热、气体分子数减小），理解工业条件选择兼顾反应速率、平衡限度、设备成本的综合逻辑。 应用 能结合合成氨、硫酸工业等化工情境，判断外界条件改变对反应速率的影响；根据化学方程式换算不同物质表示的反应速率，比较速率大小；结合合成氨体系，分析条件调控对速率与平衡的双重作用，依据反应速率理论解释化工生产条件选择的原因。 考点一 化学反应速率 1．概念及表达式 （1）概念 化学反应速率可以用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示。通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 （2）表达式 v＝，其中v表示反应速率，c表示各反应物或生成物浓度，Δc表示其浓度变化(取其绝对值)，t表示时间，Δt表示时间变化。 2．单位 浓度常以 mol·L－1(或mol/L)为单位，时间常以s、min为单位，故化学反应速率的常用单位为mol/(L·s)、mol/(L·min)(或mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1)等。 3．同一反应用不同物质表示的反应速率 （1）表示方法 对于任意一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，用不同物质表示的化学反应速率分别为：v(A)＝、v(B)＝、v(C)＝、v(D)＝。 （2）不同物质反应速率的关系 用不同物质表示同一化学反应在同一时间段内的反应速率时，化学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。 即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 4．化学反应速率的测定 (1)测定原理：利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。 (2)测定方法 ①利用能够直接观察的某些性质测定：如通过测量释放出一定体积气体的时间来测定反应速率，或通过测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 ②利用科学仪器测量：如在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 ⚠️易错提醒 (1)由公式v＝计算得到的化学反应速率，是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。 (2)不论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。 (3)固体或纯液体(不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。 (4)同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率的数值可能不同，但它们表示的意义完全相同，因此，要在反应速率v后标明具体的物质。 考点二 化学反应速率的计算与比较 1．化学反应速率的计算方法——“三段式”法 (1)求解化学反应速率计算题的一般步骤： ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程计算。 v(B)＝＝ (2)计算中注意以下量的关系： ①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻) ②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻) ③转化率＝×100% 2．化学反应速率大小的比较方法 同一化学反应中，用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。常用以下两种方法： (1)归一法 (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>，则用A表示的化学反应速率较大。 ⚠️方法技巧 比较化学反应速率大小的三步骤 (1)变换单位——将各反应速率的单位统一。 (2)转换物质——将各反应速率转换成用同一物质表示的反应速率(一般转换成化学计量数最小的物质)。 (3)比较大小——比较各反应速率的数值大小。 考点三 基元反应与过渡态理论 一、基元反应及其反应机理分析 1．基元反应 大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，这每一步反应都叫一个基元反应 如：反应H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下： ①H＋＋H2O2H3O ②H3O＋Br－===H2O＋HOBr ③HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2 2．反应历程 由基元反应构成的反应序列，又称反应机理。 （1）总反应 2NO+2H2N2+2H2O （2）反应历程 ①2NO+H2N2O+H2O（慢） ②2N2O2N2+O2（快） ③2H2+O22H2O（更快） （3）决速反应 在反应历程中，反应速率最慢的基元反应 （4）决速浓度 最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率 （5）特点 a．不同的化学反应，反应历程不同。 b．同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。 c．反应历程的差别造成了化学反应速率的快慢差异。 d．对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 二、能垒图、过渡态理论及其反应机理分析 1.基元反应过渡状态理论 (1)基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　过渡态　　 　产物 (2)过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。如：一溴甲烷与NaOH溶液反应的历程可以表示为： CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH 反应物　　 过渡态　　 　产物 2.多步反应的活化能及与速率的关系 (1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2)，而该复合反应的活化能只是由实验测算的表观值，没有实际物理意义。 (2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。 （3）能垒（活化能）：即反应物状态达到活化状态所需能量。根据变换历程的相对能量可知，最大差值为：其最大能垒（活化能） (4)在钯基催化剂表面上，甲醇制氢（）的反应历程如下图所示，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注． 最大能垒 该历程中最大能垒（活化能）179.6,该步骤的基元反应方程式为 （5）曲线上的峰 ①峰的个数表示中间反应的个数，不一定表示中间产物的种类 ②峰谷 a.峰前的峰谷：表示该中间反应反应物的能量 b.峰后的峰谷：表示该中间反应生成物的能量 ⚠️易错提醒 三步突破能量变化能垒图 三步突破能量变化能垒图 第1步 通览全图，理清坐标的含义。能量变化的能垒图的横坐标一般表示反应的历程，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，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能 第2步 细看变化，分析各段反应。仔细观察曲线(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，能量下降的为放热 第3步 综合分析，做出合理判断。综合整合各项信息，回扣题目要求，做出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，但不改变反应的反应热，也不会改变反应的转化律 考点四 有效碰撞理论与活化能 1．有效碰撞理论与活化能 如图所示： 图中E1指反应的活化能，E1－E2是反应热。 2．化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系 活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。如图所示： 考点五 外界因素影响化学反应速率的原因 　　 影响 外因 单位体积内 有效碰 撞几率 化学反 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 加快 增大压强 增加 增加 不变 增加 加快 升高温度 不变 增加 增大 增加 加快 催化剂 不变 增加 增大 增加 加快 ⚠️易错提醒 (1)活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应，活化分子需要在合适的取向上碰撞才能发生化学反应。 (2)改变活化分子百分数的外界因素只有温度和催化剂，改变浓度和压强只改变分子总数。 (3)使用催化剂能同等程度地降低正、逆反应的活化能，使正、逆反应的反应速率同等程度地加快。 考点六 工业合成氨 1．合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J· mol－1·K－1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 (2)可逆性：反应为可逆反应。 (3)熵变：ΔS<0，正反应是气体体积缩小的反应。 (4)焓变：ΔH<0，正反应是放热反应。 2．原理分析 根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 增大压强 增大压强 温度 升高温度 降低温度 催化剂 使用 无影响 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度 3.数据分析 根据课本表2-2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是升高温度、增大压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是降低温度、增大压强。二者在温度这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。 4．合成氨反应条件的选择原则 工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件。 (1)尽量增大反应物的转化率，充分利用原料。 (2)选择较快的化学反应速率，提高单位时间内的产量。 (3)考虑设备的要求和技术条件。 5．合成氨反应的适宜条件 (1)压强 ①适宜条件：10～30 MPa。 ②选择依据：压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高。 (2)温度 ①适宜条件：400～500 ℃。 ②选择依据：该温度下催化剂的活性最大，反应速率比较快，氨的含量也相对较高。 (3)催化剂 适宜条件：以铁为主体的多成分催化剂(又称铁触媒)。 (4)浓度 ①适宜条件：N2和H2按物质的量之比1∶2.8混合，适时分离出氨气。 ②选择依据：适当提高N2的浓度，来提高H2的转化率。 (5)其他 兼顾环境保护和社会效益，为了提高原料的利用率，未反应的N2和H2循环使用并及时补充N2和H2。 6．工业合成氨的生产流程 （1）流程：原料气制备（造气）→ 净化 → 压缩 → 合成 → 分离与循环。 （2）各步作用： ①原料气干燥、净化：除去水蒸气及其他杂质，防止催化剂中毒而降低或丧失催化活性； ②压缩机加压：增大压强，加快反应速率并使平衡正向移动； ③合成塔中反应：在催化剂表面反应生成氨； ④分离与循环：将产品氨液化分离，未反应的 N2、H2 作为循环气返回合成塔，提高原料利用率； ⑤热交换器：利用反应放出的热量预热反应前的原料气，实现绿色低碳生产。 7．化学反应条件的选择和优化 （1）控制反应条件的目的：促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。 （2）选择适宜生产条件的原则：既要考虑反应速率和平衡转化率，还要综合考虑设备条件、安全操作、经济成本以及环境保护和社会效益，权衡利弊后确定。 ⚠️易错提醒 选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压的能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 考点七 化学反应速率图像分析 1．条件改变时速率—时间图像 图像示例 方法指导 对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，填写改变的条件及平衡移动的方向 看坐标，定意义； 零起点，定投料； 线变化，定条件； v高低，定移动。 注：改变浓度条件，图像一点保持连续；改变温度或压强，两点突变 ①t1时，增大反应物的浓度，平衡正向移动； ②t2时，降低温度，平衡正向移动； ③t3时，增大压强，平衡正向移动； ④t4时，使用催化剂，平衡不移动 2．速率—压强(或温度)图像 (1)可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像： ①根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的ΔH，则：Q <0； ②根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后气体体积的变化，则：m >n。 特别注意　图中交点是平衡点，分析温度、压强对化学平衡影响时，一般选择交点之后的曲线的变化来判断。 (2)某可逆反应中，温度的变化对正、逆反应速率的影响如图所示： 根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断该可逆反应的正反应为吸热反应。 ⚠️易错提醒 v­t图像中无“断点”，曲线是“渐变”的，即逐渐升高或降低，则改变的条件是浓度。若曲线是向上“渐变”，表示改变的条件是“增强”，反之，改变的条件是“减弱”，如工业合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。因t1时刻改变条件后，v′逆>v′正，平衡逆向移动，故改变的条件是增大NH3的浓度。 题型一 化学反应速率的计算 典例1 在2L恒容密闭容器中发生N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，5min内NH3的物质的量增加了0.4mol，则用N2表示的平均反应速率为 A．0.01mol/(L·min) B．0.02mol/(L·min) C．0.04mol/(L·min) D．0.08mol/(L·min) 【答案】B 【解析】已知容器体积，5分钟内的物质的量变化，根据反应速率定义式​，代入数据得： ，同一反应中，不同物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，即，因此：，，答案选B。 💡破题要诀 1. 2.求解的速率是平均反应速率。 迁移应用 1．一定温度下，向容积为V L的恒容密闭容器中加入a molA和b mol B，发生反应：aA(g)＋bB(s)⇌cC(g)，5 min 时，测得C为xmol，下列有关说法正确的是 A．5 min 时，v(C)=mol·L-1·min-1 B．0～5 min 内，v(B)=mol·L-1·min-1 C．0～5 min 内，v(A)∶v(C)=a∶c D．0～5 min 内，用 A 表示的化学反应速率为 V mol·L-1·min-1 【答案】C 【解析】A．该表达式计算的是0~5 min内C的平均反应速率，而非5 min这一时刻的瞬时速率，瞬时速率无法通过该平均速率公式直接计算，A错误； B．B是固体，固体的浓度视为常数，不能用固体的浓度变化来表示化学反应速率，B错误； C．同一反应的同一时间段内，不同物质的反应速率之比等于对应化学计量数之比，因此，C正确； D．根据反应计量关系，0~5 min内生成，则消耗A的物质的量为，用A表示的反应速率应为，D错误； 故选C。 2．分别向容积均为1L的恒容绝热容器和恒容恒温容器中充入2mol和1mol发生反应：，两反应体系的压强随时间的变化如图所示。 下列说法错误的是 A．该反应为放热反应 B．乙代表恒温容器中反应体系的压强变化 C．逆反应速率：a点>c点 D．甲反应体系中，min内 【答案】D 【解析】A．该反应正向是气体分子数减少的反应，若反应在恒温条件下进行，体系总物质的量减少，压强应持续降低。但甲曲线（恒容绝热）的压强先上升后下降，说明反应过程中体系温度升高，温度升高带来的压强增大效应超过了气体物质的量减少带来的压强减小效应，因此该反应为放热反应，A正确； B．恒容恒温容器中反应仅因气体分子数减少，压强随反应进行持续降低直至平衡，对应图中乙曲线；恒容绝热容器中因反应放热温度升高，压强先升后降，对应甲曲线，因此乙代表恒温容器的压强变化，B正确； C．a点处于绝热容器的平衡态，体系因反应放热温度远高于恒温容器的c点；且a点生成物Z的浓度也大于c点（由a点温度更高可推出此结论），温度和浓度均使逆反应速率更大，因此逆反应速率：a点>c点，C正确； D．甲反应体系内温度发生变化，所以根据压强无法直接计算物质的量，无法计算min内的，D错误； 故选D。 题型二 反应速率的快慢比较 典例2 在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】A 【分析】根据同一反应中各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，将各选项统一换算为后比较。 【解析】A．换算后，； B．； C．换算后，； D．换算后，； 由此可知，A项表示的反应速率最快； 答案选A。 💡破题要诀 1.速率比较需要先关注物质状态，状态为纯固体和纯液体一般不用浓度改变量表示化学反应速率。 2.速率比较时需要先统一单位。 3.速率比较需要先转化物质，统一物质后再比较。 迁移应用 3．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>③>④>① B．④>③>②>① C．①>④>③>② D．①>④>②>③ 【答案】C 【解析】①直接为A的速率：； ②先统一单位：，根据化学计量数关系，换算得； ③根据化学计量数关系，换算得； ④根据化学计量数关系，换算得； 对比换算后的速率大小：①>④>③>②，对应选项C。 4．对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】在不同条件下，比较不同物质表示的化学反应速率数值的大小不能反映反应速率的快慢，可用同一物质表示化学反应速率，且注意单位一致，此题将选项中反应速率均转化成用物质A表示的速率。 【解析】A．； B．B物质是固体，固体的浓度视为常数，不能用来表示化学反应速率； C．将C的速率换算为以A表示的速率，反应速率之比等于化学计量数之比：，因此； D．先统一单位，再将D的速率换算为以A表示的速率，，再根据计量数关系，可得：； 故选D。 题型三 基元反应与过渡态理论 典例3 已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，Ⅰ表示中间体。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．该反应历程中包含3个基元反应 C．使用高效催化剂可以降低反应所需的活化能和反应热 D．该历程中的最大能垒(活化能) 【答案】B 【解析】A．由图可知，反应物的相对能量为，生成物的相对能量为，生成物总能量低于反应物总能量，因此该反应为放热反应，A错误； B．基元反应对应“反应物→过渡态→中间体/生成物”的完整步骤，图中共有3个过渡态（TS1、TS2、TS3），对应3个基元反应，B正确； C．催化剂可以降低反应所需的活化能，但只能改变反应路径，不能改变反应物和生成物的总能量差，因此反应热是不变的，C错误； D．最大能垒是过渡态与前一个中间体/反应物的能量差：TS2对应的正反应活化能为，D错误； 故选B。 💡破题要诀 ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 迁移应用 5．对于反应：2NO+2H2N2+2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程：第一步：2NON2O2　快反应；第二步：N2O2+H2N2O+H2O　慢反应；第三步：N2O+H2N2+H2O　快反应。上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述不正确的是 A．该反应的速率由第二步反应决定 B．反应的中间产物有N2O2、N2O C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞不都是有效碰撞 D．第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能 【答案】D 【解析】A．题给三步反应中第二步为慢反应，总反应速率由最慢的基元反应（决速步）决定，故该反应的速率由第二步反应决定，A正确； B．N2O2由第一步生成、第二步消耗，N2O由第二步生成、第三步消耗，二者在反应过程中先生成后消耗、且都不出现在总反应方程式中，均为反应的中间产物，B正确； C．分子间的碰撞只有能量足够且取向合适的才是有效碰撞，绝大多数碰撞属于无效碰撞，故第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞不都是有效碰撞，C正确； D．活化能越大反应速率越慢，第一步为快反应、其活化能应小于第二步慢反应的活化能，而D认为第一步反应的活化能大于第二步，说法错误，D错误； 故答案为D。 6．某种氨基喹啉衍生物（M）合成反应的可能历程如图，表示活化能（）。下列说法正确的是 A．历程Ⅱ的决速步为④ B．升高温度，反应速率增大程度：历程Ⅰ>历程Ⅱ C．是该反应的中间产物 D．反应热：历程Ⅱ<历程Ⅰ 【答案】B 【解析】A．决速步由活化能最大的基元反应决定，历程Ⅱ包含基元反应③和④，，，步骤③活化能更大，因此历程Ⅱ的决速步为③，A错误； B．活化能越大，温度升高时反应速率增大的幅度越大。历程Ⅰ的决速步是步骤②，活化能；历程Ⅱ的决速步是步骤③，活化能。历程Ⅰ决速步活化能高于历程Ⅱ，升高温度，反应速率增大程度：历程Ⅰ＞历程Ⅱ，B正确； C．参与反应的第一步，在反应循环的末尾又重新生成，属于反应的催化剂。中间产物是反应过程生成、之后被消耗的物质，所以不是中间产物，C错误； D．催化剂只改变反应路径、降低活化能，不会改变总反应的反应物与生成物的能量，总反应不变，所以历程Ⅰ与历程Ⅱ的反应热相等，D错误； 故选B。 题型四 影响反应速率的因素 典例4 （24-25高二上·上海·期中）下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．为了提高与稀硫酸的反应速率，可以将稀硫酸改为浓硫酸 B．的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率减小 C．在容积可变的密闭容器中进行，增加的量反应速率增大 D．在转化为的反应中，保持容器体积不变，通入增大压强，反应速率加快 【答案】B 【解析】A．常温下遇浓硫酸会发生钝化，反应几乎停止，无法提高反应速率，A错误； B．盐酸与锌片反应的实质是与反应，加入氯化钠溶液会稀释溶液，减小，反应速率减小，B正确； C．是固体，其浓度视为常数，增加的量对反应速率无影响，C错误； D．容器体积不变时通入，虽然体系总压强增大，但参与反应的、、的浓度均不变，反应速率不变，D错误； 故选B。 💡破题要诀 (1)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，v正、v逆都增大，降低温度，v正、v逆都减小。 (2)在温度、浓度、催化剂等影响反应速率的因素中，各因素对反应速率的影响程度不同，催化剂为主要因素，其次是温度，最后是浓度。 (3)探究外界因素对化学反应速率的思维模型“实验现象——影响规律——理论解释”，解决实际问题时注意运用证据推理思路和思维认知模型。 迁移应用 7．（25-26高二上·上海·期中）用块状大理石与盐酸反应制取气体，若要增大反应速率，可采取的措施是 A．再加入盐酸 B．改用硝酸 C．改用粉末状大理石 D．降低温度 【答案】C 【解析】A．加入等浓度的盐酸，浓度未发生改变，反应速率不变，A错误； B．硝酸与盐酸的浓度相同，反应速率不变，B错误； C．改用粉末状大理石，增大了固体反应物与盐酸的接触面积，反应速率增大，C正确； D．降低温度，活化分子百分数减小，反应速率减小，D错误； 故选C。 8．（25-26高二上·上海·期中）下列说法中有明显错误的是 A．对有气体参加的化学反应，增大压强，体系体积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速率增大 B．已知  ，该反应正反应活化能大于逆反应活化能 C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大 D．加入适宜的催化剂，可使活化分子的百分数大幅增加，从而增大反应速率 【答案】B 【解析】A．对有气体参加的化学反应，增大压强会使体系体积减小，反应物浓度升高，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞频率提升，反应速率增大，A正确； B．反应焓变满足，其中为正反应活化能、为逆反应活化能，该反应，说明，即正反应活化能小于逆反应活化能，B错误； C．升高温度可给体系提供能量，使更多普通分子转化为活化分子，活化分子百分数增大，有效碰撞频率提升，反应速率增大，C正确； D．加入适宜催化剂可降低反应活化能，使活化分子百分数大幅增加，有效碰撞频率提升，从而增大反应速率，D正确； 故选B。 题型五 化学反应速率图像分析 典例5 在一定条件下，容器内某反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A．0～t1 min内化学方程式为A2B B．0～t1 min内，A的反应速率是B的2倍 C．0～t2 min内，A、B的反应速率相等 D．0～t2 min内，用A表示的反应速率为 mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】A．内，A的物质的量减少了，B的物质的量增加了，因此A为反应物，B为生成物，化学方程式为，A错误； B．内，A的物质的量减少了，B的物质的量增加了，因此A的反应速率是B的2倍，B正确； C．内，A的物质的量减少了，B的物质的量增加了，因此两者的反应速率不相等，C错误； D．因题中只给出了A、B物质的量的变化，没有给出体积的数值，无法求浓度变化量，因此用A表示的反应速率无法算出，D错误； 故选B。 💡破题要诀 有关化学反应速率的图像分析方法 1.认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。 2.看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。 3.抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)＞v(放)，在速率－时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。 迁移应用 9．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 【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： 。 【解析】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。 10．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，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 B．其它条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为 D．条件③，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为62.5min 【答案】A 【解析】A．对比催化剂浓度相同的曲线①和③，①的降冰片烯起始浓度为③的2倍，反应总时长也为③的2倍，计算得二者反应速率相等，说明反应速率与降冰片烯浓度无关，A错误； B．对比降冰片烯起始浓度相同的曲线①和②，②的催化剂浓度更大，反应总时长更短，反应速率更大，说明其他条件相同时催化剂浓度越大反应速率越大，B正确； C．条件①下反应速率为，C正确； D．条件③下降冰片烯起始浓度为，反应速率恒定，消耗一半浓度所需的半衰期为总反应时间的一半，即，D正确； 故选A。 题型六 工业合成氨及条件选择 典例6 工业合成氨使用铁触媒作催化剂时，反应的速率方程为，下列说法错误的是 A．投料时，适当过量可提高的转化率，但的转化率减小 B．考虑综合经济效益，合成氨一般选择400～500℃进行，主要因为铁触媒的活性最大 C．及时分离出，能提高反应物转化率但会降低反应速率，影响日产量 D．原料气进入合成塔前必须经过净化处理，以防催化剂中毒和安全事故发生 【答案】C 【解析】A．合成氨反应为，氮气与氢气按1∶3的物质的量之比反应。投料时，氮气相对过量。适当增加氮气的用量，平衡向生成氨的方向移动，可提高氢气的转化率，但过量氮气自身的转化率减小，A正确； B．工业合成氨需要兼顾反应速率、平衡转化率和生产成本。采用铁触媒时，通常选择400～500℃，主要是因为铁触媒在这一温度范围内活性最大，有利于获得较大的反应速率，B正确； C．及时分离出，使生成物浓度减小，平衡向生成氨的方向移动，能提高反应物的转化率。由题给速率方程可知，在温度及其他物质浓度不变时，反应速率与成反比，减小会增大反应速率，有利于提高日产量，C错误； D．原料气中的某些杂质会使铁触媒中毒，降低其催化活性；若混有氧气，还可能与氢气形成爆炸性混合物。因此，原料气进入合成塔前必须经过净化处理，D正确； 故选C。 💡破题要诀 合成氨的原料气制取、气体压缩、热交换等环节涉及物理中的热力学与流体力学；合成氨技术也是生物固氮研究的重要参照——工业上"高温高压"与豆科植物根瘤菌"常温常压"的对比，体现了化学与生物学的交叉。 迁移应用 11．工业合成氨使用铁作催化剂，其作用是吸附N2和H2，使反应易于进行。过程中涉及的微观片段如图所示。下列说法正确的是 A．合成氨的过程为 a→c→d→b→e B．增加铁触媒用量可提高H2的平衡转化率 C．c→b过程需释放能量 D．合成氨时，应向体系中通入稍过量的H2 【答案】C 【分析】图中黑球表示氮原子，白球表示氢原子。a中氮气和氢气处于催化剂表面上方，d中反应物吸附在催化剂表面，c中化学键断裂形成吸附原子，b中形成吸附态氨，e中氨从催化剂表面脱附，因此反应历程为a→d→c→b→e。 【解析】A．由图中各微观片段的物质状态可知，反应历程应为a→d→c→b→e，A错误； B．增加铁催化剂用量只能加快正、逆反应速率，缩短达到平衡所需时间，不改变相同温度下的平衡状态，因而不能提高氢气的平衡转化率，B错误； C．c中氮原子和氢原子吸附在催化剂表面，转化为b中的吸附态氨时形成氮氢键，形成化学键会释放能量，C正确； D．工业合成氨通常使氮气稍过量，即氢气与氮气的物质的量之比略小于3∶1，以提高氢气的利用率，并非通入稍过量的氢气，D错误； 故选C。 12．工业合成氨不仅解决了粮食问题，还为工业、国防和能源领域提供了关键支撑。合成氨的流程图如下，已知 ，下列说法正确的是 A．实验室模拟合成氨气，保持温度、压强不变通入惰性气体，平衡会发生移动，氨气的产率降低 B．步骤②中“加压”不仅可以提高原料的转化率，还加快反应速率，所以生产中压强越大越好 C．合成塔中充入的越多，的转化率越大 D．步骤④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 【答案】A 【分析】合成氨是放热、气体分子数减少的反应。步骤①干燥净化：除去杂质，防止催化剂中毒；步骤②加压：增大压强，平衡正向移动，提高氨的产率；步骤③热交换：利用反应放热预热原料气，节约能源；步骤④铁触媒（400-500℃）：催化剂加快反应速率，此温度是催化剂活性最佳温度（虽温度升高平衡逆向，但速率优先）；步骤⑤液化分离：分离出液态NH3，使平衡正向移动，提高原料利用率；步骤⑥循环：未反应的N2、H2循环利用，提高原料转化率。 【解析】A．合成氨是气体分子数减少的反应（正反应Δn<0），恒温恒压下通入惰性气体，容器体积会增大，相当于各反应气体的分压降低，平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动，氨气产率降低，A正确； B．加压虽能加快反应速率、使平衡正向移动提升原料转化率，但压强过大对设备耐压要求、动力能耗的成本会大幅提升，工业生产中需要综合成本控制选择合适压强，并非压强越大越好，B错误； C．合成塔中增大H2的充入量，平衡正向移动，会提升N2的转化率，但H2自身的转化率会降低，C错误； D．步骤④使用铁触媒催化剂，催化剂仅能加快反应速率，不会使平衡发生移动，无法提高原料的平衡转化率；步骤⑤液化分离出NH3、步骤⑥将未反应的N2和H2循环送回原料体系，才可以提升原料平衡转化率，D错误； 故选A。 题型七 化学反应的调控 典例7 工业制硫酸中的重要步骤之一是：  。下列措施中，主要目的是为了提高平衡产率的是 A．采用常压而非高压 B．采用而非低温 C．加入作为催化剂 D．及时分离出 【答案】D 【解析】A．该反应为气体分子数减小的反应，高压可使平衡正向移动提高平衡产率，采用常压是出于设备成本、常压下转化率已较高的考量，无法提高平衡产率，A错误； B．该反应为放热反应，低温可使平衡正向移动提高平衡产率，采用是为了保证催化剂活性、加快反应速率，会降低平衡产率，B错误； C．催化剂仅能改变反应速率，不影响平衡状态，无法改变平衡产率，C错误； D．及时分离出，生成物浓度降低，促使平衡正向移动，可提高平衡产率，D正确； 故选D。 💡破题要诀 化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产中起着重要作用，在实际生产中应当运用对立统一规律，综合化学反应速率和化学平衡规律，既考虑反应进行的快慢，又考虑反应的限度，在这个过程中还要坚持以下三个原则： (1)既要注意外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。 (2)既要注意温度、催化剂对化学反应速率影响的一致性，又要注意催化剂的活性对温度的要求。 (3)既要注意理论上的需要，又要考虑实际生产(如设备条件、安全操作、经济成本等)的可能性。 迁移应用 13．温度改变对催化剂活性有影响，评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下： 空时收率 CO的选择性 某学习小组以反应：  为研究对象，在不同温度下，对四组其他条件都相同的反应物进行研究，经过相同时间小时，测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。 组别 反应温度(℃) 空时收率 CO的选择性(%) ① 130 0.70 72.5 ② 140 0.75 71.0 ③ 150 0.71 55.6 ④ 160 0.66 63.3 下列说法正确的是 A．温度升高，空时收率先增大后减小，说明 B．温度升高，催化剂活性逐渐减弱，对CO的选择性逐渐降低 C．时，CO的选择性最高，说明CO生成的转化率最高 D．综合考虑空时收率和CO的选择性，工业生成时，选择效果最好 【答案】D 【解析】A．根据表格数据，温度升高，空时收率先增大后减少，空时收率与的质量、反应时间、催化剂的体积三个因素有关，温度越高，建立平衡需要的反应时间越少，不能判断的质量的变化，也就无法判断反应的焓变，A错误； B．根据数据，温度升高，CO的选择性先逐渐降低，后又升高，说明反应温度在时副反应较多，随着温度升高，催化剂活性可能逐渐增强，对CO的选择性又逐渐升高，B错误； C．时，CO的选择性最高，只能说明此时的副反应较少，不能说明CO生成的转化率是否最高，C错误； D．在时空时收率达到最高，CO的选择性也较高，副反应较少，因此工业生成时，选择效果最好，D正确； 故选D。 14．工业合成甲醇的原理为  H<0，其工艺流程如图所示。下列叙述正确的是 A．“干燥净化”的目的是防止催化剂失活 B．合成甲醇时压强越大越好 C．“冷却装置”能提高原料平衡转化率和反应速率 D．采用“高温”有利于提高甲醇的平衡产率 【答案】A 【解析】A．步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁触媒中毒失活，确保工业生产过程中的效率和产品质量，故A正确； B．是气体体积减小的反应，增大压强可以使平衡正向移动，增大反应物的转化率，但压强过大会增加对设备材料和制造的要求，提高投资费用，在实际生产中，压强的选择并不是越大越好，而是需要综合考虑多个因素，故B错误； C．是放热反应，“冷却装置”能提高原料平衡转化率，但不能提高反应速率，故C错误； D．是放热反应，采用“高温”不利于提高甲醇的平衡产率，故D错误； 故选A。 基础固本练（限时：15分钟） 1．（25-26高二上·上海嘉定·期中）下列有关化学反应速率的影响因素的说法正确的是 A．对于有气体参加的反应，增大压强，活化分子百分数增大，反应速率加快 B．温度升高，活化分子百分数不变，但反应速率加快 C．选用适当的催化剂，活化分子百分数增大，反应速率加快 D．增大反应物浓度，活化分子百分数增大，反应速率加快 【答案】C 【解析】A．增大有气体参加的反应的压强，本质是减小反应体系体积、增大气体反应物浓度，单位体积内活化分子数增加，但活化分子百分数不变，反应速率加快，A错误； B．温度升高，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，反应速率加快，B错误； C．选用适当的催化剂可降低反应的活化能，使更多普通分子成为活化分子，活化分子百分数增大，反应速率加快，C正确； D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增加，但活化分子百分数不变，反应速率加快，D错误； 故选C。 2．（24-25高二下·上海·期中）生物质合成气可用于合成燃料甲醇。某化学学习小组用和模拟工业合成甲醇。已知：  。学习小组考查了其他条件不变的情况下，温度和压强对反应的影响，实验结果如下图所示。      下列说法正确的是 A．， B．的平衡转化率， C．化学反应速率， D．化学平衡常数， 【答案】B 【分析】由方程式可得，正反应是气体物质的量减小的放热反应。 【解析】A．温度越高，反应速率越快，由图，T2温度下反应更快到达平衡，故T2>T1，压强越大，浓度越大，反应速率越快，由图，P2压强下反应更快到达平衡，故P2>P1，A错误； B．正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，CO平衡转化率减小，故CO的平衡转化率：T1>T2，正反应气体物质的量减小，故压强增大有利于正反应，即CO的平衡转化率：P1<P2，B正确； C．温度、压强越大，反应速率越大，化学反应速率，，C错误； D．平衡常数仅与温度有关，故KC=KD，D错误； 故选B。 3．（24-25高二上·上海静安·期中）对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中反应速率最快的是 A．V(A)=0.3mol·L-1s-1 B．v(B)=1.8mol·L-1s-1 C．v(C)=0.7mol·L-1s-1 D．v(D)=3.2mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】A．v(A)=0.3mol·L-1s-1； B．v(B)=1.8mol•L-1•s-1，转化为v(A)=1.8mol•L-1•s-1×=0.6mol•L-1•s-1； C．v(C)=0.7mol·L-1s-1，转化为v(A)=0.7mol•L-1•s-1×=0.35mol•L-1•s-1； D。v(D)=3.2mol·L-1·min-1=0.053 mol·L-1s-1，转化为v(A)=0.053mol•L-1•s-1×=0.0265mol•L-1•s-1； 故选B。 4．（24-25高二上·上海静安·期中）汽车尾气在稀土催化剂作用下通过反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)实现转化。下列说法正确的是 A．无法确定该反应是放热还是吸热 B．反应的平衡常数可表示为K= C．其他条件相同，起始越大，NO的平衡转化率越大 D．其他条件相同，使用催化剂，正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】B 【解析】A．该反应气体总物质的量减少，ΔS<0，且该反应可自发进行，根据ΔG=ΔH-TΔS<0可推知ΔH<0，为放热反应，故A错误； B．反应的平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，则K=，故B正确； C．增加NO的量，平衡正移，NO的转化率减小，则越大，则NO的平衡转化率越小，故C错误； D．催化加加快反应速率，则使用催化剂，正反应速率增大，逆反应速率增大，故D错误； 答案选B。 5．（24-25高二上·上海·期末）是一种绿色氧化剂，在推动绿色生产中发挥着重要作用。已知在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是 A．分解属于吸热反应 B．加入催化剂，减小了反应的焓变 C．加入催化剂，可提高反应的活化能 D．反应物的焓高于生成物的焓 【答案】D 【解析】A．根据图象可知：反应物的总能量高于生成物的总能量，则分解属于放热反应，A错误； B．根据图象可知：有、无催化剂条件下反应物的总能量和生成物的总能量均相同，则加入催化剂，不能改变反应的焓变，B错误； C．催化剂通过改变活化能来改变反应速率，加入催化剂，可降低反应的活化能，C错误； D．该反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，即反应物的焓高于生成物的焓，D正确； 故选D。 6．（24-25高二上·上海·期中）下列措施肯定能使化学反应速率增大的是 A．增大反应物的量 B．增大压强 C．升高温度 D．降低温度 【答案】C 【解析】A．若反应物为纯固体或纯液体，增大反应物的量，反应速率不变，A不符合题意； B．若反应中没有气体参加和生成，为溶液中的反应，则增加压强，反应速率不变，B不符合题意； C．因升高温度，活化分子百分数增大，反应速率加快，D符合题意； D．降低温度，化学反应速率一定是减慢的，C不符合题意； 答案选C。 7．（24-25高二上·上海闵行·阶段检测）下列有关有效碰撞理论和活化能的认识，错误的是 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，故提高反应速率 B．温度升高，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大 C．选用适当的催化剂，降低活化能，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大 D．和的反应活化能接近于零，反应几乎在瞬间完成 【答案】A 【解析】A．增大反应物浓度，活化分子百分数不变，可以提高单位体积内活化分子数目，故提高反应速率，A错误； B．温度升高，分子能量增加，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大，B正确； C．选用适当的催化剂，可以降低活化能，增加活化分子百分数，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大，C正确； D．和的反应活化能接近于零，反应速率很快，反应几乎在瞬间完成，D正确； 故选A。 8．（24-25高二上·上海·阶段检测）催化氧化制时，控制温度在450℃左右，这是因为 A．催化剂活性强，反应速率快 B．转化率大 C．单位时间内，的产量高 D．产生的污染气体少 【答案】A 【解析】A．SO2催化氧化制SO3时，控制温度在450℃左右，因为该温度下催化剂活性强，反应速率快，A符合题意； B．二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫是放热反应，降低温度平衡正向移动，二氧化硫转化率才增大，则控制温度在450℃左右不是由于转化率大，B不符合题意； C．升高温度反应速率增大，单位时间内，的产量高应所需温度较高，则不是控制温度在450℃左右缘故，C不符合题意； D．控制温度在450℃左右，对产生的污染气体二氧化硫含量无关，D不符合题意； 故答案为：A。 9．（24-25高二下·上海·期末）在硫酸工业中，（正反应放热）。下表为在不同温度和压强条件下，该反应达到平衡时的转化率数据。下列相关叙述正确的是 温度/℃ 平衡时的转化率/% 0.1Mpa 1Mpa 10Mpa 450 97.5 99.2 99.7 550 85.6 94.9 98.3 A．实际生产中应采用50MPa高压 B．通入过量可增大该反应的平衡常数 C．回收并循环使用尾气中的可提高其转化率 D．低温、高压条件下有利于提高的反应速率 【答案】C 【解析】A．实际生产中采用50MPa高压会导致设备成本过高，而表格显示在10MPa时转化率已接近极限，A错误； B．平衡常数仅与温度有关，通入过量O2不影响K值，B错误； C．回收SO2循环使用可减少原料损失，提高总转化率，C正确； D．低温会降低反应速率，高压虽能提高反应速率但低温的负面影响更显著，D错误； 故选C。 10．（25-26高二下·上海·期中）有关工业固氮的说法正确的是 A．使用铁催化剂可提高反应物的转化率 B．循环使用、可提高的产率 C．温度控制在左右有利于反应向正方向进行 D．增大压强有利于加快反应速率，所以压强越大越好 【答案】B 【解析】A．使用铁催化剂可提高反应物的速率，对转化率无影响，故A错误； B．循环使用N2、H2，可使反应物尽可能转化为生成物，则可提高氨的产率，故B正确； C．合成氨反应为放热反应，温度控制在500℃左右与催化剂活性、反应速率有关，而升高温度合成氨反应逆向移动，故C错误； D．压强越大，对设备的要求越高，成本越高，因此压强不是越大越好，故D错误； 故选B。 综合进阶练（限时：15分钟） 1．（24-25高二上·上海·阶段检测）反应3A(g)⇌2B(g)+C(g)(ΔH<0)的反应速率随时间变化如下图所示，在tl、t2、t3时刻都只有一种因素发生改变。下列判断正确的是 A．t6～t7阶段，C的百分含量最大 B．t2～t3阶段，A的转化率最小 C．t3时，改变因素一定是使用了催化剂 D．t5时，改变因素一定是升高了温度 【答案】D 【分析】首先结合反应特征是气体分子数不变的放热反应，逐一分析各时刻的改变条件：时刻：，平衡逆向移动。时刻：正逆速率同等程度增大，因为反应前后气体分子数相等，该改变既可以是加入催化剂，也可以是增大体系压强（缩小容器体积）。时刻：正逆速率同等程度减小，对应减小压强（扩大容器体积），反应前后气体系数和相等，平衡不移动。时刻：，平衡再次逆向移动。 【解析】A．平衡逆向移动会消耗产物C，之后平衡多次逆向移动，阶段C的百分含量是所有阶段里最小的，而非最大，A错误； B．A的转化率随平衡逆向移动不断降低，之后又发生了一次平衡逆向移动，因此阶段A的转化率最小，B错误； C．的改变因素除了催化剂，还可以是增大压强，并非“一定是使用催化剂”，C错误； D．时刻：，且正逆速率都增大，平衡再次逆向移动，该反应是气体体积相等的放热反应，增大压强平衡不移动，则时，改变因素一定是升高了温度，D正确； 故选D。 2．（25-26高二上·上海嘉定·阶段检测）在容积不变的密闭容器中发生反应；  ，830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1 mol CO和0.3 mol 保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，正反应速率加快，平衡正向移动 D．900℃时，某时刻、、CO和的浓度均为，此时反应向正向进行 【答案】B 【解析】A．该反应前后气体总物质的量相等，容积固定时容器内压强始终不随反应进程发生变化，因此压强不变无法说明反应达到平衡状态，A错误； B．设平衡时CO转化的物质的量为，则平衡时，，，平衡常数，解得，CO平衡转化率为，B正确； C．平衡时移走，产物浓度降低，平衡正向移动，但移走瞬间反应物浓度不变，正反应速率瞬间不变，随后逐渐减小，正反应速率加快的说法错误，C错误； D．反应，升高温度平衡逆向移动，900℃时平衡常数，此时浓度商，反应向逆反应方向进行，D错误； 故选B。 3．（24-25高二上·上海·阶段检测）溶液中的反应：X+Y2Z。分别在①、②、③三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度c(X)=c(Y)=0.100mol·L-1，c(Z)=0，反应物X的浓度随时间变化的关系如图所示。②③与①比较只有一个实验条件不同，下列说法不正确的是 A．反应在0至5.0min之间实验③的反应速率最快 B．实验②的反应最先达到平衡 C．与①相比，②可能是增大了压强 D．该反应的正反应是吸热反应 【答案】C 【解析】A．0~5.0 min内实验③的最大，根据，相同时间内浓度变化越大反应速率越快，故实验③反应速率最快，A正确； B．反应达到平衡时反应物浓度不再变化，曲线最先出现平台的为实验②，故实验②最先达到平衡，B正确； C．该反应在溶液中进行，压强对溶液中反应的速率和平衡几乎无影响，②与①平衡时浓度相同、仅反应速率更快，改变的条件应为加入催化剂，不可能是增大压强，C错误； D．与①相比，③反应速率更快，且平衡时浓度更小，说明改变的条件为升高温度，升温平衡正向移动，故正反应为吸热反应，D正确； 故答案选C。 4．（24-25高二上·上海·阶段检测）叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇，反应(CH3)3CCl+OH-→(CH3)3COH+Cl-的能量与反应进程如图所示。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．(CH3)3C+比(CH3)3CCl稳定 C．第一步反应一定比第二步反应快 D．增大碱的浓度和升高温度均可加快反应速率 【答案】D 【解析】A．反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，A错误； B．的能量高于，能量越高物质越不稳定，故更不稳定，B错误； C．第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，活化能越大反应速率越慢，因此第一步反应比第二步反应慢，C错误； D．增大碱的浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞频率升高，反应速率加快；升高温度，活化分子百分数增大，反应速率加快，D正确； 故选D。 5．（24-25高二上·上海·期末）在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】在单位相同的条件下，不同物质的反应速率与其计量数的比值越大，该反应速率越快。 【解析】A．，除以系数得到的值为； B．，除以系数得到的值为； C．，除以系数得到的值为； D．，除以系数得到的值为； 通过以上分析知，化学反应速率大小顺序是B＞C＞D＞A，所以反应速率最快的是B； 故答案选B。 6．（24-25高二下·上海·期中）使用氢能源可以减少汽车尾气中有害气体的排放。利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：，该反应过程中的能量变化如图： 途径()变为途径()，活化分子的百分率 A．增大 B．减小 C．不变 D．不一定 【答案】A 【解析】途径()变为途径()使用了催化剂，催化剂降低了活化能，提高了活化分子数，也提高了活化分子的百分率，故选A。 7．（24-25高二下·上海·期末）在密闭容器中，一定条件下进行如下反应：NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)△H=-373.2kJ·mol-1 ，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是 A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强 C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时减小压强 【答案】B 【解析】A．加催化剂同时升高温度能加快化学反应速率，但升高温度平衡逆向移动，NO转化率降低，故A错误； B．加催化剂同时增大压强能加快化学反应速率，且增大压强平衡正向移动，增大NO转化率，故B正确； C．升高温度化学反应速率加快，平衡逆向移动，充入N2平衡逆向移动，NO转化率减小，故C错误； D．降低温度同时减小压强化学反应速率减慢，减小压强平衡逆向移动，NO转化率减小，故D错误； 答案选B。 8．（24-25高三上·上海·期中）光催化可以加快合成甲醇的反应速率，如图是该反应的部分历程，其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。 图虚线框中的基元反应，主要决定总反应速率快慢的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是总反应的决速步骤，由图可知，基元反应的活化能最大，所以决定总反应速率快慢的是基元反应为，故选B。 9．（24-25高二上·上海·期中）有关合成氨条件选择的说法正确的是 A．使用催化剂可提高反应物的平衡转化率 B．及时分离出NH3既加快反应速率又提高反应物转化率 C．温度控制在500℃左右时铁催化剂的活性最大，可以加快反应速率 D．增大压强既加快反应速率又提高反应物转化率，所以工业生产时压强越大越好 【答案】C 【解析】A．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，故使用催化剂不可改变反应物的平衡转化率，A错误； B．及时分离出NH3，则生成物浓度减小，逆反应速率突然减小，则减慢反应速率，化学平衡正向移动，即可提高反应物转化率，B错误； C．合成氨反应为放热反应，温度控制在500℃左右与催化剂活性，即温度控制在500℃左右时铁催化剂的活性最大，可以加快反应速率，C正确； D．增大压强既加快反应速率，同时使反应平衡正向移动，即可提高反应物转化率，但压强越大，对设备的要求越高，所以工业生产时不是压强越大越好，D错误； 故答案为：C。 10．（24-25高二下·上海·期中）硫酸工业是无机化工的基础工业之一。工业上使用黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸，其中在接触室中，被催化氧化为，反应原理如下：(正反应为放热反应) （1）某实验小组在实验室中，在一定温度的2L恒容容器中模拟上述反应时，反应过程中物质的量变化如图所示。 图中20min时改变的反应条件可能是___________。 A．加入催化剂 B．降低温度 C．增加的物质的量 D．增大压强 （2）工业上采用进行反应的主要原因是___________。 【答案】（1）C （2）正反应是放热反应，降低温度有利于提高SO3的平衡浓度；但温度太低，反应速率慢，单位时间内产量低，不经济，并且在400℃～500℃时，催化剂的活性最大 【解析】（1）图中20min时，O2的物质的量突然增多，SO2和SO3的物质的量没变，可知改变的反应条件可能是增加的物质的量，选C。 （2），正反应是放热反应，降低温度有利于提高SO3的平衡浓度；但温度太低，反应速率慢，单位时间内产量低，不经济，并且在400℃～500℃时，催化剂的活性最大，故实际生产中控制在400℃～500℃。 创新思维练（限时：10分钟） 1．（25-26高二上·上海普陀·期中）恒容反应器中，和均能催化反应：(甲醛)(羟基乙醛)，反应历程如图所示，～为中间体，～为过渡态。 (1)该历程中包括___________步基元反应。 A．2 B．3 C．4 D．5 (2)使用Rh作催化剂时，反应的决速步是___________。 A．甲醛配位 B．CO插入 C．加氢 D．氢解 (3)在两种催化剂中，催化效果更好的是___________。 A．     B． (4)有关该反应的自发性判断正确的是___________。 A．低温自发 B．高温自发 C．任意温度自发 D．任意温度不自发 【答案】(1)C (2)C (3)B (4)A 【解析】（1）一个过渡态对应一步基元反应，该反应历程共有3个中间体，该历程中包括甲醛配位、CO插入、加氢、氢解共4步基元反应，故选C； （2）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，由图可知，Rh催化作用下，加氢步骤的活化能为24.4kcal/mol，反应的活化能最大，所以加氢步骤为决速步骤，故选C； （3）反应的活化能越小，反应速率越快，由图可知，Rh催化作用下反应的活化能大于Rh/Mn催化作用下反应的活化能，所以在Rh/Mn催化作用下，羟基乙醛的生成速率更快，催化效果更好，故选B； （4）由图可知，生成羟基乙醛的反应为放热反应，另外该反应＜0，根据＜0，所以在低温下才能自发进行，故选A。 2．（25-26高二上·上海普陀·期中）某温度下，在密闭容器中充入一定量，发生反应：        加入催化剂(虚线表示)，反应达到平衡所需时间大幅缩短。 (1)可能的反应历程示意图为__________。 A．B．C．D． (2)其他条件不变，加入催化剂后，从有效碰撞理论的角度来看，下列说法正确的是__________。 A．活化分子总数增大 B．活化分子百分数不变 C．活化分子均发生了有效碰撞 D．反应的活化能降低 【答案】(1)B (2)AD 【解析】（1）首先根据反应的焓变判断物质能量高低：第一步反应，是吸热反应，因此产物的总能量高于反应物；第二步反应，是放热反应，因此产物的总能量低于反应物。 A．图中第一步反应产物的总能量高于反应物；第二步反应产物的总能量低于反应物，但是，题目提到加入催化剂(虚线表示)，反应达到平衡所需时间大幅缩短，图中所示，加入催化剂后第一步活化能降低，但第一步不是决速步骤，不会大幅缩短反应时间，A错误； B．图中第一步反应产物的总能量高于反应物；第二步反应产物的总能量低于反应物，且图中所示，加入催化剂后第二步活化能降低，第二步是决速步骤，会大幅缩短反应时间，B正确； C．图中的能量低于，和第一步吸热的结论矛盾，C错误； D．图中的能量低于，和第一步吸热的结论矛盾，D错误； 故选B。 （2）A．催化剂降低反应活化能后，原本能量不足的普通分子会转化为活化分子，体系内活化分子总数增大，A正确； B．活化分子百分数=活化分子数/总分子数，加入催化剂，总分子数不变、活化分子数增大，因此活化分子百分数会升高，B错误； C．活化分子的碰撞中，只有取向合适、能量足够的碰撞才是有效碰撞，并非所有活化分子的碰撞都能发生反应，C错误； D．催化剂的核心作用就是通过改变反应历程，降低反应的活化能，D正确； 故选AD。 3．（25-26高二上·上海·期中）双氧水也是常用消毒剂之一，某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响。 实验所用试剂：0.4 mol·L-1 H2O2溶液、蒸馏水、CuSO4粉末、FeCl3粉末。 实验序号 H2O2溶液 温度 催化剂 收集112 mL O2所需时间 浓度(mol·L-1) V(mL) 1 0.4 20 室温 无 几乎无气体 2 0.4 20 50℃ 无 296 3 0.4 20 室温 0.5 mol CuSO4 45 4 0.4 20 室温 0.5 mol FeCl3 100 5 0.2 m 室温 0.5 mol CuSO4 >45 (1)实验1、2的目的是其他条件相同时，研究____________对H2O2分解速率的影响。 (2)对比实验3、4，能否推测Cu2+对H2O2分解的催化效果比Fe3+的好？_____（填“能”或“不能”），请说明理由_____________________________________________。 (3)实验3、5是其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响。m处取用10 mL 0.4 mol·L-1 H2O2溶液，还应添加的试剂及用量为_________________________。（混合后溶液体积变化忽略不计） 【答案】(1)温度 (2)不能，因为阴离子种类不同，也可能是阴离子影响反应速率 (3)10 mL蒸馏水 【分析】探究单一条件对反应速率的影响时，只改变待研究因素，其余条件应相同。表中各实验均以收集112 mL O2所需时间作为快慢依据：达到同一气体体积所需时间越短，反应速率越快。 【解析】（1）实验1、2中H2O2溶液的浓度和体积均相同，且均未加催化剂，只有温度不同，因此研究的是温度对分解速率的影响； （2）实验3使用CuSO4，实验4使用FeCl3，在改变催化剂阳离子的同时，伴随的阴离子也由硫酸根变为氯离子。因未保证阴离子种类相同，不能排除阴离子对反应速率的影响，故不能据此比较Cu2+与Fe3+的催化效果； （3）为使实验5与实验3的混合液总体积相同，同时把过氧化氢浓度稀释为0.2 mol/L，根据稀释前后过氧化氢的物质的量不变：0.4 mol/L×10 mL=0.2 mol/L×V，解得V=20 mL。因此应补加20 mL-10 mL=10 mL蒸馏水。 4．（25-26高二上·上海·阶段检测）下图为使用铁催化剂和未使用催化剂合成氨的部分反应历程。 (1)上图反应历程中，表示使用了铁催化剂的是___________线，基元反应有___________个。 A．实，5 B．虚，5 C．虚，7 D．实，7 (2)上图反应历程中，控速步骤的反应为___________。 A． B． C． D． 【答案】(1)A (2)A 【解析】（1）催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应物和生成物的总能量，所以曲线中表示使用了铁催化剂的线是实线；图中共有8组物质，其中第一组第二组是氮气吸附在催化剂表面，不属于基元反应；第七组第八组是氨气从催化剂上脱出，不属于基元反应，其他相邻各组物质间的转化均属于基元反应，图中共有5个基元反应。故选A。 （2）控速步骤是指活化能较高的步骤，其速率最慢属于控速步骤。第一个基元反应的活化能最大，属于控速步骤，方程式表示为，故选A。 5．（25-26高二上·上海·阶段检测）对于合成氨反应而言，下列有关图像一定正确的是___________。(选填序号) a．  b． c． 【答案】ac 【解析】a．升高温度，平衡逆向移动，则氨气的体积分数减小，但反应到达平衡的时间缩短，a正确； b．起始时氢气和氮气的投入量不同，反应到达平衡时，各物质浓度变化量之比等于其化学计量数之比，但氢气、氮气与氨气的浓度不一定相等，b错误； c．使用催化剂加快反应速率，缩短反应时间，但不影响平衡移动，c正确； 故选ac。 6．（24-25高二上·上海·期中）工业制硫酸中的核心的一步是二氧化硫的催化氧化(正反应放热)，该反应转化率高，则硫的利用率高，对环境的影响小。 (1)上述反应中，反应物总能量_______生成物总能量。 A ．大于       B． 等于       C． 小于 (2)该反应的装置如图，下列说法正确的是_______。 A．该装置名称为沸腾炉 B．催化剂的使用可以将SO2全部转化为SO3 C．a处气体的温度低于b处的气体 D．d处出来的气体只含SO3 (3)在1L恒容绝热密闭容器中投入2molSO2和适当过量的O2，在一定条件下充分反应，如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。 ①10min内，SO2消耗了_______mol，SO2的反应速率为_______mol/L•min。 ②下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是_______。 A．SO2和O2的浓度为1：1                B．正反应速率与逆反应速率相等 ③分析0-30分钟内正反应速率的变化趋势并说明理由_______。 【答案】(1)A (2)C (3) 1 0.1 B 0-30分钟内，SO2和O2的浓度不断减小，正反应速率减小，25分钟时，SO2和O2的浓度不变，正反应速率不变 【解析】（1）正反应放热，反应物总能量大于生成物总能量。故选A。 （2）A．硫酸工业中，接触室发生催化氧化，该装置名称为沸腾炉接触室，A错误； B．催化剂不能改变可逆反应的转化率，不能将SO2全部转化为SO3，B错误； C．a到b的流程仅仅是加热并没有发生化学变化，c到d处发生了化合反应生成了SO3，热交换器预热了待反应的气体，并同时冷却反应后的气体，所以气体的温度 a处<b处，C正确； D．该反应是可逆反应，SO2和O2不能完全反应，d处出来的气体含SO3和未反应的SO2和O2，D错误； 故选C。 （3）①在1L恒容绝热密闭容器中投入2molSO2和适当过量的O2，反应过程中SO2的物质的量减小，SO3的物质的量增大，由图可知，下降的曲线代表SO2，上升的曲线代表SO3，10min内，SO2消耗了2.0mol-1.0mol=1mol，SO2的反应速率为mol/L•min； ②A．由图可知，反应达到平衡时SO2和O2的浓度不一定相等，则SO2和O2的浓度为1：1时不能说明反应达到平衡，A不选； B．正反应速率与逆反应速率相等，说明反应达到平衡，B选； 故选B； ③0-30分钟内，SO2和O2的浓度不断减小，正反应速率减小，25分钟时，SO2和O2的浓度不变，正反应速率不变。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $