第20讲　化学反应速率

大单元六化学反应速率化学平衡第20讲化学反应速率复习目标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。熟记网络课前自测判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2023·海安期初)室温下，量取等体积不同浓度的NaClO溶液，分别加入等体积等浓度的KI溶液，观察溶液颜色变化，探究浓度对化学反应速率的影响()(2)(2024·如东中学)向两支盛有5mL不同浓度KMnO4溶液的试管中分别加入同浓度同体积的足量草酸溶液，观察实验现象，探究浓度对反应速率的影响()(3)相同温度下，向盛有足量稀硫酸的甲、乙两支试管中分别加入等质量的锌粒，并向甲中加入少量胆矾固体，产生氢气的速率和体积：甲>乙()(4)(2023·前黄中学)向两支盛有少量H2O2溶液的试管中分别加入5滴0.1mol/LFeCl3溶液和5滴0.1mol/LCuSO4溶液，观察生成气体的速率，探究Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解速率的影响程度()√×××√×××壹考点研析考点1化学反应速率1化学反应速率1.定义：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。计算公式：v＝___；单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)，该速率为平均反应速率。2.浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，______________的浓度视为常数。3.在同一化学反应中：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝________________，此处的速率为平均反应速率。固体和纯液体a∶b∶c∶d4.化学反应速率大小比较的方法如：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，v(X)＝0.5mol/(L·s)、v(Y)＝1.2mol/(L·s)、v(Z)＝0.6mol/(L·s)。反应速率最大的是_________。(1)归一法：将三种物质的速率均换算成以X表示的速率，分别为

0.5mol/(L·s)、0.4mol/(L·s)、0.3mol/(L·s)，数值越大，反应速率越大，故v(X)最大。v(X)2质量作用定律1.基元反应：反应物分子一步直接转化为产物的反应。2.对于基元反应aA(g)＋bB(g)===gG(g)＋hH(g)，其速率方程可写为v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而发生变化)。这种关系可以表述为一定温度下，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连乘积成正比(有时称其为质量作用定律)。3.许多化学反应，尽管其化学方程式很简单，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。如：H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程可能是如下两步基元反应：①I2===2·I(快)；②H2＋2·I===2HI(慢)。其中慢反应为整个反应的决速步骤。

取50mL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：下列说法不正确的是(

)A.反应20min时，测得O2体积为224mL(标准状况)B.20～40min，消耗H2O2的平均速率为0.010mol/(L·min)C.第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解11化学反应速率t/min020406080c/(mol/L)0.800.400.200.100.050C2质量作用定律2Sc(B)/(mol/L)v/[mol/(L·min)]0.250.0501.6×10－30.500.0503.2×10－31.000.100V10.500.1003.2×10－31.000.200v2c10.2004.8×10－3下列说法正确的是(

)A.该反应的速率方程中的m＝n＝1B.该反应的速率常数k＝6.4×10－2min－1C.表格中的c1＝0.75，v1＝v2＝6.4×10－3D.在过量B存在时，反应掉93.75%的A所需的时间是375minC考点2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，如Na、Mg、Al与等浓度的稀硫酸发生反应，该反应的速率由大到小的顺序为____________________。Na>Mg>Al2外因(其他条件不变，改变一个条件)1.浓度(1)增大反应物浓度，反应速率增大，反之减小。(2)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故增加(或减少)固体或纯液体的量，反应速率______。(3)溶液中离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，才会影响反应速率，如Zn与稀硫酸反应，加入少量Na2SO4固体，生成H2的速率______。不变不变2.压强(1)对于有______参加的反应，增大压强，反应速率增大，反之减小。增大压强一般指的是缩小容器容积，增大气体反应物的浓度。(2)对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：气体②恒温恒容时：3.温度不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大；降低温度，正、逆反应速率均减小。4.催化剂(1)一般情况下，使用催化剂，加快化学反应速率。(3)使用催化剂，反应速率加快的原因①活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。活化能越____________，反应速率越____________。②加入催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率。如图所示，使用催化剂前，_____(填“E1”“E2”或“E3”，下同)为正反应活化能，____为逆反应活化能，使用催化剂后，正反应的活化能为____，ΔH＝________(用E1和E2表示)。小(大)快(慢)E1E2E3E1－E2(4)注意催化剂的活性①催化剂催化时需要适宜的温度，温度过低，活性低；温度升高，活性增强，但温度过高，催化剂可能失去活性。②有些物质的存在会使催化剂明显失效，即催化剂中毒。5.其他因素：(1)固体颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快。(2)一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。(3)形成原电池，可以加快氧化还原反应的反应速率。(4)光辐射、超声波、加快搅拌速度等也可加快某些反应的速率。3用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响1.基本概念(1)有效碰撞：能发生反应的碰撞。(2)有效碰撞发生的两个条件：发生碰撞的分子具有足够高的能量；分子在一定的方向上发生碰撞。(3)活化分子：能量较高、有可能发生有效碰撞的分子。2.用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响条件改变活化能单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子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____________________________________不变增加增加不变增加增大不变增加增加不变增加增大不变不变增加增加增加增大降低不变增加增加增加增大27控制变量法探究外界条件对反应速率的影响探究变量举例备注温度

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。探究变量举例备注浓度

③探究不同催化剂对反应速率的影响，加入催化剂的体积要相同，可保证加入催化剂后过氧化氢溶液的浓度相同；对照实验中加入相同体积的水也是为了保证过氧化氢溶液的浓度相同。探究变量举例备注催化剂④若探究温度对反应速率的影响，则必须在水浴中将溶液加热(或降温)到所需要的温度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(

)11控制变量探究影响化学反应速率的因素甲

乙DA.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越小，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分解速率的影响大丙

丁【解析】

图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越大，其分解速率越快，A错误；图乙表明，其他条件相同时，氢氧化钠的浓度越大，即溶液的pH越大，H2O2分解速率越快，B错误；图丙表明，少量Mn2＋存在时，在0.1mol/L氢氧化钠溶液条件下，H2O2分解速率最快，C错误；图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大，D正确。

(2023·江苏卷)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O，其实验过程可表示如下：(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体，生成MgSO3，反应为Mg(OH)2＋H2SO3===MgSO3＋2H2O。下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有______(填字母)。A.水浴加热氧化镁浆料B.加快搅拌速率C.降低通入SO2气体的速率D.通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO22影响反应速率的因素4BD

(2023·江苏卷)(1)将一定物质的量浓度的NO、O2、NH3(其余为N2)气体匀速通过装有V2O5-WO3/TiO2催化剂的反应器，测得NO的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在320～360℃范围内，NO转化率随温度变化不明显的原因是___________________________________________________________________________________________________________；反应温度高于380℃，NO转化率下降，

除因为进入反应器的NO被还原的量减少外，还有_____________________________

(用化学方程式表示)。5催化剂的活性变化不大，消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大，对NO转化率的影响相互抵消(2)回收V2O5-WO3/TiO2废催化剂并制备NH4VO3的过程可表示如下：①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有_____________________________________________。②向pH＝8的NaVO3溶液中加入过量的NH4Cl溶液，生成NH4VO3沉淀。已知：Ksp(NH4VO3)＝1.7×10－3，加过量NH4Cl溶液的目的是________________________________________________________________。适当升高反应温度或延长酸浸时间考点3多因素影响下的速率变化图像及溯因推理1反应速率加快常见原因1.温度升高；2.形成原电池；3.反应生成物对反应有催化作用；4.温度升高，催化剂活性增强；5.反应物浓度增大、反应物接触面增大等。2反应速率减慢常见原因1.反应物浓度减小；2.反应温度过高，催化剂失去活性；3.析出的晶体或沉淀覆盖在固体表面，阻碍反应的进行；4.竞争吸附等。

根据下列化学反应速率图回答问题。61全程反应速率图像图1

图2图3

图4(1)图1表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化(

)(填“×”或“√”)。(2)Zn与足量盐酸反应，反应速率随时间变化的曲线如图2所示。ab段反应速率逐渐增大的主要原因是________________________________________________________________________________________________；bc段反应速率减小的主要原因是____________________________________________________________________________________。Zn与盐酸的反应是放热反应，溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小√(3)H2C2O4溶液中加入酸性KMnO4溶液，随着反应的进行，反应速率随时间的变化如图3所示。反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________。AB段反应速率逐渐增大的主要原因是_________________________________。BC段反应速率减小的主要原因是_______________________________________________________________________________________。(4)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)

SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率(v正)随时间变化如图4所示。正反应速率先增大后减小的原因是_______________________________________________________________________________________________________________。2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应产生的Mn2＋对反应起催化作用随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小反应放热，在绝热容器中反应使温度升高，v正增大，b点后，温度上升已不明显，反应物浓度降低，导致v正减小1)H2O2在催化剂α-FeOOH的表面上，分解产生·OH，·OH较H2O2和O2更易与烟气中的NO、SO2发生反应。当H2O2浓度一定时，NO的脱除效率与温度的关系如图1所示。升温至80℃以上，大量汽化的H2O2能使NO的脱除效率显著提高的原因是_______________________________________________________________________________________，温度高于180℃，NO的脱除效率降低的原因是_______________

_____________________________________________。2与速率有关图像的溯因推理7汽化的H2O2与催化剂的接触更好，产生更多的·OH，·OH浓度增大，与NO混合更充分180℃以后，H2O2分解成O2和H2O，NO的脱除效率下降(2)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2所示。在温度为_________，催化剂的活性最好，效率最高。请解释250～400℃时乙酸生成速率变化的原因：

250～300℃时，____________________________________________________；

300～400℃时，______________________________________________________。图1

图2250℃催化效率下降是影响乙酸生成速率的主要原因温度升高是影响乙酸生成速率的主要原因(3)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中。反应相同时间，NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图3所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是__________________________________________。图3迅速上升段是催化剂活性随温度升高而增大，与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大催化剂活性下降，NH3与O2反应生成了NO(4)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。①纳米铁粉与水中NO反应的离子方程式为4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋

3H2O。研究发现，若pH偏低将会导致NO的去除率下降，其原因是__________________________。②相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO的速率有较大差异(如图4)，产生该差异的可能原因是___________________________________________________________________________________________。图4纳米铁粉与H＋反应生成H2(2024·苏州期末)将模拟烟气(主要成分为NO、NH3、O2)匀速通过装有催化剂的反应管，NH3和NO反应机理可表示如下(ads表示吸附态)：(1)负载不同含量CeO2的催化剂对NO的脱除率随温度的变化如图所示。8催化剂A①130～200℃温度范围内，随着温度的升高，NO脱除率均迅速增大原因是

____________________________________________________________________。②催化剂的催化效率与反应物在载体表面的吸附和活性物质表面的反应有关。温度高于400℃，使用催化剂B的NO脱除率明显低于催化剂A，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验测得温度升高出口处N2O含量增大，已知NH3与O2在该催化剂下很难反

应生成N2O，N2O含量增大的原因是_________________________________________(用化学方程式表示)。催化剂活性随温度升高而增大与温度升高共同使NO的脱除速率迅速增大载体Al2O3的含量减少，高于400℃时，催化剂表面吸附NH3的量减少的影响大于活性CeO2含量增加对NO的脱除速率的影响【解析】(2)已知NH3与O2在该催化剂下很难反应生成N2O，实验测得温度升高出口处N2O含量增大，可能是烟气中的NH3与NO直接反应生成N2O。考点4化学反应机理(历程)1能量图某化学反应的机理能量图如图所示。(1)该图中发生反应：A＋B―→D，则ΔH___0(填“＞”或“＜”)。使用催化剂，反应分两步进行，第一步：A＋B―→C，为______(填“吸热”或“放热”)反应，活化能为_________(填“E1”或“E2”)；第二步：C―→D，为______(填“吸热”或“放热”)反应，活化能为___(填“E1”或“E2”)。(2)活化能越大，反应速率越___；一个反应的快慢取决于反应速率最___(活化能最___)的反应。图中第一步反应比第二步反应___；决速步骤为第___步。(3)能量越低，物质越稳定。图中最稳定的是___(填“A＋B”“C”或“D”)。<吸热E1放热E2慢慢大慢一D(4)ΔH＝______(填“生成”或“反应”，下同)物的总能量－______物的总能量＝___(填“正”或“逆”，下同)反应活化能－___反应的活化能。(5)催化剂不影响ΔH、平衡移动及平衡转化率。使用催化剂能提高单位时间内反应物的转化率。生成反应正逆已知在Rh催化下，由甲酸生成CO2和H2的反应历程与相对能量关系如图所示。2能垒图(1)图中HCOOH(g)―→HCOOH*表示________________________________，该过程___热(填“放”或“吸”)。(2)写出图中3个基元反应方程式：_____________________________、______________________________、_______________________________。(3)图中决速步骤反应为_______________________________________。(4)总反应的热化学方程式为______________________________________________________________________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。(5)反应物相同，若发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。HCOOH(g)吸附到催化剂表面放HCOOH*===HCOO*＋H*HCOOH*===HCOO*＋H*HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－0.16NAeV/mol3循环图(1)“入环”(“只进不出”)的物质是反应物，“出环”(“只出不进”)的物质是生成物。位于“环”上的物质一般是催化剂或反应中间体。(2)催化剂：参与第一步反应，并在最后一步重新生成的物质。(3)中间体：除最初反应物、最终生成物及催化剂外，其他物质一般都是反应中间体。91能量图A.使用Ⅰ或Ⅱ，反应历程都分2步进行B.达平衡后，若升高温度，P的浓度增大C.使用Ⅰ时，反应体系更快达到平衡状态D.使用Ⅱ时，反应过程中M所能达到的最高

浓度更大C【解析】

由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A错误；由图可知该反应是放热反应，达平衡时，升高温度平衡左移，P的浓度减小，B错误；由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C正确；由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D错误。A.合成甲醇反应的ΔH＞0B．*OCH2→CH2O活化能为2.07eVC.生成副产物CO比CH2O容易D.要使反应速率加快，主要降低

*CO＋*OH―→*CO＋*H2O活化能2能垒图10B【解析】

反应物CO2、H2的总能量比生成物CH3OH、H2O的总能量低，属于吸热反应，A正确；*OCH2→CH2O活化能为2.73eV＋0.66eV＝3.39eV，B错误；生成副产物CO的活化能比生成CH2O的活化能小，生成副产物CO比生成CH2O更容易发生，C正确；*CO＋*OH―→*CO＋*H2O的活化能最大，该步反应速率最慢，是CO2和H2制CH3OH的决速步，D正确。(2023·如东期中)液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。使用Fe2O3为催化剂，可能的反应过程如图1所示。3循环图11图1

图2(1)该脱硝过程的总反应的化学方程式为_______________________________。(2)反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为____________________________________________________________________________________________________________________________________。Fe3＋与NH3反应生成H＋和中间产物Fe2＋—NH2，而后Fe2＋—NH2吸收NO生成N2和H2O，并生成Fe2＋与H＋进入下一个循环NH3被氧化生成NO，造成NO含量增大(2020·江苏卷)CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。(1)CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶

液反应制得)中通入H2生成HCOO－，其离子方程式：__________________

______________；11HCOO－＋H2O温度升高反应速率增大，温度升高催化剂的活性增强图1

图2(2)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图2所示。①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成______(填化学式)。②研究发现：其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是_____________________________________________________。HD提高释放H2的速率，提高释放出H2的纯度贰质量评价A.x＝3B.0～2min内，v(A)＝0.48mol/(L·min)C.当剩余0.4molB时，反应时间为4minD.其他条件相同，若起始时向2.5L容器中充入6molA和2molB，当剩余1.2molB时，消耗时间小于2minD2.(2023·镇江期中)碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程如下。第一步：I2(g)―→2I(g)(快反应)第二步：I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)(慢反应)实验表明：含碘时N2O分解速率方程v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是(

)A.升高温度，第一步向右进行的程度变大B.第二步的活化能比第三步小C.IO为反应的催化剂D.N2O分解反应的速率与是否含碘蒸气无关A【解析】

断键吸热，所以升高温度，第一步向右进行的程度变大，A正确；第二步为慢反应，第三步为快反应，第二步活化能比第三步大，B错误；IO为中间产物，I2是反应的催化剂，C错误；根据含碘时分解速率方程v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)，可判断N2O分解反应的速率与是否含碘蒸气有关，D错误。3.(2023·南通期末)CO2和H2反应制备CH3OH的反应机理如图所示(带*的表示吸附在催化剂表面)(1)研究表明，图中过程ii的活化能小但实际反应速率慢，是控速步骤，导致该步反应速率小的原因可能是______(填字母)。A.H2O对该反应有阻碍作用B.其他物种的存在削弱了同一吸附位上H的吸附C.温度变化导致活化能增大D.温度变化导致平衡常数减小AB(2)已知：图中HCOO为甲酸物种，结构是

，CH3O为甲氧基物种。从化学键视角图中i与ii的过程可描述为___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

CO2分子中一个碳碳双键被打开，其中的碳原子与氢气分子中断开的氢原子结合形成HCOO被催化剂吸附，HCOO中碳氧双键被打开，碳原子与氧原子分别与氢原子结合，脱水形成CH3O被催化剂吸附4.(2021·江苏卷)利用铜-铈氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中Cu、Ce元素的化合价均发生变化，可能机理如图1所示。将n(CO)∶n(O2)∶n(H2)∶n(N2)＝1∶1∶49∶49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图2所示。(1)基态Ce原子的简化核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，图1所示机理的步骤(i)中，元素Cu、Ce化合价发生的变化为______________________________________。Cu由＋2价变为＋1价，Ce由＋4价变为＋3价

图2

图1(2)当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，可能原因是______________________________________________________。【解析】(1)图1所示机理的步骤(i)中，CO结合O转化为CO2，结合Ce原子的核外电子排布式，可判断铜的化合价由＋2变为＋1，铈的化合价由＋4变为＋3。(2)由于高温下，Cu(Ⅱ)或Cu(Ⅰ)可被H2还原为金属Cu，故当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性可能下降。温度升高，Cu2＋(或Cu＋)被H2(或CO)还原为Cu叁练习1化学反应速率及其理论A.增加C的量B.将容器的容积缩小一半C.保持容器容积不变，充入N2D.保持压强不变，充入He【解析】C是固体，增加固体C的量，反应速率不变，A错误；将容器容积缩小一半，相当于增大压强，反应速率加快，B正确；保持容器容积不变，充入N2，各组分浓度不变，反应速率不变，C错误；保持压强不变，充入He，等效于减压，反应速率减慢，D错误。B2.(2023·无锡太湖中学)少量铁粉与100mL0.01mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢，为了加快此反应速率而不改变H2的量，可以使用如下方法中的(

)①加H2O②加NaOH固体③滴入几滴浓盐酸④加CH3COONa固体⑤加NaCl溶液⑥滴入几滴硫酸铜溶液⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)⑧改用10mL0.1mol/L盐酸A.⑤⑦⑧

B.③⑤⑧C.①⑥⑦

D.③⑦⑧D【解析】

加水，c(H＋)减小，反应速率减慢，①不符合题意；加NaOH固体，c(H＋)减小，反应速率减慢，②不符合题意；滴入几滴浓盐酸，c(H＋)增大，反应速率加快，③符合题意；加CH3COONa固体，生成醋酸，c(H＋)减小，反应速率减慢，④不符合题意；加NaCl溶液，c(H＋)减小，反应速率减慢，⑤不符合题意；滴入几滴CuSO4溶液，Fe置换出Cu，构成原电池，反应速率加快，但Fe的量减少，导致生成H2的量减少，⑥不符合题意；升高温度(不考虑盐酸挥发)，反应速率加快，⑦符合题意；改用10mL0.1mol/L盐酸，c(H＋)增大，反应速率加快，⑧符合题意。故选D。3.(2023·徐州调研)含有少量I－的溶液中，H2O2的分解机理如下：①H2O2＋I－===H2O＋IO－(慢)，②H2O2＋IO－===H2O＋O2＋I－(快)。对于含有少量I－的溶液中发生的反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)

ΔH＝

－98kJ/mol。下列说法正确的是(

)A.增大溶液中c(I－)，可提高H2O2的分解速率B.IO－也是该反应的催化剂C.反应①和反应②的活化能之和等于98kJ/molD.升高温度和使用催化剂均能提高H2O2分解的平衡转化率A【解析】

增大溶液中c(I－)，反应①的速率加快，反应①的速率决定总反应速率，故可提高H2O2的分解速率，A正确；I－是该反应的催化剂，IO－是中间产物，B错误；反应①和反应②的活化能之和不等于98kJ/mol，C错误；催化剂不能使平衡发生移动，使用催化剂不能提高H2O2分解的平衡转化率，D错误。A.合成氨反应的ΔS＝－200J/(K·mol)，在较低温度下不能自发进行B.氮气和氢气的反应活化能很大，需要外界提供能量才可能发生反应C.恒温恒容密闭容器中充入1molN2和3molH2，充分反应后放出热量小于

92.4kJD.温度升高，反应物的活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多，反应速率增大A5.(2024·扬州中学)一种合金催化剂M催化BH3NH3水解释氢的反应机理如图所示。下列有关说法不正确的是(

)A.总反应ΔS>0B.加入NaOH可制得更纯的H2C.若反应中生成2gH2，转移电子2molD.若将H2O换成D2O则可释放出HDB6.(2024·南通三模)NaOH活化过的Pt/TiO2催化剂对甲醛氧化为CO2具有较好的催化效果，有学者提出该催化反应的机理如图所示。下列说法不正确的是(

)DA.步骤Ⅰ中存在非极性键的断裂B.步骤Ⅰ可理解为HCHO中带部分负电荷的O与催化剂表面的—OH发生作用D.该催化剂对苯的催化氧化效果优于对HCHO的催化氧化效果7.(2023·连云港一调)光催化还原法实现CO2甲烷化可能的反应机理如图所示，该过程可描述为光照条件下，催化剂TiO2的价带(VB)中的电子激发至导带(CB)中，价带中形成电子空穴(h＋)，______________________________________________________________________________。H＋作用下CO2在导带上得到电子生成CH4，H2O在价带上失去电子生成O2和H＋8.一种还原酸性废水中Cr(Ⅵ)的方法是加入铁屑。实验发现，在不改变铁屑总量的情况下，加入一定量的烟道灰(一种细小的炭粒)，铬(Ⅵ)还原速率加快。加入烟道灰后铬(Ⅵ)还原速率加快的原因是___________________________________________________________________________。在酸性废水中，铁屑和烟道灰形成原电池，加快反应速率9.(2023·如东期中)“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼，其反应历程如图所示。(1)上图所示的反应步骤Ⅱ、Ⅳ中Fe元素化合价的变化可分别描述为___________________________________________________________________。(2)将NH2OH替换为ND2OD，反应所得产物的化学式为_________________。【解析】(2)由反应历程可知，生成的H2N—NH2有2个氢原子来源于NH3，另外2个氢原子来自NH2OH，生成的H2O中有一个氢原子来源于NH3，另外一个氢原子来自NH2OH，将NH2OH替换为ND2OD，所得产物的化学式为ND2NH2、HDO。步骤Ⅱ中Fe由＋2价变成＋3价，步骤Ⅳ中Fe由＋3价变成＋2价ND2NH2、HDO10.(2023·苏州期初)金属锰分解水原位还原CO2产生甲酸是CO2有机资源转化新途径。锰与水反应生成MnO与活性氢原子，MnO结合活性氢原子形成中间体Q；HCO吸附到具有催化活性中间体Q后被活化产生甲酸的部分机理如图所示。(1)从电负性角度描述中间体Q与HCO生成HCOO－的过程：________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验中将锰粉、碳酸氢钠和去离子水添加到反应器中，反应一段时间后产生甲酸的速率迅速上升的原因可能是___________________________________________________。中间体Q中与Mn单键断裂生成HCOO－锰与水反应生成MnO是CO2生成甲酸反应的催化剂11.(2023·前黄中学)硼氢化钠(NaBH4)是一种高效储氢材料，25℃时NaBH4在掺杂了MoO3的纳米Co2B合金催化剂表面活性位点水解制氢的机理如图1所示：(1)写出NaBH4与水反应生成NaBO2和H2的离子方程式：_______________________________________；并分析掺杂MoO3能提高制H2效率的原因_______________________________________________________。吸附水分子，并促进水分子电离生成H＋(2)已知25℃时NaBO2和NaBH4在水中的溶解度分别为28g和55g，NaBH4浓度对制H2速率影响如图2所示，NaBH4制H2的最佳浓度为10%，试分析浓度过低或过高反应速率变慢的原因：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。图2

NaBH4含量对催化剂性能的影响(25℃)

NaBH4含量较低时，催化剂表面活性位点未被充分利用，催化剂性能未充分发挥；NaBH4含量较高时，水解反应产物NaBO2易吸附于催化剂12.(2023·前黄中学)(1)铁粉可用于处理水中污染物。铁粉的氧化物层可以导电。利用纳米级的铁粉可以有效处理废水中的Cu2＋和Zn2＋，去除机理如图甲所示。纳米级的铁粉去除污水中Cu2＋和Zn2＋机理不同，请解释原因并简述两者的区别：

____________________________________________________________________________________________________________；由图乙可知，当pH<3时，随pH减小，

Cu2＋和Zn2＋去除率减小的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。Fe的金属活动性小于Zn而大于Cu，Cu(Ⅱ)吸附后被Fe还原为Cu而除去；Zn(Ⅱ)吸附后水解生成Zn(OH)2而沉降c(H＋)增大，抑制Zn2＋水解，Zn(OH)2生成量减小，去除率降低；H＋在纳米级铁粉表面得电子增多，被还原的Cu2＋减少，Cu2＋去除率降低甲

乙(2)“纳米零价铁-H2O2”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的NO：在一定温度下，将H2O2溶液和HCl溶液雾化后与烟气按一定比例混合，以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置，可将烟气中的NO氧化。丙

丁①Fe2＋催化H2O2分解产生HO·，HO·将NO氧化为NO的机理如图丙所示，Y的化学式为______________________。②NO与H2O2反应生成HNO3的化学方程式为_____________________________________________________。③纳米零价铁的作用是________________________________________。④NO脱除率随温度的变化如图丁所示。温度高于120℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是____________________________________________________________________。【解析】(2)①

由图可知，H2O2＋Y―→HO2·＋X＋H＋，反应中O元素化合价升高，则Y中铁元素化合价降低，Y的化学式为FeCl3或Fe3＋。③

铁与HCl溶液产生催化剂Fe2＋。Fe3＋或FeCl32NO＋3H2O2===2HNO3＋2H2O与HCl溶液反应产生Fe2＋H2O2的分解速率随温度升高而加快，H2O2浓度减小，NO脱除率降低肆练习2化学反应速率与能量图1.(2023·常州调研)我国科研人员研究发现合成氨的反应历程有多种，其中有一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*表示)。下列说法正确的是(

)A.N2生成NH3是通过多步氧化反应生成的B.过程Ⅰ和Ⅲ中能量的变化相同C.对于N2(g)→*N2(g)，适当提高N2分压，可以加快反应速率，提高N2(g)转化率D.若有大量氨分子吸附在催化剂表面，将降低化学反应速率D【解析】

由图可知，N2生成NH3的过程：N2→N===NH→HN===NH→HNNH2

→H2NNH2→NH3，氮元素化合价逐渐降低，是发生多步还原反应生成的，A错误；过程Ⅰ是断裂氮氮三键中的一个键，而过程Ⅲ是断裂氮氮双键中的一个键，所需能量不同，B错误；N2(g)→*N2(g)，提高N2分压可以加快反应速率，但不能提高N2(g)转化率，C错误；NH3及时脱附可留下催化活性位，D正确。2.(2023·无锡期末)反应物(X)转化为产物(Y)时的能量变化与反应进程的关系如图曲线①所示，在反应中仅改变一种外界条件，可得到如图曲线②。下列说法正确的是(

)A.该反应是吸热反应B.X·M为反应所加的催化剂C.改变该条件后，降低了反应的焓变D.该条件的改变增大了单位体积内活

化分子百分数【解析】X的能量高于Y，该反应是放热反应，A错误；M为反应所加的催化剂，X·M为中间产物，B错误；改变条件后，降低了反应的活化能，ΔH不变，C错误；使用催化剂能增大单位体积内活化分子百分数，D正确。D3.(2023·南通期末)我国最新报道的氨催化合成反应的机理如图所示(*代表微粒吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是(

)B.催化剂吸附N2(g)和H2(g)会吸收能量C.在转化过程中有非极性键的断裂和形成D.使用该催化剂，降低了合成氨反应的活化能，提高了合成氨的平衡转化率A4.(2023·无锡一中)二维锑片(Sb)是一种新型的CO2电化学还原催化剂。酸性条件下，人工固碳装置中的CO2气体在二维锑片表面发生三种催化竞争反应，其反应历程如下图所示(*表示吸附态中间体)。下列说法不正确的是(

)A.三种催化竞争的总反应