第20講化學(xué)反應(yīng)速率復(fù)習(xí)要求1.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率的概念、學(xué)會(huì)反應(yīng)速率的定量表示方法并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。2.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。3.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認(rèn)識(shí)基元反應(yīng)活化能對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。知識(shí)體系考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率1.概念及公式2.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算及大小比較(1)化學(xué)反應(yīng)速率與____________的關(guān)系各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如在同一化學(xué)反應(yīng)中：aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d，此處的速率為平均反應(yīng)速率?！咀⒁狻竣倩瘜W(xué)反應(yīng)速率一般指平均速率而不是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率，且無(wú)論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值。②同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。③濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)，固體和純液體的濃度視為常數(shù)。(2)應(yīng)用“三段式”計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率列起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量，再根據(jù)定義式或比例關(guān)系計(jì)算。對(duì)于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)，起始時(shí)A的濃度為amol·L－1，B的濃度為bmol·L－1，C的濃度為cmol·L－1，反應(yīng)進(jìn)行至t1s時(shí)，A消耗了xmol·L－1，則化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算如下：則v(A)＝eq\f(x,t1)mol·L－1·s－1，v(B)＝eq\f(nx,mt1)mol·L－1·s－1，v(C)＝eq\f(px,mt1)mol·L－1·s－1。(3)化學(xué)反應(yīng)速率大小比較的方法如：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，v(X)＝0.5mol·L－1·s－1、v(Y)＝1.2mol·L－1·s－1、v(Z)＝0.6mol·L－1·s－1。①歸一法：將三種物質(zhì)的速率均換算成以X表示的速率，分別為0.5mol·L－1·s－1、0.4mol·L－1·s－1、0.3mol·L－1·s－1，數(shù)值越大，反應(yīng)速率越大，故v(X)最大。②比值法：化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值越大，反應(yīng)速率越大，由于eq\f(v（X）,1)＞eq\f(v（Y）,3)＞eq\f(v（Z）,2)，故v(X)最大。二、質(zhì)量作用定律1.基元反應(yīng)(1)反應(yīng)物分子一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)稱(chēng)為基元反應(yīng)。(2)對(duì)于基元反應(yīng)aA(g)＋bB(g)=gG(g)＋hH(g)，其速率方程可寫(xiě)為v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k為速率常數(shù)，恒溫下，k不因反應(yīng)物濃度的改變而發(fā)生變化)。這種關(guān)系可以表述為一定溫度下，基元反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其化學(xué)計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的連乘積成正比(有時(shí)稱(chēng)其為質(zhì)量作用定律)。2.反應(yīng)機(jī)理基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列稱(chēng)為反應(yīng)歷程(又稱(chēng)反應(yīng)機(jī)理)，基元反應(yīng)的總和稱(chēng)為總反應(yīng)。由幾個(gè)基元反應(yīng)組成的總反應(yīng)也稱(chēng)復(fù)雜反應(yīng)。例如H2(g)＋I(xiàn)2(g)=2HI(g)，它的反應(yīng)歷程有如下兩步基元反應(yīng)：(1)I2=I·＋I(xiàn)·(快)(2)H2＋2I·=2HI(慢)其中慢反應(yīng)為整個(gè)反應(yīng)的決速步驟?！舅季S拓展】反應(yīng)機(jī)理題解題思路①分析反應(yīng)目的：分清反應(yīng)物和目標(biāo)產(chǎn)物。②分析圖表，分析箭頭指向，通過(guò)一個(gè)箭頭進(jìn)入整個(gè)歷程的物質(zhì)一般是反應(yīng)物，通過(guò)一個(gè)箭頭最終脫離整個(gè)歷程的物質(zhì)一般是產(chǎn)物。③先生成后消耗的物質(zhì)往往是中間產(chǎn)物。④某物質(zhì)參與反應(yīng)，最后又生成該物質(zhì)，該物質(zhì)往往是催化劑。一般催化劑在機(jī)理圖中多數(shù)是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的。⑤如果是包含能量的圖示，平臺(tái)的高低還表征著能量的相對(duì)高低，要分清焓變和活化能?！疽族e(cuò)辨析】1.金屬鈉與水的反應(yīng)中，可用鈉或者水的濃度變化來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。()2.對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象越明顯。()3.由v＝eq\f(Δc,Δt)計(jì)算平均反應(yīng)速率，用反應(yīng)物表示為正值，用生成物表示為負(fù)值。()4.化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L－1·s－1是指1s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L－1。()5.同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，數(shù)值越大，表示化學(xué)反應(yīng)速率越快。()(2025·蓮塘一中高三月考)反應(yīng)4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，經(jīng)3min，D的濃度增加0.9mol·L－1，下列說(shuō)法正確的是()A.用A表示的反應(yīng)速率是1.2mol·L－1·min－1B.在2min末的反應(yīng)速率，用B表示是0.9mol·L－1·min－1C.若相同時(shí)間內(nèi)，分別用B、C表示的反應(yīng)速率均為0.9mol·L－1·min－1，則這兩段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率不相等D.前2min，v正(B)和v逆(C)表示的反應(yīng)速率的值都是逐漸減小考點(diǎn)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素一、內(nèi)因(決定因素)反應(yīng)物本身的性質(zhì)，如Na、Mg、Al與等濃度的稀硫酸反應(yīng)的速率由大到小的順序?yàn)镹a>Mg>Al。二、外因(其他條件不變，改變一個(gè)條件)1.濃度由于固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，故增加(或減少)固體或純液體的量，反應(yīng)速率不變。但當(dāng)固體顆粒變小時(shí)，其表面積將增大，反應(yīng)速率將加快。溶液中離子反應(yīng)，只有改變實(shí)際參加反應(yīng)的離子濃度，才會(huì)影響反應(yīng)速率，如Zn與稀硫酸反應(yīng)，加入少量Na2SO4固體，生成H2的速率不變。2.溫度不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小。3.壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)一般指的是縮小容器容積，增大氣體反應(yīng)物的濃度。對(duì)于有固體、液體參加的化學(xué)反應(yīng)或在溶液中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率無(wú)影響。對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)體系，有以下幾種情況：(1)恒溫時(shí)：增大壓強(qiáng)eq\o(→,\s\up7(引起))容積________eq\o(→,\s\up7(引起))濃度________eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率________。(2)恒溫恒容時(shí)：①充入氣體反應(yīng)物eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)物濃度________eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率________。②充入稀有氣體(或非反應(yīng)氣體)eq\o(→,\s\up7(引起))總壓強(qiáng)________，但反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度均________，反應(yīng)速率________。(3)恒溫恒壓時(shí)：充入稀有氣體(或非反應(yīng)氣體)eq\o(→,\s\up7(引起))容積________eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度________eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率________。4.催化劑(1)催化劑與反應(yīng)歷程①催化劑是能改變化學(xué)反應(yīng)速率，其本身在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)組成均不改變的物質(zhì)。②催化原理：催化劑參與反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程。如2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O，使用銅絲作催化劑將一步反應(yīng)改變?yōu)閮刹椒磻?yīng)，第一步反應(yīng)為2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，第二步反應(yīng)為CH3CH2OH＋CuOeq\o(→,\s\up7(△))CH3CHO＋Cu＋H2O。③催化劑在反應(yīng)中的作用(2)催化劑與活化能、焓變①活化能：活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差。②加入催化劑，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，但不改變焓變。如圖所示，使用催化劑前，E1為_(kāi)___________，E2為_(kāi)___________，使用催化劑后，正反應(yīng)的活化能為E3，ΔH＝________。③活化能越________，反應(yīng)速率越快?；罨茉絖_______，反應(yīng)速率越慢。(3)催化劑的活性①催化劑的活性除與自身成分有關(guān)外，還受到粒子直徑、合成方法等因素以及反應(yīng)溫度、壓強(qiáng)等條件的影響。此外，有些物質(zhì)的存在會(huì)使催化劑明顯失效，即催化劑中毒。②催化劑催化時(shí)需要適宜的溫度，溫度過(guò)低，活性低；溫度升高，活性增強(qiáng)，但溫度過(guò)高，催化劑可能失去活性。三、碰撞理論1.基本概念(1)有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。(2)有效碰撞發(fā)生的兩個(gè)條件：發(fā)生碰撞的分子具有足夠高的能量；分子在一定的方向上發(fā)生碰撞。(3)活化分子：有足夠的能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子?；罨肿影俜?jǐn)?shù)＝eq\f(活化分子數(shù)目,反應(yīng)物分子總數(shù))×100%。2.用碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響四、過(guò)渡態(tài)理論1.理論簡(jiǎn)介反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)能量較高的過(guò)渡狀態(tài)。過(guò)渡狀態(tài)的平均能量與反應(yīng)物分子的平均能量的差為反應(yīng)的活化能。如圖所示：Ea是________________，Ea′是______________。ΔH＝Ea－E′a。2.催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率的過(guò)渡態(tài)理論解釋使用催化劑→改變了反應(yīng)的路徑(如圖)，反應(yīng)的活化能________→反應(yīng)速率________。【思維拓展】控制變量法探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響探究變量舉例解題策略溫度濃度催化劑,【易錯(cuò)辨析】1.升溫時(shí)吸熱反應(yīng)速率增大，放熱反應(yīng)速率減小。()2.一定量的鋅與過(guò)量的稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，滴入少量硫酸銅與醋酸鈉均能夠提高反應(yīng)速率。()3.(2025·如皋中學(xué))增大氣體壓強(qiáng)或使用催化劑能提高活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而加快反應(yīng)速率。()4.(2025·揚(yáng)州中學(xué))相同溫度下，將等質(zhì)量的大理石塊和大理石粉分別加入等體積的鹽酸中，反應(yīng)速率：粉狀大理石>塊狀大理石。()5.(2024·常州期中)向兩支試管中各加入2mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液，再同時(shí)各加入2mL0.1mol·L－1稀硫酸和2mL0.2mol·L－1稀硫酸，比較試管中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象的快慢，探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。()類(lèi)型1催化機(jī)理與反應(yīng)速率1.1，2-丙二醇脫氧脫水反應(yīng)的催化循環(huán)機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.過(guò)程①②均有O—H鍵斷裂，過(guò)程③④均有C—C鍵斷裂B.過(guò)程①只發(fā)生了加成反應(yīng)C.該過(guò)程中催化劑MoO3通過(guò)增大反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率D.該過(guò)程的化學(xué)方程式為eq\o(→,\s\up7(MoO3))HCHO＋CH3CHO＋CH3CH=CH2＋2H2O類(lèi)型2影響反應(yīng)速率的因素2.(1)(2024·南京高三二模)高效氧化劑亞氯酸鈉(NaClO2)常用于煙氣脫硝(NOx)和廢水脫除氨氮。Ⅰ.NaClO2溶液對(duì)煙氣脫硝。酸性條件下，F(xiàn)e3＋可催化溶液中的NaClO2產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的ClO2氣體，總反應(yīng)可表示為5ClOeq\o\al(－,2)＋4H＋eq\o(=,\s\up7(Fe3＋))4ClO2＋Cl－＋2H2O。請(qǐng)補(bǔ)充完整過(guò)程②的離子方程式：①Fe3＋＋ClOeq\o\al(－,2)=FeClOeq\o\al(2＋,2)；②________________________________________________________________________；③5Fe2＋＋ClO2＋4H＋=5Fe3＋＋Cl－＋2H2O。Ⅱ.Fe3＋催化NaClO2溶液脫硝。其他條件相同時(shí)，煙氣中NO氧化率隨c(Fe3＋)、反應(yīng)溫度的變化分別如圖所示。④NO氧化率隨c(Fe3＋)增大而增大的原因是______________________________。⑤溫度升高，NO氧化率先增大后減小的可能原因是________________________________________________。(2)(2024·南京高三二模)處理廢水中Cr(Ⅵ)的常用方法包括綠礬還原法、鐵粉還原法和離子交換法等。含Cr(Ⅵ)物種濃度隨pH的變化如下圖所示。鐵粉還原法。為探究銅離子濃度對(duì)Cr(Ⅵ)去除率的影響，向1000mL某濃度酸性廢水中加入2.0g鐵粉，隨著Cu2＋濃度由0升高至15mg·L－1，測(cè)得廢水中Cr(Ⅵ)的去除率增大，其可能原因?yàn)開(kāi)_____________________________________________________________________________________________________________。考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率圖像分析陌生圖像條件圖像分析向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率(v正)隨時(shí)間變化如圖所示。正反應(yīng)速率先增大后減小的原因是__________________________________________________________________________________________________H2O2在催化劑α-FeOOH的表面上，分解產(chǎn)生·OH，·OH較H2O2和O2更易與煙氣中的NO、SO2發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)H2O2濃度一定時(shí)，NO的脫除效率與溫度的關(guān)系如圖所示。升溫至80℃以上，大量汽化的H2O2能使NO的脫除效率顯著提高的原因是______________________________________________________________________，溫度高于180℃，NO的脫除效率降低的原因是__________________________________________________________

續(xù)表在一定條件下，CO可以去除煙氣中的SO2，其反應(yīng)原理為2CO＋SO2eq\o(=,\s\up7(一定條件))2CO2＋S。其他條件相同，以比表面積大的γ-Al2O3作為催化劑，研究表明，γ-Al2O3在240℃以上發(fā)揮催化作用。反應(yīng)相同的時(shí)間，SO2去除率隨反應(yīng)溫度的變化如圖所示。240℃以前，隨著溫度的升高，SO2去除率降低的原因是__________________________________________________________。240℃以后，隨著溫度的升高，SO2去除率迅速增大的主要原因是______________________________________________________________________________________________以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化為乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關(guān)系如圖所示。在溫度為_(kāi)_______時(shí)，催化劑的活性最好，效率最高。請(qǐng)解釋250～400℃時(shí)乙酸生成速率變化的原因：250～300℃時(shí)，______________________________________；300～400℃時(shí)，______________________________________________________在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中。反應(yīng)相同時(shí)間，NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖所示。在50～250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________；當(dāng)反應(yīng)溫度高于380℃時(shí)，NOx的去除率迅速下降的原因可能是______________________________【思維拓展】多因素影響下的速率變化(1)常見(jiàn)影響反應(yīng)速率的因素：濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑活性、接觸面積、原電池原理、副反應(yīng)等。(2)反常速率加快常見(jiàn)情況：①溫度升高；②形成原電池；③反應(yīng)生成物對(duì)反應(yīng)有催化作用；④溫度升高，催化劑活性增強(qiáng)；⑤反應(yīng)物濃度增大等。(3)反應(yīng)速率減慢常見(jiàn)情況：①反應(yīng)物濃度減??；②反應(yīng)溫度過(guò)高，催化劑失去活性；③析出的晶體或沉淀覆蓋在固體表面，阻礙反應(yīng)的進(jìn)行；④競(jìng)爭(zhēng)吸附等。類(lèi)型1反應(yīng)機(jī)理1.(2024·全國(guó)甲卷)甲烷轉(zhuǎn)化為多碳化合物具有重要意義。一種將甲烷溴化再偶聯(lián)為丙烯(C3H6)的研究所獲得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)已知如下熱化學(xué)方程式：CH4(g)＋Br2(g)=CH3Br(g)＋HBr(g)ΔH1＝－29kJ·mol－13CH3Br(g)=C3H6(g)＋3HBr(g)ΔH2＝＋20kJ·mol－1計(jì)算反應(yīng)3CH4(g)＋3Br2(g)=C3H6(g)＋6HBr(g)的ΔH＝__________kJ·mol－1。(2)CH4與Br2反應(yīng)生成CH3Br，部分CH3Br會(huì)進(jìn)一步溴化。將8mmolCH4和8mmolBr2通入密閉容器，平衡時(shí)，n(CH4)、n(CH3Br)與溫度的關(guān)系見(jiàn)下圖(假設(shè)反應(yīng)后的含碳物質(zhì)只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。(ⅰ)圖中CH3Br的曲線是__________(填“a”或“b”)。(ⅱ)560℃時(shí)，CH4的轉(zhuǎn)化率α＝__________，n(HBr)＝__________mmol。(ⅲ)560℃時(shí)，反應(yīng)CH3Br(g)＋Br2(g)=CH2Br2(g)＋HBr(g)的平衡常數(shù)K＝__________。(3)少量I2可提高生成CH3Br的選擇性。500℃時(shí)，分別在有I2和無(wú)I2的條件下，將8mmolCH4和8mmolBr2，通入密閉容器，溴代甲烷的物質(zhì)的量(n)隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系見(jiàn)下圖。(ⅰ)在11～19s之間，有I2和無(wú)I2時(shí)CH3Br的生成速率之比eq\f(v（有I2）,v（無(wú)I2）)＝______________。(ⅱ)從圖中找出I2提高了CH3Br選擇性的證據(jù)：____________________________________。(ⅲ)研究表明，I2參與反應(yīng)的可能機(jī)理如下：①I(mǎi)2(g)=·I(g)＋·I(g)②·I(g)＋CH2Br2(g)=IBr(g)＋·CH2Br(g)③·CH2Br(g)＋HBr(g)=CH3Br(g)＋·Br(g)④·Br(g)＋CH4(g)=HBr(g)＋·CH3(g)⑤·CH3(g)＋I(xiàn)Br(g)=CH3Br(g)＋·I(g)⑥·I(g)＋·I(g)=I2(g)根據(jù)上述機(jī)理，分析I2提高CH3Br選擇性的原因：__________________________________________________。類(lèi)型2催化活性與反應(yīng)速率2.(2024·南京、鹽城高三一模)乙醇是一種清潔的替代能源，催化加氫制備乙醇技術(shù)是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。乙酸甲酯催化加氫制備乙醇主要涉及如下反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋CH3OH(g)ΔH＝－23.6kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：2CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3COOC2H5(g)＋2CH3OH(g)ΔH＝－22.6kJ·mol－1在其他條件不變時(shí)，將n起始(H2)∶n起始(CH3COOCH3)＝8∶1的混合氣體以一定流速通入裝有銅基催化劑的反應(yīng)管，測(cè)得CH3COOCH3轉(zhuǎn)化率、C2H5OH選擇性[S(C2H5OH)＝eq\f(n（C2H5OH）,n轉(zhuǎn)化（CH3COOCH3）)×100%]、CH3COOC2H5選擇性[S(CH3COOC2H5)＝eq\f(2n（CH3COOC2H5）,n轉(zhuǎn)化（CH3COOCH3）)×100%]隨溫度的變化如圖所示。①180～260℃下均有S(C2H5OH)＋S(CH3COOC2H5)<100%，其原因是_________________________________。②180～200℃范圍內(nèi)，CH3COOCH3轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而迅速增大的主要原因是______________________________________。③溫度高于220℃時(shí)，催化劑的催化活性下降，其原因可能是_______________________________________。素養(yǎng)評(píng)估1.對(duì)反應(yīng)A＋BAB來(lái)說(shuō)，常溫下按以下情況進(jìn)行反應(yīng)：①20mL溶液中含A、B各0.01mol；②50mL溶液中含A、B各0.05mol；③0.1mol·L－1的A、B溶液各10mL；④0.5mol·L－1的A、B溶液各50mL。四者反應(yīng)速率的大小關(guān)系是()A.②>①>④>③ B.④>③>②>①C.①>②>④>③ D.①>②>③>④2.(2025·南通高三聯(lián)考)反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變能使反應(yīng)速率加快的是()①增加鐵的量②將容器的體積縮小一半③保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大④保持體積不變，充入水蒸氣使體系壓強(qiáng)增大A.①④ B.②③ C.③④ D.②④3.汽車(chē)排氣管裝有三元催化劑裝置，在催化劑表面通過(guò)發(fā)生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反應(yīng)機(jī)理如下[Pt(s)表示催化劑，右上角帶“*,)”表示吸附狀態(tài)]：Ⅰ.NO＋Pt(s)=NO*,)Ⅱ.CO＋Pt(s)=CO*,)Ⅲ.NO*,)=N*,)＋O*,)Ⅳ.CO*,)＋O*,)=CO2＋Pt(s)Ⅴ.N*,)＋N*,)=N2＋Pt(s)Ⅵ.NO*,)＋N*,)=N2O＋Pt(s)經(jīng)測(cè)定汽車(chē)尾氣中反應(yīng)物濃度及生成物濃度隨溫度T變化關(guān)系如圖1和圖2所示。(1)圖1中溫度從Ta升至Tb的過(guò)程中，反應(yīng)物濃度急劇減小的主要原因是______________________________________。(2)圖2中T2℃時(shí)反應(yīng)Ⅴ的活化能________(填“<”“>”或“＝”)反應(yīng)Ⅵ的活化能；T3℃時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為_(kāi)_______(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。4.(2024·淮安高三統(tǒng)考)某學(xué)者分別使用Fe2O3和Fe3O4作催化劑對(duì)燃煤煙氣脫硝脫硫進(jìn)行了研究。(1)催化劑制備。在60～100℃條件下，向足量NaOH溶液中通入N2一段時(shí)間，再加入適量新制FeSO4溶液，充分反應(yīng)后制得混合物X；向混合物X中加入NaNO3溶液，充分反應(yīng)后經(jīng)磁鐵吸附、洗滌、真空干燥，制得Fe3O4催化劑。①通入N2的目的是______________________________________。②混合物X與NaNO3反應(yīng)生成Fe3O4和NH3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________。(2)催化劑研究。如圖1所示，當(dāng)其他條件一定時(shí)，分別在無(wú)催化劑、Fe2O3作催化劑、Fe3O4作催化劑的條件下，測(cè)定H2O2濃度對(duì)模擬煙氣(含一定比例的NO、SO2、O2、N2)中NO和SO2脫除率的影響，NO脫除率與H2O2濃度的關(guān)系如圖2所示。已知：·OH能將NO、SO2氧化?！H產(chǎn)生機(jī)理如下。反應(yīng)Ⅰ：Fe3＋＋H2O2=Fe2＋＋·OOH＋H＋(慢反應(yīng))反應(yīng)Ⅱ：Fe2＋＋H2O2=Fe3＋＋·OH＋OH－(快反應(yīng))①與Fe2O3作催化劑相比，相同條件下Fe3O4作催化劑時(shí)NO脫除率更高，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。②NO部分被氧化成NO2。NO2被NaOH溶液吸收生成兩種含氧酸鈉鹽，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________。③實(shí)驗(yàn)表示·OH氧化SO2的速率比氧化NO速率慢。但在無(wú)催化劑、Fe2O3作催化劑、Fe3O4作催化劑的條件下，測(cè)得SO2脫除率幾乎均為100%的原因是____________________________________。參考答案考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)歸納一、1.單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小生成物濃度的增大mol·L－1·s－1[或mol/(L·s)]2.(1)化學(xué)計(jì)量數(shù)【易錯(cuò)辨析】1.×2.×3.×4.×5.×命題突破C解析：A為固體，不能用mol·L－1·min－1表示其速率，故A錯(cuò)誤；不能計(jì)算B在2min末的瞬時(shí)速率，故B錯(cuò)誤；經(jīng)3min，D的濃度增加0.9mol·L－1，用D表示的反應(yīng)速率為v(D)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.9mol·L－1,3min)＝0.3mol·L－1·min－1，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，此時(shí)C表示的反應(yīng)速率為0.6mol·L－1·min－1，可知若用C表示的反應(yīng)速率為0.9mol·L－1·min－1，這兩段時(shí)間反應(yīng)速率不相等，故C正確；前2min，v正(B)表示的反應(yīng)速率的值逐漸減小，v逆(C)表示的反應(yīng)速率的值逐漸增大，故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素知識(shí)歸納二、增大減小不變?cè)龃鬁p小氣體增大減小增大相同表面積3.(1)縮小增大增大(2)①增大增大②增大不變不變(3)增大減小減小4.(1)③a.自發(fā)c.降低ΔHb.平衡轉(zhuǎn)化率c.化學(xué)平衡常數(shù)d.化學(xué)平衡移動(dòng)方向(2)②正反應(yīng)活化能逆反應(yīng)活化能E1－E2③小大三、2.不變?cè)黾釉黾硬蛔冊(cè)黾釉龃蟛蛔冊(cè)黾釉黾硬蛔冊(cè)黾釉龃蟛蛔儾蛔冊(cè)黾釉黾釉黾釉龃蠼档筒蛔冊(cè)黾釉黾釉黾釉龃笏摹?.正反應(yīng)的活化能逆反應(yīng)的活化能2.降低加快【易錯(cuò)辨析】1.×2.×3.×4.×5.√命題突破1.D解析：由循環(huán)機(jī)理圖可知過(guò)程④中斷裂C—O，形成碳碳雙鍵，不存在C—C的斷裂，A錯(cuò)誤；加成反應(yīng)得到的產(chǎn)物為一種，過(guò)程①還生成了水，故過(guò)程①不僅發(fā)生了加成反應(yīng)，B錯(cuò)誤；反應(yīng)活化能越高反應(yīng)速率越慢，反應(yīng)活化能越低反應(yīng)速率越快，故催化劑MoO3通過(guò)降低反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率，C錯(cuò)誤；由循環(huán)機(jī)理圖可知，該反應(yīng)方程式正確，D正確；故答案為：D。2.(1)②FeClOeq\o\al(2＋,2)=Fe2＋＋ClO2④催化劑Fe3＋的濃度增大，生成氧化性更強(qiáng)的ClO2速率加快，NO的氧化率提高⑤溫度升高，F(xiàn)e3＋催化NaClO2生成ClO2的反應(yīng)速率加快，ClO2氧化NO的速率加快；ClO2和NO在水中的溶解度減小，導(dǎo)致NO氧化速率減慢。溫度低于60℃時(shí)，以前者為主，高于60℃時(shí)，以后者為主(2)鐵粉置換出銅形成Fe—Cu原電池，增加了c(Fe2＋)，Cr(Ⅵ)去除率增大解析：(1)結(jié)合反應(yīng)①和③可知，反應(yīng)②中FeClOeq\o\al(2＋,2)作反應(yīng)物，F(xiàn)e2＋、ClO2作產(chǎn)物，反應(yīng)為：FeClOeq\o\al(2＋,2)=Fe2＋＋ClO2；④催化劑Fe3＋的濃度增大，生成氧化性更強(qiáng)的ClO2速率加快，NO的氧化率提高；⑤溫度升高，F(xiàn)e3＋催化NaClO2生成ClO2的反應(yīng)速率加快，ClO2氧化NO的速率加快；ClO2和NO在水中的溶解度減小，導(dǎo)致NO氧化速率減慢。溫度低于60℃時(shí)，以前者為主，高于60℃時(shí)，以后者為主。(2)向1000mL某濃度酸性廢水中加入2.0g鐵粉，若不加Cu2＋，F(xiàn)e先與H＋反應(yīng)生成Fe2＋等，F(xiàn)e2＋再還原Cr(Ⅵ)；加入Cu2＋后，Cu2＋先與Fe反應(yīng)生成Cu和Fe2＋，F(xiàn)e、Cu可構(gòu)成原電池，加快生成Fe2＋的速率，則隨著Cu2＋濃度由0升高至15mg·L－1，廢水中Cr(Ⅵ)的去除率增大，其可能原因?yàn)椋鸿F粉置換出銅形成Fe—Cu原電池，增加了c(Fe2＋)，Cr(Ⅵ)去除率增大?？键c(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率圖像分析知識(shí)歸納反應(yīng)放熱，在絕熱容器中反應(yīng)使溫度升高，v正增加，b點(diǎn)后，溫度上升已不明顯，反應(yīng)物濃度降低，導(dǎo)致v正減小H2O2與催化劑的接觸更好，產(chǎn)生更多的·OH，·OH濃度增大，與NO混合更充分180℃以后，·OH分解成O2和H2O，NO的脫除效率下降溫度較低時(shí)，SO2被催化劑吸附，溫度升高，吸附能力減弱溫度較高時(shí)，SO2在催化劑存在條件下被CO還原，溫度升高，催化劑活性增強(qiáng)，反應(yīng)速率加快250℃催化效率下降是影響乙酸生成速率的主要原因溫度升高是影響乙酸生成速率的主要原因迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高而增大，與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大；上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大，催化劑活性下降NH3與O2反應(yīng)生成了NO命題突破1.(1)－67(2)(ⅰ)a(ⅱ)80%7.8(ⅲ)10.92(3)(ⅰ)eq\f(3,2)(或3∶2)(ⅱ)5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐漸降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升(ⅲ)I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2發(fā)生反應(yīng)生成了CH3Br解析：(1)將第一個(gè)熱化學(xué)方程式命名為①，將第二個(gè)熱化學(xué)方程式命名為②。根據(jù)蓋斯定律，將方程式①乘以3再加上方程式②，即①×3＋②，故熱化學(xué)方程式3CH4(g)＋3Br2(g)=C3H6(g)＋6HBr(g)的ΔH＝－29kJ·mol－1×3＋20kJ·mol－1＝－67kJ·mol－1。(2)(ⅰ)根據(jù)方程式①，升高溫度，反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CH4(g)的含量增多，CH3Br(g)的含量減少，故CH3Br的曲線為a；(ⅱ)560℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，剩余的CH4(g)的物質(zhì)的量為1.6mmol，其轉(zhuǎn)化率α＝eq\f(（8mmol－1.6mmol）,8mmol)×100%＝80%；若只發(fā)生一步反應(yīng)，則生成6.4mmolCH3Br，但此時(shí)剩余CH3Br的物質(zhì)的量為5.0mmol，說(shuō)明還有1.4mmolCH3Br發(fā)生反應(yīng)生成CH2Br2，則此時(shí)生成的HBr的物質(zhì)的量n＝6.4mmol＋1.4mmol＝7.8mmol；(ⅲ)平衡時(shí)，反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量分別為n(CH3Br)＝5.0mmol、n(Br2)＝0.2mmol、n(CH2Br2)＝1.4mmol、n(HBr)＝7.8mmol，故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c（CH2Br2）·c（HBr）,c（CH3Br）·c（Br2）)＝eq\f(\f(1.4,V)×\f(7.8,V),\f(5.0,V)×\f(0.2,V))＝10.92。(3)(ⅰ)11～19s時(shí)，有I2的生成速率v＝eq\f(\f(3.2,V)－\f(2.6,V),8)mmol·(L·s)－1＝eq\f(0.075,V)mmol·(L·s)－1，無(wú)I2的生成速率v＝eq\f(\f(2.2,V)－\f(1.8,V),8)mmol·(L·s)－1＝eq\f(0.05,V)mmol·(L·s)－1。生成速率比eq\f(v（有I2）,v（無(wú)I2）)＝eq\f(\f(0.075,V),\f(0.05,V))＝eq\f(3,2)；(ⅱ)從圖中可以看出，大約4.5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐漸降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升，因此，可以利用此變化判斷I2提高了CH3Br的選擇性；(ⅲ)根據(jù)反應(yīng)機(jī)理，I2的投入消耗了部分CH2Br2，同時(shí)也消耗了部分HBr，使得消耗的CH2Br2發(fā)生反應(yīng)生成了CH3Br，提高了CH3Br的選擇性。2.①部分CH3COOCH3發(fā)生了其他不產(chǎn)生C2H5OH和CH3COOC2H5的反應(yīng)②溫度升高與催化劑活性增大共同導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的速率加快③積碳覆蓋在催化劑表面；Cu2O被還原為Cu，改變了Cu2O與Cu的比例，導(dǎo)致催化劑活性降低解析：①180～260℃下均有S(C2H5OH)＋S(CH3COOC2H5)<100%，，說(shuō)明乙酸甲酯沒(méi)有完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙醇、乙酸乙酯，應(yīng)該還有副產(chǎn)物發(fā)生，故其原因是部分CH3COOCH3發(fā)生了其他不產(chǎn)生C2H5OH和CH3COOC2H5的反應(yīng)。②催化劑能明顯加快反應(yīng)速率，但是催化劑需一定的活性溫度，180～200℃范圍內(nèi)，CH3COOCH3轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而迅速增大的主要原因是溫度升高與催化劑活性增大共同導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的速率加快。③銅基催化劑須含合適物質(zhì)的量之比的Cu2O與Cu，溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物轉(zhuǎn)化為積碳、碳具有一定還原性，能還原銅的氧化物為銅單