霞00國

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

第36講化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素

【備考目標(biāo)】1.知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，通過實(shí)驗(yàn)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。2.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認(rèn)識基元反應(yīng)活化能時化學(xué)

反應(yīng)速率的影響；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。

考點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)速率及相關(guān)計算

整合必備知識源于教材與課標(biāo)

一、化學(xué)反應(yīng)速率

1.化學(xué)反應(yīng)速率

(1)概念：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來表示。

(2)公式：v=_單位為molLFs「或molL-LminZ

金

(3)關(guān)系：各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比=化學(xué)計戢數(shù)之比,如對于反應(yīng)aA(g)+〃B(g)~C(g)

+M)(g),0(A):o(B)：v(C):v(D}=a：b：c：do

(4)大小比較：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。

【提醒】①化學(xué)反應(yīng)速率指平均速率而不是瞬時速率。

②不能用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率，因?yàn)楣腆w或純液體的濃度視為常數(shù)。

【示例】反應(yīng)3A(g：i+B(g)=2C(g)在三種不同的條件下進(jìn)行反應(yīng)，在同一時間內(nèi)，測

得的反應(yīng)速率用不同的物質(zhì)表示為①。(A)=1.0molL-'inin_\②p(C)=0.5molL-|min-1>

-l",

@r(B)=0.5molL-min,三種情況下的該化學(xué)反應(yīng)速率大小的關(guān)系是③〉①〉②。

2.三段式法計算反應(yīng)速率的模型

反應(yīng)wA(g)+〃B(g)=^C(g)

to時濃度ab0

nx處

轉(zhuǎn)化濃度X

mni

/I時濃度a-xb-處處

mm

Xnx

反應(yīng)速率世

△tnvbt

【基點(diǎn)判斷】(正確的打“J”，錯誤的打“X”)

(1)對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象越明顯(X)

(2)單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的變化量表示正反應(yīng)速率，生成物濃度的變化量表示逆反應(yīng)速

率(X)

(3)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8molL-,s-1是指1s時某物質(zhì)的濃度為0.8molL-,(X)

(4)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(J)

二、反應(yīng)速率常數(shù)〃【魯科教材?選擇性必修1】

1?概念

在298K時，實(shí)驗(yàn)測得溶液中的反應(yīng)比02+2川==2%0+12在反應(yīng)物濃度不同時反應(yīng)速

率不同，其關(guān)系可表示為：

P=^C(Il2O2)C(in)

式中，女稱為反應(yīng)速率常數(shù)，它表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率。

2.影響因素

反應(yīng)速率常數(shù)與濃度無關(guān)，但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響。通常，反

應(yīng)速率常數(shù)越大，反應(yīng)進(jìn)行得越快。

3.注意事項

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系式，可以清楚地判斷反應(yīng)物濃度的改變對化學(xué)反

應(yīng)速率的影響。但一個化學(xué)反應(yīng)的速率與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系式是實(shí)驗(yàn)測定的結(jié)果，

不能隨意根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式直接寫出。對于很多反應(yīng)，這種關(guān)系式中濃度的方次與化學(xué)

方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)并無確定關(guān)系，例如：

H2+C12=2HC1v=kc(H2)c2(Cl2)

H2+h=2HI(氣體反應(yīng))P=MH2)C(I2)

2

CO+NO2=CO2+N0v=^C(NO2)

提升關(guān)鍵能力對接高考與索養(yǎng)

一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及基本計算

1.一定條件下,在體積為10L的固定容器中發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),反應(yīng)

過程如圖。

(1)表示NH?的物質(zhì)的量變化的曲線是o

(2)計算。?8min,H2的平均反應(yīng)速率(寫出計算過程，下同)。

(3)計算10?12min,。的平均反應(yīng)速率。

答案：⑴X(2)0?8min,p(H?)=89moi=0.01125mol-L-'-min-1

10LX8min

(07-6)mo1-3-1

⑶10?12min,心%)=-°-=5,0X10mol-L'-min~,r(N2)=

10LX2min

O(NH3)_ocxz13]r-1-1

—2.5X103mol-L'-min1

2

2.作為一種綠色消毒劑，H2O2在公共衛(wèi)生事業(yè)中發(fā)揮了重要的作用。已知反應(yīng)：

120

H2O2(1)=H2O(1)+^02(g)A^=-98kJmor^=2.88X10o向H2O2稀溶液中滴加數(shù)滴

含Md.的溶液，即有氣泡快速逸出，反應(yīng)中Mn??起作用。某組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

Z/min01020304050

c(HO2)/(molL

20.700.490.350.250.170.12

0?30min內(nèi)Ch的平均速率v=mol?LrrninI

答案：催化0.0075

二、用其他物理量的變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率

3.溫度為5時，2g某合金4min內(nèi)吸收氫氣240mL,吸氫速率。一mLg-'min

-10

答案：30

4.工業(yè)制硫酸的過程中，S02(g)轉(zhuǎn)化為S03(g)是關(guān)鍵的一步,550c時,在1L的恒溫

容器中，反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：

反應(yīng)時間

SO2(g)O2(g)SO3(g)

/min/mol/mol/mol

0420

51.5

1()2

151

若在起始時總壓為pokPa,反應(yīng)速率若用單位時間內(nèi)分壓的變化表示，氣態(tài)物質(zhì)分壓=

總壓X氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則10min內(nèi)SCh(g)的反應(yīng)速率貝SO2)=kPamin

解析：列出三段式

2sO2(g)+O2?儂03(g)

初始/mol420

轉(zhuǎn)化/mol212

10min時/mol212

恒溫恒容下，氣體總壓之比等于氣體物質(zhì)的量之比，所以10min時體系總壓00mm滿足

pokPa=6mo|,即p]0min=5pokPa,〃MSO2)=：pokPa,piomin(S02)=5pokPaX=:p。

piomin5mol63653

21

kPa,故。(S0?=3〃°kPa丁kPa=p。kpa.mm3

10min30

答案：

30

三、反應(yīng)速率常數(shù)及其應(yīng)用

5.已知反應(yīng)2N2O(g)==2N2(g)+O2(g)，速率方程為。=AY(N2O)。N?O在金(Au)表面分

解的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。

已知：①％為速率常數(shù)，只與溫度、催化劑有關(guān)，與濃度無關(guān)；

②〃=0時，該反應(yīng)為。級反應(yīng)，〃=1時，該反應(yīng)為I級反應(yīng)，以此類推，〃可以為整數(shù)，

也可以為分?jǐn)?shù)；

③濃度消耗一半所用的時間叫半衰期4)。

Z/min020406080100

c(N2O)/(molL-

0.1000.0800.060a0.0200

,)

下列說法正確的是()

A.表格中。=0.030

B.該反應(yīng)為2級反應(yīng)

C.該反應(yīng)的速率常數(shù)左=1.0X10-2molLFmin一1

D.保持其他條件不變，若起始濃度為0.200mo「Lr,則半衰期為lOOmin

解析：選D。分析表格數(shù)據(jù)知，該反應(yīng)是勻速反應(yīng)，a=0.040,A錯誤；反應(yīng)過程中0

不隨c(N20)的變化而變化，說明〃=0,該反應(yīng)是0級反應(yīng)，B錯誤；結(jié)合上述分析可知，該

反應(yīng)的速率常數(shù)等于反應(yīng)速率，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，o=A?c"[N2C))=〃=°」：*°molL-Lmin-1

I、

=l.oxio_3molf'min-1,C錯誤；設(shè)起始濃度為c,v=k,則，=2'=°,半衰期與起

1k2k

2噸

始濃度成正比，根據(jù)表格數(shù)據(jù)知，起始濃度為0.100mo卜171時，半衰期為50min,溫度不變，

速率常數(shù)不變，則起始濃度為0.200moI?L)時，半衰期為lOOmin,D正確。

6.對于反應(yīng)aA(g)+8B(g戶cC(g)+"D(g),速率方程。=d(A)c”(B),A為速率常數(shù)，〃?+〃

為反應(yīng)級數(shù)。已知H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g),CO的瞬時生成速率=股嗎員)?！辏?2)。

一定溫度下，控制CO2起始濃度為0.25mol【r,改變Hz起始濃度，進(jìn)行以上反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，

得到CO的瞬時生成速率和比起始濃度呈如圖所示的直線關(guān)系。

1

c(H2)/(mol-L)

(1)該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)為。

Q)速率常數(shù)k=o

-1

(3)當(dāng)H2的起始濃度為().2molL,反應(yīng)進(jìn)行到某一時刻時，測得CO2的濃度為0.2mol-L

止匕時CO的瞬時生成速率molL-'s-'o

解析：(1)控制CO2起始濃度為0.25mol-L-1,根據(jù)CO的瞬時生成速率=3”(比)?(:02)

和H2起始濃度呈直線關(guān)系可知，〃?=1,該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)為1+1=2。(2)將圖象上的點(diǎn)(0.4,

1.5)代入。=kc(H2)c(CO2)中有：L5=0.4XRX0.25,解得k=15。(3)由于CO2起始濃度為0.25

mol-L-1,反應(yīng)進(jìn)行到某一時刻時，測得CO2的濃度為0.2mol-L-1,Ac(C02)=(0.25-0.2)mol/L

=0.05mol/L,AC(H2)=AC(C02)=0.05mol/L,H2的瞬時濃度為c(H2)=(0.2-0.05)mol/L=0.15

mol/L,此時CO的生成瞬時速率0=15X0.15X0.2molL”s1=0.45molL—sZ

答案：(1)2(2)15(3)0.45

考點(diǎn)2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

整合必備知識源于教材與課標(biāo)

I.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

(1)內(nèi)因(主要因素)

反應(yīng)物本身的性質(zhì)。例如，相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為M2。

(2)外因(其他條件不變，只改變一個條件)

濃度增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率增大；反之減小

溫度升高溫度，反應(yīng)速率增大:反之減小

壓強(qiáng)對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)(縮小體積)，反應(yīng)速率增大；反之減小

催化劑使用催化劑，反應(yīng)速率增大

其他增大反應(yīng)物間的接觸面積、光輻照、超聲波等，均能夠增大反應(yīng)速率

【拓展】①濃度、溫度、壓強(qiáng)發(fā)生變化或加入催化劑時，正、逆反應(yīng)速率均增大或戒小,

如升高溫度，不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率均加快。

②改變壓強(qiáng)，實(shí)質(zhì)是通過改變體積使?jié)舛劝l(fā)生改變來實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率的改變?？鄩簭?qiáng)

改變導(dǎo)致了反應(yīng)物濃度增大或減小，則化學(xué)反應(yīng)速率會鳩大或減小。對于沒有氣體參加的反

應(yīng)，改變體系壓強(qiáng)，反應(yīng)物的濃度不變，則化學(xué)反應(yīng)速率不變。一般意義上的增大壓強(qiáng)是指

壓縮氣體的體積。

③惰性氣體對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

?恒溫、恒客?〃丁均不變，c不I

V

V力變，速率不變

充入He

IIIIIIIII恒溫、-壓匚二_J〃不變，1/變大，C：

充入He［［減小，速率減小］

④固體反應(yīng)物量的增減，不能改變化學(xué)反應(yīng)速率，同體的表面積改變才能改變化學(xué)反應(yīng)

速率。

⑤對離子反應(yīng)來說，影響反應(yīng)速率的因素是真正參加反應(yīng)的離子濃度，如NaOH與HC1

反應(yīng),影響速率的是H、01-「濃度，不是Na'C「的濃度。

2.用有效碰撞理論解釋化學(xué)反應(yīng)速率的變化

(1)活化分子和活化能

①活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。

②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。

上圖中：&為正反應(yīng)的活化能，邑為活化分子變成生成物分子放出的能量，心為使用催

化劑時的活化能，后二反為反應(yīng)熱。由此可見，活化能個的反應(yīng)速率快，活化能大的反應(yīng)速

率慢。

(2)有效碰撞

能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞為有效碰撞?；瘜W(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條件：一是發(fā)生碰撞的分子具有足夠的能量,二是碰撞時要

有合適的取向。

(3)活化分子、有效碰逾與反應(yīng)速率的關(guān)系

外界條件改變一活化分子數(shù)目改變一有效碰撞次數(shù)改變~反應(yīng)速率變化

【示例】

單位體積內(nèi)

活化有效化學(xué)

活化

條件改變分子碰撞反應(yīng)

分子總數(shù)分子

百分次數(shù)速率

數(shù)

數(shù)

增大反應(yīng)物濃

增加皿皿

度

增大壓強(qiáng)增加增加不變增加增大

升高溫度不變增加增加增加增大

加催化劑不變增加增加增加增大

【提醒】一般地，催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中降低了正、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。

【基點(diǎn)判斷】(正確的打“J”，錯誤的打“X”)

(1)升溫時吸熱反應(yīng)速率增大，放熱反應(yīng)速率減小(X)

(2)一定量的鋅與過量的稀硫酸反應(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(X)

(3)可逆反應(yīng)FeCb+3KseN?Fe(SCN)3+3KCI,增加氯化鉀濃度，逆反應(yīng)速率如快(X)

(4)活化分子間的碰撞一定能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(X)

(5)使用催化劑能提高反應(yīng)速率，原因是提高了分子的能量，便有效碰撞頻率增大(X)

(6)化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)是活化分子有合適取向時的有效碰撞(J)

提升關(guān)鍵能力對接高考與索養(yǎng)

一、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

1.在298K時，實(shí)驗(yàn)測得溶液中的反應(yīng)：H2O2+2HI=2H2O+l2f在不同濃度時的化

--1

學(xué)反應(yīng)速率如下表，由此可推知當(dāng)c(HI)=0.500mol-L',c(H2O2)=0.400mol-L時的反應(yīng)速

率為()

實(shí)驗(yàn)編號12345

c(HI)/(molL",)0.1000.2000.3000.1000.100

c(H2O2)/(mol-L')0.1000.1000.1000.2000.300

u/(mol-LLs')0.00760.01520.02280.01520.0228

A.0.038mol-L's1

B.0.152mol-L'-s-1

C.0.608molL-,-s',

D.0.760molLLs1

解析：選B。對比實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn):2可知，HI的濃度增大2倍，則反應(yīng)速率增大2倍，對

比實(shí)臉1和實(shí)臉4可知，H2O2的濃度增大2倍，則反應(yīng)速率增大2倍，再對比實(shí)驗(yàn)1和3以

及實(shí)驗(yàn)1和5可以得出結(jié)論：反應(yīng)速率與c(HI)和?比。2)的變化成正比，所以當(dāng)c(HI)=0.500

molL-1,c(H2()2)=().40()mol-L-1時,v=0.0076molL-Is-1X5X4=0.152molL-1s-|<>

2.在容積為2L的恒容密閉容器中通入一定量的O：(g)、NH3(g),一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

5Ch(g)+4NH3(g)w6H2O(g)+4NO(g)(忽略NO與。2的反應(yīng))，容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間

的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()

123456//min

A.0?2min內(nèi)的反應(yīng)速率O（02）=0.045molL'min1

B.2min時改變的條件可能是降低溫度

C.4min時改變的條件是通入氧氣

D.6min時,NH3的轉(zhuǎn)化率為72%

5

解析：選C。由題圖可知，0?2min內(nèi)NO的增加量為0.12mol,0'Jv（O2）=u（NO）=

4

5

X812moi=o（）375moi.L-i,min-iA錯誤；2min時反應(yīng)速率增大，改變的條件不可

42LX2min

能足降低溫度，因?yàn)榻档蜏囟葧狗磻?yīng)速率減小，B錯誤；4min時，只有O?的物質(zhì)的量瞬

間增大，其他物質(zhì)的物質(zhì)的量都瞬間不變，則改變條件是通入氧氣，C正確：6min時，NH3

的轉(zhuǎn)化率為（L°一°.72）molx100%=28%,D錯誤。

1.0mol

二、用控制變量法探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

3.探究2KMnO4+5H2c2O4+3H2sO4=K2SO4+2MnSO4+IOCO2t+8H2O反應(yīng)運(yùn)率的

影響因素，有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

酸性KMnO4溶液H2c2O4溶液

KMnO4溶

濃度液褪色平

編號溫度/℃催化劑/g體積濃度體積

/(mol,均時間

/mL/(mol-L')/mL

L1)/min

1250.540.180.212.7

28()0.54().180.2a

3250.540.0180.26.7

425040.0180.2b

下列說法不正確的是（）

A.”12.7,力>6.7

B.可通過比較收集相同體積的CO2所消耗的時間來判斷反應(yīng)速率的快慢

C.用KMnC）4表示該反應(yīng)速率,。（實(shí)驗(yàn)3）約為1.5X1（）3mol-L'min1

D.用KM11O4表示該反應(yīng)速率，。（實(shí)驗(yàn)3）<。（實(shí)驗(yàn)I）

解析：選C。實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中各反應(yīng)物的濃度都相同，但實(shí)驗(yàn)2的溫度比實(shí)險1高，

所以反應(yīng)速率快，KMnCh溶液褪色的時間短，a<\2.7,實(shí)臉3與實(shí)臉4比較，實(shí)驗(yàn)4未使用

催化劑，KMnCh溶液褪色的時間長，b>6.7,A正確；比較反應(yīng)速率快慢，既可以利用KMnO4

溶液褪色的時間判斷，也可以通過比較產(chǎn)生相同體積CO2所消耗的時間來判斷，B正確；用

0.01mol-L~,X4XI0-3L

KMnCh表示該反應(yīng)速率，。(實(shí)驗(yàn)3)=12X10?L^5.0X10-4molf'min_1,C

6.7min

不正確；通過計算，用KMnCXi表示該反應(yīng)速率，次實(shí)驗(yàn)3)V〃(實(shí)驗(yàn)1),D正確。

4.(人教選擇性必修IP31T0目前，常利用催化技術(shù)將汽車尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成

CO2和N2。為研究如何增大該化學(xué)反應(yīng)的速率，某課題赳進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究。

［提出問題］在其他條件不變的情況下，溫度或催化劑的比表面積(單位質(zhì)量的物質(zhì)所具有

的總面積)如何影響汽車尾氣的轉(zhuǎn)化速率？

［查閱資料］使用相同的催化劑，當(dāng)催化劑質(zhì)量相等時，催化劑的比表面積對催化效率有

影響。

［實(shí)驗(yàn)設(shè)計］請?zhí)顚懴卤碇械目瞻住?/p>

催化劑的比表面枳

編號t/℃c(NO)/(mol-L')c(CO)/(mo卜L「)

/(m2-g-1)

I2806.50X10、4.00X10、80.0

II120

III36080.0

［圖像分析與結(jié)論］三組實(shí)驗(yàn)中CO的濃度隨時間的變化如圖所示。

(1)第I組實(shí)驗(yàn)中，去到平衡時NO的濃度為o

(2)由曲線I、II可知，增大催化劑的比表面積，該化學(xué)反應(yīng)的速率將(填“增

大”“減小”或“無影響”)。

(3)由實(shí)驗(yàn)I和川可得出的結(jié)論是

解析：(1)通過圖像可知，第I組實(shí)臉中，平衡時CO的濃度為L00XI0-3moi可

得出CO的濃度變化量為4.00X10-3molL-,-1.00X10-5molL-,=3.00X10~3molf1,在同

一個反應(yīng)中，各物質(zhì)的濃度變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，故NO的濃度變化量為3.00X10

一3molL-1,故NO的平衡濃度c(NO)=6.50X10-3molL-,-3.00XIO_3molL-,=3.50X10、

mol-L'o

答案：

II2806.50X10-34.00X10-3

III6.50X10-34.00X10-3

(l)3.50X10-3mol-L-'(2)增大(3)其他條件相同時，溫度越高，反應(yīng)速率越快

［總結(jié)歸納］控制變量法探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的思路

變量J影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素主要有：濃度、

內(nèi)容，溫度、壓強(qiáng)、催化劑、固體物質(zhì)的表面積

!依據(jù)或驗(yàn)■目的，描彳親個汴京因全W化學(xué)反

確定：應(yīng)速率的影響，均需控制其他因嗦■不變時.再

變量7進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而理清影響實(shí)臉探究結(jié)果的因

二"」!素，確定出變量和定量

探究時，先確定只變化一種因素，其他因索

定多不變，看這種因素和探究的問題存在怎樣的

變一關(guān)系;這樣確定一種以后，再確定另一種，從

而得山相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論

數(shù)據(jù)解答時要注意選擇數(shù)據(jù)（或設(shè)置實(shí)臉）要有

有效效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷

三、活化能與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系

5.N0、（主要指NO和NCh）是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NO,是環(huán)境保護(hù)

的重要課題。

在有氧條件下，新型催化劑M能催化Nib與NO、反應(yīng)生成N2。將一定比例的02、N%

和NO、的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)，反應(yīng)相同時間，NO、的去除率

隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖所示。

蓋

洛

.

經(jīng)

g米

o

N

⑴在50?150C范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NO、的去除率迅速上升的主要原因可能是

⑵當(dāng)反應(yīng)溫度高于380℃時，NO、的去除率迅速下降的原因可能是

答案：（1）催化劑活性隨溫度升高而增大，與溫度升高共同使N?！钡娜コ磻?yīng)速率逑速增

（2）催化劑活性下降；N&與02反應(yīng)生成了NO

6.綜合利用CO?、CO對構(gòu)建低碳社會有重要意義。

⑴利用CO2與CH4制備合成氣CO、H2,可能的反應(yīng)歷程如圖所示：

說明：C（ads）為吸附性活性炭，E表示方框中物質(zhì)的總能量，TS表示過渡態(tài)。

①制備合成氣CO、出總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

②若反+后＞&+邑，則決定制備“合成與”反應(yīng)速率的反應(yīng)方程式為

(2)工業(yè)上常采用CO?和此為原料合成乙醇，反應(yīng)方程式為2cO2(g)+6H2(g)wC2HQH(g)

+3H2O(g)一定溫度下，向容積均為2L的恒容密閉容器中分別通入I.Omol

82(g)和3.0molH2?,在不同催化劑X、Y的催化下發(fā)生反應(yīng)。測得5min時，CO?轉(zhuǎn)化率

與溫度的變化關(guān)系如圖所示。

①該反應(yīng)適宜選用的催化劑為(填“X”或"Y”)。

②AK時，a點(diǎn)對應(yīng)容器在0?5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)=：b、

。點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)下反應(yīng)物的有效碰撞概率bc(填?“Y或“=”)，原因?yàn)?/p>

解析：(2)①根據(jù)圖示可知，在相同溫度下，催化劑X作用下二氧化碳的轉(zhuǎn)化率更高，則

該反應(yīng)適宜選用的催化劑為X。②AK時，“點(diǎn)對應(yīng)容器中二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為40%,則在

()~5min內(nèi)二氧化碳的濃度變化量為10101X40%=0.2mol1r,二氧化碳的平均反應(yīng)速率為

2L

02m°1L,=0.04molL-|-min-l,物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則氫氣的平均

5min

反應(yīng)速率。(H2)=0.12mo卜「片田鼠|。根據(jù)碰撞理論，有故碰撞概率越大，反應(yīng)速率越快，題

圖中。點(diǎn)對應(yīng)的溫度大于c點(diǎn)，且力點(diǎn)對應(yīng)的二氧化碳轉(zhuǎn)化率小于c,點(diǎn)，即8點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)

物濃度比c點(diǎn)大，溫度越高、濃度越大，反應(yīng)速率越快，有效碰撞概率越大，因此6、c點(diǎn)對

應(yīng)狀態(tài)下反應(yīng)物的有效碰撞概率b>c?

答案：⑴①CH?g)+CO2(g):2CO(g)+2H2(g)\H=E5-EX

②C(ads)+2Hz(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)

(2)@X②0.12moH/Lminr>力點(diǎn)比c點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)下反應(yīng)物濃度大，體系溫度高

【真題演練?感悟高考】

I.(2024?甘肅高考)下列措施能降低化學(xué)反應(yīng)速率的是()

A.催化氧化氨制備硝酸時加入伯

B.中和滴定時，邊滴邊搖錐形瓶

C.鋅粉和鹽酸反應(yīng)時加水稀釋

D.石墨合成金剛石時增大壓強(qiáng)

答案：C

2.(2024-江蘇高考)催化劑有選擇性，如C2H4與O2反應(yīng)用Ag催化生成

HC——CH9

?\/,

()(環(huán)氧乙烷)、用CuCL/PdCL催化生成CH3cHO。下列說法正確的

是()

A.豆科植物固氮過程中，固氮酶能提高該反應(yīng)的活化能

B.C2H4與02反應(yīng)中，Ag催化能提高生成CH3cH。的選擇性

C.H2O2制6反應(yīng)中，MnCh能加快化學(xué)反應(yīng)速率

D.S02與。2反應(yīng)中，V2O5能減小該反應(yīng)的焰變

答案：C

3.(2022?浙江6月選考)恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應(yīng)：

2NH3?催化劑N?(g)+3H2(g),測得不同起始濃度和催化劑表面枳下氨濃度隨時間的變化

如下表所示，下列說法不正確的是()

&NH3)、時間/

編

02040608()

號

?a2.402.001.601.200.80

②a1.200.800.40X

③2a2.401.600.8()0.400.40

A.實(shí)驗(yàn)①，0?20min,P(N2)=1.0()X1()5molL^'min1

B.實(shí)驗(yàn)②，60min時處于平衡狀態(tài)，xW0.40

C.相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大

D.相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大

-3

解析：選C。實(shí)驗(yàn)①中,0-20min,氨氣濃度變化量為2.40X10-3mo|/L-2.00X10mol/L

=4.00X10-4mol/L,u(NH3)=400X104m0,/L=2.00X1(尸mol/(Lmin),反應(yīng)速率之比等

20min

5

于化學(xué)計量數(shù)之比，u(N2)=^v(NH3)=1.00X10-mol/(Lmin),A正確；催化劑表面積大小

只影響反應(yīng)速率，不影響平衡，實(shí)驗(yàn)③中氯氣初始濃度與實(shí)驗(yàn)①中一樣，實(shí)驗(yàn)③達(dá)到平衡時

氮?dú)鉂舛葹?.00X10-4moi/L,則實(shí)臉①達(dá)平衡時氯氣濃度也為4.00X10一4moi/L,而恒溫恒

容條件下，實(shí)臉②相對于實(shí)驗(yàn)①為減小壓強(qiáng)，平衡正向移動，因此實(shí)聆②在60min時處于平

衡狀態(tài)，xv0.4,即xNO.4,B正確；實(shí)驗(yàn)①、實(shí)臉②中()?20min、20?40min氨氣濃度變

化量都是4.00X10-4m0]/L,實(shí)驗(yàn)②中60min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②催化劑

表面積相同，實(shí)臉①中氯氣初始濃度是實(shí)臉②中氮?dú)獬跏紳舛鹊膬杀?，?shí)臉①60min時反應(yīng)

未達(dá)到平衡狀態(tài)，相同條件下，增加氯氣濃度，反應(yīng)速率并沒有增大，C錯誤；對比實(shí)驗(yàn)①

和實(shí)臉③，氮?dú)鉂舛认嗤瑢?shí)臉③中催化劑表面積是實(shí)驗(yàn)①中傕化劑表面積的2倍，實(shí)險③

先達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)臉③的反應(yīng)速率大，說明相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率

增大，D正確。

4.(2022?廣東高考)在相同條件下研究催化劑I、II對反應(yīng)X--qY的影響，各物質(zhì)濃

度c隨反應(yīng)時間，的部分變化曲線如圖，則()

A.無催化劑時，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.。曲線表示使用催化劑I【時X的濃度隨/的變化

D.使用催化劑I時，0?2min內(nèi)，r(X)=1.0mol-L'min_1

解析：選D。催化劑只是改變反應(yīng)速率，由圖可知，在無催化劑條件下，反應(yīng)也能進(jìn)行,

A錯誤；反應(yīng)曲線越陡，反應(yīng)速率越快，活化能越低，故與催化劑I相比，II使反應(yīng)活化能

更高，B錯誤：2min時，X轉(zhuǎn)化的濃度為2mo卜X與Y的系數(shù)比為1：2,則Y增加的

量為4mo卜對應(yīng)的曲線為使用催化劑I,C錯誤；使用催化劑I時，X的濃度隨/的變

化為〃曲線，。?2min內(nèi)，o(X)="=2IIIulL=1.0mol-L-,min",,故D正確。

△t2min

課下鞏固精練卷(三十六)化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素

一、選擇題

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)的量隨時間變化的曲

線如圖所示：

_￡

<

6主

8

彝

下列描述正確的是()

A.反應(yīng)開始到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158m表示

B.反應(yīng)開始到10s,X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mo卜

C.反應(yīng)開始到10s時，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)

1.58mol

解析：選C。反應(yīng)開始到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為o(Z)=2L=0.079molL-,s

10s

故A錯誤；反應(yīng)開始到10s,X的物質(zhì)的量濃度減少了I?。mol—0.41mol=0395molL

2L

-|

,故B錯誤；反應(yīng)開始到10s時，Y的轉(zhuǎn)化率為821moix100%=79%,故C

1.00mol

正確；由題意知，反應(yīng)為可逆反應(yīng)，0?10s內(nèi)，X、Y的物質(zhì)的量都變化了0.79mol,Z的

物質(zhì)的量變化了1.58mol,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)=2Z(g),故D錯誤。

2.下列各組反應(yīng)(表中物質(zhì)均為反應(yīng)物)，反應(yīng)剛開始時，放出H2的速率最快的是()

AMg0.1mol6mo卜硝酸溶液10mL60℃

BMg0.1mol3moiLi鹽酸1()mL60℃

CFe0.1mol3molLi鹽酸10mL60℃

DMg0.1mol3mo卜L-i硫酸溶液10mL60℃

答案：D

3.取50mL過氧化氫水溶液，在少量「存在下分解：2H2O2=2H2O4-O2.在一定溫度

下，測得的放出量，消換成"H2O2)如下表：

//min020406080

c(molL-1)0.800.400.200.100.05

下列說法正確的是()

A.反應(yīng)20min時，測得。2為224mL

B.20?40min,消耗H2O2的平均速率為0.020mo卜!7。的「

C.FeCh溶液或MnCh粉末可以代替「催化H2O2分解

D.第30min時的瞬時速率小于第50min時的瞬時速率

解析：選C。反應(yīng)20min時，過氧化氮的濃度變?yōu)?.4mol/L,說明分解的過氧化魚的物

質(zhì)的量〃32。2)=(0.80-0.40)mol/LX0.05L=0.02mol,過氧化氫分解生成的氧氣的物質(zhì)的

量“(02)=0.01mol,未告知是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法判斷體積是否為224mL,A錯誤；20?

40min,消耗過氧化氫的濃度為(0.40-().20)mol/L=0.2()mo1/L,則這段時間內(nèi)的平均速率v

=Ac=0-20mol/L=0010mol/(Lmin),B錯誤；「在反應(yīng)中起到催化的作用，故可以用

△r20min

FeCb溶液或MnCh粉末代替，C正確；隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，過氧化氫的濃度不斷減小，故

第30min時的瞬時速率大于第50min時的瞬時速率，D錯誤。

4.10mL濃度為Imol?L)的鹽酸與過量的鋅粉反應(yīng)，若加入適量的下列溶液，能減慢

反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成量的是()

A.K2s04B.CH3COOH

C.CuSO4D.Na2cO3

答案：A

5.(2022?浙江1月選考)在恒溫恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)w3X(g),c(B)隨時間的

變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是()

A.從4、。兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從。到。時間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率

B.從8點(diǎn)切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開始時的瞬時速率

C.在不同時刻都存在關(guān)系：2u(B)=3y(X)

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

關(guān)系如圖中曲線乙所示

答案：C

6.(2025?福建莆田模擬)工業(yè)上在V2O5催化作用下生產(chǎn)SO3的反應(yīng)為2so2(g)+O2(g)w

2s03(g)AH=-198kJ-moF,,該反應(yīng)可看作兩步：①VzOs+SCh?2V02+SCh(快)；@4VO2

+02w2V2()5(慢)。下列說法正確的是()

A.逆反應(yīng)活化能為198kJ

B.減小O2的濃度能降低SO3的生成速率

C.V2O5的存在使有效碰撞次數(shù)增加，降低了該反應(yīng)的焰變

D.①的活化能一定大于②的活化能

解析：選B。A，=正反應(yīng)的活化能一逆反應(yīng)的活化能=-198kJ/mol,所以逆反應(yīng)的活

化能大于19gkJ/mol,A錯誤：慢反應(yīng)是決速步，Ch是慢反應(yīng)的反應(yīng)物，減小的濃度會降

低正反應(yīng)速率，降低SO3的生成速率，B正確；V2O5是催化劑，催化劑不能改變反應(yīng)的蛤

變，C錯誤；反應(yīng)①是快反應(yīng)，反應(yīng)②是慢反應(yīng)，活化能越小反應(yīng)越快，①的活化能小于②

的活化能,D錯誤。

7.(2021?浙江6月選考)一定溫度下，在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)中發(fā)生分解反應(yīng)：

2N2O5W4NO2+O2。在不同時刻測量放出的02體積，換算成N2O5濃度如下表：

〃s06001200171022202820X

c(N2O5)/(mol,

1.400.960.660.480.350.240.12

L1)

下列說法正確的是()

A.600-1200s,生成NO2的平均速率為5.0X10,mol?Lkr

B.反應(yīng)2220s時，放出的O2體積為1L8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

C.反應(yīng)達(dá)到平衡時，vJt(N2O5)=2r^02)

D.推測上表中的x為3930

解析：選D。分析表中數(shù)據(jù)可知，該反應(yīng)每經(jīng)過1110s(600?1710s,1710?2820s),

N2O5的濃度會變?yōu)樵瓉淼?，因此，N2O5的濃度由0.24mo卜變?yōu)?.12mo卜時，可以

推測