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2023——2024 年解密高考化学大一轮复习精讲案
第七章 化学反应速率和化学平衡
专题二十六 化学反应速率及影响因素
第一板块 明确目标
课标要求
核心素养
1. 知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。
2. 通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影
响。
3. 知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影
响。
4. 认识化学反应速率在调控生产、生活和科研中的重要作用。
5. 知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。
变化观念与平衡思想
宏观辨识与微观探析
科学精神与社会责任
第二板块 夯实基础
1
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考点一 化学反应速率及表示方法
1．化学反应速率
(1)
(2)各物质的化学反应速率之比＝__________之比。
如mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝____________。
(3)注意事项
①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。
③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。
2
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2．应用“三段式”计算化学反应速率
列起始量、转化量、某时刻量，再根据定义式或比例关系计算。
对于反应mA(g)＋nB(g)
pC(g)，起始时A 的浓度为a mol·L－1，B 的浓度为b mol·L－1，C 的浓度为c
mol·L－1，反应进行至t1 s 时，A 消耗了x mol·L－1，则化学反应速率的计算如下：
mA(g)＋nB(g)
pC(g)
起始浓度/mol·L－1 a b c
转化浓度/mol·L－1 x ______ ______
(t1 s 时浓度/mol·L－1 a－x ______ ______
则v(A)＝________________，v(B)＝________________，v(C)＝________________。
【正误判断】
1．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显( )
2．由v＝计算平均反应速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值( )
3．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol·L－1( )
4．同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快( )
考点二 影响化学反应速率的因素
1．内因
反应物__________是主要因素。如相同条件下Mg、Al 与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg____Al。
2．外因
3．理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子：能够发生有效碰撞的分子(必须具有足够的能量)。
②活化能：如图
图中：E1表示__________________，使用催化剂时的活化能为________，反应热为__________(注：E2表示
活化分子变成生成物分子放出的能量)。
③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
3
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(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化
条件改变
单位体积内
有效碰撞
次数
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
增大压强
升高温度
加催化剂
【正误判断】
1．催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后物理和化学性质保持不变( )
2．升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小( )
3．一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率( )
4．增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分数，所以反应速率增大( )
5．100 mL 2 mol·L－1盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变( )
考点三 基元反应 过渡态理论
1．基元反应
大多数化学反应都是分几步完成的，其中的____________都称为基元反应。
2．对于基元反应aA＋bB===gG＋hH，其速率方程可写为v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k 称为速率常数，恒温下，
k 不因反应物浓度的改变而变化)，这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计
量数为指数的幂的乘积成正比。有时称其为质量作用定律。
3．许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反
应。例如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应：
①I2I＋I(快)
②H2＋2I===2HI(慢)
其中慢反应为整个反应的决速步骤。
4．过渡态理论
如图所示是两步完成的化学反应，分析并回答下列问题。
4
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(1)该反应的反应物为______，中间体为____，生成物为____。
(2)由A、B 生成C 的反应为____(填“吸”或“放”，下同)热反应，由C 生成D 的反应为____热反应，总
反应为____热反应。
(3)第一步为____(填“快”或“慢”，下同)反应，第二步为____反应，决定总反应快慢的是第____步反应。
考点一 化学反应速率及表示方法
1、下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B.化学反应速率可用任何一种反应物或任何一种生成物来表示
C.若某化学反应中用某反应物表示的反应速率为
，就是指在该时间段内反应物和生成物的
浓度变化都为
D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度
2、一定条件下，密闭容器中发生反应：
，其平均反应速率
如下，其中反应速率最大的是( )
A.
B.
C.
D.
3、已知
的速率方程为
（k 为速率常数，只与温度、催化
5
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剂有关）。实验测得，
在催化剂X 表面反应的变化数据如下：
t/min
0
10
20
30
40
50
60
70
0.100
0.080
0.040
0.020
0
下列说法正确的是( )
A.
，
B.
min 时，
C.相同条件下，增大
的浓度或催化剂X 的表面积，都能加快反应速率
D.保持其他条件不变，若
起始浓度为0.200
，当浓度减至一半时共耗时50min
4、臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为
，若反应在恒容密
闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
A
B
C
D
升高温度，平衡常数减
小
0~3s 内，反应速率为
时仅加入催化剂，平
衡正向移动
达平衡时，仅改变
，则
为
5、
捕获和转化可减少
排放并实现资源利用，原理如图1 所示。反应①完成之后，以
为载
气，以恒定组成的
、
混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反
应时间变化如图2 所示。反应过程中始终未检测到
，在催化剂上有积碳。
6
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下列说法不正确的是( )
A.反应①为
；反应②为
B.
，
比
多，且生成
速率不变，可能有副反应
C.
时刻，副反应生成
的速率大于反应②生成
速率
D.
之后，生成CO 的速率为0，是因为反应②不再发生
6、一定条件下，存在可逆反应
，若X、Y、Z 的起始浓度分别为
（均不为零），达到平衡时，X、Y、Z 的浓度分别为
。则下列判断
正确的是( )
A.
B.平衡时，Y 和Z 的生成速率之比为2:3
C.X、Y 的转化率不相等
D.
的取值范围为
【规律总结】
化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法
按照化学计量数关系换算为同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
(2)比值法
比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g)
cC(g)，即比较与，若>，则用A 表示的化
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学反应速率比用B 表示的大。
考点二 影响化学反应速率的因素
1、下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B.100mL2mol/L 的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C.
的催化氧化是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO 和CO 可以缓慢反应生成
和
，减小压强反应速率减慢
2、向一恒容密闭容器中充入A、B、C 三种气体，在一定条件下发生反应，各物质的物质的量浓度随时间
的变化如图a 所示。若从
时刻开始，每个时刻只改变一个且不重复的条件，物质C 的正、逆反应速率随
时间变化如图b。下列说法正确的是( )
A.图a 中，O 至
内，
B.图b 中，
时改变的条件可能是：加入催化剂
C.图a 中，可以判断该反应的化学方程式为：
D.图b 中，
时改变的条件可能是：降低反应温度
3、下列做法的目的与反应速率无关的是( )
A.高炉炼铁前先将铁矿石粉碎
B.食盐中添加碘酸钾
C.在糕点包装内放置小包除氧剂
D.医护人员冷藏存放“新冠”疫苗
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4、为比较
和
对
分解反应的催化效果，两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列
叙述不正确的是( )
A.图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B.若图甲所示实验中反应速率为①>②，则说明
一定比
对
分解的催化效果好
C.用图乙所示装置测定反应速率，可测定反应产生的气体体积及反应时间
D.为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A 处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，
观察活塞是否回到原位
5、
和
在催化剂表面合成氨的能量变化和微观历程示意图如下所示。下列说法错误的是( )
A.
→
②
③是吸热过程
B.
→
③
④存在极性键的形成
C.合成氨反应中，反应物旧键断裂吸收的能量小于生成物新键形成释放的能量
D.其他条件相同，使用催化剂可以减少合成氨反应放出的热量
6、在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y 的影响，各物质浓度c 随反应时间t 的部分变化曲线如
图，则正确的是( )
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A.无催化剂时，反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C.a 曲线表示使用催化剂Ⅰ时X 的浓度随t 的变化
D.使用催化剂Ⅰ时，在0~2min 内，
7、回答下列问题：
Ⅰ.某温度时，在
密闭容器中发生A、B 两种气体间的转化反应，A、B 物质的量随时间变化的曲线如下
图所示，M 点的坐标为
，请分析图中数据，回答下列问题。
（1）该化学方程式为________。
（2）反应从
时，用B 的浓度变化来表示的反应速率为；；。计算该反应达到平衡状态时，A 的
转化率为________。
（3）下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是________。
①容器中压强不再改变
②容器中气体密度不再改变
A
③
的物质的量浓度不再改变
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④
（4）下图是该反应的能量变化的示意图。
①该反应是________（填吸热或放热）反应。
②反应物断键需要吸收的能量________（填“>”“<”或“=”）生成物成键放出的能量。
Ⅱ.人们应用原电池原理制作了多种电池，电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，以满足不同
的需要。
（5）某航天器上使用了一种新型装置，其构造如图所示：a、b 两个电极均由多孔的碳块组成，溶液中的
向________（填“a”或“b”极移动。
【方法规律】
关于“控制变量法”题目的解题策略
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考点三 基元反应 过渡态理论
1.光照条件下，甲烷氯化反应是一个自由基型的取代反应。在链转移反应过程中，经历两步反应：(·C H 3
和Cl·分别表示甲基和氯原子)
反应1：C H 4(g)+Cl·(g)→·C H 3(g)+ HCl(g)；
反应2：·C H 3(g)+C l2(g)→C H 3Cl(g)+Cl·(g)。
各物质的相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 链转移反应的反应速率由第1步反应决定
B. 反应1的活化能Ea=16.7 kJ·mol
−1
C. 链转移反应的反应热ΔH =−105.4 kJ·mol
−1
D. 由图可知，过渡态结构的稳定性：1>2
2.Ni可活化C2 H 6放出C H 4，其反应历程如图所示：
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下列关于活化历程的说法错误的是
( )
A. 决速步骤：中间体2→中间体3
B. 总反应为¿+C2 H 6 Ni⃯NiC H 2+C H 4
C. ¿ — H键的形成有利于氢原子的迁移
D. 涉及非极性键的断裂和形成
3.我国科研人员研究了在金催化剂表面上水煤气变换反应：CO(g)+ H 2O(g)=C O2(g)+ H 2(g)的反应
历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法错误的是
A. 化学反应CO·+ H 2O(g)=COOH·+ H·的ΔH >0
B. 步骤②中只有极性键O−H键断裂
C. 升高温度，该反应过渡态的能垒(活化能)会增大
D. 水煤气变化反应的速率主要决定于过渡态Ⅱ
4.研究表明N 2O与CO在F e
+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是( )
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A. 反应总过程ΔH <0
B. F e
+使反应的活化能减小
C. 总反应若在密闭容器中进行，温度越高，反应速率一定越快
D. F e
++ N 2O→FeO
++ N 2、FeO
++CO→F e
++C O2两步反应均为放热反应
5.北京航空航天大学教授团队与中科院高能物理研究所合作，合成了Y 、Sc(Y 1/ NC ,S c1/ NC )单原子催
化剂，用于常温常压下的电化学催化氢气还原氮气的反应。反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示(∗
表示稀土单原子催化剂)。下列说法正确的是
A. 使用催化剂可以提高氨气单位时间内的产量
B. 升高温度可以提高氨气的平衡产率
C. 使用催化剂Y 1/ NC或S c1/ NC可以改变反应的ΔH
D. 使用Y 1/ NC单原子催化剂的反应历程中，最大能垒的反应过程可表示为∗NNH + H →∗NNHH
6.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T
oC时(各物质均为气态)，甲
醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图：
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下列说法正确的是( )
A. 反应II的热化学方程式为：CO(g)+ H 2O(g)= H 2(g)+C O2(g) ΔH =akJ /mol(a>0)
B. CO(g)在反应中生成又消耗，CO (g)可认为是催化剂
C. 1molC H 3OH (g)和1mol H 2O(g)的总能量小于1molC O2(g)和3mol H 2(g)的总能量
D. 选择优良的催化剂可以降低反应I和II的活化能，减少过程中的能耗和反应的焓变
考点四 多因素影响下的速率图像分析
1．常考影响化学反应速率的因素：浓度、温度、压强、催化剂的活性、接触面积、原电池原理、副反应
等。
2．随着时间的推移，反应物浓度减小，反应速率减小。
3．绝大多数催化剂都有活性温度范围，温度太低时，催化剂的活性很小，反应速率很慢，随温度升高，
反应速率逐渐增大，物质转化率增大，温度过高又会破坏催化剂的活性。
4．速率图像分析的一般方法
(1)看清关键点：起点、终点和变化点。
(2)看清变化趋势。
(3)综合分析反应原理，如有的反应放热造成温度升高，反应速率加快；有的反应生成的金属与原金属形成
原电池，反应速率加快；有的反应物浓度减小，反应速率减慢；有的反应生成物中有催化剂，反应速率加
快；有的反应温度过高，造成催化剂失去活性，反应速率减慢等。
一、温度与浓度的双重影响
1.把在空气中久置的铝片5.0 g 投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1盐酸的烧杯中，该铝片与盐酸反应生成氢气的
速率v 与反应时间t 可用如图的坐标曲线来表示。
回答下列问题：
(1)O→a 段不生成氢气的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)b→c 段生成氢气的速率增加较快的主要原因可能是__________________________
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________________________________________________________________________。
(3)t＞c 时生成氢气的速率降低的主要原因是
________________________________________________________________________。
二、温度与选择性的双重影响
2．汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO 等污染物。反应机
理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]：
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)
经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T 变化关系如图1 和图2 所示。
(1)图1 中温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是__________
________________________________________________________________________。
(2)图2 中T2 ℃时反应Ⅴ的活化能________(填“<”“>”或“＝”)反应Ⅵ的活化能；T3 ℃时发生的主要反应
为________(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。
第三板块 真题演练
1. （2022·辽宁）利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化
反应取得重要进展，荣获
年诺贝尔化学奖。某
反应催化机理如下，下列说法错误的是( )
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A. 总反应为加成反应
B. Ⅰ和Ⅴ互为同系物
C. Ⅵ是反应的催化剂
D. 化合物
为
2. （2022·广东）在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应
的影响，各物质浓度
随反应时间的
部分变化曲线如图，则( )
A. 无催化剂时，反应不能进行
B. 与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C.
曲线表示使用催化剂Ⅱ时
的浓度随的变化
D. 使用催化剂Ⅰ时，
内，
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3. （2022·湖南）甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。
旧法合成的反应：
新法合成的反应：
下列说法错误的是阿伏加德罗常数的值为
( )
A.
的电子式为
B. 新法没有副产物产生，原子利用率高
C.
的
溶液中
的微粒数小于
D.
的作用是降低反应的活化能，使活化分子数目增多，百分数不变
4. （2022·浙江）在恒温恒容条件下，发生反应
，
随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A. 从
、两点坐标可求得从
到时间间隔内该化学反应的平均速率
B. 从点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C. 在不同时刻都存在关系：
D. 维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，
随时间变化关系如图中曲线
乙所示
5. （2021·重庆）甲异腈
在恒容密闭容器中发生异构化反应：
，反应
过程中甲异腈浓度
随时间的变化曲线如图所示图中
为温度。该反应的反应速率
与
的关系为
，
为速率常数常温下为常数，
点和
点反应速率相等，即
。下列说法错误的是
( )
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A.
段的平均反应速率为
B.
点反应物的活化分子数多于
点
C.
D.
6. （2021·河北）室温下，某溶液初始时仅溶有
和
且浓度相等，同时发生以下两个反应：
；
。反应
的速率可表示为
，反应
的速率可表示
为
、
为速率常数。反应体系中组分
、
的浓度随时间变化情况如图。下列说法错
误的是( )
A.
时间段内，
的平均反应速率为
B. 反应开始后，体系中
和
的浓度之比保持不变
C. 如果反应能进行到底，反应结束时
的
转化为
D. 反应
的活化能比反应
的活化能大
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7. （2020·新课标I）铑的配合物离子
可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错
误的是( )
A.
是反应中间体
B. 甲醇羰基化反应为
C. 反应过程中
的成键数目保持不变
D. 存在反应
8. （2020·新课标Ⅱ）据文献报道：
催化某反应的一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是
( )
A.
参与了该催化循环
B. 该反应可产生清洁燃料
C. 该反应可消耗温室气体
D. 该催化循环中
的成键数目发生变化
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9. （2020·浙江） 在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法
正确的是( )
A.
为逆反应活化能，
为正反应活化能
B. 该反应为放热反应，
C. 所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D. 温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移
10.
（2022·辽宁）某温度下，在
恒容密闭容器中
发生反应
，有
关数据如下：
时间段
产物
的平均生成速率
下列说法错误的是( )
A.
时，
的浓度大于
B.
时，加入
，此时
C.
时，
的体积分数约为
D.
时，
的物质的量为
11.
（2021·辽宁）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( )
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A. 其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B. 其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C. 条件
，反应速率为
D. 条件
，降冰片烯起始浓度为
时，半衰期为
12.
（2021·浙江）取
过氧化氢水溶液，在少量
存在下分解：
。在一定
温度下，测得
的放出量，转换成
浓度
如表，下列说法不正确的是( )
A. 反应
时，测得
体积为
标准状况
B.
，消耗
的平均速率为
C. 第
时的瞬时速率小于第
时的瞬时速率
D.
分解酶或
代替
也可以催化
分解
13.
（2021· 浙江）一定温度下：在
的四氯化碳溶液
中发生分解反应：
。在不同时刻测量放出的
体积，换算成
浓度如下表：
下列说法正确的是
22
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A.
，生成
的平均速率为
B. 反应
时，放出的
体积为
标准状况
C. 反应达到平衡时，
D. 推测上表中的
为
14.
（2022·湖南）科学家发现某些生物酶体系可以促进
和
的转移如
、
和
，能将海洋中
的
转化为
进入大气层，反应过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A. 过程Ⅰ中
发生氧化反应
B.
和中转移的
数目相等
C. 过程Ⅱ中参与反应的
D. 过程Ⅰ
Ⅲ的总反应为
15.
（2022· 浙江）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：
，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，
下列说法不正确的是( )
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编号
时间
表面积
A. 实验
，
，
B. 实验
，
时处于平衡状态，
C. 相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D. 相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
16.
（2022·湖南）反应物
转化为产物
或
的能量与反应进程的关系如下图所示：
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是( )
A. 进程Ⅰ是放热反应
B. 平衡时
产率：Ⅱ
Ⅰ
C. 生成
的速率：Ⅲ
Ⅱ
D. 进程Ⅳ中，
没有催化作用
17、（2023·浙江）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：CO(g)+ H 2O(g)⇀
↽C O2(g)+ H 2(g) ΔH =−41.2kJ ⋅mol
−1
该反应分两步完成：
3 F e2O3+CO(g)⇀
↽2 F e3O4+C O2(g) Δ H 1=−47.2kJ ⋅mol
−1( )
2 F e3O4+ H 2O(g)⇀
↽3 F e2O3+ H 2(g) Δ H 2( )
请回答：
(1) Δ H 2= _______kJ ⋅mol
−1。
24
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(2)恒定总压1.70 MPa和水碳比[n(H 2O)/n(CO)=12:5]投料，在不同条件下达到平衡时C O2和H 2的
分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
p(C O2)/ MPa p(H 2)/ MPp(C H 4)/ MPa
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K = ___________。
②对比条件1，条件2中H 2产率下降是因为发生了一个不涉及C O2的副反应，写出该反应方程式 ____。
(3)下列说法正确的是______。
A. 通入反应器的原料气中应避免混入O2
B. 恒定水碳比[n(H 2O)/n(CO)]，增加体系总压可提高H 2的平衡产率
C. 通入过量的水蒸气可防止F e3O4被进一步还原为Fe
D. 通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的
余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2中b−c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是______。
A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水(蒸气)C .通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线 ____。
(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及
产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是________。
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18、(2023·湖北)纳米碗C40 H 10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40 H 10可以由C40 H 20分子经
过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40 H 20(g)→
❑
H ⋅C40 H 18(g)+ H 2(g)的反应机理和能量变化如
下：
回答下列问题：
(1)已知C40 H x中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0kJ ⋅mol
−1和298.0kJ ⋅mol
−1，H −H键能为
436.0kJ ⋅mol
−1。估算C40 H 20(g)⇀
↽C40 H 18(g)+ H 2(g)的ΔH = _______kJ ⋅mol
−1。
(2)图示历程包含_______个基元反应，其中速率最慢的是第_______个。
(3)C40 H 10纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为 _______、_______。
(4)1200 K时，假定体系内只有反应C40 H 12(g)⇀
↽C40 H 10(g)+ H 2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(
即C40 H 12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数K p为 _______(用平衡分压代替平衡浓度计
算，分压=总压×物质的量分数)。
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(5)C
•
40 H 19(g)⇀
↽C40 H 18(g)+ H ⋅(g)及C
•
40 H 11(g)⇀
↽C40 H 10(g)+ H ⋅(g)反应的lnK ( K为平衡常数)
随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，lnK =−ΔH
RT +c( R为理想气体常数，c为截距)。图中两
条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是_______。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40 H 10的反应速率的是 _______(填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c .加入催化剂
第四板块 模拟提升
1.室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M + N = X +Y ；
②M + N = X + Z。反应①的速率可表示为v1=k1c
2( M )，反应②的速率可表示为v2=k2c
2( M )(k1、k2
为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是( )
A. 0～30min时间段内，Y 的平均反应速率为6.67×10
−3mol⋅L
−1⋅min
−1
B. 反应开始后，体系中Y 和Z的浓度之比保持不变
C. 如果反应能进行到底，反应结束时62.5 %的M转化为Z
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D. 反应①的活化能比反应②的活化能大
2.某反应A(g)+ B(g)→C(g)+ D(g)的速率方程为v =k ⋅c
m( A )⋅c
n(B)，其半衰期(当剩余的反应物恰
好是起始的一半时所需的时间)为0.8
k 。当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示：
c( A )/(mol⋅L
−1)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol⋅L
−1)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
0.200
v /(mol
−1⋅L
−1⋅mi1.6×10
−3.2×10
−
v1
3.2×10
−3
v2
4.8×10
−
下列说法正确的是( )
A. 该反应的速率方程中的m=n=1
B. 该反应的速率常数k =6.4×10
−2min
−1
C. 表格中的c1=0.75，v1=6.4×10
−3，v2=12.8×10
−3
D. 在过量的B存在时，反应掉93.75 %的A所需的时间是500min
3.含铈(Ce)催化剂催化C O2与甲醇反应是C O2资源化利用的有效途径，该反应的催化循环原理如图所示。
下列说法错误的是
A. 物质A为C H 3OH
B. 反应过程涉及的物质中碳原子的杂化方式有3种
C. 反应过程中断裂的化学键既有极性键又有非极性键
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D. 反应的总方程式为
+ H 2O
4.Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能，催化转化C O2的历程如图。下列说法正确的是
A. 过程①→②中C的杂化方式都是s p
2
B. 过程②→③涉及极性键的断裂与生成
C. 生成1molCO，需要1mol电子
D. 从反应历程看，Ni未参与反应
5.反应物X转化为Y 和Z的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A. 由X →Y 反应的ΔH = E5−E2
B. 由X →Z反应的ΔH >0
C. 由图可知等物质的量的Y 的能量一定比X的能量高
D. 升高温度可提高X →Z的反应速率
6.恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的化学方程式为①X ⇌
Y ；②Y ⇌
2Z。该体
系中X、Y 、Z浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
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A. 随c X的减小，反应②的速率先增大后减小
B. t3后，cZ<2(c0−cY)
C. 欲提高Y 的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D. 由图可知活化能一定是Ea①< Ea②
7.一定温度下，2 L的密闭容器中，X、Y 、Z三种气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，10 s时
达到平衡。下列说法不正确的是
A. 从反应开始到10 s内，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.158mol /(L⋅s)
B. 4 s时，Z和X浓度相等，正反应速率大于逆反应速率
C. 当X的物质的量不再随时间而变化，此时正、逆反应速率相等，但不为零
D. 反应的化学方程式为：X (g)+Y (g)⇀
↽2Z(g)
8. 合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于一定体积密闭容器中的反应：
N 2(g)+3 H 2(g)⇌2 N H 3(g)(正反应为放热反应)，673 K、30 MP下，n ( N H 3)和n ( H 2)随时间t
变化的关系如图所示下列叙述中，不正确的是( )
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A. 点c处正反应速率比逆反应速率大
B. 点a的正反应速率比点b的正反应速率大
C. 气体的平均摩尔质量：点b大于点a
D. 混合气体的密度：点b大于点a
9.用下图所示的实验装置分别进行镁条与X (25mL0.2mol / L盐酸)和镁条与Y (50mL0.1mol / L盐酸)的
实验，每隔半分钟分别测定反应放出气体的体积。下列选项中正确表示实验X及Y 的结果的是( )
A.
B.
C.
D.
10.冠醚能与碱金属离子结合(如下图所示)，是有机反应很好的催化剂，如能加快KMnO4与环己烯的反应
速率。
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用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力，结合常数越大，两者结合能力越强。
下列说法不正确的是
A. 推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关
B. 如图所示的实验中c(N a
+)：①>②>③
C. 冠醚通过与K
+结合将MnO4
−携带进入有机相，从而加快反应速率
D. 为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适
11.已知：2 KMnO4+5 H 2C2O4+3 H 2SO4=2 MnSO4+ K 2SO4+10C O2↑+8 H 2O。某化学小组欲探
究H 2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略
溶液体积变化)：
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编号0.01mol· L
−1酸
性
KMnO4溶液体积/mL
0.1mol· L
−1 H 2C2O4
溶液体积/mL
水的体积/mL 反应温度
/℃
反应时间
/min
Ⅰ
2
2
0
20
2.1
Ⅱ
V 1
2
1
20
5.5
Ⅲ
V 2
2
0
50
0.5
下列说法正确的是( )
A. V 1=1，V 2=2
B. 设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响
C. 实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束
D. 实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v( KMnO4)=0.02mol· L
−1·min
−1
12.一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下：
已知反应初始E的浓度为0.10mol⋅L
−1，TFAA的浓度为0.08mol⋅L
−1，部分物种的浓度随时间的变化关
系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是( )
A. t1时刻，体系中有E存在
B. t2时刻，体系中无F存在
C. E和TFAA反应生成F的活化能很小
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D. 反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08mol⋅L
−1
13.甲醇的用途十分广泛，主要用于有机合成、作燃料、生成农药、作良好的有机溶剂等。催化CO和H 2反
应可以合成甲醇，反应化学方程式为C O (g)+2 H 2(g)⇌C H 3OH (g)
已知：①C O2(g)+ H 2(g)⇌CO(g)+ H 2O(g) Δ H 1=+ 41kJ·mol
−1
②C O2(g)+3 H 2(g)⇌C H 3OH (g)+ H 2O(g) Δ H 2=−58kJ·mol
−1
(1)催化CO和H 2合成甲醇反应：C O (g)+2 H 2(g)⇌C H 3OH (g)的ΔH =______。
(2)对于催化CO和H 2合成甲醇的反应，增大压强，平衡______(填“向左”“向右”或“不”)移动；温度
升高平衡常数______(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)在相同条件下研究催化剂I、催化剂II对反应CO(g)+2 H 2(g)⇌C H 3OH (g)的影响，在密闭容器内
充入一定量CO和H 2，部分物质的浓度c随反应时间t的变化曲线如图7所示。
图 7
①a曲线表示______。
②催化剂I比催化剂II催化效率______(填“高”“低”或“相同”)，原因是______。
(4)523 K时，在1 L恒容密闭容器中充入2molCO和4 mol H 2，在催化剂作用下反应合成甲醇，容器内的
压强变化如下。
反应时间 /min
0
5
10
15
20
25
压强 / MPa
12.4
10.2
8.4
7.0
6.2
6.2
反应从开始到20min时，以H 2浓度表示平均反应速率v( H 2)=______ ；此温度下，压强平衡常数Kp=
______( MPa)
−2。
(5)一定条件下，在3个相同的密闭容器中分别充入C O2(g)和H 2(g)，c(C O2)：c( H 2)分别为1:1、
1:2、 1:3，C O2(g)的转化率随压强的变化关系如图8所示，
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图 8
曲线a的c(C O2)：c( H 2)=______，原因是______。
14.苯乙烯是重要的基础有机化工原料。目前，全球有87 %以上的苯乙烯生产采用乙苯直接脱氢工艺，其反
应
方
程
式
为
：
(g)
(g)+ H 2(g)
△H =+117.6kJ ⋅mol
−1
已知：C O2(g)+ H 2(g)⇀
↽CO(g)+ H 2O(g) △H =+ 41.2kJ ⋅mol
−1
回答下列问题：
(1)恒定乙苯进料速率0.4 mol⋅min
−1，分别在不同温度下，进行乙苯脱氢反应。乙苯的平衡转化率和某
催化剂作用下苯乙烯的选择性示意图如图。
600
①
℃时，反应tmin达到平衡，则生成苯乙烯的平均反应速率为_______mol⋅min
−1。
②温度超过600℃，苯乙烯的选择性急剧下降，其原因除副反应不断加剧外，还有可能为______。
(2)某些工艺中，在乙苯脱氢反应中加入C O2和特定催化剂，有利于提高苯乙烯的平衡转化率，其反应历
程如图。
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①若催化剂表面碱性太强，乙苯的转化率将_______(填“提高”“降低”或“不变”)。
②由起始态到状态I________(填“放出”或“吸收”)能量；E(起始态物质的总能量)−E(终态物质的总能
量)=_______kJ。
(3)在500℃催化剂作用下，向恒容密闭容器中充入2mol乙苯和2molC O2，发生(2)中反应，起始压强
为p0，平衡时容器内压强为1.3 p0，且H 2O(g)物质
量为0.4 mol，则乙苯的转化率为______(用平衡分压代替平衡浓度表示)，化学平衡常数K p=______(已知：
气体分压=气体总压×气体体积分数)。
36
