高考化学一轮复习（新高考版）化学反应速率

第八章

DIBAZHANG

化学反应速率与化学平衡

第一讲化学反应速率

【课标要求】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.能进行化学反应速率的简单计算，能用一定的理论模型说明外界条件改变对化

学反应速率的影响。

夯知识

一、化学反应速率

1.化学反应速率的概念与表示方法

2.化学反应速率与化学计量数的关系

对于已知反应：机A(g)+〃B(g)=pC(g)+qD(g),在同一段时间内，用不同物质来

表示该反应速率，当单位相同时，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。即0(A):0(B)：v(C)：v(D)=m：n：p：q.

【诊断1】判断下列叙述的正误(正确的划“J”，错误的划“义”)。

(1)化学反应速率为0.8mol.LFsr,是指1s时某物质的浓度为0.8molL-i(X)

(2)对于反应：4NH3(g)+502(g)4NO(g)+6H2O(g),o(NO)与“。2)的关系是

4y(NO)=5v(O2)(X)

(3)对于反应:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),若。(H2)=0.5mol/(L.s),则o(C)=

0.5mol/(L-s)(X)

(4)甲、乙两容器中分别充入2moiNO2和4moiNO2,5分钟后两者各反应掉NO2

1mol和2mol,则说明乙中反应速率大(X)

二、影响化学反应速率的因素

1.影响化学反应速率的因素

(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）

普大固怵或电液怵的用烹，打久应遂聿无书响

4京正尸J之增减大小反应物浓度，反应速率增大，反

对于有气体参加的反应，增大压强，

通反应速率埴大，反之减小

常

n升高温度，反应速率增大,反之减小

正

催使用合适的催化剂I,能增大化学反应

化速率，且正、逆反应速率的改变程度

副相同

反应物间的接触面积、光辐射、

其他因素:

f放射线辐射、超声波等

⑶“惰气”对反应速率的影响

在恒温恒通入“惰气”，总压增大，反应物浓度不变,反应速

容条件下率不变

恒温恒压通入“惰气”，总体积增大，反应物浓度减小,反应

条件下速率减小

2.理论解释——有效碰撞理论

（1）基元反应：大多数化学反应往往经历多个反应步骤才能实现，其中每一步反应

都称为基元反应。

如：2HI=H2+l2实际上经过下列两步反应完成：

①2Hl—>H2+2I-

②21一►12

反应历程：基元反应反映了化学反应的历程，反应历程又称反应机理。

⑵活化能

活化能（如图）

图中：Ei为正反应活化能,使用催化剂时的活化能为田，反应热为以二及。（注：

Ei为逆反应的活化能）

【诊断2】判断下列叙述的正误（正确的划“V”，错误的划“X”）。

（1）对于反应：2H202=2氏0+02t,加入MnCh或降低温度都能加快O2的生成

速率(X)

⑵反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在固定容积的容器中进行，充入N2后，体

系压强增大，反应速率加快(X)

(3)升高温度可以使吸热反应的反应速率增大，但放热反应的反应速率减小(X)

(4)两试管各加入5mL0.1mol-LNa2s2O3溶液，同时分别滴入5mLO.lmol-L-1

硫酸和盐酸，两支试管同时变浑浊(X)

提二关键能力

考点一化学反应速率的计算与比较

题组一化学反应速率的计算

1.在一定温度下，将气体X和Y各3moi充入10L恒容密闭容器中，发生反应:

3X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)o经过8min,反应达到平衡状态，此时Z的物质的

量为1.6mole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

()

A.o(X)=0.30mol-L^min-1

B.o(Y)=0.02mol-L-,min",

C.^(Z)=0.02mol-L^min1

D.u(W)=0.10mol-L-1-min-1

答案C

1,6mol

解析v(Z)=^~=10L=0.02mol-L1-min1,则v(X)=^p(Z)=0.03mol-L1-min

Omin/

—i,v(Y)=^u(Z)=0.01mol-L^'minu(W)=^y(Z)=0.01mol-L'-min'o

2.(双选)一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反

应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是()

n/mol

01246t/s

A.该反应的化学方程式为3B+4c6A+2D

B.反应进行到1s时，u(A)=u(C)

C.反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05molL-'-s-1

D.反应进行到6s时，各物质的反应速率相等

答案AC

解析由图像可知，B、C的物质的量减小，是反应物，A、D的物质的量增大，

是生成物，前6s内，:△〃(C):A/?(A)：A/?(D)=(l-0.4)：(1-0.2)：(1.2-

0)：(0.4-0)=3：4：6：2,故反应的化学方程式为3B+4C6A+2D,A项正

(1.0—0.4)mol

2L

确；0(A)：。©=3：2,B项错误；反应进行到6s时，o(B)=---------标------=

0.05mol-L'-s-1,C项正确；反应进行到6s时，反应达到平衡状态，但各物质的

反应速率并不相等，D错误。

3.现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,发生反应：4NH3(g)

+302(g)2N2(g)+6H2O(g),4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%,

则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()

A.U(N2)=0.125mol-L^min1

B.O(H2O)=0.375mol-L^min1

C.V(O2)=0.225mol-L1-min1

D.u(NH3)=0.250mol-L'min1

答案C

解析设4min时，生成6xmolH20(g)

iNH8(g>+3Os<g)=^2Nl(g>+6H2O<g>n<.e-)

起始/mol43007

交化/mol4x3JTZX6N

4min时/mol4-4x3-3xZJC6Z7+X

据题意，则有余=0.4,解得：尤=0.5。

0.5molX2

A2L

则O(N2)=U=_4min_=0/25mol/(L-min),A正确；u(NH3)=2u(N2)=0.25

mol/(Lmin),D正确；u(H2O)=3u(N2)=0.375mol/(L-min),B正确；v(O2)=1u(N2)

=0.1875mol/(Lmin),C错误。

|规律方法，

化学反应中各物质浓度的计算模板—“三段式”法

❶写出有关反应的化学方程式。

❷找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。

❸根据已知条件列方程式计算。

例如：反应mA+nBpC

起始(mol-L1)abc

nxpx

转化(mol.L1)

Xinm

,fVC

某时刻(mol-L1)一

a-xb—mc+

题组二化学反应速率大小的比较

4.在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2(g)+

3H2(g)"二’2NH3(g)o根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的

催化剂

速率最快的是()

A.U(H2)=0.01mol-L^s-1

B.O(N2)=0.3

C.O(NH3)=0.15molL^min-1

D.U(H2)=0.3mol-L^min1

答案B

解析在速率单位相同时，把速率除以其相应物质的化学计量数，数值大者反应

速率快。A项，U(H2)=0.01mol-L-I-s-1=0.6mol-L-1-min-1,o(N2)=；o(H2)=0.2

mol-L-,-min1；B项，o(N2)=0.3mobL-,-min-|；C项,o(N2)=呼(NH3)=0.075mol-L

D项，O(N2)=1P(H2)=0.1mol-L",uiin-1o由此可知，B项中表示的反

应速率最快。

催化剂

5.已知反应4CO+2NO2—N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下：

①o(CO)=1.5mol-L'min1

②O(NC)2)=0.7mol-L'min1

③O(N2)=0.4mol-L'min1

④0(CO2)=1.1mol-L-1-min-1

⑤O(NO2)=0.01molf'-s-1

请比较上述5种情况反应的快慢：(由大到小的顺序)。

答案③池>②④

解析②经转化可表示为矶CO)=2o(NO2)=L4molL〕miiTi；③WCO)=4o(N2)

=1.6mol-L'-min1；©v(CO)=v(CO2)=1.1mol-L'min'；⑤o(CO)=2o(NO2)

=0.02mol-L'-sl=1.2mol-L'-min1,故③〉①乂为⑤〉④。

|规律方法，

反应快慢比较的方法

❶归一法

按照化学计量数关系将化学反应速率换算成用同一物质、同一单位表示的速率，

再比较它们数值的大小。

❷比值法

比较化学反应速率与其对应的化学计量数的比值。如aA(g)+8B(g)cC(g),即

»(A),v(B)(A)v(B)/一-

比较---与一,一，若一-->—,一,则用A表不的反应速率比用B表不

的大。

考点二化学反应速率的影响因素、活化能

题组一影响化学反应速率的因素

1.反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3C)4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下

列条件的改变能使反应速率加快的是()

①增加铁粉的质量②将容器的容积缩小一半③保持容器容积不变，充入N2

使体系压强增大④保持容器容积不变，充入水蒸气使体系压强增大

A.①④B.②③

C.①③D.②④

答案D

解析①铁粉是固体，增加铁粉的质量，反应速率不变，错误；②将容器的容积

缩小一半，H20（g）、H2（g）的浓度增大，反应速率加快，正确；③保持容器的容积

不变，充入N2使体系压强增大，H20（g）、H2（g）的浓度不变，反应速率不变，错

误；④保持容器的容积不变，充入水蒸气使体系压强增大，H2O（g）浓度增大，反

应速率加快，正确。

2.在一密闭容器中充入1molH2和1mol12,压强为p（Pa）,并在一定温度下使其

发生反应：H2（g）+I2（g）2HI（g）△”＜（）,下列说法正确的是（）

A.保持容器容积不变，向其中加入1molH2（g）,反应速率一定加快

B.保持容器容积不变，向其中加入lmolN2（N2不参加反应），反应速率一定加快

C.保持容器内气体压强不变，向其中加入1molN2（N2不参加反应），反应速率一

定加快

D.保持容器内气体压强不变，向其中加入1molH2（g）和1molb（g）,反应速率一

定加快

答案A

解析增大H2的物质的量且保持容器容积不变，H2的浓度增大，反应速率加快，

A项正确；保持容器容积不变，向其中加入1molN2（N2不参加反应），反应混合

物各组分的浓度不变，反应速率不变，B项错误；保持容器内气体压强不变，向

其中充入1molN2（N2不参加反应），容器体积增大，各组分的浓度减小，反应速

率减小,C项错误；保持容器内气体压强不变，向其中加入1molH2（g）和1molL（g）,

因容器的体积变为原来的2倍，起始物质的量变为原来的2倍，则浓度不变，反

应速率不变，D项错误。

|归纳总结

影响化学反应速率的答题方向

❶解释影响反应速率的因素

条件变化正常反常举例解释

①有酶参与的反应，温度高酶会失去活性

速率速率②有气体参与的反应，升高温度，气体的溶解度减小

加热

增大减小③加热易分解的物质（H2O2、NH3HO等）分解

④有催化剂参与的反应，升高温度，催化剂活性降低

⑤加热易挥发的物质(浓硝酸、浓盐酸)大量挥发

速率

加压不变②恒温恒容条件下的气相反应，充入稀有气体

增大

❷催化剂(绝大多数催化剂都有其活性温度范围，温度过高，易使催化剂活性降低)

反应速率原因

活化能增大催化剂改变反应的历程，使活化能降低

增大随着温度升高，催化剂的活性增大

温度

减小随着温度升高，催化剂的活性减小

接触面积增大催化剂与反应物接触面积增大

题组二活化能与反应机理

3.已知热化学方程式H2(g)+2ICl(g)=2HCl(g)+l2(g)^H=akJ-mof\其反应

过程如下：

①H2(g)+lCl(g)=HCn(g)+H(g)(慢)

(2)H(g)+lCl(g)=HCl(g)+l(g)(快)

③HCU(g)=HCl(g)+l(g)(快)

④(快)

下列说法错误的是()

A.四个反应中活化能最大的是①

B.反应④为I(g)+l(g)=l2(g)

C.总反应的速率主要由反应①决定

D.若a<0,则生成物的总能量大于反应物的总能量

答案D

解析活化能越大，反应速率越慢，A正确；由总反应及各步反应式知，反应④

中应有12(g)生成，B正确；化学反应的速率取决于反应速率最慢的一步，C正确；

△“=生成物总能量一反应物总能量，放热反应中生成物总能量小于反应物总能量,

D错误。

4.(2021.荆州模拟)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:(-CH3和C1.分别表示甲基和氯原子)反应1：CH4(g)

+Cl-(g)->.CH3(g)+HCl(g);

反应2：-CH3(g)+C12(g)-CH3Cl(g)+Cb(g)o

各物质的相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是（）

r

过渡态

c1过渡态2

E：+8.3

•+16.7

工jy-CH.+Cl^+HCl47.5

)CH.+Cl.+Cl-\

、

翔

科-105.4

短

至CHQ+HC1+C1•

反应进程

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=16.7kJmol1

C.链转移反应的反应热△”=-105.4kJ.mo「

D.由图可知，过渡态结构的稳定性：1>2

答案D

解析A.化学反应取决于化学反应速率慢的一步反应，由图可知，反应1的活化

能大于反应2的活化能，则反应1的反应速率小于反应2,链转移反应的反应速

率由第1步反应决定，故A正确；B.由图可知，反应1的活化能Ea=16.7kJ.mol

-|,故B正确；C.由图可知，链转移反应的反应物总能量高于生成物总能量，该

反应为放热反应，反应热△”=-105.4kJ.mori,故C正确；D.由图可知，过渡

态1的能量高于过渡态2,则过渡态结构2的稳定性强于过渡态结构1,故D错

误。

I名师点拨

❶催化剂改变反应历程、活化能的示意图

能

非催化（<催化剂参与化学反应，

量

反应/.X反应改变反应历程

催化剂降低反应活化能

催化反应勺生2

I催化剂不改变反应的焰变

反应过程

❷使用催化剂，活化能降低，活化分子百分数增大，单位体积内活化分子数增大,

反应速率增大。

考点三“变量控制”法探究影响化学反应速率的因素

【典例】已知：2KMnO4+5H2c2O4+3H2so4-2MnSO4+K2so4+IOCO2t+

8H2Oo某化学小组欲探究H2c2O4溶液和酸性KMnCU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)：

0.01mol-L-10.1mol-L1

水的体反应温反应时

编号酸性KMnO4H2c2O4溶液

积/mL度/℃间/min

溶液体积/mL体积/mL

I220202.1

IIV,21205.5

IIIV220500.5

下列说法不正确的是()

A.Vi=l,V2=2

B.设计实验1、HI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.实验口中用酸性KMn04溶液的浓度变化表示的反应速率y(KMn04)=0.01

mol-L'min1

答案C

解析A项，实验I和实验H反应温度相同，实验II中加入了1mL水，根据控

制变量的原则，溶液总体积应保持不变，因而H=l,类比分析可得L=2,A正

确；B项，实验I、III的温度不同，其他条件相同，因而可知设计实验I、III的

目的是探究温度对反应速率的影响，B正确；C项，酸性KMnCU溶液呈紫红色,

由表中数据可知，草酸溶液过量，KMnCU可反应完全，因而可以用颜色变化来判

断反应终点，即实验计时是从溶液混合开始，溶液紫红色刚好褪去时结束，C错

0.01molL-|X2mL

误；D项，根据实验HI中有关数据可知，△c(KMnCU)==0.005

4mL

Ac(KMnO)0.005molL-i

mol-L',u(KMnO4)=4—0.01mol-L'-min1,D正确。

△t0.5min

I规律方法,

“变量控制”法的解题流程

空白实验：实验变量无关学量，反应变量、

（对照组）

设计实验：操纵实验控制无关检测反应J

（实验组）变量变量变量

实验结论不近

【对点训练】为了进一步探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计

了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反

应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积气体所需的时间。

验

ABcDEF

混合溶液

4mol-L-1H2SO4/1T1L30ViV2V3V4Vs

饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620

V10

H2O/mLV7V8V9100

请完成此实验设计，其中：Vl=，V6=，丫9=o

答案301017.5

解析若研究CuSCU的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSCU的量不同之

外，其他物质的量均相同，则H=丫2=丫3=%=%=30,最终溶液总体积相同。

由实验F可知，溶液的总体积均为50mL,则％=10,%=17.5。

微专题19高考热点一一催化剂与反应机理

【典例】（2021.湖南卷）铁的配合物离子（用[L—Fe—H]'表示）催化某反应的一种

反应机理和相对能量的变化情况如图所示：

吃

态

7过I产、过渡态2

O3

F1、

3

、

+-22、

3一,63

H1.8l'出2

U加N

On+I

跚O++

UHC+

潞HOU66

+O+?O

衣OuH+

OOO

提HOOX

DUD+

HHO

HO

D

H一

反应进程

下列说法错误的是（）

催化剂

A.该过程的总反应为HCOOH=C02t+H2t

B.H+浓度过大或者过小，均导致反应速率降低

C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化

D.该过程的总反应速率由II-III步骤决定

答案D

解析分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH,生成物为C02和

催化剂

H2,则该过程的总反应为HCOOH==CO2t+H2f,A说法正确；H*浓度过

大，抑制HCOOH的电离，HCOO浓度减小，会降低I-II步骤的反应速率，H

+浓度过小，会降低ni->IV步骤反应速率，故H+浓度过大或者过小，均会导致反

应速率降低，B说法正确；由反应机理可知，由III过程中，脱去CO2,其中

碳元素的化合价升高，则Fe元素的化合价降低，C说法正确；由相对能量的变化

情况图可以得出，该反应过程中的IV-I步骤的活化能Ea=86.1kJmor1,为该

反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为W-I步骤，D说法错误。

|思维建模

催化反应机理的分析思维模型

第一步一.分析反应目的：反应物和目标产物分清

V

索三羽一:我由著史发应厉灌两反应扬花堇晟物

V综合分析所有反应历程.确定总反应的

第三步

反应物、生成物、中间物质、循环物质等

【专题精练】

1.（20211月湖南适应性考试）据文献报道，某反应的反应历程如图所示:

4+

Ti-NH3O=Fe(IIl)^

4t

Ti-NH2---H—O—Fe(ll)

I/-NO

Ti"…NH?—N=O…H—O—Fe(II)

/Ti"…NH,—N=OH—O—Fe(U)

N2+H2O

下列有关该历程的说法错误的是（）

催化剂

A.总反应化学方程式为4NH3+3O2—2N2+6H2O

B.Ti4+-NH2-N==O是中间产物

C.Ti4+是催化剂

4+

D.Ti--NH2-N=O—*Ti4++N2+H2O属于分解反应

答案A

解析根据反应历程，参加反应的物质有NH3、NO、O2,因此总反应化学方程

催化剂

式为4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O,故A错误；根据题中信息得到Ti4

+…NH2—N==O是中间产物，故B正确；Ti*在整个反应过程中参与了反应，但

反应前后质量和性质未变，因此Ti4+是催化剂，故C正确；分解反应是一种物质

反应生成两种或两种以上新物质，因此Ti4卡…NH2—N=O-Ti4++N2+H2O属

于分解反应，故D正确。

2.(2021・广东卷节选)一定条件下，CH4分解形成碳的反应CH4(g)C(s)+2H2(g)

△H其历程如图所示。该历程分步进行，其中，第步的正反

应活化能最大。

答案44

解析分析图可知,反应一共经历4步历程，依据图像差值分析，步骤4的正反

应活化能最大。

微专题20化学反应速率常数及其应用

【核心归纳】

1.化学反应速率常数及应用

(1)速率常数含义

速率常数⑻是指在给定温度下。反应物浓度皆为1mol-L।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)呈正比，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基的乘积呈正比。

对于反应：«A(g)+Z?B(g)gG(g)+/?H(g),

则。正=人力峪)一出)(其中攵正为正反应的速率常数)，。逆=%逆,收3)/但)(其中k

逆为逆反应的速率常数)。

如反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g),

0正=左JE,C2(N02)>v逆•C'2(NO>C(O2)。

⑶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，一般温度越高，速率常数越大，但浓度不影响速

率常数。

2.K与人正、攵逆的一般定量关系

一定温度下,对于基元反应aA(g)+Z?B(g)cC(g),反应速率v正=%"(AAdB),

v逆=左逆第C),当反应达平衡状态时(即va：=v逆)因此,k正第A)d(B)=%"(C),

K=丁。

k逆

【典例】三氯氢硅(SiHCh)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：

对于反应2SiHCb(g)=SiH2cb(g)+SiC14(g)A/7=+48kJ-mol-1,采用大孔弱碱

性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCh的转化率随时间变化的结

果如图所示。

宏25

、

旅20

^

/

-15

―

-10

U

H

S-

0100200300400

z/min

比较a、b处反应速率大小：齿比(填“大于”“小于”或“等于")。反

应速率0=0正-0逆=%正/SiHC13一左逆xSiH2ChxSiC14,k正、Z逆分别为正、逆向反

应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的"=__________(保留1位小数)。

。逆

答案大于1.3

解析温度越高，达到平衡的时间就越少，故a点温度为343K,b点温度为323

K,故反应速率：Va>Vbo反应速率0=0正一。速=%正/$汨03一左逆xSiH2chxSiC14,

其中，。正=%正》2$出。3,。段=%逆xSiH2C12xSiC14,343K下反应达到平衡状态时0

i=va,即k正rSiHC13=k“SiHzChxSi。*此时SiHCh的平衡转化率a=22%,

经计算可得SiHCh、SiH2c卜、SiCL的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11,则

有人正X0.782=A及X0.112,"心002。a处SiHCh的平衡转化率a=20%,

此时SiHCh、SiH2c12、SiC14的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1,则有一=

Vtt

心fsiHCb—拄/SiHCb_OF_

fcsxSiH2C12xSiC14=KiSiH2c12^©4一。02X13°

【专题精练】

1.已知2NO(g)+O2(g)2NCh(g)的反应历程分两步：

第一步2N0(g)N2O2(g)(快速平衡)

第二步N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)(慢反应)

(1)用。2表示的速率方程为表示的速率方程为U(NO2)

=%24(NO).C(O2),心与攵2分别表示速率常数，则*=o

(2)下列关于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的说法正确的是(填字母)。

A.增大压强，反应速率常数一定增大

B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能

C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和

答案(1)1(2)B

解析

分析

由于0(O2)=G1/(NO)C(O2),U(NO2)=foc2(NO)c(O2),%与％2分别表示速

率常数，则\，根据反应方程式2NO(g)+O2(g)2NO2(g)

(1)K2VkINU2)

,-，n0(02)11

可知:v(NO2)一2,所九一2

反应速率常数只与温度有关，若增大压强，则反应速率常数不变，A错

误；第一步反应是快反应，说明反应的活化能低；第二步反应为慢反应，

(2)说明反应的活化能高，所以第一步反应的活化能小于第二步反应的活化

能，B正确；反应的活化能由慢反应的活化能决定，对该反应来说，由

第二步反应的活化能决定，C错误

2.(1)NO2可发生二聚反应生成N2O4,化学方程式为2NO2(g)N2O4(g),上

述反应达到平衡后，升高温度可使体系颜色加深，则该反应的0(填

“>”或

已知该反应的正反应速率方程为v#：=%,1d(NO2),逆反应速率方程为v迎=k

泗・C(N2O4),其中人正、左逆分别为正、逆反应的速率常数。则如图(1g攵表示速率常

数的对数；暴示温度的倒数)所示①、②、③、④四条斜线中，能表示lgg随聂

化关系的是斜线,能表示1g%逆随聂化关系的是斜线o

(2)图中A、B、C、D点的纵坐标分别为。+1.5、&+0.5、0.5、1.5,则温

度不时化学平衡常数K=moF'Lo已知温度5时，某时刻恒容密闭容

器中NO2、N2O4浓度均为0.2mol-L1,此时v正v逆(填或“<”)。

答案(1)<③④

(2)10>

解析(1)升高温度体系颜色加深，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，△“<();

化学反应速率和温度呈正比，随着温度降低，4增大，正逆反应速率减小，则lg&

正和1g%逆均减小由于温度降低平衡正向移动，vs>v则降低相同温度时Igk速

减小更快;则③表示lg左正随/变化关系的斜线,④表示1g心随"变化关系的斜线。

△❷丁卯生近c(N2O4)女逆,c(N2O4)k正O逆k正10“一°’

(2)化子平衡吊数K=->\=7、/zc、乂厂=二乂厂=［八(厂］3=10；NO2

c(NO?)k正d(NO2)k逆o正k逆10"

02

N2O4浓度均为0.2mol・L「则浓度商。=停=5<乂则平衡正向移动，o正逆。

练二高考真题

1.(2021.浙江6月选考)一定温度下：在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)中发生分解

反应：2N2O54N02+02O在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度

如下表：

z/s06001200171022202820X

c(N2C)5)/(mol・L1)1.400.960.660.480.350.240.12

下列说法正确的是()

A.600-1200s,生成NO2的平均速率为5.0X10-4molL-|-s_1

B反应2220s时，放出的02体积为11.8L(标准状况)

C.反应达到平衡时，U正网2。5)=2。逆(NO2)

D.推测上表中的x为3930

答案D

解析A.600〜1200s,N2O5的浓度变化量为(0.96—0.66)mol-L-1=0.3mol-L

I在此时间段内NO2的浓度变化量为其2倍，即0.6molLr,因此，生成NO2

的平均速率为嗯喂「=1.0X10-3moLLls」，A说法不正确；B.由表中数据

可知，反应2220s时，N2O5的浓度变化量为(1.40-0.35)moLLr=1.05mol-L

,,其物质的量的变化量为1.05molIZ»0.1L=0.105mol,O2的物质的量的变化

量是其;，即0.0525mol,因此，放出的02在标准状况下的体积为0.0525molX22.4

L/mol=1.176L,B说法不正确；C.反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，

用不同物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化学计量数之比，2。正(N2O5)

式NO2),C说法不正确;D.分析表中数据可知，该反应经过1110s(600〜1710,

1710〜2820)后N2O5的浓度会变为原来的/因此，N2O5的浓度由0.24molL」

变为0.12mol-L"1时，可以推测上表中的x为(2820+1110)=3930,D说法正确。

2.(2021.辽宁卷)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()

T

O

E

/

于

H

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0.012molL〕minr

D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0molLr时，半衰期为62.5min

答案B

解析根据曲线①、②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大，

A项正确；根据曲线①、③对应的反应物浓度和反应时间，可计算出其对应的反

、，、、—，3.0mol-L11.5mol-L1

应速率分别为=0.012mol-L'min1,—=0.012mol-L'min

11LUI111.1

,,所以反应速率与降冰片烯浓度无关，B项错误，C项正确；结合图像可知，条

件②下降冰片烯完全反应耗时125min,则对应的半衰期为125minX^=62.5min,

D项正确。

3.(2021.河北卷)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v\=

ZIC2(M),反应②的速率可表示为S=Z2c2(M)(AI、依为速率常数)。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()

-(

，

_]•

O

E

)

七

0102030405060

//min

A.0〜30min时间段内,Y的平均反应速率为6.67X10^moLLlmin1

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

答案A

解析0〜30min时间段内，Ac(Z)=0.125mol-L】，Ac(M)=0.500mol-L1-0.300

mol-L'=0.200mol-L\反应①中Ac(M)=0.200mol-L-1-0.125mol-L-1=0.075

,,Ac(Y)0.075mol-L1,

-1

mol-L,则Ac(Y)=0.075molL-'0u(Y)=-工—=―^-――=2.5X10、

moLLlmin—A说法错误；反应①、②速率之比为:*=条为定值，

则Y、Z的浓度变化量之比也为定值，故反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比

保持不变，B说法正确；由上述分析可知，£=*=黑黑若==|，如果反应

能进行到底，反应结束时①、②的转化率之比为3：5,因此有。（即62.5%）的M

转化为Z,C说法正确；结合C选项，反应①的速率小于反应②的速率，所以反

应①的活化能比反应②的活化能大，D说法正确。

4.（2021.湖南卷节选）某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂

的条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应（此时容器内总压为200

kPa）,各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。

//min

若保持容器容积不变，九时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0〜力时间内的

反应速率032）=mol-L-i.miiT।（用含t\的代数式表示）。

解析设0〜A时间内生成的氮气为xmol,列“三段式”：

2NH3^^N2+3H2

起始量/mol

变化量/mol

平衡量/mol0.1—2J-x3

由题图可知力时，氨气和氢气的平衡分压相等，根据压强之比等于物质的量之比,

3L

所以〃(NH3)=〃(H2),贝！］3x=o.l—2%,解得x=0.02,所以。(H2)=―篇而

mol-L'min'0

[|成・学科素养

|A级基础巩固

1.在实验或生活中为了控制反应速率，下列做法不正确的是（）

A.用过氧化氢制取氧气时可加入少量的二氧化镐以增大反应速率

B.为加快制取氢气的速率可以用锌粒代替锌片

C.为降低浓硫酸与Cu反应制备S02的速率可以采用稀硫酸代替浓硫酸

D.为了延长疫苗的保质期在运输和保存的过程中最好保持较低的温度

答案C

解析稀硫酸与Cu不反应，而浓硫酸与Cu在加热条件下反应才能制备S02,故

C错误。

2.（2021・顺义模拟）已知合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NFh（g）,其浓度数据如下:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始浓度/(mol-L-1)1.03.00

2s末浓度/(mol-L-1)0.61.80.8

当用氢气浓度的减少来表示该化学反应的速率时，其速率为（）

A.0.4mol-L-l-s-1B.0.6mol-L-1^-1

C.0.9mol-L-1-sD.1.2mol-L-1-s-1

答案B

解析2s内氢气的浓度变化量=3.0mol.L-1—1.8mol.L_1=1.2mol.L一故2s内

用氢气表示的平均反应速率=空平'=0.6mol-L-'-s-'o

3.一定温度下，反应①C（