大單元五化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡

第21講化學(xué)反應(yīng)速率

備考導(dǎo)航

1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念并能進(jìn)行簡單的計(jì)算。

2.能通過實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)條件改變對反應(yīng)速率的影響。

復(fù)習(xí)目標(biāo)3.能用反應(yīng)速率理論解釋外界條件改變對反應(yīng)速率的影響。

4.掌握催化能量圖、活化能（能壘）、催化循環(huán)圖等圖像分析方法。

5.了解反應(yīng)機(jī)理、催化機(jī)理、基元反應(yīng)、質(zhì)量作用定律的基本含義

1.這部分知識難度較大，常常出現(xiàn)反應(yīng)機(jī)理或反應(yīng)循環(huán)圖。

復(fù)習(xí)策略2.主觀題常常與化學(xué)平衡內(nèi)容結(jié)合起來命題。近幾年高考常出現(xiàn)催

化能壘圖，合理地解釋基元反應(yīng)活化狀態(tài)的快反應(yīng)和慢反應(yīng)

熟記網(wǎng)絡(luò)

問題1甲醇是可再生的清潔能源，可利用CO?與H2合成甲醇:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)o該反應(yīng)歷程如圖1所示。

上述合成甲醇的反應(yīng)的有機(jī)副產(chǎn)物有;由于該反應(yīng)速率較

慢，需要加入催化劑使反應(yīng)速率加快，主要降低下列變化中

（填字母）的能量變化。

A.CO+OH―-CO+H2OB.CO--OCH

課刖思考

C.OCH2-""OCH3D.OCH3―CH30H

KX)

%

/

斗80

至

y60

Wg

Qc40

SN

W20

E雙

10020030()380500

溫度/C

圖1圖2

【答案】CHzOA

【解析】由圖可知生成的副產(chǎn)物主要有CO和CH2O,其中有機(jī)副

產(chǎn)物是CH2O;生成甲醇的過程中，能壘最高（為1.64eV）的變化為

*CO+*OH-*CO+*H2O,該反應(yīng)速率最慢，決定了整個(gè)反應(yīng)速率

的快慢，所以要想提高整個(gè)反應(yīng)速率，應(yīng)該降低該反應(yīng)的能壘。

問題2在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NCX反應(yīng)生成

N2O將一定比例的02、NH3和NQr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，NCX的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲

線如圖2所示。

在50?250C范圍內(nèi)隨著溫度的升高,NCK的去除率先迅速上升后上

課前思考

升緩慢的主要原因是_________________________________________

當(dāng)反應(yīng)溫度局于380℃時(shí)，NO、的去除率迅速下降的原因可能是

O

【答案】迅速上升段催化劑活性隨溫度升高而增大，與溫度升高共

同使NQ,去除反應(yīng)速率迅速增大；上升緩慢段主要原因是溫度升高，

NO、去除反應(yīng)速率增大，而催化劑活性下降NH3與02反應(yīng)生成了

NO

課前8min

1.（2021?廣東卷）反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步：①X-Y；②Y-2Z。反應(yīng)體系

中X、Y、Z的濃度。隨時(shí)間/的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是（D）

Jm

A.a為c(X)隨/的變化曲線

B.r時(shí),c(X)=c(Y)=c(Z)

C./2時(shí)，Y的消耗速率大于生成速率

D.△后，c(Z)=2cc—c(Y)

【解析】①X-Y；②Y-2Z,隨著反應(yīng)的進(jìn)行，c(X)減小，c(Y)先增大

后減小，c(Z)增大，所以a為c(X)隨/的變化曲線，A正確；從圖可看出，時(shí)，

c(X)=c(Y)=c(Z),B正確；從圖可知c(Y)減小，：2時(shí)，Y的消耗速率大于生成速

率，C正確；由圖可知，A時(shí)刻X完全轉(zhuǎn)化為Y,假設(shè)不發(fā)生反應(yīng)②，則c(Y)=

c?,A后隨反應(yīng)②進(jìn)行，Y濃度變化量為co-c(Y),則c(Z)=2co—2c(Y),D錯(cuò)誤。

2.(2023?福州模擬)下列有關(guān)催化劑的說法錯(cuò)誤的是(D)

A.不能改變反應(yīng)的燃變

B.改變基元反應(yīng)的活化能

C,可能提高主反應(yīng)選擇性

D.不能提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率

【解析】轉(zhuǎn)化率可分為一般轉(zhuǎn)化率和平衡轉(zhuǎn)化率,催化劑不改變平衡轉(zhuǎn)化率,

但是在未達(dá)到平衡前，可以提高單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，D錯(cuò)誤。

3.(2023?安徽淮北一模)芬頓試劑是以H2O2和Fe2+組成的酸性水溶液體系，

具有極強(qiáng)的氧化能力，其機(jī)理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(C)

A.Fe?+起到催化作用

B.基元反應(yīng)1的離子方程式為H2Ch+Fe2++H+=Fe3++QH+H2O

C.基元反應(yīng)1的活化能比基元反應(yīng)2的高

D.圖示過程中，pH會發(fā)生變化

【解析】Fe2十參與基元反應(yīng)1,在基元反應(yīng)2生成，起到催化作用，A正確;

基元反應(yīng)1為快反應(yīng)，而基元反應(yīng)2為慢反應(yīng)，則基元反應(yīng)1的活化能比基元反

應(yīng)2的低，C錯(cuò)誤；基元反應(yīng)1的離子方程式為H2O2+Fe2++H==Fe3++.OH

+H2O,基元反應(yīng)2的離子方程式為Fe3++H2O2=Fe2++H("+H+,基元反應(yīng)1

為快反應(yīng)，而基元反應(yīng)2為慢反應(yīng)，則圖示過程中，pH會發(fā)生變化，B、D正確。

4.(2023?惠州模擬)通過大量的研究PmNi、SnuNixCuuNi三種雙金屬合金團(tuán)

或生成物濃度的增加，而不是物質(zhì)的量的變化。利用容器的容積，將物質(zhì)的量轉(zhuǎn)

化為物質(zhì)的量濃度的變化；還要注意單位要一致，要看清楚時(shí)間單位是秒還是分

鐘。

(2)化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量。這里所說的

化學(xué)反應(yīng)速率指的是平均反應(yīng)速率，而不是瞬時(shí)反應(yīng)速率。

一定溫度下，鋅粒在1mol/L的稀鹽酸中反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系

如圖所示，圖中A點(diǎn)的斜率就是在A時(shí)刻的瞬時(shí)反應(yīng)速率。

(3)同一反應(yīng)在不同反應(yīng)階段的反應(yīng)速率一般是不同的。主要原因是反應(yīng)物

濃度不斷變化，且反應(yīng)所引起的熱量變化對反應(yīng)速率也有較大影響。

10識舊轉(zhuǎn)化率

反應(yīng)物起始濃度一反應(yīng)物反應(yīng)后濃度.......

反應(yīng)物起始濃度X1()()%

解疑釋惑37

有關(guān)反應(yīng)過程中化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算

1.反應(yīng)速率計(jì)算的“三段式”模板

以反應(yīng)4NH3(g)+302(g)2N2(g)+6H2O(g)為例說明。

現(xiàn)向一容積不變的2L密閉容器中充入4molNH3和3molO2.4min后，測得

生成的H2O(g)占混合氣體體積的40%,則下列表示此段時(shí)間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率

不正確的是(C)

A.P(N2)=0.125mol/(L-min)B.BH2O)=0.375mol/(L-min)

C.P(O2)=0.225mol/(Lmin)D.P(NH3)=0.250mol/(Lmin)

【解析】1殳4min時(shí)，生成6/molH2(D(g),列式：

4NHs(g)4-302(g)2N2(g)+6H2O(g)〃(總)

起始/mol43007

變化/mol4x3人2x6工

4min后/mol14-4x3-3x2x6x7+x

據(jù)題意，則有末乂100%=40%,解得X=0.5,則4min內(nèi)H20(g)的變化濃

?I人

度為Ac(H20)=駕y=1.5mol/L,。(小0)=耳當(dāng)乎=0.375mol/(L?min),由各物

質(zhì)的速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可得出各物質(zhì)的反應(yīng)速率分別為WN2)=

0.125mol/(Lmin)xv(NHs)=0.250mol/(L-min)\u(O2)=0.1875mol/(Lmin),故選

Co

2.從圖像中獲取計(jì)算的數(shù)據(jù)

縱坐標(biāo)可以是物質(zhì)的量，也可以是物質(zhì)的量濃度，橫坐標(biāo)是時(shí)間。

例如：某溫度時(shí)，在恒容(VL)容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間

的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖像可進(jìn)行如下計(jì)算：

(1)求某物質(zhì)的平均速率、轉(zhuǎn)化率，如。?AS內(nèi):

o(X)=4Bmol/(L.s),Y的轉(zhuǎn)化率=當(dāng)廣義100%。

(2)確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，如：X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)

量數(shù)之比為(〃1一〃3):(〃2—〃3):〃2。

|及時(shí)鞏固］

g1下列說法正確的是(D)

A.化學(xué)反應(yīng)速率既有正值，又有負(fù)值

B.測定某化學(xué)反應(yīng)從開始到2s末的反應(yīng)速率，指的是2s末的瞬時(shí)速率

C.對于同一化學(xué)反應(yīng)，選用不同的物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，其數(shù)值一定不

同

D.不能用固體和純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率

【解析】反應(yīng)速率的數(shù)值均為正值，A錯(cuò)誤；該說法指的是2秒內(nèi)的平均速

率，B錯(cuò)誤；對于同一化學(xué)反應(yīng)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,

所以如果不同物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，則選用不同的物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，

其數(shù)值可以相同，C錯(cuò)誤；固體或純液體的濃度視為常數(shù)，故不能用固體或純液

體的濃度變化量來表示化學(xué)反應(yīng)速率，D正確。

嗨2(1)溫度為T時(shí)，向2.0L的恒容密閉容器中充入1.()molPC15,反應(yīng)

PCl5(g)PC13(g)+Ch(g)經(jīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見

F表:

r/s050150250350

/?(PC13)/mol00.160.19().2()().2()

反應(yīng)在前50s的平均速率為o(PC13)=mol/(Ls)o

(2)利用光能和光催化劑，可將CCh和HzCXg)轉(zhuǎn)化為CM和02。紫外光照射

時(shí)，在不同催化劑(I、11、HI)作用下，CM產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖所示。

在0?15h內(nèi)，CH4的平均生成速率I、II和HI從大到小的順序?yàn)閛

05101520253035

光照時(shí)間布

【答案】(1)0.0016(2)II>III>I

頌13已知：3Cb+2NH3=N2+6HC1。若反應(yīng)速率分別用WC12)、“NH3)、

O(N2)、o(HCl)表示，則下列關(guān)系式正確的是(B)

A.|r(Ch)=v(NH3)

B.^(Ch)=v(N2)

C.5V(C12)=V(HC1)

D.1V(NH3)=V(HC1)

J

2

【解析】反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則全(C[2)=D(NH3),A錯(cuò)誤;

2I;(C12)=V(HC1),C錯(cuò)誤;3D(NH3)=O(HC1),D錯(cuò)誤。

國4(2022?浙江卷1月)在恒溫恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)A(s)+

2B(g)3X(g),c(B)隨時(shí)間的變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是(C)

c(B)

二

甲

0時(shí)間

A.從a、c兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到c時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率

B.從b點(diǎn)切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開始時(shí)的瞬時(shí)速率

C.在不同時(shí)刻都存在關(guān)系：2v(B)=3u(X)

D.維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變，句反應(yīng)體系中加入催化劑，c(B)

隨時(shí)間變化關(guān)系如圖中曲線乙所示

【解析】從a、c兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得濃度變化值和時(shí)間差值，化學(xué)反應(yīng)的平均

速率就是物質(zhì)的濃度變化值與所用時(shí)間的商，A正確；b點(diǎn)處切線的斜率就是瞬

時(shí)速率，R正確；化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，即：3"R)=

2r(X),C錯(cuò)誤；在其他條件不變時(shí)，向反應(yīng)體系中加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增

大，但平衡不移動(dòng)，達(dá)到平衡狀態(tài)所需的時(shí)間縮短，D正確。

典例15(2023?廣東期末聯(lián)考)已知基元反應(yīng)+P的速率方程可表

示為：o=h,〃(A).cRB)代為速率常數(shù)，下同)。碰撞理論研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)化學(xué)反

應(yīng)并不是經(jīng)過簡單的碰撞就能完成，反應(yīng)過程往往需經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)。

用Ch氧化N2生成NO的反應(yīng)O2+N2=2NO實(shí)際上經(jīng)過兩步基兀反應(yīng)完成。

①02￡20(快)

②2O+N2-蝮＞2NO(慢)

已知快反應(yīng)近似平衡態(tài)。若在溫度為FC下，c(Ch)=amol/L,c(N2)=〃moI/L。

⑴寫出FC下O2+N2=2NO反應(yīng)的速率方程：v=(用含％、依、

依、小b的代數(shù)式表示)

(2)決定總反應(yīng)速率的步驟是反應(yīng)_______(填“①”或"②”)

【答案】⑴*

⑵②

【解析】⑴反應(yīng)②為慢反應(yīng)，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定，則y=Z：3C2(O)-c(N2),

L\

反應(yīng)①為快速平衡反應(yīng)，則有：k\c(O2)=k2c\O),即C2(O)=RC(O2),代入總反應(yīng)

.、，kii.........h-kya-b

o=依*而C(O2)?C(N2)=—記一o

頌16300C時(shí)，2NO(g)+Cb(g)2ClNO(g)的正反應(yīng)速率表達(dá)式為。正=

kY(CINO),測得速率和濃度的關(guān)系如下表：

序號c(ClNO)/(mol/L)u/[X10-8mol/(L-s)]

①0.300.36

②0.601.44

③0.903.24

n=;k=o

【答案】24.0X1.0—8

【解析】由表中數(shù)據(jù)：①0.36X10-8=2X0.30〃，②1.44X10-8=%乂0.60，，六

得出：〃=2,代入公式,得出左=4.0X1(尸。

EM7我國科學(xué)家研究了Fe+循環(huán)催化N2O4-CO=N2+CO2的反應(yīng)機(jī)理。

反應(yīng)過程中的物種及能量變化如圖所示，其中A?F表示反應(yīng)過程中過渡態(tài)物質(zhì)。

下列說法正確的是(D)

Fe-Nq+COBFeOj;N.+CC*

蚤0

T

00

1_00

-200

-3700\%山+N：

R'

(O=C=O-Fc)+N,

反應(yīng)過程r

A.基態(tài)Fe卡的電子排布式為[Ar]3d54s2

B.適當(dāng)升高溫度，有利于提高CO和NzO的平衡轉(zhuǎn)化率

C.該條件下，N20轉(zhuǎn)化為N2的反應(yīng)速率主要由A-B步驟決定

D.該催化過程中，鐵元素的化合價(jià)發(fā)生了變化

【解析】基態(tài)Fe?的電子排布式為[Ar]3d64s*A錯(cuò)誤；反應(yīng)放熱，升溫平衡

左移，不利于提高CO和N2O的平衡轉(zhuǎn)化率，B錯(cuò)誤；活化能越大，反應(yīng)速率越

++

慢，則該條件下，反應(yīng)速率主要由C-*FeO4-N2+CO步驟決定，C錯(cuò)誤；Fe

中鐵元素為+1價(jià)，F(xiàn)eC/中鐵元素為+3價(jià)，則催化過程中，鐵元素化合價(jià)發(fā)生

變化，D正確。

深度指津

基元反應(yīng)與質(zhì)量作用定律

1.基元反應(yīng)與反應(yīng)歷程：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的,

往往是經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)。

2.基元反應(yīng)：反應(yīng)物分子一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。反應(yīng)歷程中的每一步

反應(yīng)都是基元反應(yīng)。

3.反應(yīng)歷程（又稱反應(yīng)機(jī)理）

如：H2（g）+l2（g）=2HI（g）,它的反應(yīng)歷程可能是如下兩步基元反應(yīng)：

①b1+1（快）

②H2+2I=2HI（慢）

其中慢反應(yīng)為整個(gè)反應(yīng)的決速步驟。

4.質(zhì)量作用定律：基元反應(yīng)的速率與各反應(yīng)物濃度的鬲乘積成正比。

如：〃A+bB+-----產(chǎn)物

速率方程：o=/T（A）/（B）…（式中攵為反應(yīng)速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，與濃

度無關(guān)）

5.舉例

如2NO+O2=2NO2反應(yīng)歷程：

2N0N2O2（快速平衡）一般=產(chǎn)

"]K-\

NO2+O2-">2NO2（慢反應(yīng)）

______C(N2()2)ki

CC2

快=77=?(N0)(N2O2)=7-(NO)

K—I

由慢反應(yīng)可得:

v=fe-c(NO2)-c(O2)=-j--^(NOJ-cCOz)

2/t—1

總反應(yīng)速率0=&2（NO>C（O2）

kik2

所以％=

k-\

考點(diǎn)2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

知識梳理

XD識U內(nèi)因

化學(xué)反應(yīng)速率的大小由反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等因素所決定的。如金屬

與等濃度的稀硫酸反應(yīng)的速率：Na>Mg>AL

知識舊外因

1.濃度：當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，可以二化學(xué)反應(yīng)速

率；減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。

［注意］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。增大固體反應(yīng)物的表面積，反應(yīng)速率加快。

2.壓強(qiáng)

對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)弓醫(yī)體積縮小5超?濃度增大5惺反應(yīng)速率增大。

(2)恒溫恒容時(shí)：

①充入氣體反應(yīng)物弓曜濃度增大弓因反應(yīng)速率增大。

②充入稀有氣體(或非反應(yīng)氣體)5強(qiáng)總壓強(qiáng)噌大，但各物質(zhì)的濃度不變，反

應(yīng)速率不變。

(3)恒溫恒壓時(shí):充入稀有氣體(或非反應(yīng)氣體)月適體積增大國固濃度減小

,顯反應(yīng)速率減小。

3.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。

4.催化劑

(1)催化劑能降低反應(yīng)的活化能，增大反應(yīng)速率。催化劑與反應(yīng)物接觸面積

越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快。

(2)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，溫度過低，活性低；溫度升高，活性增強(qiáng),

但溫度過高，催化劑可能失去活性。

知識E1反應(yīng)速率理論：“活化理論”和“碰撞理論”

1.有效碰撞

能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞為有效碰撞。

化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子間必須發(fā)生碰撞。有效碰撞必須具備

兩個(gè)條件：一是發(fā)生碰撞的分子具有一定的能量，二是碰撞時(shí)要有合適的

取向。

2.活化分子

有足夠的能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子。

3.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為反應(yīng)的活化

能。如圖所示_￡[_是正反應(yīng)的活化能，-S—是逆反應(yīng)的活化能，使用催化劑

后的活化能為￡一，反應(yīng)熱為E1—E2。

4.能壘

在催化劑催化的反應(yīng)歷程中，各步基元反應(yīng)中的活化能就是該基元反應(yīng)的

“能壘”。在反應(yīng)歷程中，各基元反應(yīng)反應(yīng)速率有快有慢，反應(yīng)的速率是由能壘

最大的慢反應(yīng)決定的。

5.用化學(xué)反應(yīng)速率理論來解釋外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

項(xiàng)目

條件改變單位體積內(nèi)有效碰化學(xué)反

分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)撞次數(shù)應(yīng)速率

增大反應(yīng)物濃度增加增加不變增加增大

增大壓強(qiáng)增加增加不變增加增大

升高溫度不變增加增大增加增大

使用催化劑不變增加增大增加增大

解疑釋惑38

控制變量法探究外界條件對反應(yīng)速率的影響

探究變量舉例備注

5%KO：溶液5%比（）：溶液①確定變量：先弄清楚影響反應(yīng)

溫度m由

溫度速率的因素有哪些（濃度、溫度、

不同

MTO壓強(qiáng)、催化劑、固體物質(zhì)的表面

冰水混合物50C水浴

積等）

1ml.D1md/LFcO熱液1ml.0.1mol/LFeChffft

濃度?1

濃度BB②控制變量：“定多變一”，僅

不同

5ml.5%HC溶液5mLIO%H.O?M要探究的因素（如催化劑）不同，

其余的因素（濃度、溫度、壓強(qiáng)、

固體物質(zhì)的表面積等）要完全相

同

③探究不同催化劑對反應(yīng)速率

的影響時(shí)，加入催化劑的體積相

1ml.01md.TId1Mr*1ml.HQ1ml.0.1AKl濟(jì)激

催化劑1*?同可保證加入催化劑后過氧化

催化劑LXJ

不同氫的濃度相同；對比實(shí)驗(yàn)中加入

等體積的水也是為了保證過氧

化氫的濃度相同

@若探究溫度對反應(yīng)速率的影

響，則必須在水溶中將溶液加熱

（或降溫）到所需要的溫度

［及時(shí)鞏固］

頌18（2023?宿松中學(xué)）對于反應(yīng)COC12（g）=CO（g）+Ch（g）o改變下列條件

能加快反應(yīng)速率的是（B）

①升溫②恒容下通入惰性氣體③增加CO濃度④加催化劑

A.①②③B.①③④

C.①②④D.②③④

【解析】升高溫度，增加單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)，有效碰撞次數(shù)增加，化

學(xué)反應(yīng)速率加快，①符合題意；恒容下通入惰性氣體，各物質(zhì)的濃度不變，單位

體積內(nèi)活化分子的數(shù)目不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變，②不符合題意；增加CO濃度,

單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增多，有效碰撞次數(shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率加快，③符

合題意J加催化劑可增大活化分子百分?jǐn)?shù)，有效碰撞次數(shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率加

快，④符合題意。B選。

典例H2O2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測得7()℃時(shí)不同條件下H2O2濃

度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是(D)

a

16

J12

/08

po.

u04

l0.

x0.00

0.

o's

)、

。

moVLNaOH

?(

u(

em

Eo0.12

*u0.08

I

qX0.S04

=O00

WH

W

30

in

A.圖甲表明，其他條件相同時(shí)，H2O2濃度越小，其分解速率越快

B.圖乙表明，其他條件相同時(shí)，溶液pH越小，H2O2分解速率越快

C.圖丙表明，少量M/+存在時(shí)，溶液堿性越強(qiáng)，H2O2分解速率越快

D.圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，Mi?+對H2O2分解速率的影響大

【解析】曲線的斜率越大，反應(yīng)速率越快。圖甲表明，其他條件相同時(shí)，

H2O2濃度越大，其分解速率越快，A錯(cuò)誤；圖乙表明，H2O2起始濃度相同時(shí)，

氫氧化鈉的濃度越大，H2O2分解速率越快，B錯(cuò)誤；圖丙表明，H2O2起始濃度相

同時(shí)，少量Mi?+存在時(shí)，在O.lmol/L氫氧化鈉溶液中H2O2分解速率最快，C錯(cuò)

誤；圖丙和圖丁表明，H2O2起始濃度相同時(shí)，堿性溶液中，Mi?+對H2O2分解速

率的影響大，D正確。

顫10(2022?廣州二模)物質(zhì)X能發(fā)生如下反應(yīng)：①X-〃?Y；②XZ(m、

〃均為正整數(shù))。恒容體系中X、Y、Z的濃度c隨時(shí)間，的變化曲線如圖所示。下

列說法不正確的是(D)

A.m=n=1

B.7時(shí),c(X)=c(Y)

C.反應(yīng)的活化能：①<②

D./2時(shí)，X的消耗速率等于Z的生成速率

【解析】由圖可知，最終X的濃度變?yōu)?,全部反應(yīng)，反應(yīng)生成Y、Z的濃

度之和等于X的起始濃度，則反應(yīng)均為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故〃z=〃=l,A

正確；由圖可知，A時(shí)，X、Y的濃度曲線相交，以X)=c(Y),B正確；兩個(gè)反應(yīng)

同時(shí)發(fā)生，反應(yīng)結(jié)束時(shí)Y含量更高，反應(yīng)速率更快，說明反應(yīng)①活化能較低，故

活化能：①V②，C正確；尬時(shí)，因?yàn)閄要同時(shí)發(fā)生反應(yīng)①和②，故X的消耗速

率大于Z的生成速率，D錯(cuò)誤。

顫11(2021?河南濮陽期末)如圖表示某化學(xué)反應(yīng)在使用催化劑(b曲線)和未

使用催化劑(a曲線)時(shí)，反應(yīng)進(jìn)程和能量的對應(yīng)關(guān)系。下列說法一定正確的是(B)

A.a與b相比,

B.反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量小于生成物成鍵釋放的總能量

C.a與b相比，a中的活化分子的百分比更高

D.a與b相比，a對應(yīng)的反應(yīng)速率更快

【解析】a的活化能更高，A錯(cuò)誤；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物斷鍵吸收的

總能量小于生成物成鍵釋放的總能量，B正確；a與b相比，b活化能小，b中的

活化分子的百分比更高，C錯(cuò)誤；a與b相比，b活化能更小，b對應(yīng)的反應(yīng)速率

更快，D錯(cuò)誤。

顫］12一種計(jì)算機(jī)模擬在催化劑表面上水煤氣反應(yīng)CO(g)+

H2O(g)CO2(g)+H2(g)的歷程如下圖所示。吸附在催化劑表面上的物種用

表示O

\_

-五而“72

下列說法正確的是(D)

A.水煤氣反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△〃<()、A5=()

B.決定總反應(yīng)速率快慢的步驟是轉(zhuǎn)化⑦

C.1molCO與1molH2O充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是2mol

D.催化劑表面吸附1molCO會釋放出O.21eV的能量

【解析】反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，△”<(),該反應(yīng)低

溫下白發(fā)，△$<(),A錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知轉(zhuǎn)化⑤活化能最大，為1.86eV-(-0.16

eV)=2.02eV,決定總反應(yīng)速率快慢的步驟是轉(zhuǎn)化⑤，B錯(cuò)誤；反應(yīng)可逆，1molCO

與1molH2O充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量小于2mol,C錯(cuò)誤；根據(jù)⑧可知催

化劑表面釋放1mol水蒸氣要吸收(0.83—0.72)eV=0.11ev的能量，則根據(jù)①可知

催化劑表面吸附1molCO釋放出的能量為0.32eV—0.11eV=0.21eV,D正確。

顫13(I)CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要

應(yīng)用。

CCh催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液(CCh與KOH溶

液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOCT；其他條件不變，HCO,轉(zhuǎn)化為HCOCT的轉(zhuǎn)

化率隨溫度的變化如圖1所示。反應(yīng)溫度在4()?8()(范圍內(nèi)，HCO1催化加氫的

轉(zhuǎn)化率迅速上升,其主要原因是____________________________________________

(2)其他條件相同，以一定流速分別向含催化劑A和B的反應(yīng)管中通入一定

比例02、NH3、NO和N2的模擬煙氣，測得NO的去除率與溫度的關(guān)系如圖2所

示。使用催化劑B,當(dāng)溫度高于360℃,NO的去除率下降的原因是

20406080100120240280320360400

溫度江溫度/t

圖1圖2

【答案】（1）溫度升高反應(yīng)速率增大，溫度升高催化劑的活性增強(qiáng)（2）溫度

高于360℃時(shí)，催化劑B活性降低，反應(yīng)速率減慢

至14（2021?湖南卷）鐵的配合物離子（用[L—Fe—H]+表示）催化某反應(yīng)的一

種反應(yīng)機(jī)理和相對能量的變化情況如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（D）

HC(X)H

加M

X>過

IL?

-0.-0%:

I-2T2

(-X3

O++42.

EHI.T82

-Oglr+

、--46.

++一

§-OoI

?HH+

-_OO￥6

+O

矍-,OOO

ON.O

境-O3

HN+.H

-U+

HO

O

U

H

反應(yīng)進(jìn)程

A.該過程的總反應(yīng)為HCOOH叫到CCht+H2t

B.H+濃度過大或者過小，均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低

C.該催化循環(huán)中Fc元素的化合價(jià)發(fā)生了變化

D.該過程的總反應(yīng)速率由II-III步驟決定

【解析】由圖可得該過程的總反應(yīng)為HCOOH篋也型CCht+H2t,A正確;

（）

人

（）H

H+濃度過大，則HCOO濃度減小，[L—Fe—H]++HCOCT-L-Fe-H反應(yīng)慢,

HH,

L—FLH+H+―?L—FLH

H+濃度過小,反應(yīng)慢，H+濃度過大或者過小，

()

(A)HH

II

均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低，B正確；L—Fe—H-CO：+L-Fe-H,碳元素化合價(jià)升

高，鐵元素化合價(jià)降低，C正確；活化能越高，反應(yīng)越慢，從反應(yīng)機(jī)理圖中可知,

IV-I的活化能最大，該過程的總反應(yīng)速率由V-I步驟決定，D錯(cuò)誤。

課堂評價(jià)

1.一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間

變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是(C)

A.反應(yīng)在0?10s內(nèi),用Z表示的反應(yīng)速率為().158mol/(Ls)

B.反應(yīng)在()?l()s內(nèi)，X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/L

C.反應(yīng)進(jìn)行到10s時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%

D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)Z(g)

AH

【解析】在0?10s內(nèi)，Z增加1.58mol,用Z表示的反應(yīng)速率為。=歸=

七5縹1=0.079mol/(L.s),A錯(cuò)誤；在0?10s內(nèi),X減少0.79mol,X的物質(zhì)的量

ZLA1US

濃度減少了0.395mol/L,B錯(cuò)誤;反應(yīng)進(jìn)行到10s時(shí)，Y減少0.79mol,Y的轉(zhuǎn)化

率為。Mi；,*100%=79.0%,C正確；根據(jù)A加X)：An(Y)：An(Z)=0.79mol：

0.79mol：1.58mol=l：1：2,得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),D

錯(cuò)誤。

2.(2022.廣東卷)在相同條件下研究催化劑I、II對反應(yīng)X—2Y的影響，

各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時(shí)間/的部分變化曲線如圖，則(D)

催化劑I

催化劑II

024

//min

A.無催化劑時(shí)，反應(yīng)不能進(jìn)行

B.與催化劑I相比，II使反應(yīng)活化能更低

C.a曲線表示使用催化劑II時(shí)X的濃度隨/的變化

D.使用催化劑【時(shí)，0?2min內(nèi),p(X)=1.0mol/(Lmin)

【解析】無催化劑時(shí)，生成物濃度也隨時(shí)間在增加，說明反應(yīng)也進(jìn)行，A錯(cuò)

誤；催化劑I比催化劑H催化效果好，說明催化劑I使反應(yīng)活化能更低，反應(yīng)更

快，B錯(cuò)誤；使用催化劑H時(shí)，在。?2min內(nèi)Y的濃度變化了2.0mol/L,而a

曲線表示的X的濃度變化了2.0mol/L,二者變化量之比不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，

所以a曲線不表示使用催化劑II時(shí)X濃度隨時(shí)間，的變化，C錯(cuò)誤；使用催化劑

I時(shí)，在0?2min內(nèi)，Y的濃度變化了4.0mol/L,則。(丫)=￡^="器4=

2.0mol/(L-min),y(X)=5(Y)X2.0mol/(Lmin)=1.0mol/(Lmin),D正確。

3.(2023?安徽淮南模擬)化學(xué)反應(yīng)有多種理論，圖1為有效碰撞理論，圖2為

使用催化劑和不使用催化劑時(shí)能量變化的過渡態(tài)理論。下列說法錯(cuò)誤的是(D)

A.圖1中Z表示有效碰撞

B.通過圖1可知：有效碰撞時(shí)反應(yīng)物分子要有合適的取向

C.圖2中虛線代表有催化劑時(shí)的反應(yīng)過程

D.通過圖2可知：催化劑能改變反應(yīng)的焰變

【解析】圖2中催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低活化能，但不能改變反應(yīng)的燃

變，D錯(cuò)誤。

4.(2023?湖北名校聯(lián)考)“薩巴蒂爾反應(yīng)”原理為CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)

+2H2O(g)AH,部分反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物質(zhì)用“*”標(biāo)

注，Ts表示過渡態(tài)。下列說法正確的是(B)

a

Y

H(

by

+=@@?

能Q/cV&

5—=

w—

s5o+_"=o

二+

pTSw=

*+=！

。+o

os.6S2or土

u*M

55o++)

一

三

L二o5

。*

o+s

L*O+

產(chǎn)o

Z?y

.5。-

2n)5

反應(yīng)坊程

A.A//=-2.05eV/mol

B.該部分反應(yīng)歷程的決速步驟為*CO2+*H="HOCO

C.物質(zhì)從吸附在催化劑表面到過渡態(tài)均放出能量

D.過程中存在極性鍵與非極性鍵的斷裂與形成

【解析】圖示過程為部分反應(yīng)歷程的能量變化，不是總反應(yīng)的，A錯(cuò)誤；反

應(yīng)歷程中Tsi的活化能最大，反應(yīng)速率最慢，所以決速步驟為*CCh+

"H="HOCO,B正確；物質(zhì)從吸附在催化劑表面到過渡態(tài)均需要吸收能量，C

錯(cuò)誤；反應(yīng)歷程中存在極性鍵的斷裂和形成與非極性鍵的斷裂，沒有非極性鍵的

形成，D錯(cuò)誤。

及時(shí)課后小結(jié)，學(xué)清吃透

猿示請老師布置同學(xué)們及時(shí)完成《配套精練》中的練習(xí)。

大單元五化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡

第21講化學(xué)反應(yīng)速率

1.(2021.浙江卷)取50mL過氧化氫溶液，在少量「存在下分解：

2H2O2=2H2O+O2to在一定溫度下，測得02的放出量，轉(zhuǎn)換成H2O2溶液濃

度(C)如下表：

r/min020406080

<?/(mol/L)0.8()0.400.200.1()0.05()

下列說法不正確的是(C)

A.反應(yīng)20min時(shí)，測得02體積為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

B.20?40min,消耗H2O2的平均速率為0.010mol/(Lmin)

C.第3()min時(shí)的瞬時(shí)速率小于第5()min時(shí)的瞬時(shí)速率

D.H2O2分解酶或FezCh代替「也可以催化H2O2分解

【解析】反應(yīng)20min時(shí)消耗H2O2物質(zhì)的量為(0.80—0.40)mol/LX50X10-3L

=0.02mol,生成的O2為0.01mol,體積為224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，A正確；20?40min

一士一(0.40—0.20)mol/L一“?,