2024年高中化学第一轮大复习第3讲 化学反应的速率 化学反应条件的优化-工业合成氨

第3讲化学反应的速率化学反应条件的优化一一工业合成氨

【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。

5.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作

用。知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。

夯•必备知识

一、化学反应速率

1.化学反应是有历程的

⑴基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反

应。

如：2HI==H2+12实际上经过下列两步反应完成：

①2Hl—>H2+2L

②21一>12

(2)反应历程：基元反应构成的反应序列，又称反应机理。

(3)总反应：基元反应的总和。

(4)复杂反应：由几个基元反应组成的总反应。

2.化学反应速率的概念与表示方法

3.化学反应速率与系数的关系

对于已知反应：〃?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〃(A)：0(B)：0(C)：矶D)=m:〃：p：心

【诊断1】判断下列叙述的正误(正确的划“J”，错误的划“X”)。

⑴化学反应速率为0.8moll-大」，是指1s时某物质的浓度为0.8molL-'(X)

⑵对于反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),"NO)与次。2)的关系是

4P(NO)=5U(O2)(X)

(3)对于反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+Hz(g),若“Ph)=().5mol/(L-s)，则v(C)=

0.5mol/(L-s)(X)

(4)甲、乙两容器中分别充入2molNCh和4molN02,5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.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>Alo

2.外因（只改变一个条件，其他条件不变）

（1）影响因素及影响结果

理大固汁或走淡林的网号，H仇应圭聿无的响

增大反应物浓度，反应速率里士反

浓度

之减小

对于有气体参加的反应，增大压强，

压强

±反应速率增大.反之减小

$

n温K升高温度，反应速率受乂，反之减小

正使用合适的催化剂,能增大化学反应

催

化佳化剂速率，且正、逆反应速率的改变程度

和相同

反应物间的接触面积、光辐射、

放射线辐射、超声波等

I提醒

“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，反应速率

容条件下不变

恒温恒压通入“情气”，总体积增大，反应物浓度减小，反应速

条件下率减小

⑵有效碰撞理论分析外界条件对化学反应速率的影响

①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。

②活化能

活化能（如图）

反应，又包括使催化剂再生成的反应。可催化剂通过参与反应改变反应历程、改

变反应的活化能来改变化学反应速率。

【诊断2】判断下列叙述的正误(正确的划“J，错误的划“X”)。

⑴对于反应：2H2O2=2H2O+O2t,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)+Hz(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)

⑶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5mL0.101011-虫@252。3溶液,同时分别滴入5mL0.1molL1

硫酸和盐酸，两支试管同时变浑浊(X)

三、化学反应条件的优化一一工业合成氨

1.合成氨的反应特点

热化学方程式：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)\H=-92.4kJmol-1

一可逆反应

反应特点|----正向为放热反应

一正向为气体物质的量减小的反应

2.从反应快慢和反应限度两个角度选择反应条件

加快反升高温度，场压强(反应

|反应条件|应速率物浓度)•使用催化剂

I的选择I想朦效化率增大压强(反应物浓度)

平衡移动降低温度

3.综合考虑——选择适宜的生产条件

温度：40()~500℃、压强10~30MPa、投料比：“=白，以铁触媒作催化

〃(H2)2力------

剂，采用循环操作提高原料利用率。

:...................*

将氮液化分离后的原料气(N2、H2)重新压入到合成塔

【诊断3】判断下列叙述的正误(正确的划“J”，错误的划“X”)。

⑴温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动(X)

⑵合成氨反应中，压强越大越利于反应速率加快和平衡正向移动(V)

⑶使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率(X)

⑷工业生产硫酸的重要反应2SO2(g)+O22s03(g)△”<()，采用的反应条件是

高温、高压、催化剂(X)

力提•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)4-W(g)o经过8min,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

()

A.p(X)=().30mol-L■,min-*B.P(Y)=0.02mol-L^-min-1

C.v(Z)=0.02molL-'-min/D.r(W)=().1()mol-L''min」

答案C

1.6mol

解析v(Z)=\7==0.02mol-L'min则o(X)=^(Z)=0.03molL'min

ZA/Oniiiiz

-l,o(Y)=*(Z)=0.01o(W)=/(Z)=0.01mol•L-,-min-,o

2.一定温度下，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()

A该反应的化学方程式为3B+4C6A+2D

B.反应进行到1s时，0(A)=0(C)

C.反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.1mol.L」

D.反应进行到6s时，各物质的反应速率相等

答案A

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，A〃(B)：A〃(C):△以A)：A/?(D)=(1-0.4)：(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.Q—0.4)mol

2L

确：o(A)：“C)=3：2,B项错误：反应进行到6$时，o(B)=---------------------=

0.05molL-1.s-',C项错误；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4molNH,和3mol02发生反应：4NHs(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.r(N2)=().125mol-L--min_1

B.V(H2O)=0.375mol-L-'-min-

C.P(C>2)=0.225mol-L''-min'1

D.V(NH3)=0.250mol-L"^min'

答案c

解析设4min时，生成6xmolHzO(g)

错误！

据题意，则有犬-=04,解得：x=0.5。

/I人

0.5molX2

A2L

则O(N2)―/元而一一0.125moI/(Lmin),A正确；V(NH3)-2I>(N2)-0.25

mol/(Lmin),D正确；^(H2O)=3v(N2)=0.375moI/(Lmin),B正确；u(O2)=|v(N2)

=0.1875mol/(Lmin),C错误。

|规律方法一

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：反应加A4-〃BpC

起始(mol-L-1)abc

1nx旺

转化(mol-L^)Xmin

某时刻(mol-L-1)一竺

a-xmc+

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）高魁阂玉2NHXg）。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.P(H2)=0.()1molL-'s-1

B.V(N2)=().3molL-Lmin

C.v(NH3)=0.i5molL-,min-

D.V(H2)=0.3molL-'-min_1

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系数，数值大者反应速

率快。A项，V(H2)=0.01mol-L-,-s_,=0.6mol-L'-min-1,v(N2)=1v(H2)=().2mol-L

'-min'；B项，y(N2)=0.3mol-L'-min'；C项，V(N2)=^P(NH3)=0.075molL-

-,1

,-min'；D项，r(N2)=^v(H2)=0.1molL-min0由此可知，B项中表示的反应

速率最快。

5.已知反应4CO+2NO2健篦1N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下：

①u(CO)=1.5molL-1min~1

1

@U(NO2)=().7mol-L-'min-

③。(N2)=0.4mol-L_1-min-1

@v(CCh)=1.1mol-L-'min_1

⑤u(NO2)=0.01mol-L-1

请比较上述5种情况反应的快慢：(由大到小的顺序)。

答案③，①〉②，⑤〉④

解析②经转化可表示为o(CO)=2o(NO2)=1.4moLLlminf；③8CO)=4u(N2)

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

=0.02molL-,-s-1=1.2molL-,min',,故③,①》②④。

|规律方法^------

反应快慢比较的方法

❶归一法

按照相应物质系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〃A(g)+力B(g)cC(g),即

,,“(A)j(B)(A)V(B)-IE

比较---与一卫—,右一-->—口—,则用A表示的反应速率比用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)Fe?O4(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，H2O(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，H2O(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，H20(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1molh,压强为〃(Pa),并在一定温度下使其

发生反应：H2(g)+h(g)2HI(g)A/7<0,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1molN2(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1molHz(g)和1molh(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1molNZ（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1mol

12（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。

|归纳总结一

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

正常反常举例解释

变化

①有酶参与的反应，温度高酶会失去活性

②有气体参与的反应，升高温度，气体的溶解度减小

速率速率

加热③加热易分解的物质（此。2、NH3H2O等）分解

增大减小

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①没有气体参与的反应；

加压不变

增大②恒温恒容条件下的气相反应，充入稀有气体

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-moP'o其反应

过程如下：

©H2(g)+ICl(g)=HClI(g)+H(g)(慢)

②H(g)+ICl(g)=HCl(g)+1(g)(快)

@HClI(g)=HCl(g)+1(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1(g)+I(g)=h(g)

C.总反应的速率主要由反应①决定

D.若,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L(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1CH4(g)

+CMg)-CH3(g)+HCI(g)；

反应2：.CH3(g)+C12(g)-CH3CI(g)+Cl-(g)。

各物质的相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是()

r

o…早写(过渡态2

L

U+8.3

•+16H1?+HC1

工+7.5

)

、CH.+CL+C1•

亦

会-105.4

餐

紊CHQ+HCI+CI-

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=16.7kJmol-1

C.链转移反应的反应热△”二-105.4kJ-mol-1

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-moF1,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。

］名师点拨《---------

❶催化剂改变反应历程、活化能的示意图

能

（催化剂参与化学反应，

量

改变反应历程

催化剂降低反应活化能

I催化剂不改变反应的恰变

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:2KMi104+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+IOCO21+

8H2O。某化学小组欲探究H2c2O4溶液和酸性KMnCM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）：

0.01molL一酸性0.1mol-L-水的体反应温反应时

编号

KMnO4溶液体积/mLH2c2O4溶液体积积/mL度/℃间/min

/mL

I220202.1

IIVi21205.5

IIIVi205()0.5

下列说法不正确的是()

A.0=1,上二2

B.设计实验I、in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r(KMn04)=0.01

mol-L-'-min_1

答案C

解析A项，实验I和实验II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，因而弘=1,类比分析可得W=2,A正

确；B项，实验I、川的温度不同，其他条件相同，因而可知设计实验I、HI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，囚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HI中有关数据可知，A&KMM)」.义2m0(MJ

Ac(KMnO4)0.005mol-L1…

mol-LI,v(KMnO4)=--------~r-----=—支:•—=0.01mol-L'-min正确。

I规律方法＞------

“娈量捽制”法的解题流程

空白实验：实验变最无关患量.反应变量

(对照组)(|।I

设计实验：操纵实验控制无关检测反应，

(实检组)变量变量变量

实验结论gd

［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。

实验

ABCDEF

混合溶液

Vi

4moiL-H2sCWmL30V2V3V4v5

饱和CuSCh溶液/mL0().52.55V620

H2O/mLV?VsV9Vio100

请完成此实验设计,其中：V1=,V6=,V9=o

答案301017.5

解析若研究CuSCM的量对Hz生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之

外，其他物质的量均相同，则0=%=%=弘=1，5=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,则必=10,%=17.5。

微专题22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:

HCOOH

45.3,[35

7:一'、过渡忘1广j过渡态2

i一

山

—

叫

・-22.6

、

p+n+r、

nH"包

2.(»•»一

Og

、lv-

wO+++

UHHot

O

翌HO3o

+OO+o

玄OUuO+

OHOz

五H

UU+

HHo

c

反应进程工

下列说法错误的是（）

A.该过程的总反应为HCOOH僮罐CO2t+H:t

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-m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CO?和

H2,则该过程的总反应为HCOOH作型CO2t+H2t,A说法正确；H.浓度过

大，抑制HCOOH的电离，HCOCT浓度减小，会降低I—H步骤的反应速率，H

+浓度过小，会降低in-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n-in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步骤的活化能良=86.1kJmor,,为该

反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为NfI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：芬析反应目的:反应物和目标产的芬清：

V

第二步I一般出各方反应历程的反应弓和生成物二

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.(20214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：

NH

^>-Ti4*-NH3O=Fe(II)

4

A/Ti*-NH2---H—O—Fe(II)\r口2八°

l+

ITi-NH2—N=o-H—o—Fe(II)P°2

4

^Ti+-NH2—N=^O^H—O—Fe(II)

N2+H2O

下列有关该历程的说法错误的是()

A.总反应化学方程式为4NH3+302健凝2N2+6H2。

B.TF+…NH2-N=O是中间产物

CR4+是催化剂

4+

D.Ti-NH2-N-O-管++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N%、NO、O2,因此总反应化学方程

4

式为4NH3+2N0+2023N2+6H2O,故A错误；根据题中信息得到Ti

+…NH2—N==0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1V+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+…NHz—N-O-Ti4++N2+HQ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)

A”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23化学反应速率常数及其应用

【核心归纳】

1.K与k正、攵逆的一般定量关系

一定温度下对于基元反应4A(g)+Z?B(g)cC(g)反应速率。正二攵正理A)—(B),

。逆二攵逆c«C)，当反应达平衡状态时(即。正二。逆)因此k正d(A)-d(B)=左逆c(C),

在

K=:-o

A逆

【典例】三氯氢硅(SiHCb)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：

对于反应2SiHCh(g)=SiH2C12(g)+SiCk(g)+48kJmol一，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。

25

20

15

1()

5

01002()。3(0400

//min

比较a、b处反应速率大小：Ua_______弧填“大于”“小于”或“等于"）。反

应速率。=o正■。逆二A正fsiHCb-攵逆xSiFhQ4SiCLi,k正、左逆分别为正、逆向

v正

反应速率常数，工为物质的量分数，计算a处的一二（保留1位小数）。

。逆

答案大于L3

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反应速率正一。亚=AnfSiHCb-k遂xSiH2clirSiCL,

其中，。正=%正/5阳03,。及=左逆不$诅204$04,343K下反应达到平衡状态时。

正=。逆，即上正『SiHChnZiixSiH2chxSiCL,此时SiHCh的平衡转化率（x=22%,

经计算可得SiHCb、SiH2c12、SiCL的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11,则

有左正X0.782=Z逆XO.lF,*=猾今2002。a处SiHCh的平衡转化率a=20%,

K*v»70

此时SiHCh、SiH2c12、SiC14的物质的量分数分别为0.8、0.1、（）.1,则有一=

匕入2siHC13_k工/SiHCh_。”乂0・8；|q

&rSiH2cIWSiCLi一七-SiH2cl以SiC14—u・u/（）］2~i.3

【专题精练】

1.已知2NO（g）+02（g）2NCh（g）的反应历程分两步：

第一步2NO（g）N2Ch（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U(02)=^1-C2(NO)-(?(O2)NO?表示的速率方程为r(N02)

二Hc2(NO).c(O2),h与也分别表示速率常数，贝哈=O

(2)下列关于反应2NO(g)+02(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(02)=欠/网0)以02),V(N02)=^2(r(NO)c(O2),%与依分别表示速

b,r(O2)一

率常数，则公-,pc、，根据反应方程式2N0(g)+02(g)2NO2(g)

(1)K2v(NO2)

可知r(:O2")八1，所琮z：11

v(NO：)z底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十第一步反应的活化

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.(l)NCh可发生二聚反应生成N2O4，化学方程式为2NO2(g)第N2O4(gi,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_________()(填

已知该反应的正反应速率方程为v正二k正/(NO2),逆反应速率方程为u•逆=k

迎C(N2O4),其中人正、上逆分别为正、逆反应的速率常数。则如图(1g&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1g女正随李

变化关系的是斜线能表示1g%逆随聂化关系的是斜线。

⑵图中A、B、C、D点的纵坐标分别为。+1.5、。+0.5、a-0.5.a7.5,则温

度T.时化学平衡常数K=mol-'-U已知温度不时,某时刻恒容密闭容

器中NO2、N2O4浓度均为0.2mol-L•\此时。IEv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成正比，随着温度降低，料大，正逆反应速率减小，WIgA:

正和1g攵道均减小由于温度降低平衡正向移动，VZ>Vje,则降低相同温度时也k连

减小更快；则③表示怆左辽随"变化关系的斜线，④表示怆人遂随半变化关系的斜线。

八包十加皿丸c平(N2O4)k^c(N2O4)h/hW05

(2)化于平衡%数仁=谆(NO2)=媪心(NCh)义区=大义忌=15^=1()；

NO?、N2O4浓度均为0.2moLL-i,则浓度商Q=^=5eK,则平衡正向移动，。

VZ•

正道O

力练•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：2N2O54NO2+02。在不同时刻测量放出的02体积，换算成N2O5浓度

如下表：

〃S06001200171022202820X

C(N2O5)/(molL-')1.400.960.660.480.350.240.12

下列说法正确的是()

A.600~1200s,生成NCh的平均速率为5.0X10-4molL」s・i

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，v正(N2O5)=2v逆(NO2)

D.推测上表中的x为393()

答案D

解析A.600〜1200s,N2O5的浓度变化量为(0.96—0.66)molL^=0.3

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

的平均速率为"6cL=10x10-3mol.L-i,s-i,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(1.400.35)molL-,=1.05mobL-

),其物质的量的变化量为1.05mo「LrX0.1L=Ol()5mol,O2的物质的量的变化

量是其今即0.0525mol,因此，放出的Ch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)

=v逆(NCh),C说法不正确；D.分析表中数据可知，该反应经过1110s(600〜171(),

1710〜2820)后N2O5的浓度会变为原来的宗因比，N2O5的浓度由0.24

变为0.12mol-L-i时,可以推测上表中的工为(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()

①c催化制=0.035molL-1

T

q、②催化制=。-。・

-c07molL"

O1

E催化剂=0.035mol-L-

、s

±wr

J在

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'1min'1

D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0molL-1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

应速率分别为=雪；?：=0.012mo卜Limin\；=0.012mol・L，min

11111J1乙。111111

i,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V1=

hc-2（M）,反应②的速率可表示为02=dc2（M）（%、匕为速率常数）。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（）

5

4

(30

-03

2,一£M)

EO2阿

,0.1.—Z)

1

0102030405060

r/min

A.O~30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67xIO-3mol-Lmin-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

答案A

解析0〜30min时间段内，Ac(Z)=0.125molL_1,Ac(M)=0.500mol-L-1-0.300

mol-L1=0.200mol-L,反应①中Ac(M)=0.200mol-L*—0.125mol-L'=0.075

Ac(Y)0.075mol-L-1

mol-L贝1Ac(Y)=0.075mol-L%u(Y)=———=——=2.5X103

7)।k\C?(M)k।

mol-L'minA说法错误；反应①、②速率之比为,=奴.2(乂)=%，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|鬻；二二|,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,因此有备即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.湖南春节选)某兴趣小组对该反应讲行了实验探究.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。

X

二

'

F

f

若保持容器容积不变，力时反应达到平衡，用比的浓度变化表示。〜力时间内的

反应速率。但2)=mol-L-'min-1用含力的代数式表示)。

解析设0〜力时间内生成的氮气为xmo】，列“三段式”：

2NHS^^N.?+3H.,

起始量/mol0.100

变化量/mol13]

平衡量/mol0.1-211

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,

0.02X3mol

所以〃(NH3)=〃(H2),则3x=0.1—2x,解得x=0.02,所以“比)=—标高一=呼

mol-L'min10

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锦以增大反应谏率

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SO2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SO2,故

C错误。

2.(2021•顺义模拟)已知合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如下：

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

起始浓度/(molL-)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.0.4molL-!-s'1