第31讲 化学反应速率及其影响因素 -备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

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【复习目标】
1．能进行化学反应速率的简单计算。
2．能通过实验探究或用一定的理论模型分析说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
3．能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的简单实际问题，能讨论化学反应条件的选择和优化。
【知识精讲】
考点一 化学反应速率
1．含义：化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量。
2．常用表示方法及计算

如在密闭容器中，合成氨的反应N2＋3H22NH3，开始时c(N2)＝8 ml·L－1，2 min后c(N2)＝4 ml·L－1，则用N2表示的反应速率为2ml·L－1·min－1。
3．与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但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。
对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
4．化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“三段式”
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件列式计算。
例如：反应 mA ＋ nBpC
t0 s/(ml·L－1) a b 0
转化/(ml·L－1) x eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
t1 s/(ml·L－1) a－x b－eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
则v(A)＝eq \f(x,t1－t0) ml·L－1·s－1，
v(B)＝eq \f(nx,m（t1－t0）) ml·L－1·s－1，
v(C)＝eq \f(px,m（t1－t0）) ml·L－1·s－1。
5．化学反应速率大小的比较方法
由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。
(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。
(2)单位统一后，换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。
(3)也可以直接比较化学反应速率与化学计量数的比值。
即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较eq \f(v（A）,a)与eq \f(v（B）,b)，若eq \f(v（A）,a)＞eq \f(v（B）,b)，则A表示的反应速率比B的大。
【例题1】将6 ml CO2和8 ml H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8～10 min内CO2的平均反应速率是( )
A．0.5 ml·L－1·min－1B．0.1 ml·L－1·min－1
C．0 ml·L－1·min－1D．0.125 ml·L－1·min－1
【例题2】已知反应4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是( )
A．v(CO)＝1.5 ml·L－1·min－1
B．v(NO2)＝0.7 ml·L－1·min－1
C．v(N2)＝0.4 ml·L－1·min－1
D．v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1
【例题3】在新型RuO2催化剂作用下，使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)＋eq \f(1,2)O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：
计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以ml·min－1为单位，写出计算过程)。
【例题4】把0.6 ml 气体X和0.4 ml气体Y混合于2.0 L的密闭容器中，发生如下反应：3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，测得5 min末生成0.2 ml W，又知以Z表示的平均反应速率为0.01 ml·L－1·min－1，则n值是( )
A．1 B．2
C．3 D．4
【例题5】已知反应4CO＋2NO2eq \(=====,\s\up7(催化剂))N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下：
①v(CO)＝1.5 ml·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.7 ml·L－1·min－1
③v(N2)＝0.4 ml·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1
⑤v(NO2)＝0.01 ml·L－1·s－1
请比较上述5种情况反应的快慢：________________(由大到小的顺序)。
考点二 化学反应速率的影响因素
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)

2．用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响
3．基元反应和有效碰撞理论
(1)基元反应：大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，每一步反应都被称为基元反应；先后进行的基元反应反映了反应历程，反应历程又称为反应机理。
(2)有效碰撞
①基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。
②反应物分子的每一次碰撞并不是都能发生反应，能够发生化学反应的碰撞叫作有效碰撞。发生有效碰撞的两个条件是反应物分子能量足够和取向合适。
(3)活化分子、活化能
①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。
②活化能：如图
图中：
E1为正反应的活化能，E2为活化分子变成生成物分子放出的能量；使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能)
③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(4)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

4．气体反应体系中充入“惰性气体”(不参与反应)时对反应速率的影响
A(g)＋B(g)C(g)，恒温恒容，充入氦气，对反应速率有何影响？恒温恒压，充入氦气，对反应速率又有何影响？
(1)恒容：充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变。
(2)恒压：充入“惰性气体”→体积增大→物质浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小。
【例题6】一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不会改变化学反应速率的是( )
A．缩小容积使压强增大 B．恒容，充入N2
C．恒容，充入He D．恒压，充入He
【例题7】下列说法正确的是( )
A．对于A(s)＋B(g)C(g)＋D(g)的反应，加入A，反应速率加快
B．2NO2N2O4(正反应放热)，升高温度，v(正)增大，v(逆)减小
C．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在密闭容器中进行，恒压条件下，充入He不改变化学反应速率
D．100 mL 2 ml·L－1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，生成氢气的速率加快
【例题8】某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示，下列叙述正确的是( )
A．两步反应均为吸热反应
B．三种化合物中C最稳定
C．第二步反应决定了总反应的速率
D．升高温度，活化能E1、E2均减小，反应速率加快
【例题9】在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像，推断在t1时刻突然变化的条件可能是( )
A．催化剂失效B．减小生成物的浓度
C．降低体系温度D．增大容器的体积
【例题10】合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1，在反应过程中，正反应速率的变化如图。下列说法正确的是( )
A．t1时升高了温度B．t2时使用了催化剂
C．t3时增大了压强D．t4时降低了温度
【归纳总结】常见含“断点”的速率变化图像分析
考点三 反应历程(或机理)图像分析
【例题11】(2022·辽宁高三模拟)甲酸脱氢可以生成二氧化碳，我国科学家利用计算机技术，研究在催化剂表面脱氢的反应历程与能量的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A．甲酸脱氢生成二氧化碳为吸热反应
B．历程中最大能垒(反应活化能)为44.7 kcal·ml－1
C．反应CO2(g)＋2H*===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝＋3.3 kcal·ml－1
D．使用催化剂能够加快反应速率，降低焓变，提高平衡产率
【例题12】硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题。甲酸(HCOOH)在纳米级Pd表面分解为活性H2和CO2，再经下列历程实现NOeq \\al(－,3)的催化还原，进而减少污染。已知Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示Fe3O4中的二价铁和三价铁。下列说法错误的是( )
A．Fe3O4参与了该循环历程
B．HCOOH分解时，碳氢键和氧氢键发生了断裂
C．H2在反应历程中生成的H＋起到调节体系pH的作用
D．在整个历程中，1 ml H2可还原1 ml NOeq \\al(－,3)
【例题13】(2022·河南洛阳高三模拟)据文献报道，金红石 Ti3＋L3表面催化氮气固定机理如图所示，下列叙述错误的是( )
A．催化剂可以提高固氮速率的原因是改变该反应的ΔH
B．该催化固氮总反应为 3H2＋N2===2NH3
C．是反应中间体
D．整个催化过程中存在 N—Ti的断裂和生成
考点四 利用“控制变量法”探究化学反应速率的影响因素
1．探究流程
2．注意事项
(1)要选择合适的化学反应，所选择的反应不能太灵敏也不能太迟钝。
(2)反应物的浓度要适当，不能太大，而探索浓度变量时，浓度间的差别也不能太大。
(3)要有规律地设计不同的反应体系的温度，也要注意物质的相应性质，不能选择会引起反应体系发生变化的温度。
(4)对变量要进行适当的组合，组合的一般原则是“变一定多”，即保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系列实验，找出变量对反应的影响。
【例题14】实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，有关说法错误的是( )
A．实验中要记录溶液褪色所需时间
B．实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响
C．实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
D．起始向①中加入MnSO4固体，不影响反应速率
【例题15】碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 ml·L－1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 ml·L－1 K2S2O8、0.10 ml·L－1 Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：
S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===2SOeq \\al(2－,4)＋I2(慢)
I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________耗尽后，溶液颜色由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2Oeq \\al(2－,3)与S2Oeq \\al(2－,8)初始的物质的量需满足的关系为n(S2Oeq \\al(2－,3))∶n(S2Oeq \\al(2－,8))________。
(2)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：
表中Vx＝________ mL，理由是______________________________。
(3)已知某条件下，浓度c(S2Oeq \\al(2－,8))－反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2Oeq \\al(2－,8))－t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
【真题演练】
1．（2022·辽宁·高考真题）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下：
下列说法错误的是（ ）
A．时，Z的浓度大于
B．时，加入，此时
C．时，Y的体积分数约为33.3%
D．时，X的物质的量为
2．（2022·北京·高考真题）捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，以恒定组成的混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是（ ）
A．反应①为；反应②为
B．，比多，且生成速率不变，可能有副反应
C．时刻，副反应生成的速率大于反应②生成速率
D．之后，生成的速率为0，是因为反应②不再发生
3．（2022·广东·高考真题）在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则（ ）
A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D．使用催化剂Ⅰ时，内，
4．（2022·浙江·高考真题）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是（ ）
A．实验①，，
B．实验②，时处于平衡状态，
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
5．（2022·浙江·高考真题）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是（ ）
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
6．（2021·海南·高考真题）制备水煤气的反应 ，下列说法正确的是（ ）
A．该反应
B．升高温度，反应速率增大
C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变
D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
7．（2021·辽宁·高考真题）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（ ）
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
D．条件②，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为
8．（2021·浙江·高考真题）一定温度下：在的四氯化碳溶液()中发生分解反应：。在不同时刻测量放出的体积，换算成浓度如下表：
下列说法正确的是（ ）
A．，生成的平均速率为
B．反应时，放出的体积为(标准状况)
C．反应达到平衡时，
D．推测上表中的x为3930
9．（2021·广东·高考真题）反应经历两步：①；②。反应体系中、、的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．a为随t的变化曲线
B．时，
C．时，的消耗速率大于生成速率
D．后，
10．（2021·浙江·高考真题）取50 mL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0.010ml·L-1·min-1
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．（2022·河北·高考真题）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应①的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是（ ）
A．随的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于时，总反应速率由反应②决定
12．（2021·湖南·高考真题）铁的配合物离子(用表示)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：
下列说法错误的是（ ）
A．该过程的总反应为
B．浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C．该催化循环中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
【课后精练】
第I卷（选择题）
1．（2022·河北·大名县第一中学）少量铁粉与100 mL 0.01 ml·L-1的稀盐酸反应，反应太慢。为了加快该反应的化学反应速率且不改变H2的产量，可以使用如下方法中的（ ）
A．加H2OB．滴入几滴浓HNO3
C．改用10 mL 0.1 ml·L-1盐酸D．加少量CuSO4溶液
2．（2022·河南·洛宁县第一高级中学高三开学考试）一定温度下，在容积为2 L的恒容密闭容器中进行某一反应，容器内M、N两种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的化学方程式为
B．t1～t2 min，
C．t2 min时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态
D．t4 min时，容器容积不变，充入惰性气体Ar，平衡正向移动
3．（2022·专题练习）反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH＜0，达到平衡后，将体系的温度降低，下列叙述中正确的是（ ）
A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
D．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动
4．（2022·山东省青岛第十九中学）向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下发生反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，正反应速率随时间变化如图所示。由图得出结论正确的是（ ）
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．△t1=△t2时，a～b段平均正反应速率小于b～c段
5．（2022·广东·佛山一中）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4mlNH3和0.5mlO2发生反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。2min后，NO的浓度为0.06ml·L-1。下列有关说法不正确的是（ ）
A．0～2min内，O2的物质的量减少了0.15ml
B．2min末，NH3的浓度为0.14ml·L-1
C．0～2min内，生成的水的质量为3.24g
D．2min末，用O2表示的反应速率为0.024ml·L-1·min-1
6．（2022·河南·林州一中）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入(g)和(g)，发生合成氨反应。10min末，测得的物质的量为1.5ml。在铁触媒催化剂的表面上合成氨反应的反应历程和能量变化如图所示，其中吸附在铁触媒表面上的物质用·标注。下列说法错误的是（ ）
A．催化剂能改变反应历程和活化能，影响化学反应速率
B．对总反应速率影响最小的步骤的活化能为
C．10min时，
D．内，
7．（2022·山西·怀仁市第一中学校）将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中发生反应：3A(g) + B(g) xC(g)+ D(g)。经4min后，测得D的浓度为0.4ml·L-1，C的平均反应速率为0.1ml·L-1·min-1 ，c(A) ： c(B)=3 ： 5，下列说法不正确的是（ ）
A．x的值是1B．4 min末B的转化率约为16.7%
C．起始时A的浓度为4.8ml·L-1D．4min内v(B)=0.1ml·L-1·min-1
8．（2022·河南·洛宁县第一高级中学）臭氧层中O3分解过程如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．催化反应①是吸热反应，催化反应②是放热反应
B．E1是催化反应①对应的正反应活化能
C．温度升高，总反应的正反应速率的增加幅度大于逆反应速率的增加幅度
D．(E2+△H)是催化反应②对应的逆反应活化能
9．（2022·四川·宁南中学）在2L的密闭容器中进行反应2A(g)＋B(g)3C(g)，已知0～10min内A的物质的量由5ml减小到1ml，则用C的浓度变化表示的反应速率为（ ）
A．0.1ml/(L·min)B．0.3ml/(L·min)
C．0.2ml/(L·min)D．0.4ml/(L·min)
10．（2022·安徽·芜湖一中）将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，经2min后测得D的浓度为0.5ml•L-1，c(A)∶c(B)=3：5，以C表示的平均速率v(C)=0.25ml•L-1•min-1，下列说法正确的是（ ）
A．该反应方程式中，x=1
B．2min时，A的转化率为25%
C．2min时，A的物质的量浓度为0.75ml•L-1
D．反应速率v(B)=0.25ml•L-1•min-1
11．（2022·山东潍坊）反应的反应机理为：①
②……
③(快反应)，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示：
下列说法正确的是（ ）
A．该反应的速率方程为
B．该反应的速率常数k的值为
C．第②步的反应方程式为
D．3步反应中反应③的活化能最大
12．（2022·云南·曲靖市马龙区第一中学）一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生反应：2 HI(g) H2(g)＋I2(g)。若c(HI)由0.1 ml·L-1降到0.07 ml·L-1时，需要15 s，那么c(HI)由0.07 ml·L-1降到0.05 ml·L-1时，所需反应的时间为（ ）
A．等于5 sB．等于10 sC．大于10 sD．小于10 s
13．（2022·浙江·湖州中学）对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是（ ）
A．B．
C．D．
14．（2022·河南·洛宁县第一高级中学高三开学考试）下列实验不能达到预期实验目的的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
15．（2022·辽宁·凌源市实验中学）某小组欲探究某反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行如表实验(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是（ ）
A．V1=1，V2=2
B．实验I、III的目的是探究温度对化学反应速率的影响
C．实验III中用KMnO4浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=0.02ml·L-1·min-1
D．若改用0.1ml·L-1酸性KMnO4溶液，将不能达到实验目的
16．（2022·河南·高三开学考试）利用与制备合成气(CO、)，可能的反应历程如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．制备合成气的反应的
B．若，则决定速率的步骤为
C．使用催化剂，CO和的平衡产率不变
D．增加吸附性活性炭的表面积，可提高CO、的产率
第II卷（非选择题）
17．（2022·广东惠州）化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。下面是某同学测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。(已知：在酸性条件下会分解产生刺激性气味气体和淡黄色沉淀。)
Ⅰ.测定化学反应速率
该同学利用如图装置测定化学反应速率。
(1)除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验用品是_____________。
(2)中的两个硫的化合价并不相同，假如其中一个硫的化合价为+4，则另一个硫的化合价为_______；圆底烧瓶中所发生反应的离子方程式为___________________。
(3)若在2min时收集到224mL(已折算成标准状况)气体，可计算出该2min内的反应速率为_____________(设圆底烧瓶内混合溶液的总体积为100ml，且反应过程中体积不变)，而该测定值比实际值偏小，其原因可能是：___________________。
(4)利用该化学反应，试简述测定反应速率的其他方法：_______(写一种)。
Ⅱ.探究化学反应速率的影响因素
为探讨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。
(已知，与均为无色)
(5)表中Vx= _______mL，t1、t2、t3的大小关系是_______。
18．（2022·江苏镇江·高三开学考试）含氮化合物(NOx、等)是环境污染物，可用以下方法消除其污染。
(1)使用催化剂，采用还原技术，能有效脱除电厂烟气中氮氧化物，反应机理如图所示。
①根据上图所示，NO、NH3在有氧条件下的总化学方程式是___________________。
②将一定比例的O2、NH3和NO的混合气体，匀速通入装有催化剂的反应器中反应(装置见图甲)。反应相同时间测得NO的去除率随反应温度的变化曲线如图乙所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，NO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，NO的去除率迅速下降的原因可能是_________________________。
(2)在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的可高效转化酸性溶液中的硝态氮。其工作原理示意图如图所示。
①写出上述催化反应中在Pt颗粒表面转化为的反应式_____________。
②被H2还原为N2的过程可描述为_____________。
19．（2022·河南·高三开学考试）为减少大气污染，科学家采取多种措施处理工业废气中排放的氮氧化物(NOx)、SO2等。回答下列问题：
(1)某脱硝反应机理如图所示，Cu+的作用为________________，C2H4参与的反应方程式为______________________。
(2)选择性催化还原技术(SCR)是目前较为成熟的烟气脱硝技术，其反应原理主要为：
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H=-1627kJ·ml-1。
①若有3mlNO参与反应，则被NO氧化的NH3的物质的量为__________。
②催化还原时应控制反应温度在315～400℃之间，反应温度不宜过高的原因是______________________。
③350℃时NO的百分含量与氨氮比的关系如图所示，若只改变氨气的投放量，当>1.0时，烟气中NO含量反而增大，主要原因是______________________(用化学方程式表示)。
(3)烟气脱硫、脱硝一体化技术是大气污染防治研究的热点，ClO2在酸性条件下稳定，是性能优良的脱硫脱硝试剂。
①ClO也是性能优良的脱硫脱硝试剂，ClO2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaClO2，反应的离子方程式为______________________。
②某研究小组用ClO2进行单独脱除SO2实验时，测得SO2的脱除率随溶液pH变化如图所示。
当320．（2022·广东·徐闻县徐闻中学）完成下列问题。
(1)某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计如下系列实验：
(1)①写出硫代硫酸钠与稀硫酸反应的化学方程式：___________________。
②该实验①、②可探究_______对反应速率的影响，因此V3是_______；实验①、③可探究_______对反应速率的影响，因此V5是_______。
(2)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示：
①该反应的化学平衡常数表达式为K=_______。
②该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)。
③某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)∙c(H2)=c(CO)∙c(H2O)，试判断此时的温度为_______℃。
④在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)=2ml/L，c(H2)=1.5ml/L，c(CO)=1ml/L，c(H2O)=3ml/L，则下一时刻，反应向_______(填“正向”或“逆向”)进行。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH的大小：ΔH1_______ΔH2(填“>”或“＜”)。
①P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1
②4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2
21．（2022·四川·宁南中学高一阶段练习）Ⅰ、某实验小组对H2O2的分解做了如下探究：将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15mL5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试。下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据：
(1)写出大试管中发生反应的化学方程式：_________________，
(2)实验结果表明，催化剂的催化效果与___________有关。
Ⅱ、某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行，0～3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。
(3)该反应的化学方程式为___________。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
a、v(A)=2v(B)
b、容器内压强保持不变
c、混合气体的平均摩尔质量保持不变
d、容器内混合气体的密度保持不变
e、B的体积分数不变
(5)在密闭容器里，通入amlA(g)、bmlB(g)、cmlC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是___________(填序号)。
①降低温度②加入催化剂③增大容器体积④移走部分A⑤恒容时，充入氦气
(6)一定温度下，氧化铁可与一氧化碳发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)。在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成单质铁11.2g。10min内v(CO)=___________。
(7)下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应速率，其中反应最快的是___________(填字母)。
A．v(H2)=0.1ml/(L∙min)B．v(N2)=0.1ml/(L∙min)
C．v(NH3)=0.15ml/(L∙min)D．v(N2)=0.002ml/(L∙s)
(8)在2Z(g)＋Y(g)3X(s)中，恒容时，下列情况能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
a、v(Z)正=2v(Y)逆
b、容器内压强保持不变
c、混合气体的平均摩尔质量保持不变
d、容器内混合气体的密度保持不变
e、Z的物质的量分数不变
22．（2022·河南·高三阶段练习）二氧化碳原位催化氢化既有利于实现“碳达峰、碳中和”，又能改善能源结构，从而成为目前研究的热点之一。已知：
I.CO2(g)+ 3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.5 kJ·ml-1；
II.CO2(g)+ H2(g)⇌HCOOH(g) △H =-11.2 kJ·ml-1
回答下列问题：
(1)甲酸蒸气氢化制备甲醇蒸气和水蒸气的热化学方程式为___________________。
(2)一定温度下，向起始压强为p0 kPa的20 L恒容密闭容器中充入CO2和H2，发生反应I和反应II。实验测得容器中CO2、H2、CH3 OH、HCOOH的物质的量与时间的关系如图1所示，其中L1表示CH3OH的物质的量与时间的关系。
①0~5 min内，平均反应速率v(H2)=_______ml·L-1·min-1。
②5~10 min内，反应速率更大的是反应_______(填“I”或“II”)。
③该温度下，反应I的平衡常数Kp=_______ kPa- 2(Kp是用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，用含p0的代数式表示，列出计算式即可)。
④10 min后，若再向容器中充入1 ml CO2、1 ml H2和1 ml HCOOH(g)，反应II向_______(填“正反应方向”或“逆反应方向”)进行，理由为_____________________________________(写出推断过程)。
(3)我国科学家研究指出：反应II在低压铁化合物催化下溶剂化处理的反应过程如图2所示(Bu表示丁基)，其中物质X转化为物质Y的反应历程如图3所示(TS表示过渡态)。
①下列说法正确的是_______(填选项字母)。
A．反应II在低压铁化合物催化下溶剂化处理的总反应为放热反应
B上述反应过程中氧原子的成键数目保持不变
C．物质X转化为物质Y分三步进行
D．物质Z转化为物质W属于加成反应
②物质X转化为物质Y的过程中，我国科学家计算所得的最大能垒比国外科学家的计算结果低3.34×10-2kJ·ml -1，则国外科学家计算的该过程的最大能垒(活化能)为_______。t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10－3 ml
0
1.8
3.7
5.4
7.2
图像
图像分析
(1)其他反应条件一定，化学反应速率随反应物浓度增大而增大
(2)其他反应条件一定，化学反应速率随温度的升高而增大
(3)有气体参加的反应，化学反应速率随着压强增大而增大
(4)有气体参加的反应，化学反应速率随着容器体积的增大而减小
(T2>T1)
(5)分别在较低温度和较高温度下反应，化学反应速率随着压强的增大及温度的升高而增大
图像
t1时刻所改变的条件
温
度
升高
降低
升高
降低
适合正反应为放热的反应
适合正反应为吸热的反应
压
强
增大
减小
增大
减小
适合正反应为气体物质的量增大的反应
适合正反应为气体物质的量减小的反应
图像
解读
(1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。
(2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个，如模拟演练题1中图像所表示的)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。
(3)催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小
对于“环式”反应过程图像，位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的物质为生成物，如②和③
实验编号
温度/℃
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
①
25
1 mL 0.01 ml·L－1
12 mL 0.01 ml·L－1
②
25
1 mL 0.01 ml·L－1
12 mL 0.02 ml·L－1
③
50
1 mL 0.01 ml·L－1
12 mL 0.01 ml·L－1
实验序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
时间段/
产物Z的平均生成速率/
0～2
0.20
0～4
0.15
0～6
0.10
0
600
1200
1710
2220
2820
x
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
t/min
0
20
40
60
80
c/(ml·L-1)
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
0.038
0.060
0.076
0.060
0.076
0.030
选项
实验
实验目的
A
室温下，用pH计测定浓度均为0.1ml/L的溶液和溶液的pH
比较和的酸性强弱
B
向盛有溶液的试管中滴加2滴0.1ml/L的溶液，产生白色沉淀后，再滴加2滴0.1ml/L的溶液，又产生红褐色沉淀
验证该温度下
C
用铁片、铜片、稀硫酸等组成原电池
比较铁、铜的金属性强弱
D
室温下，分别向2支试管中加入相同体积、相同浓度的溶液，再分别加入相同体积、不同浓度的稀硫酸
研究浓度对反应速率的影响
编号
0.01ml/L酸性KMnO4
溶液体积/mL
0.1ml/LH2C2O4
溶液体积/mL
水的体积
/mL
反应温度
/℃
反应时间
/min
I
2
2
0
20
2.1
II
2
V1
1
20
5.5
III
2
V2
0
50
0.5
实验序号
体积V/mL
蓝色褪去时间/s
0.02ml/L溶液
淀粉溶液
0.01ml/L碘水
水
①
10.0
2.0
4.0
0.0
t1
②
8.0
2.0
4.0
2.0
t2
③
6.0
2.0
4.0
Vx
t3
实验序号
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
②
40
V1
0.10
V2
0.50
V3
③
20
V4
0.10
4.0
0.50
V5
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
MnO2
触摸试管情况
观察结果
反应完成所需的时间
粉末状
很烫
剧烈反应，带火星的木条复燃
3.5min
块状
微热
反应较慢，火星红亮但木条未复燃
30min