文档文本内容
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第01 讲 化学反应速率及其影响因素
目 录
01 考情解码·命题预警...........................................................................................................................
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 化学反应速率的概念及计算...............................................................................................
知识点1 化学反应速率..............................................................................................................................
知识点2 化学反应速率的计算..................................................................................................................
知识点3 化学反应速率的大小比较..........................................................................................................
知识点4 化学反应速率的测定..................................................................................................................
考向1 考查化学反应速率的计算...............................................................................................................
考向2 考查化学反应速率大小比较..........................................................................................................
思维建模 定量法比较化学反应速率的大小
考向3 考查化学反应速率的测定..............................................................................................................
思维建模 化学反应速率的测定原理与方法
考点二 影响化学反应速率的因素...................................................................................................
知识点1 影响化学反应速率的因素..........................................................................................................
知识点2 反应速率理论——“有效碰撞理论”......................................................................................
知识点3 速率常数和速率方程..................................................................................................................
知识点4 速率-时间(vt)图像.....................................................................................................................
考向1 考查影响化学反应速率的因素......................................................................................................
考向2 考查催化剂、活化能与转化效率的关系......................................................................................
思维建模 正确理解活化能
考向3 考查“控制变量”探究影响化学反应速率的因素......................................................................
思维建模 控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略
考向4 考查速率常数及其应用...................................................................................................................
考向5 考查速率图像分析..........................................................................................................................
思维建模 速率图像分析策略
04 真题溯源·考向感知...........................................................................................................................
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
化学反应速率的
概念及计算
选择题
非选择题
T13(2)①
T11(2)
影响化学反应速
率的因素
选择题
非选择题
T11(1)③
T10(1)
T12(4)②
考情分析:
分析近几年的福建高考化学试题,可以看成高考对化学反应速率内容的考查较为频繁,且都出现在非选
择题中。有两种命题方向,一种是在工艺流程题中考查影响化学反应速率的因素,一种是在化学反应原
理综合题中考查反应速率的计算,但难度都不大。
复习目标:
1.了解化学反
速率的含
和定量
算方法。
应
计
义
2.了解速率方程与速率常数。
3.了解基元反
、反
程、活化能的有关概念。
应
应历
4.理解外界条件
化学反
速率的影响和碰撞理
应
论
对
5.了解催化反
程的原理和断、成
。
应
题
历
键问
2
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3
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考点一 化学反应速率的概念及计算
知识点1 化学反应速率
1.表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2.数学表达式及单位
v=,
位
单
为mol·L
- 1 ·min
- 1 或mol·L
- 1 ·s - 1 。
3.化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但反应速率的数值之比等于这些物质在
化学方程式中的化学计量数之比。
如在反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g)中,存在v (A)∶
v (B)∶
v (C)∶
v (D)
=
a ∶ b ∶ c ∶ d
得分速记
(1)一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。
(2)由v=计算得到的是一段时间内的平均速率,用不同物质表示时,其数值可能不同,但意义相同。
(3)化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。这里所说的化学反应速率指的是平均反
应速率,而不是瞬时反应速率。一定温度下,锌粒在1 mol/L 的稀盐酸中反应的反应速率与反应时间的关
系如图所示,图中A 点的斜率就是在t1时刻的瞬时反应速率。
(3) 同一反应在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。主要原因:反应物浓度的不断变化;而且反应
所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。
知识点2 化学反应速率的计算
1.化学反应速率计算的4 个方法
(1)定义式法:v=。
(2)比例关系式法:化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之
4
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比。对于反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)来说,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m
n
p
q
∶∶∶。
得分速记
同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同,因此,一定要标明是哪种具体物质的反应速
率。
(3)三段式法:列起始量、转化量、最终量,再根据定义式或比例关系计算。
(4)从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤
①从图像中获取计算的数据
纵坐标可以是物质的量,也可以是物质的量浓度,横坐标是时间。
例如:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根
据图像可进行如下计算:
A.求某物质的平均速率、转化率,如:v(X)=
n1-n3
V ·t3
mol/
(
L·s
)
,Y 的转化率=
n2-n3
n2
×100%。
B. 确定化学方程式中的化学计量数之比,如:X、Y、Z 三种物质的化学计量数之比为(
n 1-
n 3)∶(
n 2-
n3)∶
n 2。
②依据图像求反应速率的步骤
第一步:找出横、纵坐标对应的物质的量;
第二步:将图中的变化量转化成相应的浓度变化量;
第三步:根据公式v=进行计算。
2.化学反应速率计算的万能方法——三段式法
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件列方程式计算。
如对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),起始时A 的浓度为a mol·L-1,B 的浓度为b mol·L-1,反
应进行至t1s 时,A 消耗了x mol·L-1,则化学反应速率可计算如下:
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
起始/(mol·L-1) a b 0 0
转化/(mol·L-1) x
t1/(mol·L-1) a-x b-
则:v(A)= mol·L-1·s-1,v(B)= mol·L-1·s-1,v(C)= mol·L
-1·s-1,v(D)= mol·L
-1·s-1。
知识点3 化学反应速率的大小比较
1.定性比较
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通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。
2.定量比较
同一化学反应中,不同物质来表示化学反应速率时,数值可能不同,需要进行转化。常用以下两种方法:
(1)归一法
①“一看”:看化学反应速率的单位是否一致,若不一致,需转化为同一单位。
②“二化”:将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。
③“三比较”:标准统一后比较数值大小,数值越大,反应速率越大。
(2)比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较,比值大的化学反应速率大。
如对于反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),若>,则A 表示的化学反应速率较大。
3.由图像比较反应速率大小的方法:根据图像看反应达到平衡所需的时间,时间越短,对应的反应的温
度、浓度或压强就越大,则对应的反应速率越大。
知识点4 化学反应速率的测定
1.定性描述:(根据实验现象,以锌与硫酸反应为例)
①观察产生气泡的快、慢;
②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少;
③用手触摸试管,感受试管外壁温度的高、低;
2.定量描述:(根据实验测量,单位时间内:)
①测定气体的体积;
②测定物质的物质的量的变化;
③测定物质或离子的浓度变化;
④测定体系的温度或测定反应的热量变化。
3.测量化学反应速率的常见方法
(1)量气法
(2)比色法
(3)电导法
(4)激光技术法
4.化学反应速率的测量——实验
(1)反应原理:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(2)实验装置
(3)测量数据
①单位时间内收集氢气的体积;
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②收集相同体积氢气所需要的时间;
③有pH 计测相同时间内pH 变化,即△
c(H
+ ) 。
④用传感器测△
c(Zn
2 + ) 变化。
⑤测相同时间内△
m(Zn)
。
⑥相同时间内恒容压强变化;
⑦相同时间内绝热容器中温度变化。
考向1 考查化学反应速率的计算
例1 在2L 的密闭容器中进行反应
,反应2min 后,
的物质的量由2mol 减
小到0.8mol,则2min 末
的反应速率为
A.1.2mol/(L·min)
B.0.6mol/(L·min)
C.0.3mol/(L·min)
D.无法计算
【答案】B
【解析】由2min 末
的物质的量由2mol 减小到0.8mol,则
的反应速率为
,由速率之比等于化学计量数之比得,
,故选B。
【变式训练1】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t 的变化曲线如图所示(图中T 为温度)。该反应的反应速率
与的关系为
(
为
速率常数,只受温度影响),
。下列说法错误的是
A.
B.bf 段的平均反应速率为
C.
D.
点反应物的活化分子百分数大于点
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【答案】C
【解析】A.T1时速率常数为k1,T2时速率常数为k2,
,即
,有3×k2×5×10-
3=2×k1×15×10-3,解得
,v(a)= k2×10×10-3,v(b)= k1×20×10-3,
=1,即
,
故A 正确;
B.bf 段甲异腈浓度变化=20×10-3mol/L-10×10-3mol/L=1.0×10-2mol/L,平均反应速率=
=
,故B 正确;
C.由A 向计算可知,k2大于k1,温度越大速率常数越大,说明T1<T2,故C 错误;
D.a 点的斜率大于f 点,其它条件相同时,反应速率a 点大,a 点反应物的活化分子数多于f 点,故D 正
确;
答案选C。
【变式训练2】将
和
充入
恒容密闭容器中发生反应:
Ⅰ.
(慢反应)
Ⅱ.
(快反应)
测得相同时间内
、
与温度的关系如图所示,下列说法错误的是
A.
前,加入催化剂可使a 线转化为b 线
B.
时,M 点对应的反应体系中,
C.
时,若
时达到平衡,则
D.
后,温度对正反应速率的影响比浓度大
【答案】B
【解析】A.由图可知,200°C 前,升高温度,二氧化碳的浓度减小、反应速率加快,说明反应未达到平
衡,则加入催化剂,二氧化碳的反应速率加快,反应消耗二氧化碳的浓度增大,可使a 线转化为b 线,故
A 正确;
B.由图可知,300°C 时,二氧化碳的浓度呈增大趋势,说明平衡向逆反应方向移动,则二氧化碳的正反
应速率小于逆反应速率,故B 错误;
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C.由图可知,400°C 时,反应达到平衡状态,二氧化碳的浓度为0.3mol/L,则5min 内二氧化碳的反应速
率为
=0.04 mol/(L·min),故C 正确;
D.由图可知,400°C 后,二氧化碳正反应速率增大,而二氧化碳的浓度减小,说明温度对正反应速率的
影响比浓度大,故D 正确;
故选B。
考向2 考查化学反应速率大小比较
例2 对于可逆反应A(g)+3B(s)
2C(g)+2D(g)
⇌
,在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最
快的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】速率比等于化学计量数比,都转化为用A 物质表示的反应速率,速率的单位都用
,然
后进行比较;
【解析】A.
;B.B 是固体,不能用其表示反应速率;C.
;D.
;可见,反
应速率最大的是0.35
;答案选C。
思维建模 定量法比
化学反
速率的大小
较
应
(1)
一法
归
:按照化学
量数关系
算成同一物
、同一
位表示,再比
数
大小。
计
较
换
质
单
值
(2)比
法
值
:比
化学反
速率与化学
量数的比
。如
较
应
计
值
aA(g)+bB(g)
cC(g),即比较与,若>,
用
则
A 表示
的反
速率比用
时
应
B 表示
大。
时
【变式训练1】关于
的化学反应,下列表示的反应速率最大的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】在同一个反应中,用不同物质表示的速率之比等于方程式的化学计量数之比,所以可以都转化成
用A 表示的速率,从而比较不同条件下的反应速率。
A.
;
B.
,转化成用A 表示的速率为
;
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C.
,转化成用A 表示的速率为
;
D.
,转化成用A 表示的速率为
;
所以速率最快的是B,故选B。
【变式训练2】常温下,下列反应产生气泡速率最快的是
A.块状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应
B.块状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应
C.粉末状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应
D.粉末状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应
【答案】D
【解析】常温下,碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳时,碳酸钙的表面积越大,反应生成氢气的速率越快,
块状大理石的表面积小于粉末状,反应生成氢气的速率较慢;酸溶液中氢离子浓度越大,反应生成氢气的
速率越快,则C、D 选项中,D 中盐酸溶液的氢离子浓度最大,反应生成氢气的速率最快;
故选D。
考向3 考查化学反应速率的测定
例3 为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙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:①>②,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好
C.用图乙装置测定反应速率,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 处旋塞,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
【答案】B
【解析】A.反应速率可以通过观察产生气泡的快慢来判断,则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,A 正确;B.甲中2 个试管中加入分别加入FeCl3溶液和硫酸铜溶液,阴离子不
同,无法排除阴离子干扰,不能确定Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,B 错误;C.反应速率可以用单
位时间内产生气体的体积表示,要测定反应速率,需要记录反应产生的气体体积及反应时间,C 正确;
D.关闭A 处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,若气密性不好,活塞不能回到原位,若气密性良好,活
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塞能回到原位,D 正确;故答案选B。
思维建模 化学反应速率的测定原理与方法
(1)测定原理:利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。
(2)测定方法
①利用能够直接观察的某些性质测定:如通过测量释放出一定体积气体的时间
来测定反应速率,或通过测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。如
气体体积、体系压强、颜色深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。在溶液
中,当反应物或生成物本身有较明显的颜色时,人们常利用颜色深浅和显色物
质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
②利用科学仪器测量:如在溶液中,当反应物或生成物本身有较明显的颜色时,可利用颜色深浅和显色物
质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
【变式训练1】为探究阴离子种类对溶液中光催化
还原
生成
还原效率的影响,在
时测得不同阴离子条件下
的浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该条件下,对还原效率的影响程度:
B.实验①中
与
可能发生氧化还原反应从而降低了还原效率
C.
内,
还原
的反应速率:①<
<
②③
D.实验③中
内用
表示的平均反应速率为
【答案】A
【解析】A.由图中空白对照实验可知,溶液中加入不同的阴离子均使HCOOH 还原
的效率降低,即
经过相同的时间,所剩
的浓度越大,对应的阴离子对还原效率的影响程度越大,所以该条件下,对还
原效率的影响程度:
,A 错误;
B.实验①中
的加入,使HCOOH 还原
的效率降低程度最大,可能是在酸性条件下,
具有强
氧化性,与HCOOH 发生氧化还原反应从而降低了HCOOH 还原
的效率,B 正确;
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C.由图像可知,
内
的浓度量:①<
<
②③,根据
可知,0~240min 内,HCOOH 还原
的反应速率:①<
<
②③,C 正确;
D.实验③中
内用
表示的平均反应速率为
,D 正确;
故选A。
【变式训练2】某化学学习小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响,用0.30
酸性
溶
液与0.05
溶液的反应来进行实验验证。实验方案及结果如下表(忽略溶液体积变化)。
物理量
实验编号
V(蒸馏水)/mL
m(
固体)/g
t/
℃
甲
①
3.0
0
3.0
0
30
②
2.0
a
3.0
0
30
③
3.0
0
3.0
0
55
④
3.0
0
3.0
0.1
30
已知
下列说法不正确的是
A.表格中物理量甲表示溶液褪色时间
B.实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
C.若实验①②探究浓度对化学反应速率的影响,则a=2.0
D.实验①④探究的是
对化学反应速率的影响
【答案】C
【解析】A.可用高锰酸钾溶液褪色需要的时间判断反应结束的时间,故表格中物理量甲表示溶液褪色时
间,A 正确;
B.实验①③的改变的条件为温度不同,即探究的是温度对化学反应速率的影响,B 正确;
C.实验①②探究浓度对化学反应速率的影响,需要保证其他物质的浓度不变,只改变
的浓度,
发生改变,总体积不变,则a =1.0,C 错误;
D.实验①④中改变的条件是实验④中添加了催化剂
,探究的是
对化学反应速率的影响,
D 正确;
故答案选C。
考点二 影响化学反应速率的因素
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知识点1 影响化学反应速率的因素
1.内因(决定因素):反应物本身的性质是主要因素。反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定
因素。如在相同条件下卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2;镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应
的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。
得分速记
内因包括组成、结构、性质等物质自身因素。
2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)
(1)浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,化学反应速率增大;降低反应物的浓度,化学反应
速率减小。
(2) 压强:对有气体参加的反应,在其他条件不变时,改变压强同样可以改变化学反应速率。
(3) 温度:升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。大量实验证明,温度每升高
10 ℃,化学反应速率通常增大为原来的2 ~
4 倍。
(4) 催化剂:催化剂也可以改变化学反应速率(不作特殊强调,一般指正催化剂)。
(5) 其他因素:除了上述浓度、温度、压强、催化剂这四大影响因素外,反应物颗粒的大小、构成微小
原电池、光、超声波、激光等也能影响反应速率。
得分速记
(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数,故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时,其表面
积增大将导致反应速率增大。
(2)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的,所以分析压强的改变对反应速率的影响
时,要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变,则反应速率不
变。
(3)改变温度,使用催化剂,反应速率一定发生变化,其他外界因素的改变,反应速率则不一定发生变
化。
(4)其他条件一定,升高温度,不论正反应还是逆反应,不论放热反应还是吸热反应,反应速率都要增
大,只不过正、逆反应速率增加的程度不同。
(5)稀有气体对有气体参与的反应速率的影响
①恒温恒压
②恒温恒容
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3.控制变量法探究外界条件对速率的影响
探究
变量
举例
备注
温度
温度不同
①确定变量:先弄清楚影响反应速率的因
素有哪些(浓度、温度、压强、催化剂、
固体物质的表面积等)
②控制变量:“定多变一”,仅要探究的
因素(如催化剂)不同,其余的因素(浓
度、温度、压强、固体物质的表面积等)
要完全相同
③ 探究不同催化剂对反应速率的影响时,
加入催化剂的体积相同可保证加入催化剂
后过氧化氢的浓度相同;对比实验中加入
相同体积的水也是为了保证过氧化氢的浓
度相同
④ 若探究温度对反应速率的影响,则必须
在 将溶液加热(或降温)到所
需要的温度
浓度
浓度不同
催化剂
催化剂不同
知识点2 反应速率理论——“有效碰撞理论”
1.基元反应:一个化学反应往往经过多个步骤才能实现,每一步反应都称为基元反应。
2.活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子:有足够的能量,能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。活化分子百分数 =
活化分子数目
反应物分子总数×100%。
②活化能:如图
图中:E1为正反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1-
E 2。(注:E2为逆反应的活化能)
③有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰
撞。有效碰撞必须具备两个条件:一是发生碰撞的分子具有较高的能量,二是碰撞时要有一定的方向。
3.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
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4.利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响——活化能→活化分子→有效碰撞→化学反应速率
条件变化
微观因素变化
化学反应速
率变化
活化分子百分数
单位体积内活化分子数目
有效碰撞
浓度
增大
不变
增加
增加
加快
压强
增大
不变
增加
增加
加快
温度
升高
增加
增加
增加
加快
催化剂
使用
增加
增加
增加
加快
知识点3 速率常数和速率方程
1.基元反应与反应历程
(1)定义:基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应,又称为简单反应。大多数化学反应并不
是经过简单碰撞就能完成的,而往往经过多个反应步骤才能实现。反应历程中的每一步反应都称为基元反
应。反应历程又称反应机理。例如H2(g)+I2(g)
2HI(g),它的反应历程可能是如下两步基元反
应:
I
①2
I+I(快)
H
②
2+2I
2HI(慢)
其中慢反应为整个反应的决速步骤。
(2)基元反应过渡状态理论
基元反应过渡状态理论认为,基元反应在从反应物到生成物的变化过程中要经历一个中间状态,这个状态
称为过渡态。
AB+C―→[A…B…C]―→A+BC
反应物 过渡态 生成物
过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型,过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活
化能[活化能(能垒)越高,此步基元反应速率越慢]。例如,一溴甲烷与NaOH 溶液反应的过程可以表示为
CH3Br+OH-―→[Br…CH3…OH]―→Br-+CH3OH
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(3)活化能(能垒)与反应机理
使用催化剂,可以改变活化能,改变反应机理,在反应机理中每一步反应的活化能不同,且均比总反应的
活化能低,故一般使用催化剂可以降低反应活化能,加快反应速率,如图所示:
E1为总反应的活化能,E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。
2.速率方程
一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应:aA+bB===gG+hH
则v=kca(A)·cb(B)(其中k 为速率常数)。
如:①SO2Cl2
SO2+Cl2 v=k1c (SO
2Cl2)
2NO
②
2
2NO+O2
v=k2c 2 (NO
2)
2H
③
2+2NO
N2+2H2O
v=k3c 2 (H
2)· c 2 (NO)
3.速率常数含义
速率常数(k)是指在给定温度下,反应物浓度皆为1 mol·L-1时的反应速率。在相同的浓度条件下,可用速
率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比,而速率常数
是其比例常数,在恒温条件下,速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此,可以应用速率方程求出该
温度下任意浓度时的反应速率。
4.速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的,速率常数是温度的函数,同一反应,温度不同,速率常数将有不同
的值,但浓度不影响速率常数。
5.速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下, 可逆反应:aA(g)+bB(g)
gG(g)+hH(g),达到平衡状态时,v 正=k 正 ca(A)·cb(B),v 逆=k
逆·cg(G)·ch(H),由于平衡时 v 正=v 逆,则k 正ca(A)·cb(B)=k 逆·cg(G)·ch(H),所以==K。
知识点4 速率-时间(vt)图像
1.图像类型
由图像变化分析外界条件对其影响,已知反应为mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1。
(1)“渐变”类vt 图像
图像
分析
结论
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t1 时v′正突然增大,v′逆逐渐增大;v′正>v′
逆,平衡向正反应方向移动
t1 时其他条件不变,增大反应物的浓
度
t1 时v′正突然减小,v′逆逐渐减小;v′逆>v′
正,平衡向逆反应方向移动
t1 时其他条件不变,减小反应物的浓
度
t1 时v′逆突然增大,v′正逐渐增大;v′逆>v′
正,平衡向逆反应方向移动
t1 时其他条件不变,增大生成物的浓
度
t1 时v′逆突然减小,v′正逐渐减小;v′正>v′
逆,平衡向正反应方向移动
t1 时其他条件不变,减小生成物的浓
度
(2)“断点”类vt 图像
图像
分析
结论
t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′正
>v′逆;平衡向正反应方向进行
t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+
n>p+q(正反应为体积减小的反应)
t1时其他条件不变,升高温度且Q>0(吸热反应)
t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′逆
>v′正;平衡向逆反应方向进行
t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+
n<p+q(正反应为体积增大的反应)
t1时其他条件不变,升高温度且Q<0(放热反应)
t1时v′正、v′逆均突然减小,且v′正
>v′逆;平衡向正反应方向进行
t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+
n<p+q(正反应为体积增大的反应)
t1时其他条件不变,降低温度且Q<0(放热反应)
t1时v′逆、v′正均突然减小,且v′逆
>v′正;平衡向逆反应方向进行
t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+
n>p+q(正反应为体积减小的反应)
t1时其他条件不变,降低温度且Q>0(吸热反应)
(3)“平台”类vt 图像
图像
分析
结论
t1 时v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′
逆,平衡不移动
t1时其他条件不变使用催化剂
t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m+
n=p+q(反应前后气体体积无变化)
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t1 时v′正、v′逆均突然减小且v′正=v′
逆,平衡不移动
t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m
+n=p+q(反应前后气体体积无变化)
2.常见v-t 图像分析方法
(1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势,看二者是同等程度的变化,还是不同程度的变化。同等程度的变
化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化,可从温度、浓度、压
强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。
(2)对于反应速率变化程度不相等的反应,要注意观察改变某个条件瞬间,正、逆反应速率的大小关系及变
化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律,加以筛选、验证、排除。
(3)改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时,可以从平衡移动方向讨论,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆
移,v(正)<v(逆)。
考向1 考查影响化学反应速率的因素
例1 水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
。下列说法正
确的是
A.恒温恒容下,恒定水碳比[
],增加体系总压可提高
的平衡产率
B.恒温恒容下,平衡后再通入
可使平衡正向移动,增大
平衡转化率
C.恒温恒容下,平衡后再通入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
D.恒温恒容下,平衡后再通入
,可使正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】B
【解析】A.水煤气变换反应是气体分子数不变的放热反应,恒定水碳比,增加体系总压,平衡不移动,
H2的平衡产率不变,A 错误;
B.恒温恒容下,平衡后再通入H2O(g)可使平衡正向移动,CO 转化率增大,B 正确;
C.恒温恒容下,平衡后再通入惰性气体增加体系总压,但是体积不变,反应物与生成物浓度不变,反应
速率不变,C 错误;
D.恒温恒容下,平衡后再通入CO(g),可使正反应速率增大,逆反应速率也增大,D 错误;
故选B。
【易错警示】警惕外界因素对化学反应速率影响的5 大误区
(1)误认为随着化学反应的进行,化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定,因为反应速率不仅受浓度
影响,而且受温度影响,一般会先增大后减小。
(2)误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应
速率的单位是否一致,单位书写是否正确。
(3)误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学
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反应速率,但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。
(4)误认为只要增大压强,化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行,若充入
氦气(或不参与反应的气体),压强增大,但参与反应的各物质的浓度不变,反应速率不变;若反应在密闭
容积可变的容器中进行,充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变,容器体积增大,各组分浓度减
小,反应速率减小。
(5)误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为升温既然使化学平衡向吸热
方向移动,则对于放热反应,升温时,逆反应速率增大,而正反应速率减小。其实不然,温度升高,正、
逆反应速率都增大,只是吸热反应方向速率增大程度大;同理,降温会使吸热反应方向速率减小程度大,
而导致化学平衡向放热方向移动。
【变式训练1】(2025·福州适应性练习)根据实验目的设计方案并进行实验,观察到相关现象,其中方案
设计或结论不正确的是
实验目的
方案设计
现象
结论
A
探究
和浓
反应后溶
液呈绿色的原因
将
通入下列溶液至饱和:
①浓
②
和HNO3,混合溶液
①无色变黄色
②蓝色变绿色
和浓
反应后
溶液呈绿色的主要原因
是溶有
B
比较
与
结合
的能力
向等物质的量浓度的
和
混合溶液中滴加几滴
溶液,
振荡
溶液颜色无明显变化
结合
的能力:
C
比较
与
的酸性
分别测定等物质的量浓度的
与
溶液的
前者
小
酸性:
D
探究温度对反应
速率的影响
等体积、等物质的量浓度的
与
溶液在不同温
度下反应
温度高的溶液中先出
现浑浊
温度升高,该反应速率
加快
【答案】C
【解析】A.Cu 和浓HNO3反应后生成二氧化氮,探究其溶液呈绿色的原因可以采用对比实验,即将NO2
通入①浓HNO3,②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液至饱和,现象与原实验一致,可以说明Cu 和浓HNO3反应
后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2,故A 正确;
B.向等物质的量浓度的KF 和KSCN 混合溶液中滴加几滴FeCl3溶液,振荡,溶液颜色无明显变化,铁没
有与SCN-结合而与F-结合,说明结合Fe3+的能力:F->SCN-,故B 正确;
C.不应该分别测定等物质的量浓度的
与
溶液的
,因为铵根离子也要水解,且同浓度
与
的铵根离子浓度不等,不能比较,并且亚硫酸的酸性大于氢氟酸,结论也不对,故C
错误;
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D.探究温度对反应速率的影响,只保留温度一个变量,温度高的溶液中先出现浑浊,能说明温度升高,
反应速率加快,故D 正确;
故选C。
【变式训练2】(2025·福州市部分学校适应性练习)铜阳极泥富含Cu、Ag、Au 等多种元素,现从铜阳极
泥中回收金并制取胆矾的流程如图甲所示,并将制得的2.50g 胆矾晶体加热脱水,其脱水过程的热重曲线
如图乙所示。已知
,下列说法正确的是
A.可通过不断升温来提高浸取1 的速率
B.浸渣2 的主要成分是AgCl
C.向含1mol
的溶液中加入过量Zn 粉使其完全还原为Au,需消耗1.5mol Zn
D.由图乙可知1000℃以上时,
最终分解产物是CuO
【答案】B
【分析】向铜阳极泥中加入硫酸和过氧化氢,将铜转化为铜离子,浸渣中加入盐酸和过氧化氢,将银转化
为氯化银沉淀,将金溶解得到为
溶液,向溶液中加入锌粉,将
转化为金,分离得到金。
【解析】A.升高温度
易分解,不利于浸取速率的提高,A 错误;
B.由
可知,浸渣2 的主要成分是AgCl,B 正确;
C.由分析可知,加入锌粉的目的是将HAuCl4转化为金,由题意可知HAuCl4为强酸,在溶液中完全电离
出的氢离子也能与锌反应,则由得失电子数目守恒可知1mol HAuCl4完全反应时,消耗锌的物质的量为
1mol×
+1mol×
=2mol,C 错误;
D.样品中
,根据反应前后元素的质量不变,1000℃时,0.72g 固体
中Cu 元素的质量:
,剩下的是氧元素的质量:0.72g-0.64g=0.08g,
,最终分解产物为
,D 错误;
故选B。
考向2 考查催化剂、活化能与转化效率的关系
例2(2025·福州市部分学校适应性练习)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:
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该反应分两步完成:
(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
。
【答案】(5)随着温度的升高,反应物分子在催化剂表面的吸附降低,从而导致其反应物分子在催化剂
表面的吸附量及浓度降低,反应速率减小
【解析】(5)反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程,随着温度的升高,反应物分子在
催化剂表面的吸附降低,从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低,反应速率减小。
【变式训练1】下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是
A.对有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,单位体积内活化分子数增多
B.向反应体系中加入相同浓度的反应物,使活化分子百分数增大
C.升高温度,使反应物分子中活化分子百分数增大
D.加入适宜的催化剂,使反应物分子中活化分子百分数增大
【答案】B
【解析】A.对有气体参加的反应,减小容器容积使增大压强,单位体积内分子总数增大,活化分子数增
大,活化分子百分数不变,故A 正确;
B.向反应体系中加入相同浓度的反应物,单位体积内分子总数增大,活化分子数增大,活化分子百分数
不变,故B 错误;
C.升高温度,吸收能量,原来不是活化分子变为活化分子,活化分子数增大,分子总数不变,活化分子
百分数增大,故C 正确;
D.加入适宜的催化剂,降低反应所需活化能,原来不是活化分子变为活化分子,分子总数不变,活化分
子数增大,活化分子百分数增大,故D 正确;
故答案为B。
思维建模 正确理解活化能
1.活化能(1)活化能与ΔH 的关系:正、逆反应活化能的差值就是反应的焓变,可表示为ΔH=E(正)-
E(逆)。(2)活化能与化学反应速率的关系:活化能越大,化学反应速率越小。
2.催化剂与活化能、ΔH 的关系:催化剂能改变反应的活化能,但不能改变反应的ΔH。
【变式训练2】(2025·厦门四模)工业上催化氧化HCl 制Cl2可实现氯资源循环使用。一种铜基双组分催
化技术示意图如下。
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已知:Ⅰ.氯化反应:
Ⅱ.氧化反应:
(4)设计实验研究不同载体含铜催化剂的催化能力。催化剂工作一段时间后,温度对HCl 转化率的影响
如图2。
420℃
①
时,反应Ⅲ的活化能由大到小的顺序为 。(用“a”“b”“c”表示)
②为使催化剂具有低温活性和高温稳定性,应选择的催化剂载体为 (填“Beta”、“ZSM-5”或
“Y”)。
【答案】(4)a>b>c Y
【解析】(4)①由图可知,420℃时,工作一段时间后,反应Ⅲ中HCl 转化率c>b>a,转化率越大,说
明其活化能越小,则活化能由大到小的顺序为a>b>c;
②由图可知,催化剂Y 无论是在低温还是在高温,其催化效果都较高,故应选择的催化剂载体为Y;
考向3 考查“控制变量”探究影响化学反应速率的因素
例3
盐酸溶液与过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速率,又不影响生成氢
气的总量,可向反应物中加入适量的
A.碳酸钠溶液
B.
溶液
C.
溶液
D.
的硫酸溶液
【答案】C
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【分析】
盐酸溶液与过量锌粉反应,生成氢气的量取决于溶液中氢离子的物质的量;
【解析】A.加入碳酸钠溶液消耗了氢离子,生成氢气的总量减少,A 错误;
B.加入
溶液,酸性条件下硝酸根具有强氧化性,会生成一氧化氮,生成氢气的总量减少,B 错
误;
C.加入
溶液,不参与反应,但盐酸溶液被稀释,反应速率减慢,生成氢气的总量不变,C 正确;
D.加入
的硫酸溶液,氢离子物质的量和浓度均变大,反应速率加快,生成氢气的总量增多,D 错
误;
故选C。
思维建模 控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略
(1)确定变量:理清影响实验探究结果的所有因素。
(2)定多变一:在探究时,先确定其他的因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎
样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影
响因素与所探究问题之间的关系。
(3)数据有效:解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法作出正确判断。
【变式训练1】某小组用
、HI 和KI 探究外界条件对化学反应速率的影响。室温下,按下列初始浓度
进行实验。
实验Ⅰ.
实验编号
①
②
③
④
⑤
0.
1
0.
1
0.
1
0.
2
0.
3
0.
1
0.
2
0.
3
0.
1
0.
1
出现棕黄色的时
间/s
13
6.
5
4.
3
6.
6
4.
4
实验Ⅱ.用KI 替代HI 做上述5 组实验,观察到有无色气体产生,一段时间内溶液均未见棕黄色。
下列说法不正确的是
A.由实验Ⅰ可知,
氧化HI 的反应速率与
和
的乘积成正比
B.实验①中反应继续进行,20s 时测得
为
,则0~20s 的平均反应速率:
C.实验Ⅱ中的现象可能是因为
分解的速率大于
氧化KI 的速率
D.对比实验Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ
-的还原性随酸性减弱而减弱
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【答案】D
【解析】A.对比实验①、②、③:HI 浓度增加反应速率增加,对比实验①、④、⑤:H2O2浓度增加反应
速率增加,因此,H2O2氧化HI 的反应速率与
和
的乘积成正比,故A 正确;
B.0~20s 的平均反应速率:
,故B 正确;
C.实验II 向H2O2加入KI 产生氧气,而未产生I2,说明H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI 的速率,故C
正确;
D.实验II 引入了K+,K+对H2O2的分解有影响,不能说明酸性对I-还原性的影响,故D 错误;
故答案为D。
考向4 考查速率常数及其应用
例4(2025·山东日照·一模)分别向恒温恒压密闭容器Ⅰ(T1、P1),恒温恒压密闭容器Ⅱ(T2、P2)中充入
1molC3H8(g)发生反应
>0,反应过程中c(C3H8)随时间t 的变化曲线如图所
示。已知:v=kc(C3H8),T1、T2时反应速率常数分别为k1、k2,v(x)=v(y),t1时容器Ⅱ达到化学平衡状态。
下列说法错误的是
A.反应速率常数k1:k2=18:13
B.x 点的活化分子数目多于z 点
C.减小容器Ⅰ的压强,可使平衡时各组分的物质的量分数与容器Ⅱ中的相同
D.若容器Ⅱ初始充入1mol 丙烷和5molAr,则平衡后,丙烷的转化率为75%
【答案】ACD
【分析】从图像分析,容器Ⅰ(T1、P1)初始
小于容器Ⅱ(T2、P2)初始
,说明容器Ⅰ体积大于
容器Ⅱ,
;x 点
,
,y 点
,
,由
,即
,则
,
。
【解析】A.根据图像分析,x 点
,
,y 点
,
,由
,即
,则
,A 项错误;
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B.相同温度下,y 点
比z 点
大,
,由
,则
,结合x 点与
z 点
相同,说明单位体积x 点的活化分子数目多于z 点,容器Ⅰ体积大于容器Ⅱ,则x 点的活化分
子数目多于z 点,B 项正确;
C.从上述分析可知,
,再减小容器Ⅰ的压强,
反应平衡正移,压强影
响容器Ⅰ平衡比容器Ⅱ正移程度大,
>0,
,温度影响容器Ⅰ平衡比容器Ⅱ正移程度大,故在容
器Ⅰ、容器Ⅱ分别处于
温度下,减小容器Ⅰ的压强,不可使平衡时各组分的物质的量分数与容器Ⅱ
中的相同,C 项错误;
D.容器Ⅱ(T2、P2)初始1molC3H8(g),
,则容器体积为1L,t1时达到化学平衡状态,
,根据三段式分析计算
,
,
,解得
;平衡时气体
,
;温度不变,
不变,若丙烷的转化率为75%时,计算
,
,此时
,
,此时不是平衡状态,即平衡后,丙烷的转化率不
等于75%,D 项错误;
答案选ACD。
【变式训练1】室温下,在P 和Q 浓度相等的混合溶液中,同时发生反应①P+Q=X+Z 和反应②P+Q=Y
+Z,反应①和②的速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数)。反应过程中,Q、X 的浓度
随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是
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A.反应开始后,体系中X 和Y 的浓度之比保持不变
B.45min 时Z 的浓度为0.4mol·L-1
C.反应①的活化能比反应②的活化能大
D.如果反应能进行到底,反应结束时,有40%的P 转化为Y
【答案】D
【解析】A.根据①和②的速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数),反应开始后,体系
中X 和Y 的浓度之比为
,保持不变,故A 正确;
B.根据反应①P+Q=X+Z 和反应②P+Q=Y+Z 方程式,可知每消耗1molQ 同时生成1molZ,反应到
45min 时,Q 的浓度降低0.4mol/L, 则Z 的浓度为0.4mol·L-1,故B 正确;
C.反应到20min 时,Q 的浓度降低0.3mol/L,反应①中X 浓度增大0.12mol/L,则反应②中Y 浓度增大
0.18mol/L,反应②的速率大于反应①,所以反应①的活化能比反应②的活化能大,故C 正确;
D.反应到20min 时,Q 的浓度降低0.3mol/L,反应①中X 浓度增大0.12mol/L,则反应②中Y 浓度增大
0.18mol/L,如果反应能进行到底,反应结束时,有60%的P 转化为Y,故D 错误;
选D。
【变式训练2】一定条件下,反应H2(g)+Br2(g)
2HBr(g)的速率方程为v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγ(HBr),某温度
下,该反应在不同浓度下的反应速率如下:
c(H2)/mol·L−1
c(Br2)/mol·L−1
c(HBr)/mol·L−1
反应速率
0.1
0.1
2
v
0.1
0.4
2
8v
0.2
0.4
2
16v
0.4
0.1
4
2v
0.2
0.1
c
4v
根据表中的测定结果,下列结论错误的是
A.α 的值为1
B.表中c 的值为2
C.反应体系的三种物质中,Br2(g)的浓度对反应速率影响最大
D.在反应体系中保持其他物质浓度不变,增大HBr(g)浓度,会使反应速率降低
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【答案】B
【分析】速率方程为v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγc(HBr),将表中数据代入速率方程可得到①
,②
,③
,④
,由①②得到
,②③得到
,①④得到
,对于⑤
与①,将
,
,
代入,解得c=1,据此分析解题。
【解析】A.根据分析,α 的值为1,A 正确;
B.根据分析,c 的值为1,B 错误;
C.由于v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγc(HBr),
,
,
,速率与H2(g)和Br2(g)的浓度成正比,与HBr(g)
的浓度成反比,反应体系的三种物质中,Br2(g)的浓度对反应速率影响最大,C 正确;
D.由于
,增大HBr(g)的浓度,cγc(HBr)减小,在反应体系中保持其他物质浓度不变,增大HBr(g)浓
度,会使反应速率降低,D 正确;
答案选B。
【变式训练3】逆水气变换反应:
。一定压力下,按
投料,
、
温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方
程为
,
、
温度时反应速率常数k 分别为
、
。下列说法错误的是
A.
B.
、
温度下达平衡时反应速率的比值:
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.
温度下,改变初始投料比例,不能使平衡时各组分摩尔分数与
温度时相同
【答案】C
【分析】由图可知,
比
反应速率快,则
;
温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于
温度下
平衡时;由于起始
,则达到平衡时
和
的摩尔分数相等。
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【解析】A.根据分析,
比
反应速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率方程知
,故
A 正确;B.反应的速率方程为
,则
,
温度下达到平衡
时反应物的摩尔分数低于
温度下平衡时的,即
,则
,故B 正确;C.温度
不变,仅改变体系初始压力,虽然平衡不移动,但反应物的浓度改变,反应速率改变,反应达到平衡的时
间改变,反应物摩尔分数随时间的变化曲线改变,故C 错误;D.
温度下,改变初始投料比,相当于改
变某一反应物的浓度,达到平衡时
和
的摩尔分数不可能相等,故不能使平衡时各组分摩尔分数与
温度时相同,故D 正确;选C。
考向5 考查速率图像分析
例5 以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的
催化效率与乙酸的生成速率如图所示。下列说法中错误的是
A.250℃时,催化剂的活性最大
B.250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低
C.300~400℃时,乙酸的生成速率升高的原因是催化剂效率增大
D.300~400℃时,乙酸的生成速率升高的原因是温度升高
【答案】C
【知识点】温度对化学反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响
【解析】A.由图可知,250 ℃时,催化剂的活性最大,A 项正确;
B.250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降
低,B 项正确;
C.300~400 ℃时, 乙酸的生成速率升高的原因是温度升高,C 项错误;
D.300~400 ℃时, 乙酸的生成速率升高的原因是温度升高,D 项正确;
答案选C。
思维建模 速率图像分析策略
(1)看起点:分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为
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起点。
(2)看变化趋势:分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应。升高温度时,△V 吸热>△V 放热。
(3)看终点:分清消耗浓度和增生浓度。反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中
各物质的计量数之比。
(4)对于时间—速度图象,看清曲线是连续的,还是跳跃的。分清“渐变”和“突变”、“大变”和
“小变”。比如增大反应物浓度V 正突变,V 逆渐变;升高温度,V 吸热大增,V 放热小增;使用催化
剂,V 正和V 逆同等程度突变。
【变式训练1】反应物(S)转化为产物(P 或Q)的能量变化与反应进程的关系如下图所示。下列关于四种不同
反应进程的说法正确的是
A.进程Ⅰ升高温度,逆反应速率增大,正反应速率降低
B.生成相同物质的量的P,进程Ⅰ、Ⅱ释放的能量相同
C.反应进程Ⅲ生成P 的速率大于反应进程Ⅱ
D.进程Ⅳ可以说明催化剂可以改变反应产物
【答案】B
【解析】A.升高温度,正、逆反应速率均增大,A 错误;
B.进程Ⅱ使用了催化剂X,降低了反应的活化能,但不改变反应热,S 转化为P 为放热反应,对于进程
Ⅰ、Ⅱ,生成等量的P 所放出的热量相同,B 正确;
C.反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能,则反应速率:反应Ⅱ>反应Ⅲ,C 错误;
D.在进程Ⅳ中最终生成Q,改变了反应的产物,即
,Z 不属于催化剂,D 错误;
选B。
【变式训练2】已知反应
或
,M 为中间产物,其反应历程如图。在0℃和40℃下,平衡时产
物
分别为70:30 和15:85。下列说法正确的是
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A.稳定性:X>Y
B.两个总反应的决速步不同
C.从0℃升至40℃,反应速率增大程度:
D.从0℃升至40℃
增大,
减小
【答案】C
【解析】A.能量越低越稳定,Y 能量更小,故稳定性X<Y,A 错误;
B.两个总反应都是第一步活化能更高,第一步速率更慢为决速步,B 错误;
C. 生成X 为放热反应,温度升高正逆反应速率都增大,平衡逆向移动,则反应速率增大程度v 正(X)<v 逆
(X),C 正确;
D. 两个反应都是放热反应,升温平衡逆向移动,R 增多,且由题干数据可知,X 减少,故从0℃升至
40℃
减小,D 错误;
故本题选C。
1.(2025·安徽卷)恒温恒压密闭容器中,
时加入
,各组分物质的量分数x 随反应时间t 变化的曲
线如图(反应速率
,k 为反应速率常数)。
下列说法错误的是
A.该条件下
B.
时间段,生成M 和N 的平均反应速率相等
C.若加入催化剂,
增大,
不变,则
和
均变大
D.若
和
均为放热反应,升高温度则
变大
【答案】C
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【解析】A.①
的
,②
,②-①得到
,则K=
,A 正确;
B.由图可知,
时间段,生成M 和N 的物质的量相同,由此可知,成M 和N 的平均反应速率相等,B
正确;
C.若加入催化剂,
增大,更有利于生成M,则
变大,但催化剂不影响平衡移动,
不变,C 错
误;
D.若
和
均为放热反应,升高温度,两个反应均逆向移动,A 的物质的量分数变
大,即
变大,D 正确;
故选C。
2.(2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂
B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释
D.石墨合成金刚石时增大压强
【答案】C
【解析】A.催化剂可以改变化学反应速率,一般来说,催化剂可以用来加快化学反应速率,故催化氧化
氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率,A 项不符合题意;
B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶,可以让反应物快速接触,可以加快化学反应速率,B 项不符合题意;
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度,会降低化学反应速率,C 项符合题意;
D.石墨合成金刚石,该反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率,D 项不符合题意;
故选C。
3.(2024·山东卷)逆水气变换反应:
。一定压力下,按
,
物质的量之比
投料,
,
温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知
该反应的速率方程为
,
,
温度时反应速率常数k 分别为
。下列说法错误的是
A.
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B.
温度下达平衡时反应速率的比值:
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.
温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与
温度时相同
【答案】CD
【分析】由图可知,T1比T2反应速率速率快,则T1>T2;T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温
度下平衡时;由于起始CO2与H2的物质的量之比为1 1∶,则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。
【解析】A.根据分析,T1比T2反应速率速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率方程知k1>
k2,A 项正确;
B.反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2),则
,T1温度下达到平衡时反应物的摩尔
分数低于T2温度下平衡时,则
,B 项正确;
C.温度不变,仅改变体系初始压力,虽然平衡不移动,但反应物的浓度改变,反应速率改变,反应达到
平衡的时间改变,反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化,C 项错误;
D.T2温度下,改变初始投料比,相当于改变某一反应物的浓度,达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能
相等,故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同,D 项错误;
答案选CD。
4.(2023·河北卷)在恒温恒容密闭容器中充入一定量
,发生如下反应:
反应②和③的速率方程分别为
和
,其中
分别为反应②和③的速率常数,反应
③的活化能大于反应②。测得
的浓度随时间的变化如下表。
0
1
2
3
4
5
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
下列说法正确的是
A.
内,X 的平均反应速率为
B.若增大容器容积,平衡时Y 的产率增大
C.若
,平衡时
D.若升高温度,平衡时
减小
【答案】D
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【解析】A.由表知
内∆c(W)=0.16-0.08=0.08mol/L,生成∆c(X)=2∆c(W)=0.16mol/L,但一部分X
转化为Z,造成∆c(X)<0.16mol/L,则v(X)<
,故A 错误;
B.过程①是完全反应,过程②是可逆反应,若增大容器容积相当于减小压强,对反应
平衡
向气体体积增大的方向移动,即逆向移动,X 的浓度增大,平衡时Y 的产率减小,故B 错误;
C.由速率之比等于系数比,平衡时2v 逆(X)=v 正(Z),即
,2
=
,若
,平衡时
,故C 错误;
D.反应③的活化能大于反应②,∆H=正反应活化能-逆反应活化能<0,则
,该反应是
放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则平衡时
减小,故D 正确;
故选D。
5.(2023·福建卷)探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:
为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在
下,丙烷单独进
料时,平衡体系中各组分的体积分数
见下表。
物质
丙烯
乙烯
甲
烷
丙烷
氢气
体积分数(%)
21
23.7
55.2
0.1
0
(2)从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:
。
【答案】ⅱ>ⅰ>ⅲ
【解析】ⅲ的正向进行氢气浓度减小,有利于i 正向;ⅲ的正向进行甲烷浓度增大,有利于ⅱ逆向
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