高中化学：第1讲 化学反应速率

第7章化学反应速率与化学平衡

LCHEMISTRY£

第1讲化学反应速率

课程标准知识建构

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。

1速率公式11内.1

3.知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对叵版H眩29T影响U巾H兼件控制

1/率关系1।外M|

化学反应速率的影响。

4.能进行化学反应速率的简单计算，能通过实验探究

分析不同组分浓度对化学反应速率的影响，能用一定

理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。

双基过关夯实必备知识

一'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

0=野，单位为mol-L'-s1aKmol-L'min'»

3.化学反应速率与化学计量数的关系

对于已知反应：加A(g)十〃B(g)=pC(g)+qD(g),当单位相同时，用不同反

应物或生成物表示的化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量

数之比，即0(A)：0(B)：0(C):v(D)=mn：p：c/o

【特别提醒】

(1)一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。

(2)由。=由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。

【诊断1】判断下列说法是否正确，正确的打错误的打X。

(1)化学反应速率为0.5mol-LIs」是指1s时某物质的浓度为0.5mol-L

'()

(2)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显()

(3)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生

成物浓度的增加()

(4)甲、乙两容器中分别充入2molNO2和4molNO2,5分钟后两者各反应

掉NO21mol和2mol,则说明乙中反应速率大()

(5)对于反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1),o(NO)与0(。2)的关系为

4V(NO)=5V(O2)()

(6)对于2s02(g)+Ch(g)2so3(g),0(SO2)=1mol/(L-s)与u(02)=0.5

mol/(L.s)表示的反应前者快()

(7)在相同的时间间隔内反应速率快的反应生成的生成物的物质的量也多

()

答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)X(7)X

二'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

近度1增大反应物浓度,反应速率皿/反之减小

厂对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率

用&iIX,反之减小

①^>一升高温度，反应速率增大,反之减小

使用合适催化剂,能增大化学反应速率，且

«£产厂正、逆反应速率增大程度蛔

反应物间的接触面积、光辐射、放射线辐射、

更蚂巡A超声波等

3.有效碰撞理论

(1)活化分子、活化能、有效碰撞

①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。

②活化能：

反应过程

图中：Ei为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能，E3为使用催化剂时的活

化能,反应热为£1二及。

③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。

(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

【特别提醒】

(1)固体或纯液体物质量的改变，不影响化学反应速率。

(2)稀有气体对有气体参与的反应速率的影响

①恒温恒压

:“不变，V变大，c|

U：_减__小___._速__率___减__小_J；

②恒温恒容

2：n、V均不变，c不变,

C=":速率不变

【诊断2】判断下列说法是否正确，正确的打错误的打X。

(1)增大反应物的量，反应速率一定增大()

(2)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大()

(3)增大反应体系的压强，反应速率一定增大()

(4)催化剂都不参加化学反应()

(5)加热使反应速率增大的原因之一是活化分子百分数增大()

答案(1)X(2)V(3)X(4)X(5)V

重难突破培育关黄能力

考点一化学反应速率的计算与比较

【典例1】(2020.浙江宁波十校模拟)某温度下，在容积为2L的密闭容器中

投入一定量的A、B发生反应3A(g)+循(g)cC(g)A/7=-QkJmor1(e>0),

12s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8mol,反应过程中A、B的物质

的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是()

-

-

一

。

三

、

超

影

在

与

蛉

滓

A.前12s内，A的平均反应速率为0.025molL〕sf

B.12s后，A的消耗速率等于B的生成速率

C.化学计量数之比b：c=l：2

D.12s内，A和B反应放出的热量为0.2。kJ

答案C

解析分析图像可知，12s内A的浓度变化为(0.8—0.2)mol-L-i=0.6molL

_.1、­、Ac0.6mol-L'_..._、“

,反反速率0。)=五=---区---=0.05mol-L'-sA项错庆；分析图像，

,,0.2mol-L11

12s内B的浓度变化为(0.5—0.3)moUi=0.2mol-Lv(B)=一岳一=而

molL-I-s-1,速率之比等于化学计量数之比，3：8=0.05：*，则/?=1,3：c=

0.8

0.05：则c=2,A、B的化学计量数不同，12s后达到平衡状态，A的消耗

速率不等于B的生成速率，B项错误，C项正确；消耗3molA放热QkJ,12s

内消耗A的物质的量为0.6mol-L'X2L=1.2mol,消耗1.2molA放出的热量

为0.4。kJ,D项错误。

【对点练1](化学反应速率的计算)NH3和纯净的02在一定条件下发生反

应：4NH3(g)+302(g)2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2L密闭容器中

充入4molNH3和3mol02,4min后,测得生成的H20(g)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.V(N2)=0.125mol-L'-min1

-1

B.V(H2O)=0.375molL^min

C.U(O2)=0.225mol-L'-min1

D.u(NHs)=0.250molL-lmin-1

答案C

解析设4min时，生成6xmolH20(g)

4NH3(g)+3()2(g)^^2N2(g)+6H20(g)"(总)

起始/mol43007

变化/mol432.r6;r

4min/mol4-4才3~3.r2才6才7+.r

据题意，有弄;=0.4解得：x=0.5,则4min内H20的变化浓度为Ac(H2O)

="yj°'=1.5mol-L0(氏0)=*^^^—=0.375mol-L'-min再由各物质

2L4min

表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得各物质表示的反应速率分别

为U(N2)=0.125mol-L"min1,I?(NH3)=0.250mol-L^min1,y(02)=0.1875

mobL-,-min-1o

【对点练2](化学反应速率的比较)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)高潘滴压2NH3(g)。根据在相同时间内测定的

结果判断，生成氨的速率最快的是()

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

B.u(N2)—0.3mol-L^min-1

C.V(NH3):=0.15mol-L'-min1

D.O(H2)=0.3mol-L1-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，O(H2)=0.01mol-L'-s'=0.6mol-L'-min1,1u(H2)=0.2mol-L

'-min'；B项，v(N2)=0.3mol-L'-min'；C项，^u(NH3)=0.075mol-L1-min'；

_1_1

D项，1U(H2)=0.1molLmino由此可知，B项中表示的反应速率最快。

【对点练3］（用其他物理量表示的化学反应速率）工业制硫酸的过程中,

S02（g）转化为S03（g）是关键的一步，550℃时，在1L的恒温容器中，反应过

程中部分数据见下表：

反应时间/minSO2(g)/molO2(g)/molSO3(g)/mol

0420

51.5

102

151

若在起始时总压为pokPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气

态物质分压=总压X气态物质的物质的量分数，则10min内S02（g）的反应速率

u（S02）=kPamin1。

较案包

口木30

解析列出''三段式"

2sO2(g)+0?(g)2s03(g)

初始/mol420

转化/mol212

10min/mol212

气体总压之比等于气体物质的量之比，所以10min时体系总压piomin满足

/?()kPa6mol

即pi0min=#0kPa,p初始(SO2)=$okPa,/?IOmin(SO2)=^?0X5=3

P1()min5mor

pokPa,故o(S02)=@?okPa—kPa)4-10min=^pokPaminL

"归纳总结—

（1）“三段式”法计算化学反应速率

①写出反应的化学方程式。

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。

例如：反应mA(g)+(g)pC(g)

起始浓度/molL-iabc

nx

转化浓度区

/mol-L-।Xmm

,Y\X

某时刻浓度」c+包

/moLLa-xb——mm

Xnxpx

则WA)一加0(B)-mN〃©一m-Ar

(2)化学反应速率的比较方法

①换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值的大小。

②比值法：在速率单位相同时，把速率除以相应物质的化学计量数，数值大

者反应速率大。

考点二化学反应速率的影响因素的分析及应用

【典例2】下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是

()

选项反应甲乙

外形、大小相近的

ANaK

金属和水反应

4mL0.01mol-L1

0.1mol-0.2mol-

KMnCU溶液分别

口的口的

B和不同浓度的2

H2c2。4H2c2。4

mLH2c2。4(草酸)

溶液溶液

溶液反应

5mL0.1mol-L1

Na2s2O3溶液和5

C热水冷水

mL0.1mol-L-1

H2s04溶液反应

5mL4%的过氧化

无MnO2加MnO2

D氢溶液分解放出

粉末粉末

02

答案c

解析由于K比Na活泼，故大小相同的金属K和Na与水反应，K的反应

速率更快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大

量的热，反应速率逐渐加快，A项不正确；由于起始时乙中H2c2。4浓度大，故

其反应速率比甲中快，B项不正确；由于甲反应是在热水中进行的，温度高，故

甲的反应速率大于乙，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应

速率逐渐减小，C项正确；MnCh在H2O2的分解过程中起催化作用，故乙的反应

速率大于甲，D项不正确。

【对点练4】（影响化学反应速率的因素）（2020.吉安市五校联考）03在水中易

分解，一定条件下，03的浓度减少一半所需的时间⑺如下表所示。

//minpH

3.04.05.06.0

T/°(

2030123116958

301581084815

503126157

据表中的递变规律，推测03分别在条件①40℃、pH=3.0,②10℃、pH

=4.0,③30℃、pH=7.0下，分解速率依次增大的顺序为（）

A.①②③B.③②①

C.②①③D.③①②

答案C

解析由表中数据可知，温度越高反应速率越快，pH越大反应速率越快，

所以40℃、pH=3.0时，所需时间在31〜158min之间；10℃、pH=4.0时，

所需时间>231min；30℃、pH=7.0时，所需时间V15min,则分解速率依次

增大的顺序为②、①、③。故答案选C。

【对点练5】（外界条件对正逆反应速率的影响）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）A//>0o下列叙述正确的

是（）

A.向容器中充入氨气，反应速率增大

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

答案C

解析向恒容容器中充入氢气，各反应组分的浓度不变，反应速率不变，A

项错误；W为固体，加入少量W,反应速率不变，B项错误；升高温度，正、

逆反应速率均增大，C项正确；将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子

数和有效碰撞次数，但活化分子百分数不变，因为有效碰撞还与碰撞的角度有关,

D项错误。

【对点练6］（影响化学反应速率因素的原因分析X2020.湖北荆州市高三质检）

如图，这种具有不同能量的分子百分数和能量的对应关系图，叫做一定温度下分

子能量分布曲线图。图中E表示分子平均能量，艮是活化分子具有的最低能量。

下列说法不正确的是（）

°EE能量

一定温度下的分子能量分布曲线

A.图中反与E之差表示活化能

B.升高温度，图中阴影部分面积会增大

C.使用合适的催化剂，E不变，及变小

D.能量大于区的分子间发生的碰撞一定是有效碰撞

答案D

解析E表示分子的平均能量，及是活化分子具有的最低能量，能量等于或

高于区的分子可能产生有效碰撞，活化分子具有的最低能量及与分子的平均能

量E之差叫活化能，A正确；当温度升高时，使活化分子百分数增大，阴影部分

面积会增大，B正确；催化剂使活化能降低，加快反应速率，使用合适的催化剂,

E不变，及变小，C正确；E表示分子的平均能量，区是活化分子具有的最低能

量，能量等于或高于反的分子可能产生有效碰撞，D错误。

易错警示

(1)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同

等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。

(2)升高温度，正反应速率和逆反应速率都增大，但增大的程度不同；降低

温度，正反应速率和逆反应速率都减小，但减小的程度不同。

考点三控制变量研究影响化学反应速率的因素

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

IOCO2t+8H2OO某化学小组欲探究H2c2。4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

酸性H2c2O4溶水的体反应温反应时

编号

积度/℃间

KMnO4液/mL/min

溶液体积体积/mL

/mL

I220202.1

IIV121205.5

IIIV220500.5

下列说法不正确的是()

A.Vi=l,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u(KMnO4)=

0.01mol-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0=1,类比分析可得吻=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，KMnO4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错误；D项，根据实验III中有关数据可知，Ac(KMnO4)=°。mX2m。

,Ac(KMnO4)0.005mol-L1,

=0.005mol-Lu(KMnO4)=—---L=-57^——=0.01mol-L'min

1、I\J.JLJL11

D正确。

-------------------名师点拨-------------------

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。

【对点练7】(控制变量的应用X2020.天津第一中学月考)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。

ABcDEF

混合溶液

4mol-L1H2SO4/1T1L30ViV2V3V4V5

饱和CuSCU溶液/mL00.52.55V620

HO/mLV7V9V10100

2v8

请完成此实验设计，其中：Vi=，V6=,V9=o

答案301017.5

解析若研究CuS04的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuS04的量不

同之外，其他物质的量均相同，则0=丫2=丫3=山=%=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,则弘=10,V9=17.5O

【对点练8】(控制变量的实验设计)碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣

小组用020moi/LKI、0.4%淀粉溶液、0.20mol/LK2s2。8、0.010mol/LNa2S2O3

等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。

已知：S2OF+2I=2SO?+l2(慢)

l2+2S2O4-=2「+S4Or(快)

(1)向KI、Na2s2。3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2s2。8溶液，当溶液

中的Na2s2。3耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2or

与S2。，初始的物质的量需满足的关系为：/?(s2or):〃(S2O「)o

(2)如果实验中不使用Na2s2。3溶液，可能存在的不足是。

(3)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:

试剂体积V/mL

显色

实验KI

K2S2O8Na2s2O3淀粉时

序号溶水

溶液溶液溶液间t/s

液

①101004126.8

②51054154.0

③2.510Vi41108.2

④10554153.8

⑤57.57.54V2t\

表中Vi=mL,理由是；Vi—mL,理由是

___________________________________________________________________O

显色时间t\大约是O

(4)根据表中数据可以得出的结论是

答案(1)>0.5

(2)显色时间太短，不易测量

(3)7.5保证每次实验溶液总体积相等1保证淀粉溶液的用量相同

72.0s(54.0s-72.0s)

(4)反应速率与反应物浓度成正比关系(反应物浓度越大，反应速率越大)

解析(1)由题意可知，向KI、Na2s2。3与淀粉的混合溶液中加入一定量的

K2s2。8溶液，先发生反应S2O1+2「=2SOK+l2(慢)，后发生反应I2+2S2O歹

==2「+S40V(快)，当溶液中的Na2s2。3耗尽后，碘才能与淀粉反应使溶液颜色

由无色变为蓝色，根据方程式S2O1+2「=2SOK+l2可知，生成Imolb需1

molS2O8,根据12+2$20歹=2「+S4(%—可知，b与S2O1的物质的量的关系为

1：2,即1molI2需2molS2O3,恰好反应时〃(S20a)：«(S2O3)=1：2,为确

保能观察到蓝色，碘需有剩余,则S20H应少量，所以n(S2OD：n(S2OD>l：2。

(2)如果实验中不使用Na2s2。3溶液，可能存在的不足是显色时间太短，不易测量。

(3)该实验是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，实验①与实验②对照，溶

液体积均是25mL,为确保溶液体积不变，所以0=7.5mL,理由是保证每次实

验溶液总体积相等。V2=lmL,理由是保证淀粉溶液的用量相同。对比几组实验

数据，显色时间外大约是72.0s。(4)根据表中数据可以得出的结论是，反应速率

与反应物浓度成正比关系，即反应物浓度越大，反应速率越大。

微专题24高考热点——催化剂与反应机理

知识进阶.

催化剂和活化能

1.催化剂

(1)催化剂的概念及作用原理

催化剂是一种改变反应速率但不改变反应平衡状态的物质。在有的反应中催

化剂参与化学反应，其作用是降低该反应发生所需要的活化能，可以把一个较难

发生的反应变成几个较容易发生的化学反应。

(2)催化剂的特点和影响因素

①催化剂具有高度的选择性(或专一性)。一种催化剂并非对所有的化学反应

都有催化作用，例如二氧化锦在氯酸钾受热分解中起催化作用，加快化学反应速

率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。

②某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作

用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等。

③绝大多数催化剂都有其活性温度范围，温度过高或过低，催化活性都会降

低。

2.活化能

(1)活化能的概念

活化能是指化学反应中，由反应物分子到达活化分子所需的最小能量。从过

渡态理论的角度，活化能也可以看成过渡态分子与反应物分子的能量差值。

（2）活化能与△”的关系

正、逆反应活化能的差值就是反应的焰变，可表示为AHnE正一E逆。

（3）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。

3.催化剂与活化能、的关系

催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应的o

案例精析

【典例1】（双选X2020.山东学业水平等级考试）1,3-丁二烯与HBr发生加成

反应分两步：第一步H+进攻1,3.丁二烯生成碳正离子（CH£"CHj）；第二步B「进

攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如图所示。已知在

0°C和40C时，1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。

下列说法正确的是（）

翊

混r\_

//CH\

-ICH£H窑0也\（1,2-加成产物）

CHCHBrCH=CH

CH,=CH—CH=CH»32

CHCH=CHCH,Br

+HBr4

（1,4一力II成产物）-

反应进感

A.1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定

B.与0℃相比，40℃时1,3-丁二烯的转化率增大

C.从0C升至40°C,1,2-加成正反应速率增大，1,4-加成正反应速率减

小

D.从0℃升至40°C,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速

率的增大程度

答案AD

解析结合图像可知，1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能量低，即1,4-

加成产物比1,2-加成产物稳定，A项正确；结合题图和题中信息只能判断不同温

度下1,3-丁二烯发生1,2-加成反应和1,4-加成反应的倾向，不能判断1,3-丁二烯

的转化率，B项错误；温度升高，1,2-加成反应和1,4-加成反应的正反应速率均

加快，C项错误；由0℃升温至40℃时，1,3-丁二烯发生的反应由以1,2-加

成为主变为以1,4-加成为主，即1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速

率的增大程度，D项正确。

【典例2】（2018•全国卷I）对于反应2N2O5（g）-4NO2（g）+O2（g）,R.A.Ogg

提出如下反应历程：

第一步N2O5NO2+NO3快速平衡

第二步NO2+NO3—►NO+NCh+Ch慢反应

第三步NO+NO3-2NO2快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是

A.0（第一步的逆反应）＞0（第二步反应）

B.反应的中间产物只有N03

C.第二步中N02与N03的碰撞仅部分有效

D.第三步反应活化能较高

答案AC

解析快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应

的逆反应速率大于第二步反应的速率，A项正确；反应的中间产物除N03外还

有NO,B项错误；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；第三步反

应快，说明反应的活化能较低，D项错误。

专题精练.

1.（2021-1月湖南普高校招生适应性考试，9）活泼自由基与氧气的反应一直是关注

的热点。HNO自由基与02反应过程的能量变化如图所示：

7I

一OO

u。

n

p过渡态I

o

/HNO+O.lil；)过渡态W

阴

-'―/：-18.92

袈()()

中间产物X•

攵(M)

出()O--12.16:

1

一(

过渡态II

-153.58一\产物R

过渡态m\(H-O-O-N=O)

-20059\-202.00

-

2(中间产物Y中间产物Z

3(

-201.34-205.11

-

产物P2(H-O-N^

-320.40u

下列说法正确的是（）

A.该反应为吸热反应

B.产物的稳定性：Pi＞P2

1

C.该历程中最大正反应的活化能E,H；=186.19kJmor

D.相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：o（Pi）＜0（P2）

答案C

解析由图示可知，反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高，即

该反应为放热反应，故A错；产物P2所具有的能量比产物Pi所具有的能量低118.4

kJ,所以产物P2比产物Pi要稳定，故B错；由图示可知中间产物Z到过渡态IV

所需的活化能最大，则£^=186.19故选C；由图示可知，由中间产物

Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能，则由中间产物Z转

化为产物的速率：P（P1）＞V（P2）,故D错。

2.（2020.安徽合肥市二质检）研究表明N20与CO在Fe+作用下发生可逆反

应的能量变化及反应历程如图所示。下列说法不正确的是（）

反应历程

A.反应中Fe+是催化剂，FeO+是中间产物

B.总反应速率由反应②的速率决定

C.升高温度，总反应的平衡常数K减小

D.当有14gN2生成时，转移1mole」

答案B

解析由图可知，Fe+先转化为FeO+,FeO+后续又转化为Fe+,反应前后

Fe+未发生变化，因此Fe+是催化剂，FeO卡是中间产物，A不符合题意；由图可

知，反应①的能垒高于反应②，因此反应①的速率较慢，总反应速率由反应①的

速率决定，B符合题意；由图可知，反应物的总能量高于生成物总能量，该反应

正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，总反应的平衡常数K减小，C不符

合题意；由图可知，总反应方程式为：N2O+COFeCO2+N2,N元素化合

价从+1价降低至。价，当有14gNz生成时，即生成0.5molN2,转移电子的物

质的量为0.5molX2=lmol,D不符合题意。

1

3.已知反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)△”=一752kJ-moP的反

应机理如下：

①2N0(g)N2O2(g)(快)

②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)

③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)(快)

下列有关说法错误的是()

A.①的逆反应速率大于②的正反应速率

B.②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效

C.N2O2和N2O是该反应的催化剂

D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大

答案C

解析①为快反应，说明正反应的活化能和逆反应的活化能都较小，反应更

容易发生；②为慢反应，说明正反应的活化能和逆反应的活化能都较大，②中正

反应的活化能大于①中逆反应的活化能，因此①的逆反应速率大于②的正反应速

率，A项正确；②反应为慢反应，反应慢说明反应的活化能大，气体分子发生碰

撞时，许多碰撞都不能发生化学反应，因此碰撞仅部分有效，B项正确；反应过

程中N2O2和N2O是中间产物，不是催化剂，C项错误；总反应为放热反应，则

总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，D项正确。

4.(2020•重庆市二诊)我国有较多的科研人员在研究甲醛的氧化，有人提出

()

_11_

HCHO(H—C——H)与02在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H20

的历程，该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。

(HQ)J，Ca

►O(CO.,).3

_•c

9-°-°oO

(HAP)oH

下列说法正确的是()

A.该反应的氧化产物是CO2

B.HCHO在反应过程中有C==O键发生断裂

C.根据图示信息，C02分子中的氧原子全部来自02

D.HAP能提高HCH0与02应的活化能，但不改变反应路径

答案A

解析由题干信息，HCH0与02在羟基磷灰石（HAP）表面催化氧化生成

CO2、H20,HCH0中的C从0价升高至+4价，作还原剂，则对应生成的CCh

为氧化产物，A选项正确；根据图示，整个反应过程中，HCH0在反应过程中有

C—H键的断裂和C=O键的形成，B选项错误；由图示可知，C02分子中氧原

子一部分来自。2,一部分还来自HCHO,C选项错误；HAP在反应中作催化剂，

可降低HCH0与02应的活化能，D选错误。

5.（2020・湖北宜昌市高三联考）我国科研人员研究了在Cu—ZnO—ZrCh催化

剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理，其主反应历程如图所示（H2-*H+*H,

带*标记的物质是该反应历程中的中间产物或过渡态）。下列说法错误的是（）

A.第①步中CO2和H2分子中都有化学键断裂

B.水在整个历程中可以循环使用，整个过程不消耗水也不产生水

C.第③步的反应式为：*H3co+H2OfCH3OH+*HO

D.第④步反应是一个放热过程

答案B

解析A.第①步反应中CCh和H2反应产生*H和*HCOO,可见两种分子中

都有化学键断裂，A正确；B.根据图示可知：在第③步反应中有水参加反应，第

④步反应中有水生成，所以水在整个历程中可以循环使用，但是整个过程中总反

应为CCh+3H2fCH3OH+H2O,整个过程中产生水，B错误；C.在反应历程中，

第③步中需要水，*H3co与出0反应生成CH30H和*HO,反应方程式为：*H3co

+H2O-CH3OH+W,C正确；D.第④步反应是"H+*HO=H2O,形成化学键

释放能量，可见第④步反应是一个放热过程，D正确。

微专题25利用断点突破化学反应速率图像

知册进欧^

1.当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使

速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小,

即可对外界条件的变化情况作出判断。如图：

h时刻改变的条件是使用了催化剂或可能增大压强(仅适用于反应前后气体

物质的量不变的反应)。

2.常见含“断点”的速率变化图像分析

图像ht

oh~7OZ|1oh~7Otit

力温升高降低升高降低

时刻度正反应为放热反应正反应为吸热反应

所改增大减小增大减小

变的压正反应为气体物质的量增大的正反应为气体物质的量减小的

条件强反应反应

【典例】对于反应2so2(g)+02(g)2so3(g)△“<()已达平衡，如果其

他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列

条件与图像不相符的是(0〜力：v正逆；力时改变条件，t2时重新建立平衡)()

A.增大氧气的浓度

O/1t21

C.升高温度D.加入合适催化剂

答案c

解析分析时要注意改变条件瞬间。正、。注的变化。增大02的浓度，。马曾

大，0速瞬间不变，A正确；增大压强，0正、0段都增大，0正增大的倍数大于o速,

B正确；升高温度，。正、。速都瞬间增大，C错误；加入合适催化剂，。正、。建同

时同倍数增大，D正确。

L—名师点拨—

。一，图像中无“断点”，曲线是“渐变”的，即逐渐升高或降低，则改变的

条件是浓度。若曲线是向上“渐变”，表示改变的条件是“增强”，反之，改变

的条件是“减弱”，如工业合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)A/7<0o

因t\时刻改变条件后，/及>0’正，平衡逆向移动，故改变的条件是增大

NH3的浓度。

专题精练.

1.对于反应：X(g)+Y(g)2Z(g)△”<()的反应，某一时刻改变外界条件,

其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是()

A.九时刻，增大了X的浓度

B.力时刻，升高了体系温度

C.九时刻，降低了体系温度

D.九时刻，使用了合适催化剂

答案D

解析由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。

增大X的浓度、升高(或降低)体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率，

A、B、C错误；使用合适催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。

2.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+

A-B(g)2C(g),达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如

图甲所示，正逆反应速率随时间的变化如图乙所示，下列说法中正确的是()

A.30〜40min间该反应使用了合适催化剂

B.化学方程式中的x=l,正反应为吸热反应

C.30min时降低温度，40min时升高温度

D.前8minA的平均反应速率为0.08mol-L〕min1

答案D

解析A项，若使用合适催化剂，则化学反应速率加快，故错误；由甲图像

可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1；由乙图像

可知，30min时改变的条件为减小压强，40min时改变的条件为升高温度，且

升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，B、C错误；前8minA

丁“1》、士生“(2.00—L36)mol-L—।,

的平均反应速率为-----&min----------=0.08mol-L'-minD正确。

3.在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3AH<0,达到平衡后，只

改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。

。%%。k%“

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