2025年高中化學(xué)選擇性必修第一冊(cè) 化學(xué)反應(yīng)速率重點(diǎn)題型突破

第4課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率重點(diǎn)題型突破

［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.了解實(shí)際反應(yīng)中多因素對(duì)反應(yīng)速率影響的普遍性，通過實(shí)例分析進(jìn)一

步加深外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率的影響。2.了解催化劑的催化機(jī)理與特點(diǎn)，能準(zhǔn)確分析反應(yīng)機(jī)理

圖。

一、多因素影響下的化學(xué)反應(yīng)速率變化

1.常見影響反應(yīng)速率的因素：濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑活性、接觸面積、副反應(yīng)等。

2.隨反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)速率減小的情況可能有：

(1)反應(yīng)物濃度減小。

(2)反應(yīng)溫度過高，催化劑失去活性。

(3)沉淀覆蓋在固體表面，阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。

3.隨反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)速率增大的情況可能有：

(1)反應(yīng)放熱，反應(yīng)體系溫度升高。

(2)反應(yīng)生成物對(duì)反應(yīng)有催化作用。

(3)溫度升高，催化劑活性增強(qiáng)等。

4.不能改變化學(xué)反應(yīng)速率的幾種情況

(1)加入純固體、純液體反應(yīng)物。

(2)對(duì)應(yīng)有氣體參與的反應(yīng)，恒容條件下，向反應(yīng)容器中加入不反應(yīng)的氣體。

「應(yīng)用體驗(yàn)」

1.如圖所示為反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反應(yīng)速率。(N2)變化的圖像，則橫軸不可能是

()

A.反應(yīng)時(shí)間B.溫度

C.壓強(qiáng)D.叱的濃度

答案A

解析由題圖可知，貝沖)隨橫軸值的增大而增大。對(duì)于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)來說,

其他條件不變時(shí)，升高溫度、增大壓強(qiáng)、增大N2的濃度，都能使O(N2)增大。在N2(g)+

3H2(g)2NH3(g)的反應(yīng)過程中，隨著時(shí)間的增加，用的濃度逐漸減小，o(N2)逐漸減小。

2.（2024?上海市控江中學(xué)校高二練習(xí)）用純凈的CaCCh與100mL稀鹽酸反應(yīng)制取C02,實(shí)驗(yàn)

過程記錄如圖所示（CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）。下列分析正確的是（）

A.EF段，用HC1表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.3molLFminr

B.EF段表示的平均反應(yīng)速率最大，主要原因是反應(yīng)放熱

C.F點(diǎn)收集到的CO2的量最多

D.OE、EF、FG三段中，該反應(yīng)用二氧化碳表示的平均反應(yīng)速率之比為2：6：7

答案B

解析EF段CO2體積增加448mL,對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量為0.02mol,根據(jù)物質(zhì)的量變化符合化

學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則消耗HC1的物質(zhì)的量為0.04mol,用HC1表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率：v

O1

=~y；°t?-=0.4mol-L-'min_1,故A錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知G點(diǎn)收集到的CCh氣體最多，

0.1LX1min

故C錯(cuò)誤；OE、EF、FG三段中，時(shí)間相同，氣體體積之比等于反應(yīng)速率之比，則用CO2

表示的平均反應(yīng)速率之比為2：4：1,故D錯(cuò)誤。

3.下列表格中的各種情況，可以用對(duì)應(yīng)圖像表示的是（）

選項(xiàng)反應(yīng)甲乙

A外形、大小相同的金屬與水反應(yīng)NaK

不同濃度的H2c2。4溶液各2mL分別與40.1mol-L-1的0.2mol-L-1的

B

mLO.Olmol-L-1的KMnC）4溶液反應(yīng)H2c2。4溶液H2c2。4溶液

5mLO.lmol-L1Na2s2O3溶液與5mL0.1

C熱水冷水

mol-L-1H2SO4溶液反應(yīng)

D5mL4%的過氧化氫溶液分解放出02無MnCh粉末加MnCh粉末

答案C

解析Na、K分別與水反應(yīng)，K更活潑，反應(yīng)更快，A項(xiàng)不正確；其他條件相同，H2c2O4

溶液濃度越大反應(yīng)速率越快，B項(xiàng)不正確；濃度相同，溫度越高反應(yīng)速率越快，隨著反應(yīng)的

進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度減小，反應(yīng)速率減小，C項(xiàng)正確；使用催化劑的反應(yīng)速率更快，D項(xiàng)不

正確。

4.酸性條件下，KMnCU與H2c2。4可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，用0.1mol]—iKMnCU溶液與過量的

H2c2O4反應(yīng)，測(cè)得Mi?+的生成速率。與時(shí)間f的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）

A.該反應(yīng)中每生成1molCO2轉(zhuǎn)移10mol電子

B.方程式配平后，H2O的系數(shù)為6

C.反應(yīng)開始很短一段時(shí)間內(nèi)。減小是因?yàn)榉磻?yīng)物濃度減小，后來突然增大是因?yàn)樯傻腗r?

+對(duì)該反應(yīng)有催化作用

D.力時(shí)，Mr?+的濃度最大

答案C

解析每生成1molCO2轉(zhuǎn)移1mol電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；方程式配平后H?。的系數(shù)應(yīng)該為8,B

項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)開始后反應(yīng)物濃度逐漸減小，Mn2+的生成速率逐漸下降，但是生成的Mi?+對(duì)

該反應(yīng)有催化作用，所以Mi?+的生成速率會(huì)突然增大，C項(xiàng)正確；m時(shí)，生成Mr?*的速率

最大，但力后反應(yīng)仍在進(jìn)行，Mn?+的濃度仍在增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.用Na2FeO4溶液氧化廢水中的還原性污染物M,為研究降解效果設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究

溫度、濃度和pH對(duì)降解速率和效果的影響，實(shí)驗(yàn)測(cè)得M的濃度與時(shí)間關(guān)系如圖所示。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃PH

①251

②451

③257

④251

下列說法不正確的是（）

A.實(shí)驗(yàn)①在15min內(nèi)M的降解速率為1.33X10~5mol-L-'.min

B.若其他條件相同，實(shí)驗(yàn)①②說明升高溫度，M降解速率增大

C.若其他條件相同，實(shí)驗(yàn)①③證明pH越高，越不利于M的降解

D.實(shí)驗(yàn)①④說明M的濃度越小，降解的速率越快

答案D

角翠析A對(duì)，O(M)=(°3°,‘XI。mol.L_1-min_1^1.33X10-5molfmin-1;B對(duì)，①②

對(duì)比，不同的是溫度，②的溫度高于①，在相同的時(shí)間段內(nèi)，②中M的濃度變化大于①，說

明②中M的降解速率大；C對(duì)，①③對(duì)比，溫度相同，③的pH大于①，在相同的時(shí)間段內(nèi)，

①中M的濃度變化大于③，說明①的降解速率大于③；D錯(cuò)，①④對(duì)比，M的濃度越小，

降解速率越慢。

■練后反思

解答此類問題關(guān)鍵點(diǎn)

⑴控制唯一變量，定一議二。

⑵根據(jù)起點(diǎn)、指定時(shí)間終點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算反應(yīng)速率。

(3)明確曲線斜率代表反應(yīng)速率。

二、催化劑及催化機(jī)理圖分析

1.碰撞理論對(duì)催化作用的解釋

催化劑通過參加反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，使活化分子百分?jǐn)?shù)增多，從而加

快反應(yīng)速率，圖示如下。

活化能越小，反應(yīng)速率越快?；罨茉酱?，反應(yīng)速率越慢。

2.過渡態(tài)理論

(1)化學(xué)反應(yīng)并不是通過反應(yīng)物分子的簡(jiǎn)單碰撞就能完成的，而是在反應(yīng)物到生成物的過程中

經(jīng)過一個(gè)高能的過渡態(tài)，處于過渡態(tài)的分子叫做活化絡(luò)合物?；罨j(luò)合物是一種高能量的不

穩(wěn)定的反應(yīng)物原子組合體，它能較快的分解為新的能量較低、較穩(wěn)定的生成物。

(2)活化能(瓦)是處在過渡態(tài)的活化絡(luò)合物分子平均能量與反應(yīng)物分子平均能量的差值。

(3)化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)速率最慢的一步基元反應(yīng)決定了整個(gè)反應(yīng)的速率，催化劑主要是參與化學(xué)

反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低原反應(yīng)中活化能最大的一步反應(yīng)?；罨芙档驮蕉?，催化的速率

越快。

注意：盡管催化劑反應(yīng)前后組成不變，但催化劑的形態(tài)（如固體催化劑顆粒大?。┏Ｓ忻黠@的

變化。

F題型突破」

類型一催化機(jī)理圖與能壘圖分析

1.（2024?哈爾濱第一中學(xué)檢測(cè)）CO與N2O在鐵催化劑表面進(jìn)行如下兩步反應(yīng)，其相對(duì)能量與

反應(yīng)歷程如圖所示。第一步：Fe*+N2O=FeO*+N2,第二步：FeO*+CO=Fe*+CO2?下

列敘述錯(cuò)誤的是（）

反應(yīng)歷程

A.Fe*是反應(yīng)的催化劑

B.第一步反應(yīng)比第二步反應(yīng)快

C.兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)

D.總反應(yīng)為CO+N2O=N2+CC>2

答案B

解析由題意可知，第一步Fe*被消耗，第二步Fe*又生成，說明Fe*是反應(yīng)的催化劑，故A

正確；根據(jù)反應(yīng)歷程圖，第一步反應(yīng)活化能高于第二步反應(yīng)活化能，活化能越低，反應(yīng)速率

越快，則第一步反應(yīng)比第二步反應(yīng)慢，故B錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)歷程圖，可知兩步反應(yīng)的生成物

的總能量均低于反應(yīng)物的總能量，則兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，故C正確；根據(jù)蓋斯定律：第

一步反應(yīng)+第二步反應(yīng)=總反應(yīng)，則總反應(yīng)為CO+N2O=N2+CO2,故D正確。

2.中國(guó)科學(xué)家研究在Pd/SVG催化劑上H2還原NO生成N2和NH3的路徑，各基元反應(yīng)及活

化能￡（kJ.mo「）如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.生成NH3的各基元反應(yīng)中，N元素均被還原

B.在Pd/SVG催化劑上，NO更容易被H2還原為NH3

C.決定NO生成NH3速率的基元反應(yīng)為NH2NO一>NHNOH

D.生成NH3的總反應(yīng)化學(xué)方程式為2NO+5H2里毀%NH3+2H2O

答案C

解析由圖示可知，生成氯氣的過程為NOfHNO—NIhOfNlfcOHfNH2-NH3,每步反應(yīng)

中N元素的化合價(jià)均降低，被還原，A正確；由圖示可知，NO被還原為N2的活化能明顯大

于被還原為NH3的活化能，故在該催化劑作用下，NO更容易被還原為NH3,B正確；由圖

示分析可知，生成NH3的基元反應(yīng)中，NH2O+H―>NH20H這一步活化能最大，相同條件

下反應(yīng)速率最慢，是決定NO生成NH3速率的基元反應(yīng)，C錯(cuò)誤。

3.(2022?北京，14)CC)2捕獲和轉(zhuǎn)化可減少C02排放并實(shí)現(xiàn)資源利用，原理如圖1所示。反應(yīng)

①完成之后，以N2為載氣，以恒定組成的N2、CH4混合氣，以恒定流速通入反應(yīng)器，單位

時(shí)間流出氣體各組分的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖2所示。反應(yīng)過程中始終未檢測(cè)到C02,

在催化劑上有積炭。

下列說法不正確的是(

A.反應(yīng)①為CaO+CO2=CaCO3；反應(yīng)②為CaCO3+CH4暹％CaO+2CO+2H2

催價(jià)吝II

B.fl?f3,〃(H2)比”(CO)多，且生成H2速率不變，可能有副反應(yīng)CH4三/C+2H2

C.f2時(shí)刻，副反應(yīng)生成H2的速率大于反應(yīng)②生成H2的速率

D.f3之后，生成CO的速率為0,是因?yàn)榉磻?yīng)②不再發(fā)生

答案c

解析由題中圖2信息可知，a?/3,〃32)比"(CO)多，且生成H2的速率不變，且反應(yīng)過程

中始終未檢測(cè)到CO2,在催化劑上有積炭，故可能發(fā)生副反應(yīng)：CH4整里C+2H2,B正確；

由反應(yīng)②的化學(xué)方程式可知，比和CO的反應(yīng)速率應(yīng)相等，而,2時(shí)刻，H2的氣體流速未變，

仍然為2mmolmin-I而CO的氣體流速為1?2mmolmirT1故能夠說明副反應(yīng)生成H2的

速率小于反應(yīng)②生成H2的速率，C錯(cuò)誤；由圖2可知，辦之后，生成CO的速率為0,CH4

的速率逐漸增大至1mmoLmin-IH2的生成速率逐漸減小至0,說明反應(yīng)②不再發(fā)生，而后

副反應(yīng)逐漸停止，D正確。

4.甲酸被認(rèn)為是理想的氫能載體，我國(guó)科技工作者運(yùn)用DFT計(jì)算研究單分子HCOOH在催

化劑表面分解產(chǎn)生H2的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注。

3>1.2

加0.89

0.77,~廣、

n

善一生工7、過渡態(tài)\

過渡森I\/\046

金

HCOOH(g)/\O-1V、過渡，態(tài)町

0—'、-021/HCOO*+H*T).曳/''^0,15

H晟H*CO/+H*+H*CO2(g)+H2(g)

-0.4

反應(yīng)歷程

回答下列問題:

(1)該歷程中決定正反應(yīng)速率步驟的能壘(活化能)￡正=eV,該步驟的反應(yīng)方程式為

(2)該歷程中甲酸分解制氫氣的熱化學(xué)方程式為

答案(1)0.98HCOOH*=HCOO*+H*

(2)HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)

△H=—0.15NAeV-moL

解析(1)反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)速率越慢，化學(xué)反應(yīng)速率取決于最慢的一步，由圖可知，

HCOOH*轉(zhuǎn)化為HCOO*和H*的反應(yīng)的活化能最大，反應(yīng)速率最慢，則該歷程中決定正反應(yīng)

速率步驟的反應(yīng)方程式為HCOOH*=HCOO*+H*,能壘(活化能)E正=0.77eV-(-0.21)eV

=0.98eVo(2)由圖可知，甲酸分解生成二氧化碳和氫氣的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱A8=

一015NAeV-mo「，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為HCOOH(g)=CC)2(g)+H2(g)NH=

-0.15NAeV-mo「。

■特別提醒

反應(yīng)機(jī)理能壘圖既能反映化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，又能反映能量變化。解答此類問題時(shí)

應(yīng)注意：

⑴能壘圖中涉及物質(zhì)的能量往往是指一個(gè)分子變化過程的能量變化，其單位一般為eV(電子

伏特)?；罨蹺a一般指每摩爾物質(zhì)反應(yīng)的能量變化，其單位多為

⑵催化反應(yīng)歷程一般為擴(kuò)散f吸附f斷鍵一成鍵一脫附。要關(guān)注斷鍵和成鍵的部位及元素化

合價(jià)的變化。

⑶復(fù)雜反應(yīng)的反應(yīng)速率由基元反應(yīng)中活化能(能壘)最大的慢反應(yīng)決定。

類型二催化劑的特點(diǎn)及催化效率分析

5.(2024?杭州高級(jí)中學(xué)質(zhì)檢)反應(yīng)物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P2)的能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如圖所

示。下列有關(guān)四種不同反應(yīng)進(jìn)程的說法不正確的是()

B.在進(jìn)程IV中，反應(yīng)速率取決于S2-P2

C.從S-P整個(gè)過程看，單位時(shí)間單位體積內(nèi)，反應(yīng)物分子發(fā)生有效碰撞次數(shù)：II>111

D.X、Y、Z均起到催化效果，但催化效果不一樣

答案D

解析由圖可知，進(jìn)程I反應(yīng)物S的總能量大于生成物P的總能量，則進(jìn)程I是放熱反應(yīng)，

故A正確；由圖可知，進(jìn)程IV中由S-Z轉(zhuǎn)化為P2的活化能高于S+Z轉(zhuǎn)化為S2的活化

能，S-Z轉(zhuǎn)化為P2是進(jìn)程IV的決速步驟，故B正確；由圖可知，進(jìn)程III使用催化劑Y比

進(jìn)程II使用催化劑X降低的活化能少，活化能越大，反應(yīng)速率越慢，因而從S-P整個(gè)過程

看，單位時(shí)間單位體積內(nèi)，反應(yīng)物分子發(fā)生有效碰撞次數(shù)：II>111,故C正確；由圖可知，

進(jìn)程IV中S吸附到Z表面生成SZ,然后SZ轉(zhuǎn)化為PZ,但P-Z沒有轉(zhuǎn)化為P+Z,則進(jìn)

程IV中，Z沒有催化作用，D不正確。

6.反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)

如下表：

積碳反應(yīng)：CH4(g)=C(s)+消碳反應(yīng)：CO2(g)+

2H2(g)C(s)=2C0(g)

AH/CkJ-mol-1)+75+172

活化能/催化劑X3391

(kJ-mol1)催化劑Y4372

由上表判斷，催化劑X（填“優(yōu)于”或“劣于”）Y,理由是

答案劣于催化劑X較催化劑Y,積碳反應(yīng)時(shí)，活化能低，反應(yīng)速率大，消碳反應(yīng)時(shí)，活

化能高，反應(yīng)速率小，綜合考慮，催化劑X較催化劑Y更利于積碳反應(yīng)，不利于消碳反應(yīng)，

會(huì)降低催化劑活性

7.利用光能和光催化劑，可將CO?和H20（g）轉(zhuǎn)化為CH和02。紫外光照射時(shí)，在不同催化

劑（I、II、III）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖所示。在。?15h內(nèi)，CE的平均生

成速率I、II和III從大到小的順序?yàn)镺

O

E

*、

K

￡

U

05101520253035

光照時(shí)間/h

答案11>111>1

8.在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與N。、.反應(yīng)生成N2。將一定比例的。2、NH3

和NOx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(shí)間NOf的去除率

隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖所示，在50?250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NO,的去除率先迅

速上升后上升緩慢的主要原因是_____________________________________________

當(dāng)反應(yīng)溫度高于380℃時(shí)，NQ,的去除率迅速下降的原因可能是

w100

爵

^80

60

-gw

d40

N20

°100200300380500

溫度/七

答案迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大，與溫度升高共同使NO,去除率迅速增大；

上升緩慢段主要是溫度升高引起的NQ,去除率增大，催化劑活性下降NH3與02反應(yīng)生成

了NO

■練后反思

催化劑特點(diǎn)

⑴催化劑具有高效性和選擇性，某種催化劑對(duì)某一反應(yīng)可能催化活性很強(qiáng)，但對(duì)其他反應(yīng)不

一定具有催化作用，可以選用合適的催化劑來調(diào)控反應(yīng)。

⑵催化劑的催化活性除了與自身成分有關(guān)外，還與粒徑、合成方法等因素以及溫度、壓強(qiáng)等

條件有關(guān)，催化劑發(fā)揮作用需要維持在活性溫度范圍內(nèi)，溫度過高，催化活性降低。

三、拓展——化學(xué)反應(yīng)的速率方程式與速率常數(shù)

1.表示反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度之間定量關(guān)系的方程形式。

對(duì)于一般反應(yīng)：aA+bB=cC+dD

速率方程：u=MA）.cv（B）

通常設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，用改變物質(zhì)數(shù)量的比例法的對(duì)照實(shí)驗(yàn)來確定x、y。

2.A稱為反應(yīng)速率常數(shù)。左的大小與反應(yīng)物的自身性質(zhì)、溫度、催化劑等有關(guān)，但不隨反應(yīng)

物濃度的變化而改變。一般來說，對(duì)同一反應(yīng)，溫度升高，上值增大，反應(yīng)速率加快。

「應(yīng)用體驗(yàn)」

1.己知2N2O（g）=2N2（g）+O2（g）的速率方程為o=%?c〃（N2O）（左為速率常數(shù)，只與溫度、催化

劑有關(guān)）。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，N2O在催化劑X表面反應(yīng)的變化數(shù)據(jù)如下：

t/min010203040506070

C(N2O)/

0.1000.080Cl0.0400.020C2C30

(mol-L-1)

下列說法正確的是（）

A.

B.t=10min時(shí)，r（N2O）=2.0X103mol-L-1?s1

C.相同條件下，增大N2。的濃度或催化劑X的表面積，都能加快反應(yīng)速率

D.保持其他條件不變，若N2O起始濃度為0.200mol.L-i,當(dāng)濃度減至一半時(shí)共耗時(shí)50min

答案D

解析根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的速率始終不變，N2O的消耗是勻速的，說明反應(yīng)速率與

-1

c（N2。）無關(guān)，故速率方程中n=Q,每10min一氧化二氮濃度減小0.020mol-L,則CI=0.060>C2

=C3=0,A、C錯(cuò)誤；f=10min時(shí)瞬時(shí)速率等于平均速率WNzCOn1---------衣―--------=

2.0X10_3mol.L-1-min-1,B錯(cuò)誤；保持其他條件不變，該反應(yīng)的反應(yīng)速率不變，即為2.0X10

rmol-L-Lmin1,若起始濃度為0.200mol-L1,減至一半時(shí)所耗時(shí)間為

0.100mol-L-1

2.0X10-3mol-L-1-min-1=50mm,D正確。

2.（2024?海南華僑中學(xué)高二檢測(cè)）已知正丁烷和異丁烷可以相互轉(zhuǎn)化：CH3cH2cH2cH3（g,正

丁烷）CH3cH（CH3）CH3（g,異丁烷）。在恒容密閉容器中充入正丁烷發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，正

丁烷濃度c隨時(shí)間r的變化曲線如圖所示（圖中T為溫度）。己知：速率方程式為。=既收為速

率常數(shù)，與溫度、催化劑等有關(guān)，與濃度無關(guān)），a、b點(diǎn)反應(yīng)速率相等，即o（a）=o（b）。

55

回答下列問題：

⑴bf段平均反應(yīng)速率V—mol-L'min

(2)Ti(填“>”或“=”話，判斷依據(jù)是.

(3)活化分子總數(shù)："(a)(填“或“=")"(d),判斷依據(jù)是

(5)速率常數(shù)：-e)(填“>”或“=”火⑴。

答案(I)LOXIOF(2)<c(a)<c(b),由。(a)=o(b)及。=既知，嵐a)>?b),故A(石(3)>溫

度相同，活化分子百分?jǐn)?shù)相等，濃度越大，活化分子總數(shù)越大(4)|(5)=

解析⑴由圖可知,bf段平均反應(yīng)速率二？舒，產(chǎn)10義10-4moLLlmiiTi。

(2)由圖可知a點(diǎn)反應(yīng)速率r(a)=^ici=10X10-3A：I,b點(diǎn)反應(yīng)速率r(b)=foc2=20X10-3fo,v(a)

=o(b),則后=2的>%2,速率常數(shù)左越大，反應(yīng)溫度T越高，所以溫度：TI<72O(3)其他條

件相同時(shí)，反應(yīng)物活化分子數(shù)與反應(yīng)物濃度成正比，即反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)物活化分子越

多，所以活化分子總數(shù)：w(a)>"(d)。(4)速率方程式為v=kc,由(2)可知fa=2fe,則器=

^Xl(T3fa2=^=lfe=l°(5)速率常數(shù)與溫度、催化劑等有關(guān)，與濃度無關(guān)，e、f點(diǎn)的溫度

和所用催化劑均相同，則速率常數(shù)：k(e)=k(f)。

課時(shí)對(duì)點(diǎn)練

(選擇題1?10題，每小題8分，共80分)

W對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

題組一多因素影響化學(xué)反應(yīng)速率

1.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是()

A.C(s)與CO2反應(yīng)生成CO時(shí)，增加C的量能使反應(yīng)速率增大

B.等質(zhì)量的鋅粉和鋅片與相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率相等

C.SO2的催化氧化是一個(gè)放熱反應(yīng)，所以升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小

D.汽車尾氣中的NO和CO可以緩慢反應(yīng)生成N2和C02,使用催化劑可以增大該化學(xué)反應(yīng)

速率

答案D

解析C是固體，增加C的量不影響化學(xué)反應(yīng)速率，A不正確；鋅粉的表面積大，化學(xué)反應(yīng)

速率大，B不正確；升高溫度，吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率均增大，C不正確；催化劑

可以增大化學(xué)反應(yīng)速率，D正確。

2.把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中，產(chǎn)生H2的速率如圖所示。在下列因素中，影響反應(yīng)速

率的因素是()

①鹽酸的濃度②鎂條的表面積③溶液的溫度④C廠的濃度

A.①④B.③④C.①②③D.②③

答案C

+2+

解析Mg+2H=H2t+Mg,實(shí)質(zhì)是鎂與H+的反應(yīng)，與C「無關(guān)，在鎂條的表面有一層

氧化膜，當(dāng)將鎂條投入鹽酸中時(shí)，隨著氧化膜的不斷溶解，鎂與鹽酸接觸的面積不斷增大，

產(chǎn)生H2的速率會(huì)加快；溶液的溫度對(duì)該反應(yīng)也有影響，反應(yīng)放出熱量，使溫度升高，則反應(yīng)

速率會(huì)逐漸加快。

3.CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)生成C02的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。下列結(jié)論不正確的是()

A.反應(yīng)在2?4min內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率最大

B.反應(yīng)開始4min內(nèi)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響比濃度大

C.4min后，反應(yīng)速率減小的主要原因是c(H+)減小

D.反應(yīng)在2?4min內(nèi)CO?的生成速率o(CC)2)=0.1mol-L_1min-1

答案D

解析由圖像可知，0?2min內(nèi)，生成二氧化碳的物質(zhì)的量為0.1mol,2?4min內(nèi)，生成二

氧化碳的物質(zhì)的量為0.2mol,4?6min內(nèi)，生成二氧化碳的物質(zhì)的量小于0.1mol,則反應(yīng)在

2?4min內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率最大，A正確；由圖像可知，0?4min內(nèi)，反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)速率較

小，然后逐漸增大，因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高，反應(yīng)物濃度減小，

但反應(yīng)速率整體呈增大趨勢(shì)，說明開始4min內(nèi)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響比濃度大，B正確；4

min后反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小，CaCCh是固體，氫離子濃度起主要作用，C正確；

由圖像可知，2?4min內(nèi)，生成二氧化碳的物質(zhì)的量為0.2mol,體積未知，無法計(jì)算化學(xué)反

應(yīng)速率，D錯(cuò)誤。

4.（2023?長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)期中）一定條件下，溶液的酸堿性對(duì)TiO?光催化染料R降解反應(yīng)的影

響如圖所示。下列說法正確的是（）

A.在50min時(shí)，pH=2和pH=7時(shí)R的降解率相等

B.溶液酸性越強(qiáng)，R的降解速率越小

C.R的起始濃度不同，無法判斷溶液的酸堿性對(duì)R的降解速率的影響

D.20-25min內(nèi),pH=10時(shí)R的降解速率為0.04moLLlmiiTi

答案A

解析由題圖可知，在50min時(shí)，pH=2和pH=7時(shí)R的降解率都是100%,A正確；由

題圖可知，pH越小，酸性越強(qiáng),R降解速率越大，B、C錯(cuò)誤；20?25min內(nèi)，pH=10時(shí)R

-1

的降解速率為4moiL1=4*10^mol-L^^min,D錯(cuò)誤。

題組二催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

5.（2023?常州高二檢測(cè)）向5mL1molL-的H2O2溶液中加入少量FeCb粉末，發(fā)生反應(yīng)：

①2Fe3++H2O2=O2f+2Fe2++2H+；②2Fe2++H2C）2+2H+=2H2O+2Fe3+。下列有關(guān)說

法正確的是（）

A.向溶液中再加入少量NaCl粉末，C廠的濃度增大，反應(yīng)速率加快

B.Fe2+是H2O2分解反應(yīng)的催化劑

C.升高溫度能加快H2O2的分解速率

D.改用lOmLlmolL-的H2O2溶液發(fā)生上述反應(yīng)，則H2O2的分解速率增至原來的2倍

答案C

解析該反應(yīng)的反應(yīng)速率與C「的濃度無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題給反應(yīng)可知，F(xiàn)e2+為H2O2分解

反應(yīng)的中間產(chǎn)物，F(xiàn)e3+是H2O2分解反應(yīng)的催化劑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度能加快化學(xué)反應(yīng)速率,

C項(xiàng)正確；H2O2溶液的體積增大，但。但202）不變，故H2O2的分解速率不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.在紫外光照射下，利用WCh/ZnO光催化劑降解酸性橙II染料廢水的實(shí)驗(yàn)所得曲線如圖所

示，co和C分別是時(shí)間為。和f時(shí)刻酸性橙II染料的濃度，下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.不加催化劑時(shí)，紫外光照射降解酸性橙n染料廢水的反應(yīng)速率最慢

B.單一ZnO可作降解酸性橙n染料廢水的催化劑

C.相同條件下，2%WO3/ZnO對(duì)降解酸性橙n染料廢水的過程的催化效果最好

D.從圖中可以看出，光催化降解酸性橙n染料是一個(gè)可逆反應(yīng)

答案D

解析根據(jù)圖像可知，單一ZnO能加快反應(yīng)速率，所以其可作降解酸性橙n染料廢水的催化

劑，B項(xiàng)正確；根據(jù)圖像可知，相同條件下，在。?rh內(nèi)，催化劑為2%WCh/ZnO時(shí)￡的變

化量最大，即反應(yīng)速率最快，所以催化效果最好，C項(xiàng)正確；由圖像中所給不同催化劑條件

下5.011內(nèi)￡的變化，不能確定反應(yīng)物能否完全轉(zhuǎn)化，則不能判斷該反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)，D

項(xiàng)錯(cuò)誤。

題組三基元反應(yīng)與反應(yīng)歷程

7.HCOOH在Pd催化劑表面脫氫的反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)歷程與能量的關(guān)系如圖所示：

HHO

/OKAA

HOHO-OHHOHH+CO2H2

(

-

L

O

E

W

。*

/)

反應(yīng)歷程

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.在歷程I?V中，涉及O—H、C—H、C—O的斷裂

B.在歷程I?V中，生成V的反應(yīng)決定了HCOOH脫氫反應(yīng)的速率

C.若用DCOOH或HCOOD代替HCOOH,得至U的產(chǎn)物都有HD和CO2

D.在Pd催化劑表面HCOOH脫氫反應(yīng)的△//<()

答案A

解析據(jù)圖分析，在歷程I?V中沒有C—O的斷裂，故A錯(cuò)誤；在歷程I?V中，W-V

的活化能最大，則生成V的反應(yīng)速率最慢，決定了HCOOH脫氫反應(yīng)的速率，故B正確；根

Pd

據(jù)HCOOH在Pd催化劑表面脫氫的反應(yīng)機(jī)理圖可得化學(xué)反應(yīng)為HCOOH==CO2+H2,即

HCOOH中的兩個(gè)H原子被解離出來形成H2,則用DCOOH或HCOOD代替HCOOH,得到

的產(chǎn)物都有HD和CCh,故C正確；由反應(yīng)歷程圖可知，在Pd催化劑表面HCOOH的脫氫

反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于最終產(chǎn)物的總能量，則HCOOH脫氫反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A/f<0,故

D正確。

8.(2023?福建寧德期中)對(duì)于反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g),科學(xué)家根據(jù)光譜研究

提出如下反應(yīng)歷程：

第一步：2NO(g)N2O2(g)快反應(yīng)

第二步：N2O2(g)+H2(g)>N2O(g)+H2O(g)慢反應(yīng)

第三步：NzO(g)+H2(g)―>N2(g)+H2(Xg)快反應(yīng)

上述反應(yīng)中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步反應(yīng)的平衡。下列敘述不正確的是()

A.總反應(yīng)的速率由第二步反應(yīng)決定

B.N2O2是反應(yīng)的中間產(chǎn)物

C.第二步反應(yīng)的活化能最大

D.若第一步反應(yīng)的△”<(),則升高溫度，第一步反應(yīng)的正反應(yīng)速率減少，逆反應(yīng)速率增大

答案D

解析總反應(yīng)的速率由慢反應(yīng)決定，第二步反應(yīng)是慢反應(yīng)，故總反應(yīng)的速率由第二步反應(yīng)決

定，A正確；由總反應(yīng)可知，NO、H2是反應(yīng)物，N2和H2O是生成物，N2O和N2O2都是反

應(yīng)的中間產(chǎn)物，B正確；化學(xué)反應(yīng)速率越慢，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)活化能越大，故第二步反應(yīng)的活化

能最大，C正確；升高溫度，第一步反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率都增大，D錯(cuò)誤。

向綜合強(qiáng)化

.“接觸法制硫酸”的主要反應(yīng)是催劑

92so2+O212so3,在催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖:

下列說法正確的是()

A.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②小

B.過程中既有V—O和V=O的斷裂，又有V—O和V=O的形成

C.該反應(yīng)的催化劑是V2O4

D.由該歷程可知催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)

答案D

解析由圖可知，反應(yīng)①的反應(yīng)速率慢，反應(yīng)②的反應(yīng)速率快，所以反應(yīng)①的活化能大于反

應(yīng)②，故A錯(cuò)誤；由圖可知反應(yīng)①中V—0斷裂，反應(yīng)②中形成V—0,則過程中既有V—0

的斷裂，又有V—O的形成，但沒有V=O的斷裂和形成，故B錯(cuò)誤；由圖可知，V2O4是反

應(yīng)①的生成物，是反應(yīng)②的反應(yīng)物，所以V2O4不是該反應(yīng)的催化劑，該反應(yīng)的催化劑是V2O5,

故C錯(cuò)誤；由圖可知，催化劑V2O5參與了化學(xué)反應(yīng)，故D正確。

10.反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)中，每生成7gN2,放出166kJ熱量，該反應(yīng)的

速率表達(dá)式為。=上產(chǎn)70)/"(112)(公小”待測(cè))，其反應(yīng)包含下列兩步：?2NO+H2=N2

+比。2(慢)；②H2C)2+H2=2H2O(快)，時(shí)測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

1-1

序號(hào)c(NO)/(mol.L')C(H2)/(mol-L)速率/(mol]-1皿由一1)

I0.00600.00101.8X10-4

II0.00600.00203.6X10-4

III0.00100.00603.0X10-5

IV0.00200.00601.2X10-4

下列說法錯(cuò)誤的是()

A.H2O2是該反應(yīng)的中間產(chǎn)物

B.該反應(yīng)的快慢主要取決于第①步反應(yīng)

22

C.該反應(yīng)速率表達(dá)式：v=5OOOC(NO)-C(H2)

D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g);N2(g)+2H2O(g)A/f=-664kJ-moF1

答案C

解析由題干信息可知，H2O2是該反應(yīng)的中間產(chǎn)物，A正確；反應(yīng)歷程中反應(yīng)慢的步驟決定

總反應(yīng)速率，整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定，B正確；比較I、II數(shù)據(jù)