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专题3.1 反应速率及其应用-备战2023年高考化学新编大一轮复习讲义·
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专题3.1 反应速率及其应用
【考纲要求】
1．知道化学反应速率的表示方法，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。
2、理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。
3、了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考点一 化学反应速率
【核心知识梳理】
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量或生成物浓度的增加量来表示。
（2）数学表达式及单位
v＝，单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
注意：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。
2、化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
3、速率常数的含义
（1）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。在相同浓度的条件下，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。
（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＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO2Cl2SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2)
②2NO22NO＋O2 v＝k2·c2(NO2)
③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO)
（3）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。
4、化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“三段式”
(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)根据已知条件列式计算。
例如：反应 mA ＋ nBpC
t0 s/(mol·L－1) a b 0
转化/(mol·L－1) x
t1 s/(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。
5、化学反应速率大小的比较方法
由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。
(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。
(2)单位统一后，换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。
(3)也可以直接比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较与，若＞，则A表示的反应速率比B的大
【精准训练1】
1、在一定温度下，将气体X和Y各3mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应:3X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)。经过8 min，反应达到平衡状态，此时Z的物质的量为1.6mol。下列关于反应开始至第8min时的平均反应速率的计算正确的是( C )
A.v(X)=0.30mol·L-1·min-1 B.v(Y)=0.02mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.02mol·L-1·min-1 D.v(W)=0.10mol·L-1·min-1
2、在5L的密闭容器中进行以下反应：4NH3+5O2＝4NO+6H2O，半分钟后冷却至室温，测得NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均反应速率υ(X)为（ ）
A. υ(H2O)=0.12mol·L-1·min-1 B. υ(O2)=0.30mol·L-1·min-1
C. υ(NO)=0.008mol·L-1·s-1 D. υ(NH3)=0.002mol·L-1·s-1
3、在2L的密闭容器中进行反应：3H2(g)+ N2(g)2NH3(g)，经过一段时间后，NH3物质的量增加0.8mol，这段时间内用N2表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·s-1。则这段时间为
A. 10 s B. 20 s C. 30 s D. 40 s
4、在2A(g)＋B(g)3C(g)＋5D(g)的反应中，表示该反应速率最快的是
A.v(D)＝4.0mol／(L·ｓ) B.v(C)＝3.2mol／(L·ｓ)
C.v(A)＝2.0mol／(L·ｓ) D.v(B)＝1.2mol／(L·ｓ)
5、如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5g锌粒(Zn的相对原子质量为65)，通过分液漏斗加入40mL2.5mol·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10s时恰好收集到标准状况下的H244.8mL。下列说法不正确的是( )
A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10s内该反应的速率为0.01mol·L－1·s－1
B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1
C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013g·s－1
D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1
6、反应4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，2 min内B的浓度减少0.6 mol·L－1，对此反应速率的描述正确的是
A. v(A)＝0.4 mol·L－1·min－1
B. 分别用B、C、D表示的反应速率的值之比为3∶2∶1
C. 在2 min末的反应速率，用B表示为0.3 mol·L－1·min－1
D. 在这2 min内B和C两物质浓度都是逐渐减小的
7、（双选）丙酮的碘代反应CH3COCH3＋I2―→CH3COCH2I＋HI的速率方程为v＝kcm(CH3COCH3)·
cn(I2)，其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示。
c(CH3COCH3)/ (mol·L－1)
c(I2)/ (mol·L－1)
v/(×10－3mol·L－1·min－1)
0.25
0.050
1.4
0.50
0.050
2.8
1.00
0.050
5.6
0.50
0.100
2.8
下列说法正确的是( )
A．速率方程中的m＝1、n＝0
B．该反应的速率常数k＝2.8×10－2min－1
C．增大I2的浓度，反应的瞬时速率加快
D．当过量的I2存在时，反应掉87.5%的CH3COCH3所需的时间是375 min
8、某温度时,在0.5L密闭容器中,某一反应中A、B气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为__________。
(2)0～4min内,用B表示的反应速率v(B)=__________。
(3)第4min时,正、逆反应速率的大小关系为：v(正)__________v(逆),(填“>”“<”或“=”)。
考点二 化学反应速率的影响因素
【核心知识梳理】
1、内因：反应物本身的性质是主要因素。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(只改变一个条件，其他条件不变)
（1）浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响
（2）稀有气体对反应速率的影响
①恒温恒压
②恒温恒容
【精准训练1】
1、在恒温恒容的密闭容器中发生可逆反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。其他条件相同时，按下列各组投料进行反应，平衡时反应速率最快的是
A.2molNO2和1molO2 B.1molNO和1molO2
C.1molNO和2molO2 D.2molNO和1molO2
2、某温度下，在容积一定的密闭容器中进行如下反应2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是( )
A．向容器中充入氩气，反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正、逆反应速率均增大
D．将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
3、反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是( )
A．保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容积不变，充入Ar使压强增大
D．保持压强不变，充入Ar使容积增大
4、下列各组反应(表中物质均为反应物),反应刚开始时,放出H2的速率最快的是( )
A
Mg0.1mol
6mol·L-1硝酸10mL
60℃
B
Mg0.1mol
3mol·L-1盐酸10mL
60℃
C
Fe0.1mol
3mol·L-1盐酸10mL
60℃
D
Mg0.1mol
3mol·L-1硫酸10mL
60℃
5、2007年2月，中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是( ).
A.使用光催化剂不改变反应速率 B.使用光催化剂能增大NO的转化率
C.升高温度能加快反应速率 D.改变压强对反应速率无影响
6、以反应5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，分别量取H2C2O4溶液和酸性KmnO4溶液，迅速混合并开始计时，通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法不正确的是( )
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度/℃
浓度/mol/L
体积/mL
浓度/mol/L
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
A. 实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量
B. 实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的Mn2+对反应起催化作用
C. 实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响，实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D. 实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=2.5×10-4mol·L-1·s-1
7、（双选）某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：
根据表中数据，下列说法正确的是( )
A．升高温度，反应速率加快
B．增大压强，反应速率加快
C．在1.0×105Pa、90℃条件下，当转化率为98%时的反应已达到平衡
D．若进入反应塔的混合气体为amol，反应速率以v＝Δn/Δt表示，则在8.0×105Pa、30℃条件下转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370mol/s
8、I．把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL 0.5mol•L﹣1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用下图所示的坐标曲线来表示．请回答下列问题．
(1)曲线由O→a段不产生氢气的原因是_____．有关反应的化学方程式为_____．
(2)曲线由a→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是_____．
(3)曲线由c以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_____．
II．某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可以加快氢气的生成速率．请回答下列问题：
(4)上述实验中发生反应的化学方程式有：_____、_____；
(5)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因：_____；
(6)实验中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是：_____。
【真题感悟】
1、(2017江苏，10改编)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越大，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大
2、(2021辽宁，12)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( )
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①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
3、(2021河北，13)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＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(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．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3 mol·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
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
4、(2021·浙江6月选考)一定温度下：在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：
t/s
0
600
1 200
1 710
2 220
2 820
x
c(N2O5)/
(mol·L－1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是( )
A．600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 mol·L－1·s－1
B．反应2 220 s时，放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3 930
5、(2021·河北高考)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＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(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．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3 mol·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
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
6、（2020全国卷Ⅱ，28(2)）高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为r＝k×，其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2＝________r1。
②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是________。
A．增加甲烷浓度，r增大 B．增加H2浓度，r增大
C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k减小
7、(2021浙江1月选考)取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O2===2H2O＋O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表：
t/min
0
20
40
60
80
c/(mol·L－1)
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
下列说法不正确的是( )
A．反应20 min时，测得O2体积为224 mL(标准状况)
B．20～40 min，消耗H2O2的平均速率为 0.010 mol·L－1·min－1
C．第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解
8、(2021浙江6月选考，20改编)一定温度下，在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：
t/s
0
600
1 200
1 710
2 220
2 820
x
c(N2O5)/ (mol·L－1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
(1)计算600～1 200 s，生成NO2的平均速率。
(2)计算反应2 220 s时，放出标准状况下的O2体积。
(3)分析上表的变化规律，推测表中x值。
【课时达标训练】
1、下列说法正确的是( )
A．活化分子的每一次碰撞都能发生化学反应
B．能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C．反应物用量增加后，有效碰撞次数增多，反应速率增大
D．催化剂能提高反应的活化能，从而加快反应速率
2、在某一化学反应A＋3B=2C＋D中，反应物A的浓度在20s内由1.0 mol/L变成0.2mol/L，则在这20 s内用C表示的平均反应速率为( )
A.0.01mol/(L·s) B.0.8mol/(L·s) C.0.04mol/(L·s) D.0.08mol/(L·s)
3、对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是( )
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
4、O3在水中易分解，一定条件下，相同浓度的O3的浓度减小一半所需的时间(t)如下表。
pH
t/min
T/℃
3.0
4.0
5.0
6.0
20
301
231
169
58
30
158
108
48
15
50
31
26
15
7
根据表中的递变规律，推测O3分别在以下条件下反应：①40 ℃、pH＝3.0；②10 ℃、pH＝5.0；③30 ℃、pH＝7.0，分解速率依次增大的顺序为( )
A．①②③ B．③②① C．②①③ D．③①②
5、（双选）某温度下，在容积一定的密闭容器中进行如下反应2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是( )
A．向容器中充入氩气，反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正、逆反应速率均增大
D．将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
6、（双选）工业上，可采用还原法处理尾气中的NO，其原理为2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g) ΔH<0。在化学上，正反应速率方程可表示为v正＝k正·cm(NO)·cn(H2)，逆反应速率方程可表示为v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O)，其中，k表示反应速率常数，只与温度有关，m、n、x、y为反应级数，由实验测定。在恒容密闭容器中充入NO、H2，在T ℃下进行实验，测得有关数据如下：
实验
c(NO)/(mol·L－1)
c(H2)/(mol·L－1)
v正/(mol·L－1·min－1)
①
0.10
0.10
0.414k正
②
0.10
0.40
1.656k正
③
0.20
0.10
1.656k正
下列有关推断正确的是( )
A．上述反应中，正反应活化能小于逆反应活化能
B．若升高温度，则k正增大，k逆减小
C．在上述反应中，反应级数：m＝2，n＝1
D．在一定温度下，NO、H2的浓度对正反应速率影响程度相同
7、“接触法制硫酸”的主要反应是2SO2＋O22SO3，在催化剂表面的反应历程如下：
下列说法正确的是( )
A．使用催化剂只能加快正反应速率 B．反应②的活化能比反应①大
C．该反应的催化剂是V2O4 D．过程中既有V—O的断裂，又有V—O的形成
8、用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果，设计如下对比实验探究温度、浓度、pH对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示，下列说法不正确的是( )
实验编号
温度/℃
pH
①
25
1
②
45
1
③
25
7
④
25
1
A.实验①在15 min内M的降解速率约为1.33×10－5mol·L－1·min－1
B．若其他条件相同，实验①②说明升高温度，M降解速率增大
C．若其他条件相同，实验①③证明pH越高，越不利于M的降解
D．实验④说明M的起始浓度越小，降解的速率越快
9、对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( )
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
10、对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol·L－1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间
水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH＝2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH＝4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH＝4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH＝4，含Cu2＋)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是( )
A.在0～20 min内，Ⅰ中M的分解速率为0.015 mol·L－1·min－1
B.水样酸性越强，M的分解速率越快
C.在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
11、反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH>0，在一密闭容器中进行，则下列说法或结论中，能够成立的是( )
A．其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，v正减小而v逆增大
B．其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大且H2O(g)转化率增大
C．保持体积不变，充入少量He使体系压强增大，v正、v逆均增大
D．其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正增大而v逆减小
12、已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4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)：
编号
0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL
0.1 mol·L－1 H2C2O4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
V1
2
1
20
5.5
Ⅲ
V2
2
0
50
0.5
下列说法不正确的是( )
A．V1＝1，V2＝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)＝0.01 mol·L－1·min－1
13、在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)，在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为( )
A.pb(CO2)、pc(CO2)、pa(CO2) B.pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
C.pa(CO2)、pc(CO2)、pb(CO2) D.以上均错误
14、炔烃的偶联反应在开发新型发光材料、超分子等领域有重要研究价值。乙炔发生的偶联反应为 2CH≡CHCH≡CC≡CH+H2。乙炔偶联反应过程中能量变化如图甲中曲线Ⅰ所示，曲线Ⅱ为改变某一条件的能量变化。下列说法不正确的是（ ）
A. 曲线Ⅰ，反应物的总键能大于生成物的总键能
B. 曲线Ⅱ改变的条件是加入了催化剂
C. 曲线Ⅱ对应条件下，第一步反应的 ΔH=+(b-a)kJ·mol-1
D. 曲线Ⅱ对应条件下，决定总反应速率的大小是第二步反应
15、(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示：
序号
纯锌粉/g
2.0 mol·L－1硫酸溶液/mL
温度/℃
硫酸铜固体/g
加入蒸馏水/mL
Ⅰ
2.0
50.0
25
0
0
Ⅱ
2.0
40.0
25
0
10.0
Ⅲ
2.0
50.0
25
0.2
0
Ⅳ
2.0
50.0
25
4.0
0
①本实验待测数据可以是________________________________________________________，
实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究__________对锌与稀硫酸反应速率的影响。
②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是______________________________________________________，
写出有关反应的离子方程式：_____________________________________________________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx＝________，理由是___________________________________________________。
16、利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：
4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l) ΔH＜0
已知该反应速率v正＝k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O) (k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K＝，则x＝________，y＝________。
17、2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程如下：
反应Ⅰ：2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0
v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；
反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢) ΔH2<0
v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2)。
(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝__________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ______(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。
(2)已知反应速率常数k随温度的升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数__________k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
18、肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K＝。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α＝×100%]。研究表明正反应速率v正＝k正·c(Mb) · p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。
(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝____________(用含有k正、k逆的式子表示)。
(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝________kPa－1。已知k逆＝60 s－1，则速率常数k正＝______s－1·kPa－1。
19、乙烯、环氧乙烷是重要的化工原料，用途广泛。
实验测得2CH2==CH2(g)＋O2(g)2(g) ΔH<0中，v逆＝k逆·c2()，v正＝k正·
c2(CH2==CH2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。
(1)反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是________(填字母)。
A．k正、k逆均增大，且k正增大的倍数更多
B．k正、k逆均减小，且k正减小的倍数更少
C．k正增大、k逆减小，平衡正向移动
D．k正、k逆均减小，且k逆减小的倍数更少
(2)若在1L的密闭容器中充入1 mol CH2==CH2(g)和1 mol O2(g)，在一定温度下只发生上述反应，经过10 min反应达到平衡，体系的压强变为原来的0.875倍，则0～10 min内v(O2)＝________，＝________。
20、(1)将CoFe2O4负载在Al2O3上，产氧温度在1 200 ℃，产氢温度在1 000 ℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化对反应ΔH的影响。
第Ⅰ步：CoFe2O4(s)＋3Al2O3(s)CoAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋O2(g) ΔH＝a kJ·mol－1
第Ⅱ步：CoAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋H2O(g)CoFe2O4(s)＋3Al2O3(s)＋H2(g) ΔH＝b kJ·
mol－1
第Ⅱ步反应的v正＝k正·c(H2O)，v逆＝k逆·c(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅与温度有关。1 000 ℃时，在体积为1 L的B反应器中加入2 mol H2O发生上述反应，测得H2O(g)和H2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60 min内，v(CoFe2O4)＝________g·min－1(保留2位小数)。a点时，v正∶v逆＝________(填最简整数比)。
(2)在T2 K、1.0×104 kPa下，等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应：CO(g)＋CH4(g)CH3CHO(g)。反应速率v正－v逆＝k正·p(CO)·p(CH4)－k逆·p(CH3CHO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p＝气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp＝4.5×10－5 kPa－1，则CO转化率为20%时，＝________。
专题3.1 反应速率及其应用
【考纲要求】
1．知道化学反应速率的表示方法，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。
2、理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。
3、了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考点一 化学反应速率
【核心知识梳理】
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量或生成物浓度的增加量来表示。
（2）数学表达式及单位
v＝，单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
注意：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。
2、化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
3、速率常数的含义
（1）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。在相同浓度的条件下，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。
（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＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO2Cl2SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2)
②2NO22NO＋O2 v＝k2·c2(NO2)
③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO)
（3）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。
4、化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“三段式”
(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)根据已知条件列式计算。
例如：反应 mA ＋ nBpC
t0 s/(mol·L－1) a b 0
转化/(mol·L－1) x
t1 s/(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。
5、化学反应速率大小的比较方法
由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。
(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。
(2)单位统一后，换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。
(3)也可以直接比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较与，若＞，则A表示的反应速率比B的大
【精准训练1】
1、在一定温度下，将气体X和Y各3mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应:3X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)。经过8 min，反应达到平衡状态，此时Z的物质的量为1.6mol。下列关于反应开始至第8min时的平均反应速率的计算正确的是( C )
A.v(X)=0.30mol·L-1·min-1 B.v(Y)=0.02mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.02mol·L-1·min-1 D.v(W)=0.10mol·L-1·min-1
2、在5L的密闭容器中进行以下反应：4NH3+5O2＝4NO+6H2O，半分钟后冷却至室温，测得NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均反应速率υ(X)为（ ）
A. υ(H2O)=0.12mol·L-1·min-1 B. υ(O2)=0.30mol·L-1·min-1
C. υ(NO)=0.008mol·L-1·s-1 D. υ(NH3)=0.002mol·L-1·s-1
3、在2L的密闭容器中进行反应：3H2(g)+ N2(g)2NH3(g)，经过一段时间后，NH3物质的量增加0.8mol，这段时间内用N2表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·s-1。则这段时间为
A. 10 s B. 20 s C. 30 s D. 40 s
4、在2A(g)＋B(g)3C(g)＋5D(g)的反应中，表示该反应速率最快的是
A.v(D)＝4.0mol／(L·ｓ) B.v(C)＝3.2mol／(L·ｓ)
C.v(A)＝2.0mol／(L·ｓ) D.v(B)＝1.2mol／(L·ｓ)
5、如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5g锌粒(Zn的相对原子质量为65)，通过分液漏斗加入40mL2.5mol·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10s时恰好收集到标准状况下的H244.8mL。下列说法不正确的是( )
A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10s内该反应的速率为0.01mol·L－1·s－1
B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1
C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013g·s－1
D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1
6、反应4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，2 min内B的浓度减少0.6 mol·L－1，对此反应速率的描述正确的是
A. v(A)＝0.4 mol·L－1·min－1
B. 分别用B、C、D表示的反应速率的值之比为3∶2∶1
C. 在2 min末的反应速率，用B表示为0.3 mol·L－1·min－1
D. 在这2 min内B和C两物质浓度都是逐渐减小的
7、（双选）丙酮的碘代反应CH3COCH3＋I2―→CH3COCH2I＋HI的速率方程为v＝kcm(CH3COCH3)·
cn(I2)，其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示。
c(CH3COCH3)/ (mol·L－1)
c(I2)/ (mol·L－1)
v/(×10－3mol·L－1·min－1)
0.25
0.050
1.4
0.50
0.050
2.8
1.00
0.050
5.6
0.50
0.100
2.8
下列说法正确的是( )
A．速率方程中的m＝1、n＝0
B．该反应的速率常数k＝2.8×10－2min－1
C．增大I2的浓度，反应的瞬时速率加快
D．当过量的I2存在时，反应掉87.5%的CH3COCH3所需的时间是375 min
8、某温度时,在0.5L密闭容器中,某一反应中A、B气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为__________。
(2)0～4min内,用B表示的反应速率v(B)=__________。
(3)第4min时,正、逆反应速率的大小关系为：v(正)__________v(逆),(填“>”“<”或“=”)。
考点二 化学反应速率的影响因素
【核心知识梳理】
1、内因：反应物本身的性质是主要因素。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(只改变一个条件，其他条件不变)
（1）浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响
（2）稀有气体对反应速率的影响
①恒温恒压
②恒温恒容
【精准训练1】
1、在恒温恒容的密闭容器中发生可逆反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。其他条件相同时，按下列各组投料进行反应，平衡时反应速率最快的是
A.2molNO2和1molO2 B.1molNO和1molO2
C.1molNO和2molO2 D.2molNO和1molO2
2、某温度下，在容积一定的密闭容器中进行如下反应2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是( )
A．向容器中充入氩气，反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正、逆反应速率均增大
D．将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
3、反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是( )
A．保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容积不变，充入Ar使压强增大
D．保持压强不变，充入Ar使容积增大
4、下列各组反应(表中物质均为反应物),反应刚开始时,放出H2的速率最快的是( )
A
Mg0.1mol
6mol·L-1硝酸10mL
60℃
B
Mg0.1mol
3mol·L-1盐酸10mL
60℃
C
Fe0.1mol
3mol·L-1盐酸10mL
60℃
D
Mg0.1mol
3mol·L-1硫酸10mL
60℃
5、2007年2月，中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是( ).
A.使用光催化剂不改变反应速率 B.使用光催化剂能增大NO的转化率
C.升高温度能加快反应速率 D.改变压强对反应速率无影响
6、以反应5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，分别量取H2C2O4溶液和酸性KmnO4溶液，迅速混合并开始计时，通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法不正确的是( )
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度/℃
浓度/mol/L
体积/mL
浓度/mol/L
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
A. 实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量
B. 实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的Mn2+对反应起催化作用
C. 实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响，实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D. 实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=2.5×10-4mol·L-1·s-1
7、（双选）某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：
根据表中数据，下列说法正确的是( )
A．升高温度，反应速率加快
B．增大压强，反应速率加快
C．在1.0×105Pa、90℃条件下，当转化率为98%时的反应已达到平衡
D．若进入反应塔的混合气体为amol，反应速率以v＝Δn/Δt表示，则在8.0×105Pa、30℃条件下转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370mol/s
8、I．把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL 0.5mol•L﹣1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用下图所示的坐标曲线来表示．请回答下列问题．
(1)曲线由O→a段不产生氢气的原因是_____．有关反应的化学方程式为_____．
(2)曲线由a→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是_____．
(3)曲线由c以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_____．
II．某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可以加快氢气的生成速率．请回答下列问题：
(4)上述实验中发生反应的化学方程式有：_____、_____；
(5)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因：_____；
(6)实验中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是：_____。
【真题感悟】
1、(2017江苏，10改编)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越大，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大
2、(2021辽宁，12)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( )
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①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
3、(2021河北，13)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＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(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．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3 mol·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
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
4、(2021·浙江6月选考)一定温度下：在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：
t/s
0
600
1 200
1 710
2 220
2 820
x
c(N2O5)/
(mol·L－1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是( )
A．600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 mol·L－1·s－1
B．反应2 220 s时，放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3 930
5、(2021·河北高考)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＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(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．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3 mol·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
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
6、（2020全国卷Ⅱ，28(2)）高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为r＝k×，其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2＝________r1。
②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是________。
A．增加甲烷浓度，r增大 B．增加H2浓度，r增大
C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k减小
7、(2021浙江1月选考)取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O2===2H2O＋O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表：
t/min
0
20
40
60
80
c/(mol·L－1)
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
下列说法不正确的是( )
A．反应20 min时，测得O2体积为224 mL(标准状况)
B．20～40 min，消耗H2O2的平均速率为 0.010 mol·L－1·min－1
C．第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解
8、(2021浙江6月选考，20改编)一定温度下，在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：
t/s
0
600
1 200
1 710
2 220
2 820
x
c(N2O5)/ (mol·L－1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
(1)计算600～1 200 s，生成NO2的平均速率。
(2)计算反应2 220 s时，放出标准状况下的O2体积。
(3)分析上表的变化规律，推测表中x值。
【课时达标训练】
1、下列说法正确的是( )
A．活化分子的每一次碰撞都能发生化学反应
B．能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C．反应物用量增加后，有效碰撞次数增多，反应速率增大
D．催化剂能提高反应的活化能，从而加快反应速率
2、在某一化学反应A＋3B=2C＋D中，反应物A的浓度在20s内由1.0 mol/L变成0.2mol/L，则在这20 s内用C表示的平均反应速率为( )
A.0.01mol/(L·s) B.0.8mol/(L·s) C.0.04mol/(L·s) D.0.08mol/(L·s)
3、对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是( )
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
4、O3在水中易分解，一定条件下，相同浓度的O3的浓度减小一半所需的时间(t)如下表。
pH
t/min
T/℃
3.0
4.0
5.0
6.0
20
301
231
169
58
30
158
108
48
15
50
31
26
15
7
根据表中的递变规律，推测O3分别在以下条件下反应：①40 ℃、pH＝3.0；②10 ℃、pH＝5.0；③30 ℃、pH＝7.0，分解速率依次增大的顺序为( )
A．①②③ B．③②① C．②①③ D．③①②
5、（双选）某温度下，在容积一定的密闭容器中进行如下反应2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是( )
A．向容器中充入氩气，反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正、逆反应速率均增大
D．将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
6、（双选）工业上，可采用还原法处理尾气中的NO，其原理为2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g) ΔH<0。在化学上，正反应速率方程可表示为v正＝k正·cm(NO)·cn(H2)，逆反应速率方程可表示为v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O)，其中，k表示反应速率常数，只与温度有关，m、n、x、y为反应级数，由实验测定。在恒容密闭容器中充入NO、H2，在T ℃下进行实验，测得有关数据如下：
实验
c(NO)/(mol·L－1)
c(H2)/(mol·L－1)
v正/(mol·L－1·min－1)
①
0.10
0.10
0.414k正
②
0.10
0.40
1.656k正
③
0.20
0.10
1.656k正
下列有关推断正确的是( )
A．上述反应中，正反应活化能小于逆反应活化能
B．若升高温度，则k正增大，k逆减小
C．在上述反应中，反应级数：m＝2，n＝1
D．在一定温度下，NO、H2的浓度对正反应速率影响程度相同
7、“接触法制硫酸”的主要反应是2SO2＋O22SO3，在催化剂表面的反应历程如下：
下列说法正确的是( )
A．使用催化剂只能加快正反应速率 B．反应②的活化能比反应①大
C．该反应的催化剂是V2O4 D．过程中既有V—O的断裂，又有V—O的形成
8、用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果，设计如下对比实验探究温度、浓度、pH对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示，下列说法不正确的是( )
实验编号
温度/℃
pH
①
25
1
②
45
1
③
25
7
④
25
1
A.实验①在15 min内M的降解速率约为1.33×10－5mol·L－1·min－1
B．若其他条件相同，实验①②说明升高温度，M降解速率增大
C．若其他条件相同，实验①③证明pH越高，越不利于M的降解
D．实验④说明M的起始浓度越小，降解的速率越快
9、对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( )
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
10、对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol·L－1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间
水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH＝2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH＝4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH＝4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH＝4，含Cu2＋)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是( )
A.在0～20 min内，Ⅰ中M的分解速率为0.015 mol·L－1·min－1
B.水样酸性越强，M的分解速率越快
C.在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
11、反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH>0，在一密闭容器中进行，则下列说法或结论中，能够成立的是( )
A．其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，v正减小而v逆增大
B．其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大且H2O(g)转化率增大
C．保持体积不变，充入少量He使体系压强增大，v正、v逆均增大
D．其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正增大而v逆减小
12、已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4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)：
编号
0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL
0.1 mol·L－1 H2C2O4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
V1
2
1
20
5.5
Ⅲ
V2
2
0
50
0.5
下列说法不正确的是( )
A．V1＝1，V2＝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)＝0.01 mol·L－1·min－1
13、在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)，在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为( )
A.pb(CO2)、pc(CO2)、pa(CO2) B.pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)
C.pa(CO2)、pc(CO2)、pb(CO2) D.以上均错误
14、炔烃的偶联反应在开发新型发光材料、超分子等领域有重要研究价值。乙炔发生的偶联反应为 2CH≡CHCH≡CC≡CH+H2。乙炔偶联反应过程中能量变化如图甲中曲线Ⅰ所示，曲线Ⅱ为改变某一条件的能量变化。下列说法不正确的是（ ）
A. 曲线Ⅰ，反应物的总键能大于生成物的总键能
B. 曲线Ⅱ改变的条件是加入了催化剂
C. 曲线Ⅱ对应条件下，第一步反应的 ΔH=+(b-a)kJ·mol-1
D. 曲线Ⅱ对应条件下，决定总反应速率的大小是第二步反应
15、(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示：
序号
纯锌粉/g
2.0 mol·L－1硫酸溶液/mL
温度/℃
硫酸铜固体/g
加入蒸馏水/mL
Ⅰ
2.0
50.0
25
0
0
Ⅱ
2.0
40.0
25
0
10.0
Ⅲ
2.0
50.0
25
0.2
0
Ⅳ
2.0
50.0
25
4.0
0
①本实验待测数据可以是________________________________________________________，
实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究__________对锌与稀硫酸反应速率的影响。
②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是______________________________________________________，
写出有关反应的离子方程式：_____________________________________________________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx＝________，理由是___________________________________________________。
16、利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：
4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l) ΔH＜0
已知该反应速率v正＝k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O) (k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K＝，则x＝________，y＝________。
17、2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程如下：
反应Ⅰ：2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0
v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；
反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢) ΔH2<0
v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2)。
(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝__________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ______(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。
(2)已知反应速率常数k随温度的升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数__________k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
18、肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为K＝。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α＝×100%]。研究表明正反应速率v正＝k正·c(Mb) · p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。
(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝____________(用含有k正、k逆的式子表示)。
(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝________kPa－1。已知k逆＝60 s－1，则速率常数k正＝______s－1·kPa－1。
19、乙烯、环氧乙烷是重要的化工原料，用途广泛。
实验测得2CH2==CH2(g)＋O2(g)2(g) ΔH<0中，v逆＝k逆·c2()，v正＝k正·
c2(CH2==CH2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。
(1)反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是________(填字母)。
A．k正、k逆均增大，且k正增大的倍数更多
B．k正、k逆均减小，且k正减小的倍数更少
C．k正增大、k逆减小，平衡正向移动
D．k正、k逆均减小，且k逆减小的倍数更少
(2)若在1L的密闭容器中充入1 mol CH2==CH2(g)和1 mol O2(g)，在一定温度下只发生上述反应，经过10 min反应达到平衡，体系的压强变为原来的0.875倍，则0～10 min内v(O2)＝________，＝________。
20、(1)将CoFe2O4负载在Al2O3上，产氧温度在1 200 ℃，产氢温度在1 000 ℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化对反应ΔH的影响。
第Ⅰ步：CoFe2O4(s)＋3Al2O3(s)CoAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋O2(g) ΔH＝a kJ·mol－1
第Ⅱ步：CoAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋H2O(g)CoFe2O4(s)＋3Al2O3(s)＋H2(g) ΔH＝b kJ·
mol－1
第Ⅱ步反应的v正＝k正·c(H2O)，v逆＝k逆·c(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅与温度有关。1 000 ℃时，在体积为1 L的B反应器中加入2 mol H2O发生上述反应，测得H2O(g)和H2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60 min内，v(CoFe2O4)＝________g·min－1(保留2位小数)。a点时，v正∶v逆＝________(填最简整数比)。
(2)在T2 K、1.0×104 kPa下，等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应：CO(g)＋CH4(g)CH3CHO(g)。反应速率v正－v逆＝k正·p(CO)·p(CH4)－k逆·p(CH3CHO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p＝气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp＝4.5×10－5 kPa－1，则CO转化率为20%时，＝________。
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