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PAGE1第01講化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素目錄01TOC\o"1-3"\h\u考情解碼·命題預(yù)警 202體系構(gòu)建·思維可視 303核心突破·靶向攻堅 4考點一化學(xué)反應(yīng)速率 4知識點1化學(xué)反應(yīng)速率的計算與大小比較 4知識點2化學(xué)反應(yīng)速率計算的三種方法 6考向1化學(xué)反應(yīng)速率的計算 9考向2化學(xué)反應(yīng)速率的快慢比較 10【思維建?!勘容^化學(xué)反應(yīng)速率大小的方法考點二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 11知識點1影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 11知識點2理論解釋——有效碰撞理論 11考向1外界條件對反應(yīng)速率的影響 16考向2催化劑與反應(yīng)機(jī)理、活化能 18【思維建?!看呋瘎?、活化能與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系考點三化學(xué)反應(yīng)速率圖象及其應(yīng)用 21知識點1化學(xué)反應(yīng)速率圖象及其應(yīng)用 22考向1化學(xué)反應(yīng)速率圖象及其應(yīng)用 2504真題溯源·考向感知 29考點要求考察形式2025年2024年2023年化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素選擇題非選擇題T10(D)T10、T18(3)T4、T19(1)考情分析:1.高考主要考查反應(yīng)速率的影響因素及相關(guān)計算,在考查反應(yīng)速率的相關(guān)計算時常引入反應(yīng)速率常數(shù)、反應(yīng)機(jī)理圖像等。2.預(yù)測2026年北京高考會以反應(yīng)速率常數(shù)為載體進(jìn)行命題,是考查化學(xué)反應(yīng)速率的一種新形式,一般會先給出反應(yīng)速率常數(shù)的相關(guān)概念和信息,然后設(shè)題,考查考生將新信息與所學(xué)知識融合應(yīng)用的能力,考生要予以重視復(fù)習(xí)目標(biāo):1.知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法,了解測定化學(xué)反應(yīng)速率的簡單方法。2.通過實驗探究,了解溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。3.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的,認(rèn)識基元反應(yīng)活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。4.知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程,對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義。5.學(xué)生必做實驗:化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素考點一化學(xué)反應(yīng)速率知識點1化學(xué)反應(yīng)速率的計算與大小比較1.化學(xué)反應(yīng)速率的定義化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量__化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢__程度的物理量。2.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的__減小__或生成物濃度的__增大__(均為正值)來表示。3.?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式及單位v=__eq\f(Δc,Δt)__,單位為__mol·L-1·min-1__或__mol·L-1·s-1__等。4.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系對于已知反應(yīng):mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),在同一段時間內(nèi),用不同物質(zhì)來表示該反應(yīng)速率,當(dāng)單位相同時,反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的__化學(xué)計量數(shù)__之比。即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=__m∶n∶p∶q__或eq\f(1,m)v(A)=eq\f(1,n)v(B)=eq\f(1,p)v(C)=eq\f(1,q)v(D)。如在一個2L的容器中發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)=2C(g),加入2molA,1s后剩余1.4mol,則v(A)=__0.3_mol·L-1·s-1__,v(B)=__0.1_mol·L-1·s-1__,v(C)=__0.2_mol·L-1·s-1__。得分速記(1)化學(xué)反應(yīng)速率一般指反應(yīng)的平均反應(yīng)速率而不是瞬時反應(yīng)速率,且無論用反應(yīng)物表示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)不能用固體或純液體物質(zhì)來表示化學(xué)反應(yīng)速率,因為固體和純液體物質(zhì)的濃度可視為常數(shù)。(4)計算反應(yīng)速率時,若給出的是物質(zhì)的量的變化值,不要忘記轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度的變化值。知識點2化學(xué)反應(yīng)速率計算的三種方法1.化學(xué)反應(yīng)速率計算的三種方法(1)定義式法:v(B)=eq\f(ΔcB,Δt)=eq\f(ΔnB,V·Δt)。(2)比例關(guān)系式:化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,如mA(g)+nB(g)=pC(g)中,v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p或eq\f(vA,m)=eq\f(vB,n)=eq\f(vC,p)。(這一公式最好用)(3)三段式法:化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)濃度的計算模式——“三段式”①寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。②找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。③根據(jù)已知條件列方程式計算。對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),起始時A的濃度為amol·L-1,B的濃度為bmol·L-1,反應(yīng)進(jìn)行至t1s時,A消耗了xmol·L-1,則化學(xué)反應(yīng)速率可計算如下:mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)起始/(mol·L-1)ab00轉(zhuǎn)化/(mol·L-1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)t1s時/(mol·L-1)a-xb-eq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)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,v(D)=eq\f(qx,mt1)mol·L-1·s-1。2.化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法(1)歸一法:將同一反應(yīng)中的不同物質(zhì)的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位、同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率,再進(jìn)行速率的大小比較。如對于反應(yīng)2SO2+O22SO3,如果①v(SO2)=2mol·L-1·min-1,②v(O2)=3mol·L-1·min-1,③v(SO3)=4mol·L-1·min-1,比較反應(yīng)速率的大小,可以將三者表示的反應(yīng)速率都轉(zhuǎn)化為O2表示的反應(yīng)速率再作比較。換算得出①v(O2)=1mol·L-1·min-1,③v(O2)=2mol·L-1·min-1,則反應(yīng)速率的大小關(guān)系為②>③>①。(2)比值法:將各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位后,再除以對應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù),然后對求出的數(shù)值進(jìn)行大小排序,數(shù)值大的反應(yīng)速率快。如反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),若eq\f(vA,m)>eq\f(vB,n),則反應(yīng)速率A>B。考向1化學(xué)反應(yīng)速率的計算例1(2025·北京豐臺·二模)某小組用、HI和KI探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。室溫下,按下列初始濃度進(jìn)行實驗。實驗Ⅰ.實驗編號①②③④⑤0.10.10.10.20.30.10.20.30.10.1出現(xiàn)棕黃色的時間/s136.54.36.64.4實驗Ⅱ.用KI替代HI做上述5組實驗,觀察到有無色氣體產(chǎn)生,一段時間內(nèi)溶液均未見棕黃色。下列說法不正確的是A.由實驗Ⅰ可知,氧化HI的反應(yīng)速率與和的乘積成正比B.實驗①中反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,20s時測得為,則0~20s的平均反應(yīng)速率:C.實驗Ⅱ中的現(xiàn)象可能是因為分解的速率大于氧化KI的速率D.對比實驗Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ-的還原性隨酸性減弱而減弱【答案】D【解析】A.對比實驗①、②、③:HI濃度增加反應(yīng)速率增加,對比實驗①、④、⑤:H2O2濃度增加反應(yīng)速率增加,因此,H2O2氧化HI的反應(yīng)速率與和的乘積成正比,故A正確;B.0~20s的平均反應(yīng)速率:,故B正確;C.實驗II向H2O2加入KI產(chǎn)生氧氣,而未產(chǎn)生I2,說明H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率,故C正確;D.實驗II引入了K+,K+對H2O2的分解有影響,不能說明酸性對I-還原性的影響,故D錯誤;故答案為D?!咀兪接?xùn)練1·變載體】(2025·北京東城·一模)一定溫度下,向兩個固定體積的密閉容器中分別充入等量和等量,發(fā)生反應(yīng)
,測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下。容器容器體積平衡時的物質(zhì)的量達(dá)平衡所用時間達(dá)平衡過程中的能量變化①2L1.2mol10min放熱0.6akJ②4L1.6mol放熱下列敘述不正確的是A.①中內(nèi), B.C. D.【答案】C【解析】A.①中內(nèi),,A項正確;B.對比容器①、②,其他條件相同,增大容器②的體積,各物質(zhì)的濃度降低,反應(yīng)速率降低,達(dá)平衡所用時間增大,故,B項正確;C.對比容器①、②,其他條件相同,增大容器②的體積,壓強(qiáng)減小,平衡向氣體體積增大的方向移動,而容器②平衡時的物質(zhì)的量增大,即平衡正移,正向為氣體體積增大的方向,,C項錯誤;D.根據(jù)熱化學(xué)方程式可知,生成時放熱akJ,而容器①生成1.2molZ時放熱0.6akJ,則,解得,D項正確;答案選C?!咀兪接?xùn)練2】(24-25高三上·北京西城·期末)在不同條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)
,B、D的起始濃度均為0,反應(yīng)物A的濃度()隨反應(yīng)時間的變化如下表。序號0204060①5002.01.31.01.0②500x1.01.01.0③500y1.51.21.2④6002.00.50.40.4下列說法不正確的是A.①中D在0~20min平均反應(yīng)速率為B.②中反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)C.③中D.【答案】C【解析】A.A在0~20min平均反應(yīng)速率為,v(D)=v(A)=,A正確;B.②的反應(yīng)溫度與①相同,故平衡常數(shù)也相同,由①的數(shù)據(jù)可知,40min時反應(yīng)達(dá)到平衡,c(A)=1mol/L,c(B)=c(D)=0.5mol/L,K=,B正確;C.③反應(yīng)溫度與①相同,故③的平衡常數(shù)K=0.25,若y=2.64,則平衡時c(A)=1.2mol/L,c(B)=c(D)=1.44mol/L,K=,C錯誤;D.由①和④對比可知,溫度升高,A的轉(zhuǎn)化率增大,故反應(yīng)吸熱,即△H>0,D正確;故答案選C??枷?化學(xué)反應(yīng)速率的快慢比較例2(24-25高三上·北京房山·期末)異山梨醇是一種由生物質(zhì)制備的高附加值化學(xué)品,150℃時其制備過程及相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間變化如圖所示,后異山梨醇濃度不再變化。下列說法不正確的是A.平均速率(異山梨醇)B.時,反應(yīng)②:C.該溫度下的平衡常數(shù):①>②>③D.尋找合適的催化劑,有望改變反應(yīng)路徑,降低反應(yīng)活化能【答案】C【解析】A.由圖可知,在內(nèi)異山梨醇的濃度變化量為0.042mol/kg,所以平均速率(異山梨醇),A正確;B.由圖可知,3小時后異山梨醇濃度繼續(xù)增大,15h后異山梨醇濃度才不再變化,所以3h時,反應(yīng)②未達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)還在正向進(jìn)行,即反應(yīng)②:,B正確;C.由圖知,與呈正相關(guān),與呈正相關(guān),與呈正相關(guān),平衡時,,因為,所以,所以③>①,,,,所以①>②,綜上該溫度下的平衡常數(shù):③>①>②,C錯誤;D.催化劑能改變反應(yīng)路徑,降低反應(yīng)的活化能,從而加快反應(yīng)速率,所以尋找合適的催化劑,有望改變反應(yīng)路徑,降低反應(yīng)活化能,D正確;故選C。思維建模比較化學(xué)反應(yīng)速率大小的方法(1)基準(zhǔn)法:①看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同的單位②換算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,再比較數(shù)值的大小(2)比值法:比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值,即對于一般反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),比較eq\f(vA,m)與eq\f(vB,n),若eq\f(vA,m)>eq\f(vB,n),則A表示的反應(yīng)速率比B大【變式訓(xùn)練1】(2025·北京豐臺·二模)一定條件下,在3個容積均為1L的恒容密閉容器中,加入一定量的反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng):
?!鏁r,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=4,反應(yīng)體系中相關(guān)數(shù)據(jù)見下表:容器溫度/℃起始時物質(zhì)的量/moltmin時物質(zhì)的量/mol甲110.8乙110.6丙22a下列說法中,正確的是A.a(chǎn)=1.6B.若,則乙中,tmin時消耗的速率等于生成的速率C.當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.當(dāng)丙中反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,的轉(zhuǎn)化率大于50%【答案】B【分析】將0.8molHI轉(zhuǎn)化成和為0.4mol,列三段式:,,據(jù)此分析;【解析】A.由分析可知,容器甲未達(dá)到平衡狀態(tài),且,容器丙濃度比容器甲,速率快,故a>1.6,A錯誤;B.若,反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,K值減小,則乙中,K值小于4,故tmin時可能消耗的速率等于生成的速率,B正確;C.容器內(nèi)氣體氣體的總質(zhì)量與容器體積為恒量,故壓強(qiáng)不變不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),C錯誤;D.當(dāng)丙中反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,列三段式:,,的轉(zhuǎn)化率等于50%,D錯誤;故選B?!咀兪接?xùn)練2·變考法】(2025·北京豐臺·二模)25℃、101kPa下:①
②
關(guān)于和的下列說法中,正確的是A.和均為離子化合物,陰、陽離子個數(shù)比不相等B.隨溫度升高,反應(yīng)①、②的速率加快,反應(yīng)①的速率大于反應(yīng)②的C.向中投入固體:D.25℃、101kPa下:
【答案】D【解析】A.Na2O含有Na+和O2-,Na2O2含有Na+和,陰、陽離子比例均為1:2,故A錯誤;B.反應(yīng)①的放熱小于反應(yīng)②,溫度升高,反應(yīng)①的速率小于反應(yīng)②,故B錯誤;C.過氧化鈉與水反應(yīng)中產(chǎn)物的氧氣來源于過氧化鈉,故C錯誤;D.反應(yīng)②-反應(yīng)①得:,故D正確;故答案為D??键c二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素知識點1影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素:1.內(nèi)因(主要因素):反應(yīng)物本身的結(jié)構(gòu)與__性質(zhì)__,反應(yīng)類型相同,但反應(yīng)物不同,反應(yīng)速率不同。如相同條件下,Na、Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系是__Na>Mg>Al__。2.外因(其他條件不變,只改變一個條件)。知識點2理論解釋——有效碰撞理論1.基元反應(yīng)與反應(yīng)歷程概念示例基元反應(yīng)大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的,其中的每一步反應(yīng)稱為基元反應(yīng)2HIH2+反應(yīng)歷程基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列稱為反應(yīng)歷程(又稱反應(yīng)機(jī)理)反應(yīng)2HIH2+I(xiàn)2分兩步:①2HIH2②2I·I簡單反應(yīng)反應(yīng)物一步直接轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物,其總反應(yīng)就是基元反應(yīng),這類反應(yīng)又稱為簡單反應(yīng)H++OH-H2活化能基元反應(yīng)過程需經(jīng)歷一個高能量的中間狀態(tài),此時形成一種舊鍵沒有完全斷裂、新鍵沒有完全形成的過渡態(tài),過渡態(tài)的能量與反應(yīng)物的平均能量之差Ea稱為基元反應(yīng)的活化能Ea為正反應(yīng)活化能,Ea'為逆反應(yīng)活化能提醒同一反應(yīng),在不同條件下的反應(yīng)歷程也可能不同。2.活化分子、活化能、有效碰撞。①活化分子:能夠發(fā)生__有效碰撞__的分子。②活化能(如下圖):圖中E1為__活化能__,使用催化劑時的活化能為__E3__,反應(yīng)熱為__E1-E2__。③有效碰撞:活化分子之間能夠引發(fā)__化學(xué)__反應(yīng)的碰撞。3.活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系。得分速記(1)分析外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時3注意:①催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中參與了反應(yīng),降低了正、逆反應(yīng)的活化能,同等程度改變正、逆反應(yīng)速率,但不會改變反應(yīng)的限度和反應(yīng)熱。②升高溫度正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都加快,但加快的程度不同;降低溫度正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減慢,但減慢的程度不同,吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是受溫度影響大。③對于固體和純液體反應(yīng)物,其濃度可視為常數(shù),改變用量速率不變。但當(dāng)固體顆粒變小時,其表面積增大將導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。(2)壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響情況:壓強(qiáng)只對有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)速率有影響。①恒溫時,壓縮體積eq\o(→,\s\up7(引起))壓強(qiáng)增大eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)物濃度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率加快。②恒溫時,對于恒容密閉容器。a.充入氣體反應(yīng)物eq\o(→,\s\up7(引起))氣體反應(yīng)物濃度增大(壓強(qiáng)也增大)eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率加快。b.充入“惰性”氣體eq\o(→,\s\up7(引起))總壓強(qiáng)增大→反應(yīng)物濃度未改變→反應(yīng)速率不變。③恒溫恒壓時。充入“惰性”氣體eq\o(→,\s\up7(引起))體積增大eq\o(→,\s\up7(引起))氣體反應(yīng)物濃度減小eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率減小??枷?外界條件對反應(yīng)速率的影響例1(2025·北京西城·二模)一種催化加氫合成的方法,反應(yīng)如下:①②1.3MPa時,將和按一定流速通過催化劑,相同時間內(nèi)測得的轉(zhuǎn)化率和CO的選擇性隨溫度的變化如圖1所示。只發(fā)生反應(yīng)①時,的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖2所示。已知:CO的選擇性下列說法不正確的是A.CO與合成反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:B.圖1中,溫度升高,的轉(zhuǎn)化率和CO的選擇性都升高,可能因為反應(yīng)②速率增大的程度大于反應(yīng)①速率增大的程度C.由圖1可知,300℃時的轉(zhuǎn)化率為8%D.其他條件不變,改進(jìn)催化劑,可使相同時間內(nèi)200℃時的轉(zhuǎn)化率大幅提高【答案】C【解析】A.根據(jù)已知反應(yīng)①與反應(yīng)②及蓋斯定律可知:CO與合成反應(yīng)的焓變ΔH=ΔH1-2ΔH2=?255.9kJ?mol?1,A不符合題意;B.反應(yīng)①為放熱反應(yīng),反應(yīng)②為吸熱反應(yīng),溫度升高,反應(yīng)向放熱方向進(jìn)行,反應(yīng)②速率增大的程度大于反應(yīng)①速率增大的程度,B符合題意;C.根據(jù)圖1可知,CO2轉(zhuǎn)化率8%,其轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量:,CO選擇性30%,生成CO的CO2:,轉(zhuǎn)化為的CO2:,根據(jù)反應(yīng)①可知消耗0.168mol,根據(jù)反應(yīng)②可知消耗0.024mol,的轉(zhuǎn)化率:,C不符合題意;D.改進(jìn)催化劑,反應(yīng)未達(dá)平衡時,反應(yīng)速率加快,200℃下CO2轉(zhuǎn)化率提高,D不符合題意;答案選C?!咀兪接?xùn)練1】(24-25高三下·北京海淀·階段練習(xí))以下實驗設(shè)計,正確且能達(dá)到實驗?zāi)康氖菍嶒災(zāi)康腁.制取并接收乙酸乙酯B.研究濃度對化學(xué)反應(yīng)的影響實驗裝置實驗?zāi)康腃.研究濃度對化學(xué)平衡的影響D.檢驗電石和水反應(yīng)產(chǎn)物乙炔具有還原性實驗裝置A.A B.B C.C D.D【答案】A【解析】A.乙醇和乙酸在加熱條件下,使用濃硫酸作為催化劑和吸水劑發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯,用飽和碳酸鈉溶液接收乙酸乙酯,能除去其中混有的乙酸和乙醇,A正確;B.草酸與高錳酸鉀反應(yīng)的方程式為:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,由化學(xué)計量數(shù)可知,右側(cè)試管中的高錳酸鉀溶液過量,反應(yīng)結(jié)束不會褪色,無法通過褪色現(xiàn)象推斷反應(yīng)速度,B錯誤;C.K2Cr2O7溶液中存在反應(yīng):,加入1mL氫氧化鈉溶液,溶液顏色改變,可能是稀釋引起的,也可能是OH-消耗H+、使平衡移動引起的,故無法通過顏色改變驗證濃度對化學(xué)平衡的影響,C錯誤;D.生成的乙炔中混有硫化氫等雜質(zhì)氣體,可被酸性高錳酸鉀溶液氧化,紫色褪去,不能檢驗乙炔的還原性,D錯誤;故選A?!咀兪接?xùn)練2】(24-25高三上·北京·階段練習(xí))聯(lián)合和制取時,發(fā)生的主要反應(yīng)如下:①
②
,將和按一定比例通入填充有催化劑的恒容反應(yīng)器,在不同溫度下,反應(yīng)相同時間內(nèi)(反應(yīng)均未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài))測得的值如圖所示。下列說法正確的是A.由①②可知,
B.反應(yīng)條件不變,若反應(yīng)足夠長時間,①比②先達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)C.其他條件不變時,升高溫度,①的化學(xué)反應(yīng)速率減小,②的化學(xué)反應(yīng)速率增大D.其他條件不變時,增大原料中的濃度可以提高產(chǎn)物中的值【答案】D【解析】A.由蓋斯定律①-②可得,A錯誤;B.根據(jù)題目所給信息,無法確定兩個反應(yīng)的反應(yīng)速率的大小,故無法確定達(dá)到平衡所需時間的長短,B錯誤;C.溫度升高,反應(yīng)①②的速率均加快,C錯誤;D.其他條件不變時,增大原料中的濃度,反應(yīng)①平衡正向移動,氫氣增加的量大于增加的量,產(chǎn)物中的值提高,D正確;故答案為:D??枷?催化劑與反應(yīng)機(jī)理、活化能例1(24-25高三上·北京西城·期末)乙烯水合制乙醇的反應(yīng)機(jī)理如圖1所示,反應(yīng)進(jìn)程與能量的關(guān)系示意圖如圖2所示。下列說法不正確的是A.①的,②和③的 B.該反應(yīng)中,起催化劑的作用C.該反應(yīng)速率大小主要由①決定 D.總反應(yīng)的【答案】D【解析】A.由圖2可知,第①步反應(yīng)為吸熱反應(yīng),,第②步和第③步為放熱反應(yīng),,A正確;B.由圖1反應(yīng)機(jī)理可知,在第①步被消耗,在第③步又生成,則是總反應(yīng)的催化劑,起催化作用,降低總反應(yīng)的活化能,B正確;C.活化能越大,化學(xué)反應(yīng)速率越慢,總反應(yīng)速率由最慢的一步的反應(yīng)速率決定,由圖2可知,該反應(yīng)速率大小主要由①決定,C正確;D.圖中和分別是第①步反應(yīng)和第③步逆反應(yīng)所對應(yīng)的“活化能高度”,總反應(yīng)的ΔH應(yīng)是“產(chǎn)物總能量與反應(yīng)物總能量之差”,并不是簡單的,D錯誤;故選D。思維建模催化劑、活化能與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系eq\x(\a\al(加入正,催化劑))→eq\x(\a\al(活化能,降低))→eq\x(\a\al(普通分子,變成活化,分子))→eq\x(\a\al(活化分,子百分,數(shù)增大))→eq\x(\a\al(單位時間,內(nèi)有效碰,撞次數(shù)增,多))→eq\x(\a\al(反應(yīng)速,率加快))催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中參與了反應(yīng),降低了正、逆反應(yīng)的活化能,同等程度改變正、逆反應(yīng)速率,但不會改變反應(yīng)的限度和反應(yīng)熱?!咀兪接?xùn)練1】(2025·北京通州·三模)乙炔()能在汞鹽溶液催化下與水反應(yīng)生成,反應(yīng)歷程及相對能壘如下圖所示。下列說法正確的是A.本反應(yīng)歷程涉及的物質(zhì)中,最穩(wěn)定B.過程①中,的空軌道接受水分子中氧原子的孤對電子C.該反應(yīng)歷程中,存在非極性鍵的斷裂和形成D.增大壓強(qiáng)和乙炔的濃度均能加快反應(yīng)速率,并且增大乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率【答案】B【分析】五個過程中,①②⑤為放出能量反應(yīng)的能壘,③④為吸收能量反應(yīng)的能壘,其中過程④能壘比過程③大,反應(yīng)速率較慢?!窘馕觥緼.能量越低越穩(wěn)定,整個歷程中涉及的物質(zhì),的能量最低,最穩(wěn)定,A錯誤;B.水分子中的氧原子存在孤對電子,中存在空軌道,所以水分子中的氧原子向的空軌道提供孤對電子形成配合物,B正確;C.由圖可知,在汞鹽溶液催化下乙炔與水發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醛時存在非極性鍵的斷裂,但不存在非極性鍵的形成,C錯誤;D.由圖可知,在汞鹽溶液催化下乙炔與水發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醛時,增大乙炔的壓強(qiáng)和濃度可以使平衡向正反應(yīng)方向移動,但增大乙炔的濃度,乙炔的轉(zhuǎn)化率減小,D錯誤;故選B?!咀兪接?xùn)練2】(24-25高三下·北京海淀·階段練習(xí))銠的配合物離子可催化甲醇羰基化,反應(yīng)過程如圖所示。下列敘述不正確的是A.是反應(yīng)中間體B.中與配位的原子是I和OC.甲醇羰基化反應(yīng)為D.其中為取代反應(yīng)【答案】B【解析】A.由圖可知,先做反應(yīng)物,后做生成物,說明是反應(yīng)中間體,故A正確;B.由圖可知,陰離子中銠離子是具有空軌道的中心離子,碘離子和一氧化碳為配體,碘原子和碳原子為配位原子,故B錯誤;C.由圖可知,甲醇羰基化反應(yīng)的反應(yīng)物為甲醇和一氧化碳,生成物為乙酸,反應(yīng)的方程式為,故C正確;D.由圖可知,轉(zhuǎn)化為乙酸的反應(yīng)為與水發(fā)生取代反應(yīng)生成乙酸和氫碘酸,故D正確;故選B?!咀兪接?xùn)練3】(2025·北京房山·一模)通過理論計算發(fā)現(xiàn),CH2=CH—C≡CH與HBr發(fā)生加成反應(yīng)時,通過不同的路徑都可以生成有機(jī)物④,其反應(yīng)過程及相對能量變化如下圖所示。下列說法不正確的是A.反應(yīng)物經(jīng)過渡態(tài)2生成中間體發(fā)生的是1,4-加成B.推測物質(zhì)的穩(wěn)定性順序為:④>③>②C.反應(yīng)路徑1中最大能壘為45.6kcal·mol-1D.CH2=CHC≡CH+HBrCH2=CHCBr=CH2平衡常數(shù)隨溫度升高而增大【答案】D【解析】A.由圖,反應(yīng)物經(jīng)過渡態(tài)2生成中間體,HBr中氫、溴分別和1、4號碳結(jié)合,即CH2=CH-C≡CH+HBr→BrCH2-CH=C=CH2,發(fā)生的是1,4-加成,A正確;B.由題干反應(yīng)歷程圖可知,物質(zhì)②③④具有的能量相對大小為:②>③>④,能量越高物質(zhì)越不穩(wěn)定,故推測物質(zhì)的穩(wěn)定性順序為:④>③>②,B正確;C.由題干反應(yīng)歷程圖可知,反應(yīng)路徑1中最大能壘為過渡態(tài)3,其數(shù)值為36.1kcal·mol-1-(-9.5kcal·mol-1)=45.6kcal·mol-1,C正確;
D.由圖,反應(yīng)CH2=CHC≡CH+HBrCH2=CHCBr=CH2為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)隨溫度升高而減小,D錯誤;故選D??键c三化學(xué)反應(yīng)速率圖象及其應(yīng)用知識點1化學(xué)反應(yīng)速率圖象及其應(yīng)用1.全程速率-時間圖象如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖情況。原因解釋:AB段(v漸大),因為該反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溫度逐漸升高,導(dǎo)致反應(yīng)速率逐漸增大;BC段(v漸小),則主要原因隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H+)逐漸減小,導(dǎo)致反應(yīng)速率逐漸減小。2.物質(zhì)的量(或濃度)-時間圖象示例:某溫度時,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。(1)由圖象得出如下信息①反應(yīng)物是X、Y,生成物是Z;②t3時反應(yīng)達(dá)到平衡,X、Y沒有全部反應(yīng)。(2)根據(jù)圖象可進(jìn)行如下計算①某物質(zhì)的平均反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率,如v(X)=eq\f(n1-n3,V·t3)mol·L-1·s-1,Y的轉(zhuǎn)化率=eq\f(n2-n3,n2)×100%。②確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比,如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比為(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。3.速率-時間圖象及應(yīng)用平衡體系條件變化速率變化平衡變化速率變化曲線任一平衡體系①增大反應(yīng)物濃度v正、v逆均增大,且v正>v逆正向移動②減小反應(yīng)物濃度v正、v逆均減小,且v逆>v正逆向移動③增大生成物濃度v正、v逆均增大,且v逆>v正逆向移動④減小生成物濃度v正、v逆均減小,且v正>v逆正向移動正反應(yīng)方向為氣體體積增大的放熱反應(yīng)⑤增大壓強(qiáng)或升高溫度v正、v逆均增大,且v逆>v正逆向移動⑥減小壓強(qiáng)或降低溫度v正、v逆均減小,且v正>v逆正向移動反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)和相等的平衡體系⑦正催化劑或增大壓強(qiáng)v正、v逆均增大相同倍數(shù)平衡不移動⑧減小壓強(qiáng)v正、v逆同等倍數(shù)減小考向1化學(xué)反應(yīng)速率圖象及其應(yīng)用例1在一個絕熱的恒容密閉容器中通入和,一定條件下使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的結(jié)論正確的是A.反應(yīng)物濃度:A點大于C點 B.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量C.反應(yīng)過程中壓強(qiáng)始終不變 D.時,的產(chǎn)量:AB段等于BC段【答案】A【解析】A.A到C時正反應(yīng)速率增加,反應(yīng)物濃度隨時間不斷減小,所以反應(yīng)物濃度:A點大于C點,A正確;B.A到C時正反應(yīng)速率增加,之后正反應(yīng)速率減小,說明反應(yīng)剛開始時溫度升高對正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對正反應(yīng)速率的影響,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),即反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,B錯誤;C.絕熱的恒容密閉容器,反應(yīng)為等體積反應(yīng),反應(yīng)過程中溫度發(fā)生變化,壓強(qiáng)發(fā)生變化,C錯誤;D.根據(jù)圖示,正反應(yīng)速率:AB段小于BC段,時,的產(chǎn)量:AB段小于BC段,D錯誤;答案選A?!咀兪接?xùn)練1】某溫度下,在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學(xué)平衡后,改變條件對反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH<0的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示,下列對t1時刻條件的改變描述正確的是A.升高溫度 B.增大壓強(qiáng) C.增大容器體積 D.充入SO3氣體【答案】A【分析】根據(jù)圖示可知:在t1時刻改變外界條件后,v正、v逆都增大,且改變條件后,v逆>v正,化學(xué)平衡逆向移動,然后根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡移動的影響分析判斷。【解析】A.在t1時刻升高溫度,v正、v逆都增大,由于溫度對吸熱反應(yīng)影響更大。所以升高溫度后,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,與圖示變化吻合,A符合題意;B.在t1時刻增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動,則化學(xué)反應(yīng)速率v正>v逆,與圖示的v逆>v正不吻合,B不符合題意;C.在t1時刻若增大容器體積,反應(yīng)物、生成物的濃度減小,化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)該比原平衡時速率減小,與圖示的v正、v逆都增大不吻合,C不符合題意;D.在t1時刻若充入SO3氣體,則v逆增大,v正不變,與圖示的v正、v逆都增大不吻合,D不符合題意;故合理選項是A?!咀兪接?xùn)練2】兩支試管中均加入6.5gZn粉,甲試管加入含0.1molH2SO4的稀溶液;乙試管加入含0.1molH2SO4和0.01molCuSO4稀溶液,充分反應(yīng),生成氣體物質(zhì)的量與時間關(guān)系圖正確的是A. B.C. D.【答案】A【解析】6.5g鋅物質(zhì)的量為0.1mol,0.1mol硫酸與鋅恰好反應(yīng)生成0.1mol氫氣,加入硫酸銅,鋅與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸鋅,形成Zn-Cu-H2SO4原電池,會加快反應(yīng)速率,由于反應(yīng)消耗一定量的鋅,因此產(chǎn)生氫氣的量比0.1mol少,則甲產(chǎn)生的氫氣比乙多,但乙反應(yīng)速率比甲反應(yīng)速率快,故A符合題意。綜上所述,答案為A。1.(2025·北京·高考真題)乙烯、醋酸和氧氣在鈀()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的過程示意圖如下。下列說法不正確的是A.①中反應(yīng)為B.②中生成的過程中,有鍵斷裂與形成C.生成總反應(yīng)的原子利用率為D.催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程,提高反應(yīng)速率【答案】C【解析】A.①中反應(yīng)物為CH3COOH、O2、Pd,生成物為H2O和Pd(CH3COO)2,方程式為:,A正確;B.②中生成的過程中,有C-H斷開和C-O的生成,存在鍵斷裂與形成,B正確;C.生成總反應(yīng)中有H2O生成,原子利用率不是,C錯誤;D.是反應(yīng)的催化劑,改變了反應(yīng)的歷程,提高了反應(yīng)速率,D正確;答案選C。2.(2023·北京·高考真題)下列事實能用平衡移動原理解釋的是A.溶液中加入少量固體,促進(jìn)分解B.密閉燒瓶內(nèi)的和的混合氣體,受熱后顏色加深C.鐵釘放入濃中,待不再變化后,加熱能產(chǎn)生大量紅棕色氣體D.鋅片與稀反應(yīng)過程中,加入少量固體,促進(jìn)的產(chǎn)生【答案】B【解析】A.MnO2會催化H2O2分解,與平衡移動無關(guān),A項錯誤;B.NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動,NO2濃度增大,混合氣體顏色加深,B項正確;C.鐵在濃硝酸中鈍化,加熱會使表面的氧化膜溶解,鐵與濃硝酸反應(yīng)生成大量紅棕色氣體,與平衡移動無關(guān),C項錯誤;D.加入硫酸銅以后,鋅置換出銅,構(gòu)成原電池,從而使反應(yīng)速率加快,與平衡移動無關(guān),D項錯誤;故選B。3.(2024·北京·高考真題)利用黃銅礦(主要成分為,含有等雜質(zhì))生產(chǎn)純銅,流程示意圖如下。(1)礦石在焙燒前需粉碎,其作用是。(2)的作用是利用其分解產(chǎn)生的使礦石中的銅元素轉(zhuǎn)化為。發(fā)生熱分解的化學(xué)方程式是。(3)礦石和過量按一定比例混合,取相同質(zhì)量,在不同溫度下焙燒相同時間,測得:“吸收”過程氨吸收率和“浸銅”過程銅浸出率變化如圖;和時,固體B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)如表。溫度/℃B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)400500①溫度低于,隨焙燒溫度升高,銅浸出率顯著增大的原因是。②溫度高于,根據(jù)焙燒時可能發(fā)生的反應(yīng),解釋銅浸出率隨焙燒溫度升高而降低的原因是。(4)用離子方程式表示置換過程中加入的目的。(5)粗銅經(jīng)酸浸處理,再進(jìn)行電解精煉;電解時用酸化的溶液做電解液,并維持一定的和。粗銅若未經(jīng)酸浸處理,消耗相同電量時,會降低得到純銅的量,原因是?!敬鸢浮?1)增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分(2)(3)溫度低于,隨焙燒溫度升高,分解產(chǎn)生的增多,可溶物含量增加,故銅浸出率顯著增加溫度高于,隨焙燒溫度升高發(fā)生反應(yīng):,和轉(zhuǎn)化成難溶于水的,銅浸出率降低(4)(5)粗銅若未經(jīng)酸浸處理,其中雜質(zhì)會參與放電,則消耗相同電量時,會降低得到純銅的量【分析】黃銅礦(主要成分為CuFeS2,含有SiO2等雜質(zhì))粉碎后加入硫酸銨通入空氣焙燒,黃銅礦在硫酸銨生成的SO3作用下,轉(zhuǎn)化成CuSO4,得到的混合氣體中主要含NH3,用硫酸吸收,得到硫酸銨,是溶液A的主要溶質(zhì),可以循環(huán)利用,固體B為SiO2、CuSO4及含鐵的化合物,加水分離,主要形成含硫酸銅的濾液和含SiO2的濾渣,分別為濾液C和濾渣D,向硫酸銅溶液中加入過量的鐵,置換得到粗銅和FeSO4,粗銅再精煉可以得到純銅。【解析】(1)黃銅礦的礦石在焙燒前需粉碎,是為了增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分;(2)銨鹽不穩(wěn)定,易分解,分解為非氧化還原反應(yīng),產(chǎn)物中有NH3和SO3,故化學(xué)方程式為;(3)①由圖,溫度低于425℃,隨焙燒溫度升高,銅浸出率顯著增大,是因為溫度低于425℃,隨焙燒溫度升高,(NH4)2SO4分解產(chǎn)生的SO3增多,可溶物CuSO4含量增加,故銅浸出率顯著增加;②溫度高于425℃,隨焙燒溫度升高,CuFeS2和CuSO4轉(zhuǎn)化成難溶于水的CuO,發(fā)生反應(yīng)4CuFeS2+17O2+2CuSO46CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3,銅浸出率降低;(4)加入置換硫酸銅溶液中的銅,反應(yīng)的離子方程式為;(5)粗銅中含有雜質(zhì),加酸可以除,但粗銅若
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