2024屆新高考一輪復(fù)習(xí)人教版 第七章 第1講　化學(xué)反應(yīng)速率 學(xué)案

第1講化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)速率1.化學(xué)反應(yīng)速率含義化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)過程進行快慢的物理量表示方法指平均速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示計算公式不能用固體或純液體表示v=ΔcΔt,單位為mol·L-1·s-1或mol·L-12.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系對于已知反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),其化學(xué)反應(yīng)速率可用不同的反應(yīng)物或生成物來表示,當(dāng)單位相同時,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,或v(A)m=v(B[理解·辨析]判斷正誤:正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減小或任何一種生成物濃度的增大。()(2)對于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯。()(3)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,數(shù)值越大,表示化學(xué)反應(yīng)速率越快。()(4)單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的變化量表示正反應(yīng)速率,生成物濃度的變化量表示逆反應(yīng)速率。()解析:(1)不能用固體或純液體物質(zhì)(不是溶液)表示化學(xué)反應(yīng)速率,因為固體和純液體物質(zhì)的濃度視為常數(shù)。(2)不一定,有些反應(yīng)無明顯現(xiàn)象。(3)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義相同,當(dāng)單位相同時,其數(shù)值之比等于化學(xué)計量數(shù)之比。(4)單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大均表示正反應(yīng)速率,其意義相同。答案:(1)×(2)×(3)×(4)×二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)主要因素——內(nèi)因。反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等,如Na、Mg、Al與酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為Na>Mg>Al。(2)外界因素——外因。濃度增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大,反之減小必須是真正參加反應(yīng)的氣體物質(zhì)或離子的濃度壓強指物料不變,減小體積對于有氣體參加的反應(yīng),增大壓強,化學(xué)反應(yīng)速率增大,反之減小溫度升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率增大,反之減小催化劑使用催化劑,能改變化學(xué)反應(yīng)速率,且正、逆反應(yīng)速率的改變程度相同,另外催化劑也有選擇性其他因素反應(yīng)物間的接觸面積(固體物質(zhì)比表面積)、光輻射、放射線輻射、超聲波、形成原電池等2.理論解釋(1)有效碰撞與活化能。反應(yīng)歷程2HIH2+I2的反應(yīng)歷程如下:2HIH2+2I·2I·I2其中每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)有效碰撞定義能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞條件反應(yīng)物分子具有較高的能量和碰撞時有合適的取向活化分子能夠發(fā)生有效碰撞的分子(必須具有足夠的能量)活化能如圖:活化能越小,化學(xué)反應(yīng)速率越大(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系。[理解·辨析]對于在密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)A+B2C:(1)升高溫度或加入反應(yīng)物A或B,是否都可以加快反應(yīng)速率?(2)若A、B、C均為氣體,恒溫恒容,充入氦氣,對反應(yīng)速率有何影響?(3)若A、B、C均為氣體,恒溫恒壓,充入氦氣,對反應(yīng)速率又有何影響?提示:(1)升高溫度可以加快反應(yīng)速率,若A或B是固體或純液體,則加入其不會影響反應(yīng)速率。(2)(3)考點一化學(xué)反應(yīng)速率的計算與比較化學(xué)反應(yīng)速率的計算1.一定溫度下,在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)中發(fā)生分解反應(yīng):2N2O54NO2+O2。在不同時刻測量放出O2的體積,換算成N2O5濃度如下表:t/s060012001710c(N2O5)/(mol·L-1)1.400.960.660.48t/s22202820xc(N2O5)/(mol·L-1)0.350.240.12(1)600～1200s,用NO2表示的該反應(yīng)的平均速率v(NO2)=。

(2)反應(yīng)至2220s時,反應(yīng)放出O2的體積為L(標準狀況下)。

(3)分析上表的變化規(guī)律,推測x值為。

解析:(1)600～1200s內(nèi)平均速率v(N2O5)=(0.96-0.66)mol·L-1600s=5.0×10-4mol·L-1·s-1,則生成NO2的平均速率v(NO2)=2v(N2O5)=2×5.0×10-4mol·L(2)0～2220s內(nèi)N2O5的濃度變化為1.40mol·L-1-0.35mol·L-1=1.05mol·L-1,Δn(N2O5)=1.05mol·L-1×0.1L=0.105mol,由化學(xué)計量數(shù)關(guān)系得Δn(O2)=12Δn(N2O5)=0.0525mol,則標準狀況下的V(O2)=0.0525mol×22.4L·mol-1(3)分析表中數(shù)據(jù)可知,該反應(yīng)經(jīng)過1110s(600～1710s,1710～2820s)后N2O5的濃度會變?yōu)樵瓉淼?2,因此,N2O5的濃度由0.24mol·L-1變?yōu)?.12mol·L-1答案:(1)1.0×10-3mol·L-1·s-1(2)1.176(3)3930[歸納總結(jié)]化學(xué)反應(yīng)速率的計算方法(1)根據(jù)定義公式直接計算。(2)根據(jù)圖表計算:找出圖表中相應(yīng)物質(zhì)的變化量,再根據(jù)定義公式計算。(3)運用“三段式法”進行計算(具體步驟如下):①寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式;②找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量;③根據(jù)已知條件列方程式計算?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的比較2.(2022·天津九十五中月考)反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別如下,其中反應(yīng)速率最大的是(D)A.vA=0.15mol·L-1·min-1B.vB=0.6mol·L-1·min-1C.vC=0.4mol·L-1·min-1D.vD=0.01mol·L-1·s-1解析:根據(jù)用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時,速率之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比,都轉(zhuǎn)化為用A物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,且速率單位相同,然后再進行比較判斷大小。A.vA=0.15mol·L-1·min-1;B.vB=0.6mol·L-1·min-1,則vA=13vB=0.20mol·L-1·min-1;C.vC=0.4mol·L-1·min-1,則vA=12vC=0.20mol·L-1·min-1;D.vD=0.01mol·L-1·s-1,則vA=12vD=0.005mol·L-1·s-1=0.30mol·L-1·min-1。可見vA=0.30mol·L-1·考點二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素與解釋化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素(2022·遼寧沈陽一二零中學(xué)質(zhì)監(jiān))不同條件下,用O2氧化一定濃度的FeCl2溶液過程中所測得的實驗數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析或推測不合理的是(B)A.Fe2+的氧化率隨時間延長而逐漸增大B.由②和③可知,pH越大,Fe2+氧化速率越快C.由①和③可知,溫度越高,Fe2+氧化速率越快D.氧化過程的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O解析:由圖像可知,Fe2+的氧化率隨時間延長而逐漸增大,故A合理;由圖像可知,②和③的反應(yīng)溫度相同,溶液的pH不相同,pH越大,Fe2+氧化速率越慢,故B不合理;由圖像可知,①和③的溶液的pH相同,溫度越高,Fe2+氧化速率越快,故C合理;氧化過程發(fā)生的反應(yīng)為酸性條件下,亞鐵離子與氧氣反應(yīng)生成鐵離子和水,反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,故D合理?；瘜W(xué)反應(yīng)歷程(或機理)的分析應(yīng)用(不定項)(2021·湖南卷)鐵的配合物離子(用[L-Fe-H]+表示)催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機理和相對能量的變化情況如圖所示:下列說法錯誤的是(D)A.該過程的總反應(yīng)為HCOOHCO2↑+H2↑B.H+濃度過大或者過小,均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低C.該催化循環(huán)中Fe元素的化合價發(fā)生了變化D.該過程的總反應(yīng)速率由Ⅱ→Ⅲ步驟決定“環(huán)式”反應(yīng)過程圖像位于“環(huán)上”的物質(zhì)一般是催化劑或中間體,如⑤⑥⑦⑧,“入環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物,如①和④,“出環(huán)”的物質(zhì)為生成物,如②和③,據(jù)此可知總反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCOOHCO2↑+H2↑,催化循環(huán)中Fe元素化合價可由“環(huán)上”物質(zhì)的成鍵情況判斷。解析:分析題給反應(yīng)機理圖,可知該過程的反應(yīng)物為HCOOH,生成物為CO2和H2,則該過程的總反應(yīng)為HCOOHCO2↑+H2↑,A說法正確;H+濃度過大,抑制HCOOH的電離,HCOO-濃度減小,會降低Ⅰ→Ⅱ步驟的反應(yīng)速率,H+濃度過小,會降低Ⅲ→Ⅳ步驟的反應(yīng)速率,故H+濃度過大或者過小,均會導(dǎo)致反應(yīng)速率降低,B說法正確;催化循環(huán)中Fe元素的化合價發(fā)生了變化,C說法正確;由相對能量的變化情況圖可以得出,該反應(yīng)過程中的Ⅳ→Ⅰ步驟的活化能Ea=86.1kJ·mol-1,為該反應(yīng)進程中的最大活化能,故該過程的總反應(yīng)速率由Ⅳ→Ⅰ步驟決定,D說法錯誤。(1)該反應(yīng)的ΔH是多少?過程中的最大能壘是多少?提示:-46.2kJ·mol-1;86.1kJ·mol-1。(2)此反應(yīng)過程中有幾種中間體?提示:3種。(3)反應(yīng)過程中,HCOOH中的CO是否發(fā)生斷裂?提示:未發(fā)生斷裂。1.(2022·山東淄博一模)研究CH3I與自由基Cl原子(用Cl*表示)的反應(yīng)有助于保護臭氧層。已知:Cl*+CH3I反應(yīng)有4條路徑(TS表示過渡態(tài),IM表示中間產(chǎn)物)如圖所示。下列說法錯誤的是(B)A.路徑①的ΔH>0B.路徑②是基元反應(yīng)C.路徑③的速率最快D.路徑④的逆反應(yīng)的活化能最大解析:路徑①中,生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量,則ΔH>0,A項正確;基元反應(yīng)是指在反應(yīng)中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng),路徑②中存在中間產(chǎn)物,不能一步完成,不屬于基元反應(yīng),B項錯誤;活化能越小,反應(yīng)速率越快,路徑③的活化能最小,速率最快,C項正確;活化能是指活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差,由圖可知,路徑④的逆反應(yīng)的活化能最大,D項正確。2.使用NC環(huán)金屬化Ir(Ⅲ)配合物催化甲酸脫氫的反應(yīng)機理如圖。下列說法中錯誤的是(D)A.甲酸脫氫過程的總反應(yīng)為HCOOHCO2↑+H2↑B.反應(yīng)過程中,Ir(Ⅲ)配合物B為催化劑,Ir(Ⅲ)配合物A為中間產(chǎn)物C.由D→E的過程,是甲酸協(xié)助轉(zhuǎn)運H的過程D.反應(yīng)過程中,HCOOH中的CO發(fā)生斷裂解析:據(jù)圖可知反應(yīng)物為HCOOH,產(chǎn)物為H2和CO2,化學(xué)方程式為HCOOHCO2↑+H2↑,A正確;據(jù)圖可知反應(yīng)物最開始是和Ir(Ⅲ)配合物B反應(yīng),所以Ir(Ⅲ)配合物B是催化劑,Ir(Ⅲ)配合物A為其中一步反應(yīng)的產(chǎn)物,即中間產(chǎn)物,B正確;據(jù)圖可知D→E的過程中,在甲酸協(xié)助下,H原子由一個N原子轉(zhuǎn)移到另一個N原子上,C正確;縱觀整個過程可知HCOOH中的CO沒有斷裂,D錯誤。考點三控制變量法探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.(2022·遼寧東北育才高中模擬)某小組同學(xué)設(shè)計實驗探究鎂與銨鹽溶液的反應(yīng),記錄如下:實驗編號①②③④試劑種類1mol·L-1NH4Cl溶液0.5mol·L-1(NH4)2SO4溶液0.1mol·L-1NH4Cl溶液H2Om(Mg)/g0.480.480.480.48V(試劑)/mL100100100100實驗現(xiàn)象有氣體產(chǎn)生,并產(chǎn)生白色沉淀有氣體產(chǎn)生,并產(chǎn)生白色沉淀有氣體產(chǎn)生,并產(chǎn)生白色沉淀幾乎看不到現(xiàn)象6h時V(H2)/mL43325534712根據(jù)上述實驗所得結(jié)論正確的是(C)A.實驗②中發(fā)生的反應(yīng)為Mg+NH4++2H2OMg2++2NH3·H2O+H2B.由實驗①③可得,溶液中c(NH4C.由實驗①②可得,溶液中陰離子的種類對產(chǎn)生H2的速率有影響D.由實驗①～④可得,溶液的pH越小,產(chǎn)生H2的速率越快解析:題給離子方程式電荷不守恒,A錯誤;實驗①③中Cl-濃度不同,無法得出c(NH4+)越大,反應(yīng)速率越快的結(jié)論,B錯誤;實驗①②,溶液中c(NH4+)相同,6h時產(chǎn)生H2的體積不同,說明溶液中陰離子種類對產(chǎn)生H2的速率有影響,C正確;實驗②0.5mol·L-1(NH4)2SO4溶液pH<實驗③0.1mol·L2.某化學(xué)小組為了探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,進行了如下實驗:[實驗原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O[實驗內(nèi)容及記錄]實驗編號①②③實驗溫度/℃252550試管中所加試劑及其用量/mL0.6mol·L-1H2C2O4溶液3.02.02.0H2OV13.0V23mol·L-1稀硫酸2.02.02.00.05mol·L-1KMnO4溶液3.03.03.0溶液褪至無色所需時間/min1.52.71.0(1)請完成此實驗設(shè)計,其中:V1=,V2=。

(2)實驗①②探究的是對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,根據(jù)上表中的實驗數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是。

(3)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇實驗(填實驗編號)。

(4)利用實驗①中的數(shù)據(jù),計算用KMnO4表示的化學(xué)反應(yīng)速率為。

解析:(1)實驗①②探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則其他條件應(yīng)該是相同的,即V1=2.0;實驗②③探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則其他條件應(yīng)該是相同的,即V2=3.0。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知實驗①②探究的是濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是其他條件不變時,增大(減小)反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快(減慢)。(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇實驗②③。(4)草酸的物質(zhì)的量為0.6mol·L-1×0.003L=0.0018mol,高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.05mol·L-1×0.003L=0.00015mol,草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為0.0018mol∶0.00015mol=12∶1,顯然草酸過量,高錳酸鉀完全反應(yīng),混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為0.05mol·L-1×0.003L(3.0+2.答案:(1)2.03.0(2)濃度其他條件不變時,增大(減小)反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快(減慢)(3)②③(4)0.01mol·L-1·min-1[思維建模]“控制變量法”的解題策略變量內(nèi)容影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素主要有濃度、溫度、壓強、催化劑、固體物質(zhì)的表面積等確定變量依據(jù)實驗?zāi)康睦迩逵绊憣嶒炋骄拷Y(jié)果的因素,確定出變量和定量定多變一探究時,先選定一個變量,其他量保持不變,看這一變量和探究的問題存在怎樣的關(guān)系;這樣確定一種以后,再確定另一種,從而得出相應(yīng)的實驗結(jié)論數(shù)據(jù)有效解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實驗)要有效,且變量統(tǒng)一,否則無法作出正確判斷微專題15化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)及其應(yīng)用1.化學(xué)反應(yīng)速率方程和速率常數(shù)假設(shè)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)為基元反應(yīng)(能夠一步完成的反應(yīng))。(1)速率可表示為v=k·ca(A)·cb(B),式中的k稱為反應(yīng)速率常數(shù)或速率常數(shù),它表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率,與濃度無關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響,通常反應(yīng)速率常數(shù)越大,反應(yīng)進行得越快。(2)正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系。v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常數(shù)K=cc(C)·cd(D)2.速率常數(shù)的影響因素速率常數(shù)是溫度的函數(shù),溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的,同一反應(yīng),溫度不同,速率常數(shù)將有不同的值,但濃度不影響速率常數(shù)。(不定項)(2021·河北卷)室溫下,某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等,同時發(fā)生以下兩個反應(yīng):①M+NX+Y;②M+NX+Z。反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M),反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如圖。下列說法錯誤的是(A)A.0～30min時間段內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-3mol·L-1·min-1B.反應(yīng)開始后,體系中Y和Z的濃度之比保持不變C.如果反應(yīng)能進行到底,反應(yīng)結(jié)束時62.5%的M轉(zhuǎn)化為ZD.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大解析:0～30min時間段內(nèi),Δc(Z)=0.125mol·L-1,Δc(M)=0.500mol·L-1-0.300mol·L-1=0.200mol·L-1,反應(yīng)①中Δc(M)=0.200mol·L-1-0.125mol·L-1=0.075mol·L-1,則Δc(Y)=0.075mol·L-1,v(Y)=Δc(Y)t=0.075mol·L-130min=2.5×10-3mol·L-1·min-1,A說法錯誤;反應(yīng)①②速率之比為v1v2(1)k1、k2的大小關(guān)系如何?試求算速率常數(shù)k1和k2之比。提示:k1<k2,k1k2=c(Y(2)若兩反應(yīng)皆為可逆反應(yīng),試求算達到平衡時兩反應(yīng)的平衡常數(shù)K1和K2之比。提示:列平衡常數(shù)表達式可知K1K2(3)選擇性是指對不同物質(zhì)反應(yīng)的速度或結(jié)果不同。已知:速率常數(shù)k=Ae-Ea提示:選擇合適的催化劑。1.(2022·山東滕州一中期中)反應(yīng)2NO+Cl22NOCl在295K時,其反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系的數(shù)據(jù)如下:序號c(NO)/(mol·L-1)c(Cl2)/(mol·L-1)v(Cl2)/(mol·L-1·s-1)①0.1000.1008.0×10-3②0.5000.1002.0×10-1③0.1000.5004.0×10-2注:①反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系式為v(Cl2)=k·cm(NO)·cn(Cl2)(式中速率常數(shù)k=Ae-Ea下列說法不正確的是(D)A.m=2,n=1,反應(yīng)級數(shù)為3級B.當(dāng)c(NO)=0.200mol·L-1,c(Cl2)=0.300mol·L-1,v(NO)=0.192mol·L-1·s-1C.加入催化劑可以改變反應(yīng)途徑,也可以增大速率常數(shù)k,而加快反應(yīng)速率D.升高溫度,可以增大反應(yīng)的活化能Ea,從而使速率常數(shù)k增大解析:由表中①③組數(shù)據(jù)可知4.0×10-28.0×10-3=(0.5000.100)n,n=1,由①②組數(shù)據(jù)可知2.0×10-18.0×10-3=(0.5000.100)m,m=2,由①數(shù)據(jù)可知k=8.0×12.(2022·廣東汕頭二模)某反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g)的速率方程為v=k·cm(A)·cn(B),其半衰期(當(dāng)剩余反應(yīng)物恰好是起始的一半時所需的時間)為0.7c(A)/(mol·L-1)c(B)/(mol·L-1)v/(×10-3mol·L-1·min-1)0.250.0501.40.500.0502.81.000.0505.60.500.1002.8下列說法正確的是(D)A.速率方程中的m=1、n=1B.該反應(yīng)的速率常數(shù)k=2.8×10-3min-1C.增大反應(yīng)物濃度,k增大導(dǎo)致反應(yīng)的瞬時速率加快D.在過量的B存在時,反應(yīng)掉87.5%的A所需的時間是375min解析:將第一組數(shù)據(jù)和第二組數(shù)據(jù)代入v=k·cm(A)·cn(B)可得(0.500.25)m=2.8×10-31.4×10-3,則m=1,將第二組數(shù)據(jù)和第四組數(shù)據(jù)代入v=k·cm(A)·cn(B)可得(微專題16高考新寵——催化劑及催化機理《普通高中化學(xué)課程標準》(2017年版)中與催化劑有關(guān)的描述多達19處,多個模塊提及,課程標準指出:知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的,知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程,對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義。近年來多套試題涉及催化劑的考查,體現(xiàn)了當(dāng)前高考對催化劑問題的關(guān)注。常見考查方式:(1)催化反應(yīng)機理的圖像分析。常見如:循環(huán)模型(圖1),微觀原子模型(圖2)等確定物質(zhì)的方法:進入機理的箭頭為反應(yīng)物,離開機理的箭頭為生成物;生成最終產(chǎn)物的步驟同時生成催化劑,其余為中間產(chǎn)物。(2)催化劑與反應(yīng)過程中能量變化、速率變化、平衡移動等方面的關(guān)系。(3)催化劑的選擇性,催化效果比較、判斷,往往結(jié)合圖像形式分析。(4)催化原理涉及的反應(yīng)方程式以及相關(guān)實驗設(shè)計、探究。(2021·江蘇卷,節(jié)選)甲烷是重要的資源,通過下列過程可實現(xiàn)由甲烷到氫氣的轉(zhuǎn)化。利用銅—鈰氧化物(xCuO·yCeO2,Ce是活潑金屬)催化氧化可除去H2中少量CO,催化氧化過程中Cu、Ce的化合價均發(fā)生變化,可能機理如圖1所示。將n(CO)∶n(O2)∶n(H2)∶n(N2)=1∶1∶49∶49的混合氣體以一定流速通過裝有xCuO·yCeO2催化劑的反應(yīng)器,CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖2所示。(1)Ce基態(tài)原子核外電子排布式為[Xe]4f15d16s2,圖1所示機理的步驟(ⅰ)中,元素Cu、Ce化合價發(fā)生的變化為。

(2)當(dāng)催化氧化溫度超過150℃時,催化劑的催化活性下降,其可能原因是

。

解析:(1)圖1所示機理的步驟(ⅰ)中CO結(jié)合氧元素轉(zhuǎn)化為二氧化碳,根據(jù)Cu、Ce兩種元素的核外電子排布式可判斷元素Cu、Ce化合價發(fā)生的變化為銅的化合價由+2價變?yōu)?1價,鈰的化合價由+4價變?yōu)?3價。(2)由于高溫下,Cu(+2價)或Cu(+1價)被H2還原為金屬Cu,所以當(dāng)催化氧化溫度超過150℃時,催化劑的催化活性下降。答案:(1)銅的化合價由+2價變?yōu)?1價,鈰的化合價由+4價變?yōu)?3價(2)高溫下,Cu(+2價)或Cu(+1價)被H2還原為金屬Cu(1)寫出Cu的價層電子排布式。提示:3d104s1。(2)試解釋圖2中CO轉(zhuǎn)化率先增大后減小的原因。提示:低于150℃時,溫度升高,反應(yīng)速率加快,CO轉(zhuǎn)化率增大,超過150℃時,催化劑的催化活性下降,反應(yīng)速率減小,CO轉(zhuǎn)化率減小。(3)CH4與H2O重整主要發(fā)生下列反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+246.5kJ/mol反應(yīng)Ⅱ:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ/mol①使用xCuO·yCeO2催化劑是否提高了氫氣的產(chǎn)率和甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率?②超過150℃,溫度升高,CO轉(zhuǎn)化率減小還有什么可能原因?提示:①使用催化劑,CO轉(zhuǎn)化為CO2,CO濃度減小,有利于兩個反應(yīng)向生成H2的方向進行,提高了氫氣的產(chǎn)率和甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率。②重整反應(yīng)的ΔH>0,溫度升高,平衡正向移動,CO轉(zhuǎn)化率減小。1.(2022·山東聊城開學(xué)考試)據(jù)文獻報道,某反應(yīng)的反應(yīng)歷程如圖所示。下列有關(guān)該歷程的說法錯誤的是(B)A.Ti4+…NH2—NO是中間產(chǎn)物B.總反應(yīng)化學(xué)方程式為4NH3+3O22N2+6H2OC.Ti4+是催化劑D.Ti4+…NH2—NOTi4++N2↑+H2O屬于分解反應(yīng)解析:A.觀察圖中Ti4+…NH2—NO是某一步反應(yīng)的生成物,又是另一步反應(yīng)的反應(yīng)物,所以Ti4+…NH2—NO是中間產(chǎn)物,正確;B.分析圖中參加反應(yīng)的有O2、NH3和NO,生成物有N2和H2O,可以寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+4NH3+2O23N2+6H2O,錯誤;C.圖中Ti4+是開始消耗,最后又生成,所以是催化劑,正確;D.根據(jù)概念分析,Ti4+…NH2—NOTi4++N2↑+H2O屬于分解反應(yīng),正確。2.(不定項)(2022·山東省實驗中學(xué)三診)硼氫化鈉(NaBH4)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。它在催化劑作用下與水反應(yīng)獲取氫氣的微觀過程如圖所示。下列說法正確的是(CD)A.水在此過程中作還原劑B.若將NaBH4中的H用D代替,反應(yīng)后生成HD與D2的混合氣體C.該過程所用的催化劑可以加快反應(yīng)速率,其用量對反應(yīng)速率的大小有影響D.NaBH4與水反應(yīng)的離子方程式為BH4-+4H2OB(OH)4-解析:根據(jù)硼氫化鈉(NaBH4)在催化劑作用下與水反應(yīng)獲取氫氣的微觀過程圖可知,BH4-和H2O反應(yīng)生成B(OH)4-和H2,由此分析,H2O變成H2,水中氫元素的化合價降低,是氧化劑,A錯誤;若用D代替H,生成的氫氣原子重新組合,所以生成的氫氣有H2、HD、D2,B錯誤;使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,所以通過控制催化劑的用量和表面積,可以控制氫氣的產(chǎn)生速率,一定范圍內(nèi),催化劑的用量多少也會影響反應(yīng)速率,C正確;根據(jù)上述分析,反應(yīng)的離子方程式為BH4-+4H2O1.(2022·廣東卷)在相同條件下研究催化劑Ⅰ、Ⅱ?qū)Ψ磻?yīng)X2Y的影響,各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時間t的部分變化曲線如圖,則(D)A.無催化劑時,反應(yīng)不能進行B.與催化劑Ⅰ相比,Ⅱ使反應(yīng)活化能更低C.a曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化D.使用催化劑Ⅰ時,0～2min內(nèi),v(X)=1.0mol·L-1·min-1解析:無催化劑時,隨時間推移,生成物濃度也在增加,說明反應(yīng)也在進行,故A錯誤;催化劑Ⅰ比催化劑Ⅱ催化效果好,說明催化劑Ⅰ使反應(yīng)活化能更低,反應(yīng)更快,故B錯誤;使用催化劑Ⅱ時,在0～2min內(nèi)Y的濃度變化了2.0mol·L-1,而a曲線表示X的濃度也變化了2.0mol·L-1,兩者變化量之比不等于化學(xué)計量數(shù)之比,所以a曲線不表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨時間t的變化,故C錯誤;使用催化劑Ⅰ時,在0～2min內(nèi),Y的濃度變化了4.0mol·L-1,則v(Y)=Δc(Y)Δt=4.0mol·L-12min=2.0mol·L-1·min-1,v(X)=12v(Y)=12×2.(不定項)(2022·河北卷)恒溫恒容條件下,向密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應(yīng)的方程式為①XY;②YZ。反應(yīng)①的速率v1=k1c(X),反應(yīng)②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2為速率常數(shù)。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線,圖乙為反應(yīng)①和②的lnk～1T曲線。下列說法錯誤的是(AB)A.隨c(X)的減小,反應(yīng)①、②的速率均降低B.體系中v(X)=v(Y)+v(Z)C.欲提高Y的產(chǎn)率,需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間D.溫度低于T1時,總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定解析:由圖甲中的信息可知,隨c(X)的減小,c(Y)先增大后減小,c(Z)一直增大,因此,反應(yīng)①的速率隨c(X)的減小而減小,反應(yīng)②的速率先增大后減小,A說法錯誤;根據(jù)體系中發(fā)生的反應(yīng)可知,在Y的濃度達到最大值之前,單位時間內(nèi)c(X)的減少量等于c(Y)和c(Z)的增加量,因此,v(X)=v(Y)+v(Z),但是,在Y的濃度達到最大值之后,單位時間內(nèi)c(Z)的增加量等于v(Y)和v(X)的減少量,故v(X)+v(Y)=v(Z),B說法錯誤;升高溫度可以加快反應(yīng)①的速率,但是反應(yīng)①的速率常數(shù)隨溫度升高增大的幅度小于反應(yīng)②的,且反應(yīng)②的速率隨著Y的濃度的增大而增大,因此,欲提高Y的產(chǎn)率,需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間,C說法正確;由圖乙信息可知,溫度低于T1時,k1>k2,反應(yīng)②為慢反應(yīng),因此,總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定,D說法正確。3.(2022·北京卷)CO2捕獲和轉(zhuǎn)化可減少CO2排放并實現(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,單位時間流出氣體各組分的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化如圖2所示。反應(yīng)過程中始終未檢測到CO2,在催化劑上有積碳。下列說法不正確的是(C)A.反應(yīng)①為CaO+CO2CaCO3;反應(yīng)②為CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2B.t1～t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不變,可能有副反應(yīng)CH4C+2H2C.t2時刻,副反應(yīng)生成H2的速率大于反應(yīng)②生成H2速率D.t3之后,生成CO的速率為0,是因為反應(yīng)②不再發(fā)生解析:由圖1所示信息可知,反應(yīng)①為CaO+CO2CaCO3,結(jié)合氧化還原反應(yīng)配平可得反應(yīng)②為CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2,A正確;由圖2信息可知,t1～t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不變,反應(yīng)過程中始終未檢測到CO2,在催化劑上有積碳,故可能有副反應(yīng)CH4C+2H2,B正確;由反應(yīng)②方程式可知,H2和CO的流速相等,由圖2信息可知,t2時該,H2的流速未變,仍然為2mmol·min-1,而CO變?yōu)?～2mmol·min-1之間,說明副反應(yīng)生成H2的速率小于反應(yīng)②生成H2速率,C錯誤;由圖2信息可知,t3之后,CO的流速為0,CH4的流速逐漸增大,最終恢復(fù)到1,說明生成CO的速率為0,反應(yīng)②不再發(fā)生,最后副反應(yīng)逐漸停止,D正確。4.(2021·廣東卷)反應(yīng)X2Z經(jīng)歷兩步:①XY;②Y2Z。反應(yīng)體系中X、Y、Z的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是(D)A.a為c(X)隨t的變化曲線B.t1時,c(X)=c(Y)=c(Z)C.t2時,Y的消耗速率大于生成速率D.t3后,c(Z)=2c0-c(Y)解析:由題圖知,曲線a起始濃度最大,在整個反應(yīng)過程中濃度一直減小,所以a代表c(X)隨t的變化曲線,A說法正確;t1時,三條曲線相交,三種物質(zhì)的濃度相等,B說法正確;結(jié)合題給反應(yīng)判斷,先增加后減小的是c(Y)隨t的變化曲線,一直增大的是c(Z)隨t的變化曲線,t2時,c(Y)在減小,說明Y的消耗速率大于生成速率,C說法正確;由題圖知,t3后,只有Y和Z,X完全反應(yīng),結(jié)合反應(yīng)①②可得出c(Z)=2c0-2c(Y),D說法錯誤。5.(2021·福建卷,節(jié)選)NaNO2溶液和NH4Cl溶液可發(fā)生反應(yīng):NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O。為探究反應(yīng)速率與c(NaNO2)的關(guān)系,利用下列裝置(夾持儀器略去)進行實驗。實驗步驟:往A中加入一定體積(V)的2.0mol·L-1NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和水,充分攪拌?？刂企w系溫度,通過分液漏斗往A中加入1.0mol·L-1醋酸。當(dāng)導(dǎo)管口氣泡均勻穩(wěn)定冒出時,開始用排水法收集氣體。用秒表測量收集1.0mLN2所需的時間,重復(fù)多次取平均值(t)?；卮鹣铝袉栴}。(1)若需控制體系的溫度為36℃,采取的合理加熱方式為。

(2)每組實驗過程中,反應(yīng)物濃度變化很小,忽略其對反應(yīng)速率測定的影響。實驗數(shù)據(jù)如下表所示。實驗編號V/mLt/sNaNO2溶液NH4Cl溶液醋酸水14.0V14.08.03342V24.04.0V315038.04.04.04.083412.04.04.00.038①V1=,V3=。

②該反應(yīng)的速率方程為v=k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H+),k為反應(yīng)速率常數(shù)。利用實驗數(shù)據(jù)計算得m=(填整數(shù))。

③醋酸的作用是。

解析:(1)若需控制體系的溫度為36℃,可采取水浴加熱使溫度均勻平穩(wěn)。(2)①為探究反應(yīng)速率與c(NaNO2)的關(guān)系,NH4Cl濃度應(yīng)不變,根據(jù)實驗3和4的數(shù)據(jù)可知溶液總體積為20mL,故V1為4.0;根據(jù)變量單一可知V2為6.0,V3為6.0。②濃度增大,反應(yīng)速率加快,根據(jù)實驗1和3數(shù)據(jù)分析,實驗3的c(NaNO2)是實驗1的2倍,實驗1和3所用的時間比為33483③醋酸在反應(yīng)前后沒變,起催化劑作用,可加快反應(yīng)速率。答案:(1)水浴加熱(2)①4.06.0②2③加快反應(yīng)速率(40分鐘)選題表知識點題號基礎(chǔ)能力創(chuàng)新反應(yīng)速率的計算和比較3,5916影響速率的因素及解釋1,26,717影響速率的因素實驗探究411,13化學(xué)反應(yīng)歷程、機理的分析應(yīng)用8,10,1415化學(xué)反應(yīng)速率方程及其常數(shù)的應(yīng)用121.調(diào)控化學(xué)反應(yīng)進行的快慢,對于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活都有著十分重要的意義。在下列事實中,減慢化學(xué)反應(yīng)速率的是(D)①古代冶鐵使用鼓風(fēng)機②用冰箱冷藏食物③SO2轉(zhuǎn)化為SO3使用釩觸媒④食品包裝袋中放小袋鐵粉A.①② B.③④ C.①③ D.②④解析:①增大氧氣的濃度,加快燃燒的速率;②降低溫度,減慢食物變質(zhì)的速率;③使用催化劑,加快反應(yīng)速率;④降低氧氣的濃度,減慢食品被氧化的速率。綜上所述,D項符合題意。2.以下是幾位同學(xué)在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率理論后發(fā)表的一些看法,其中不正確的是(A)A.化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣提高原料的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率B.化學(xué)反應(yīng)速率理論可以指導(dǎo)怎樣在一定時間內(nèi)快出產(chǎn)品C.影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物的性質(zhì),濃度、溫度、催化劑、反應(yīng)物顆粒大小等外部因素也會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響D.正確利用化學(xué)反應(yīng)速率理論可提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益解析:化學(xué)反應(yīng)速率理論研究的是化學(xué)反應(yīng)進行的快慢問題,不能指導(dǎo)提高原料的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率。3.將1molX和3molY在2L的恒容密閉容器中混合,一定條件下發(fā)生反應(yīng)X(s)+3Y(g)2Z(g),10min時測得Y的物質(zhì)的量為2.4mol。下列說法正確的是(C)A.10min內(nèi),X的平均反應(yīng)速率為0.01mol/(L·min)B.第10min時,Z的濃度為0.4mol/LC.10min時,X的轉(zhuǎn)化率為20%D.反應(yīng)時,向容器中通入He,容器內(nèi)壓強增大,反應(yīng)速率加快解析:A項,X是固體,其濃度不變,因此不能用X表示化學(xué)反應(yīng)速率,錯誤;B項,反應(yīng)開始時n(Y)=3mol,10min時測得Y的物質(zhì)的量為2.4mol,則Δn(Y)=3mol-2.4mol=0.6mol,Δn(Z)=0.4mol,第10min時,Z的濃度為0.2mol/L,錯誤;C項,10min內(nèi)Y改變的物質(zhì)的量是0.6mol,根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知Δn(X)=0.2mol,則10min時,X的轉(zhuǎn)化率為0.2mol4.如圖安裝好實驗裝置(裝置氣密性良好),在錐形瓶內(nèi)盛有6.5g鋅粒(Zn的相對原子質(zhì)量為65),通過分液漏斗向其中加入40mL2.5mol/L的稀硫酸,將產(chǎn)生的H2收集在注射器中,10s時恰好收集到標準狀況下的H244.8mL。下列說法不正確的是(B)A.忽略錐形瓶內(nèi)溶液體積的變化,用H+表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01mol/(L·s)B.忽略錐形瓶內(nèi)溶液體積的變化,用Zn2+表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01mol/(L·s)C.用鋅粒表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.013g/sD.用H2表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.0002mol/s解析:由題意分析可知Zn+2H+Zn2++H2↑65g 2mol 1mol 22.4L0.13g0.004mol0.002mol 0.0448Lv(H+)=0.004mol0.04L100.005mol/(L·s),B不正確;用鋅粒表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.13g100.0002mol/s,D正確。5.Ⅰ.煤化工是以煤為原料,經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。(1)將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣,反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ/mol。能使化學(xué)反應(yīng)速率加快的措施有(填字母)。

A.增加C的物質(zhì)的量B.升高反應(yīng)溫度C.隨時吸收CO、H2轉(zhuǎn)化為CH3OHD.恒容密閉容器中充入CO(g)(2)將4molCO(g)和2molH2O(g)通入容積為2L的恒容密閉容器中,進行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),5min后達到平衡,CO的物質(zhì)的量為2.4mol,則以CO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為。Ⅱ.(1)某溫度時,在一個5L的恒容容器中,X、Y、Z均為氣體,三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)填空:①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

②反應(yīng)開始至2min,以氣體Z表示的平均反應(yīng)速率為。(2)在三種不同的條件下進行上述反應(yīng),在同一時間內(nèi),測得的反應(yīng)速率用不同的物質(zhì)表示為①v(X)=1mol/(L·min)、②v(Y)=0.5mol/(L·min)、③v(Z)=0.5mol/(L·min),則三種條件下的反應(yīng)速率由大到小的關(guān)系是(用序號表示)。

解析:Ⅰ.(1)增加C的物質(zhì)的量,不能改變其濃度,不能加快化學(xué)反應(yīng)速率;吸收CO、H2相當(dāng)于降低生成物的濃度,其化學(xué)反應(yīng)速率減慢;充入CO(g),增大生成物的濃度,可使化學(xué)反應(yīng)速率加快。(2)v(CO2)=v(CO)=4mol-2.Ⅱ.(1)①由圖可知,2min內(nèi)Y減少了0.1mol,X減少了0.3mol,Z增加了0.2mol,且2min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變,是可逆反應(yīng),所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X(g)+Y(g)2Z(g)。②反應(yīng)開始至2min,以氣體Z表示的平均反應(yīng)速率為v(Z)=0.0.02mol/(L·min)。(2)根據(jù)題給數(shù)據(jù),用歸一法,保留①v(X)=1mol/(L·min)不變,②v(Y)=0.5mol/(L·min),則v(X)=1.5mol/(L·min),③v(Z)=0.5mol/(L·min),則v(X)=0.75mol/(L·min),則三種條件下的反應(yīng)速率由大到小的關(guān)系是②>①>③;亦可用比值法求解。答案:Ⅰ.(1)BD(2)0.16mol/(L·min)Ⅱ.(1)①3X(g)+Y(g)2Z(g)②0.02mol/(L·min)(2)②>①>③6.(2022·北京育英學(xué)校三模)已知分解1molH2O2放出熱量98kJ。在含有少量I-的溶液中,H2O2分解機理為H2O2+I-H2O+IO-(慢);H2O2+IO-H2O+O2↑+I-(快),下列說法正確的是(B)A.IO-是該反應(yīng)的催化劑B.反應(yīng)的速率與I-濃度有關(guān)C.v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2)D.反應(yīng)活化能等于98kJ/mol解析:將兩個反應(yīng)相加可得總反應(yīng)方程式,反應(yīng)的催化劑是I-,IO-只是中間產(chǎn)物,故A錯誤;根據(jù)分解機理可知碘離子的濃度影響慢反應(yīng)的速率,從而影響整個反應(yīng)的速率,故B正確;因為反應(yīng)是在含少量I-的溶液中進行的,溶液中水的濃度是常數(shù),不能用其濃度變化表示反應(yīng)速率,故C錯誤;1mol過氧化氫分解的ΔH=-98kJ/mol,由ΔH不能判斷反應(yīng)的活化能,故D錯誤。7.從下列實驗事實所引出的相應(yīng)結(jié)論正確的是(A)選項實驗事實結(jié)論A其他條件相同,Na2S2O3溶液濃度越大,析出S沉淀所需時間越短當(dāng)其他條件不變時,增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快B在化學(xué)反應(yīng)前后,催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有發(fā)生改變催化劑一定不參與化學(xué)反應(yīng)C物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸和CH3COOH溶液分別與等質(zhì)量的、形狀相同的鋅粒反應(yīng)反應(yīng)開始時速率相同D在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g),把容積縮小為原來的一半正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率不變解析:增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,A項正確;催化劑參與反應(yīng),但反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,B項錯誤;物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸和CH3COOH溶液中起始氫離子濃度不同,因此反應(yīng)開始時速率不同,C項錯誤;縮小容器容積,正、逆反應(yīng)速率同時增大,D項錯誤。8.(2022·山東濟南歷城二中二輪測評)二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀的“清潔能源”,科學(xué)家研究在酸性條件下,用甲醇合成二甲醚,反應(yīng)歷程中相對能量變化如圖所示。下列敘述錯誤的是(B)A.循環(huán)過程中,催化劑參與了中間反應(yīng)B.該歷程中最小的能壘(基元反應(yīng)活化能)為1.31kJ·mol-1C.制約總反應(yīng)速率關(guān)鍵步驟的基元反應(yīng)方程式為CH3OCH3+H+D.總反應(yīng)方程式為2CH3OHCH3OCH3+H2O解析:整個過程中H+是催化劑,先參與第一步反應(yīng),最后一步又生成,故A正確;判斷反應(yīng)歷程能壘時,注意縱坐標采用科學(xué)記數(shù)法,由圖可知該歷程中最小的能壘(基元反應(yīng)活化能)為131kJ·mol-1,故B錯誤;決定總反應(yīng)速率的是活化能或能壘最高的基元反應(yīng),由圖可知,該基元反應(yīng)為CH3OCH3+H+,故C正確;整個過程消耗甲醇,生成二甲醚和水,故總反應(yīng)為2CH3OHCH3OCH3+H2O,故D正確。9.A與B在容積為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g),t1min、t2min時分別測得部分數(shù)據(jù)如下表:n(B)/moln(C)/moln(D)/mol反應(yīng)時間/min0.120.060.10t10.060.120.20t2下列說法正確的是(C)A.0～t1min內(nèi),平均反應(yīng)速率v(B)=0.04t1mol·LB.若起始時n(D)=0,則t2min時v(D)=0.20t2mol·LC.升高溫度,v(B)、v(C)、v(D)均增大D.b∶d=6∶1解析:不能確定起始時B的物質(zhì)的量,因此0～t1min內(nèi),不能確定B的物質(zhì)的量的變化量,則不能計算其反應(yīng)速率,A項錯誤;v(D)=0.20t2mol·L-1·min-1是0～t2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率,不是t2min時的反應(yīng)速率,B項錯誤;t110.(不定項)(2022·山東青島五十八中期中)甲酸常被用于橡膠、醫(yī)藥等工業(yè)。在一定條件下可分解生成CO和H2O。在有、無催化劑條件下的能量與反應(yīng)歷程的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是(AB)A.途徑一未使用催化劑,途徑二比途徑一甲酸平衡轉(zhuǎn)化率高B.ΔH1=ΔH2<0,Ea1=Ea2C.途徑二H+參與反應(yīng),通過改變反應(yīng)途徑加快反應(yīng)速率D.途徑二反應(yīng)的快慢由生成的速率決定解析:催化劑可以降低活化能,因此途徑一未使用催化劑,但催化劑不能改變平衡狀態(tài),所以途徑二和途徑一的甲酸平衡轉(zhuǎn)化率相同,A錯誤;催化劑可以降低活化能,但不能改變焓變,由于反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,因此ΔH1=ΔH2<0,但Ea1>Ea2,B錯誤;途徑二中反應(yīng)前有氫離子,反應(yīng)后還有氫離子,說明H+參與反應(yīng),通過改變反應(yīng)途徑加快反應(yīng)速率,C正確;生成的活化能高,則途徑二反應(yīng)的快慢由生成的速率決定,D正確。11.對水樣中溶質(zhì)M的分解速率影響因素進行研究。在相同溫度下,M的物質(zhì)的量濃度(mol/L)隨時間(min)變化的有關(guān)實驗數(shù)據(jù)見表。下列說法不正確的是(D)水樣時間/min0510152025Ⅰ(pH=2)0.400.280.190.130.100.09Ⅱ(pH=4)0.400.310.240.200.180.16Ⅲ(pH=4)0.200.150.120.090.070.05Ⅳ(pH=4,含Cu2+)0.200.090.050.030.010A.在0～20min內(nèi),Ⅰ中M的平均分解速率為0.015mol/(L·min)B.其他條件相同時,水樣酸性越強,M的分解速率越快C.在0～25min內(nèi),Ⅲ中M的分解率比Ⅱ大D.對比Ⅰ、Ⅳ可知,Cu2+的存在可加快M的分解速率解析:在0～20min內(nèi),Ⅰ中M的物質(zhì)的量濃度變化0.3mol/L,則Ⅰ中M的平均分解速率為0.3mol/L20min0.12mol/L,Ⅱ中M的物質(zhì)的量濃度變化0.09mol/L,則酸性增強,M的分解速率增大,故B正確;在0～25min內(nèi),Ⅲ中M的物質(zhì)的量濃度變化0.15mol/L,分解率為0.150.2×100%=75%,Ⅱ中M的物質(zhì)的量濃度變化0.24mol/L,分解率為12.(不定項)鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下,碳素鋼在三種不同介質(zhì)中的腐蝕速率實驗結(jié)果如圖所示。下列說法錯誤的是(C)A.鹽酸中c(H+)越大,腐蝕速率越快B.當(dāng)硫酸的濃度大于90%時,腐蝕速率幾乎為零,原因是濃硫酸使鐵鈍化C.要使碳素鋼的緩蝕效果最好,鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度比應(yīng)為2∶1D.酸溶液濃度較低時,Cl-對碳素鋼的腐蝕作用大于SO4解析:由圖可知,鹽酸的濃度越大,腐蝕速率越快,所以鹽酸中c(H+)越大,腐蝕速率越快,故A正確;當(dāng)硫酸的濃度大于90%時,腐蝕速率幾乎為零,原因是常溫下濃硫酸具有強氧化性,會使鐵鈍化,起到防腐蝕作用,故B正確;根據(jù)圖示可知,當(dāng)鉬酸鈉、月桂酰肌氨酸濃度相等,即濃度比為1∶1時,腐蝕速率最小,緩蝕效果最好,故C錯誤;碳素鋼在鹽酸和硫酸中腐蝕速率隨酸的濃度變化有明顯差異,可知Cl-有利于碳素鋼的腐蝕,則酸溶液濃度較低時,Cl-對碳素鋼的腐蝕作用大于SO413.某小組研究影響反應(yīng)速率的因素。(1)實驗一:探究酸的強弱對酸與鎂條反應(yīng)速率的影響。①設(shè)計實驗方案如下表,表中c=。

編號酸的種類酸的濃度/(mol/L)酸的體積/mL鎂條質(zhì)量/g1醋酸1.0102.02鹽酸c102.0②實驗步驟。a.檢查裝置(圖1)的氣密性后,添加藥品;b.反應(yīng)開始后,

;

c.將所記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為曲線圖(圖2)。③寫出0～5min內(nèi)醋酸、鹽酸與鎂條反應(yīng)的反應(yīng)速率變化規(guī)律:

。

(2)實驗二:探究反應(yīng)條件對0.10mol/LNa2S2O3溶液與稀硫酸反應(yīng)速率的影響,其設(shè)計與測定結(jié)果如下:編號反應(yīng)溫度/℃V(Na2S2O3溶液)/mLV(蒸餾水)/mLV(0.10mol/LH2SO4溶液)/mL乙12510.0010.02255.0a10.034510.0010.0①寫出上述實驗原理的離子方程式:

。

②上述實驗1、3是探究對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;若上述實驗1、2是探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則a的值為;乙是實驗需要測量的物理量,則表格中“乙”應(yīng)填寫

。

解析:(1)①要探究酸的強弱對酸與鎂條反應(yīng)速率的影響,則必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素一致,醋酸和鹽酸的濃度應(yīng)相同,故c也應(yīng)為1.0;②據(jù)題圖可知,要通過測量在相同的時間段內(nèi)收集到的氫氣體積的大小來計算反應(yīng)速率,故在反應(yīng)開始后,應(yīng)每隔1min記錄一次生成H2的體積;③通過題中圖像分析可知,單位時間內(nèi)醋酸與鎂條反應(yīng)生成氫氣的體積變化很小,即醋酸與鎂條的反應(yīng)速率變化不大;而鹽酸與鎂條的反應(yīng)一開始很快,一段時間后,單位時間內(nèi)生成的氫氣的體積明顯變小,即反應(yīng)速率明顯減小。(2)①Na2S2O3溶液與稀硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、硫單質(zhì)和水,其反應(yīng)的離子方程式為S2O32-+2H+S↓+H2O+SO2↑;②當(dāng)探究某一種因素對反應(yīng)速率的影響時,必須保持其他影響因素一致,通過比較實驗1、3的反應(yīng)條件可知,實驗1、3是探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;實驗1、2中加入的Na2S2O3溶液的體積不同,故是探究Na2S2O慢,必須準確測得溶液出現(xiàn)渾濁時間的長短,故乙是出現(xiàn)渾濁的時間/min(或s)。答案:(1)①1.0②每隔1min記錄一次生成H2的體積③醋酸與鎂條反應(yīng)的速率隨時間變化不明顯;鹽酸與鎂條反應(yīng)開始階段反應(yīng)速率很快,一段時間后反應(yīng)速率明顯減小(2)①S2O32-+2H+S↓+H2O+SO②溫度5.0出現(xiàn)渾濁的時間/min(或s)14.化學(xué)反應(yīng)速率的研究對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著十分重要的意義。(1)工業(yè)制硫酸的過程中,SO2(g)轉(zhuǎn)化為SO3(g)是關(guān)鍵的一步,反應(yīng)速率可用單位時間內(nèi)分壓的變化表示,氣態(tài)物質(zhì)分壓=總壓×氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)。550℃時,在1L的恒溫容器中,反應(yīng)過程中部分數(shù)據(jù)見下表:反應(yīng)時間/minSO2(g)/molO2(g)/molSO3(g)/mol042051.5102151若在起始時總壓為p0kPa,則10min內(nèi)SO2(g)的反應(yīng)速率v(SO2)=kPa·min-1。

(2)溫室氣體的利用是當(dāng)前環(huán)境和能源領(lǐng)域的研究熱點。N