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新高考化学二轮复习题型归纳与变式演练题型10 反应微观机理分析 速率方程及其应用（2份打包，原卷版+解析版）
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这是一份新高考化学二轮复习题型归纳与变式演练题型10 反应微观机理分析 速率方程及其应用（2份打包，原卷版+解析版），文件包含新高考化学二轮复习题型归纳与变式演练题型10反应微观机理分析速率方程及其应用原卷版docx、新高考化学二轮复习题型归纳与变式演练题型10反应微观机理分析速率方程及其应用解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共80页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc4352" PAGEREF _Tc4352 \h 1
\l "_Tc29134" 【考向一】基元反应及其反应机理分析 PAGEREF _Tc29134 \h 1
\l "_Tc22882" 【考向二】能垒图、过渡态理论及其反应机理分析 PAGEREF _Tc22882 \h 4
\l "_Tc13853" 【考向三】催化剂、活化能及其反应机理 PAGEREF _Tc13853 \h 9
\l "_Tc4408" 【考向四】循环反应机理图像分析 PAGEREF _Tc4408 \h 13
\l "_Tc26871" 【考向五】速率方程与速率常数的有关计算 PAGEREF _Tc26871 \h 16
\l "_Tc12215" 【考向六】外界条件对速率与速率常数的影响 PAGEREF _Tc12215 \h 19
\l "_Tc5611" 【考向七】速率常数与平衡常数的转化 PAGEREF _Tc5611 \h 22
【考向一】基元反应及其反应机理分析
【典例1】某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是
A．三个基元反应中，反应②和反应③是放热反应
B．该化学反应的速率主要由反应③决定
C．增大压强，反应物的转化率降低
D．温度过高可能导致催化剂失去活性，反应速率急剧下降，汽车尾气污染物增多
1.基元反应：
大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，这每一步反应都叫一个基元反应
如：反应H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下：
①H＋＋H2O2H3Oeq \\al(＋,2)
②H3Oeq \\al(＋,2)＋Br－===H2O＋HOBr
③HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2
2．反应历程：
由基元反应构成的反应序列，又称反应机理。
（1）总反应：2NO+2H2N2+2H2O
（2）反应历程
①2NO+H2N2O+H2O（慢）
②2N2O2N2+O2（快）
③2H2+O22H2O（更快）
（3）决速反应：在反应历程中，反应速率最慢的基元反应
（4）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率
（5）特点：
a．不同的化学反应，反应历程不同。
b．同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。
c．反应历程的差别造成了化学反应速率的快慢差异。
d．对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。
【变式1-1】中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·ml-1)如图所示，下列说法错误的是
A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原
B．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3
C．决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH
D．生成NH3的总反应方程式为2NO＋5H22NH3＋2H2O
【变式1-2】（2023上·新疆乌鲁木齐·高三乌鲁木齐市第九中学校考）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程(包含反应①~⑤，共5个基元反应)如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注.
下列说法错误的是
A．反应①为放热反应B．反应②的活化能Ea=0.68eV
C．反应④可表示为HO*+H*=H2O*D．反应⑤为H2O从催化剂表面脱附的过程
【考向二】能垒图、过渡态理论及其反应机理分析
【典例2】（2023·河南·统考二模）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示（TS表示过渡态），下列说法正确的是（ ）
A．三个基元反应中只有③是放热反应
B．该化学反应的速率主要由反应②决定
C．该过程的总反应为
D．
1.过渡态理论
过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能，再转化成生成物。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。
2.基元反应过渡状态理论
(1)基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态
AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC
反应物 过渡态 产物
(2)过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。如：一溴甲烷与NaOH溶液反应的历程可以表示为：
CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH
反应物 过渡态 产物
3.多步反应的活化能及与速率的关系
(1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2)，而该复合反应的活化能只是由实验测算的表观值，没有实际物理意义。
(2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。
（3）能垒（活化能）：即反应物状态达到活化状态所需能量。根据变换历程的相对能量可知，最大差值为：其最大能垒（活化能）
(4)在钯基催化剂表面上，甲醇制氢（）的反应历程如下图所示，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注．
最大能垒
该历程中最大能垒（活化能）179.6,该步骤的基元反应方程式为
（5）曲线上的峰
①峰的个数表示中间反应的个数，不一定表示中间产物的种类
②峰谷
a.峰前的峰谷：表示该中间反应反应物的能量
b.峰后的峰谷：表示该中间反应生成物的能量
4.三步突破能量变化能垒图
【变式2-1】（2023上·广东·高三校联考）叔丁基溴在乙醇中反应的能量变化如图所示。
反应1：
反应2：
下列说法错误的是
A．3种过渡态相比，①最不稳定B．反应1和反应2的都小于0
C．第一个基元反应是决速步骤D．是反应1和反应2共同的催化剂
【变式2-2】（2023·湖南岳阳·统考三模）碳酸二甲酯DMC(CH3OCOOCH3)是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)，反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A．第2步的基元反应方程式为：CH3O·*+CO2*→CH3OCOO·*
B．反应进程中最大能垒为1.257×104 eV
C．升高温度，可以对于第1步反应的正反应速率增加，对于第3步反应的正反应速率减小
D．适当的提高温度，可以增加碳酸二甲酯的产率
【考向三】催化剂、活化能及其反应机理
【典例3】（2023上·上海黄浦·高三格致中学校考）铁触媒催化合成氨经历下图所示①⑧步基元反应(从状态I至状态VⅡ)：
上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。
完成下列问题：
(1)催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。其中，“吸附”过程是上图中的第 步基元反应，“脱附”过程是 (填“吸热”或“放热”)过程。
(2)根据上图计算合成氨反应的焓变： △H= 。
1.催化剂：存在少量就能显著改变反应速率，反应结束时，其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。
2.催化特点 ：
①高效性，可以大大地加快反应速率。②选择性，反应不同，催化剂不同。③同等程度地加快正、逆反应的速率。④不能改变反应的可能性和平衡常数。
3.催化剂的催化机理：
催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中的一种反应物首先发生反应，生成过渡物，然后再跟另外的反应物反应，生成产物，同时催化剂重新生成。催化剂生成的过渡物比没有催化剂生成的过渡物的能量要低，因而使反应更加容易发生和进行。这就是改变了其反应历程。
即催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。
4.催化剂与活化能 、 焓变
催化剂能降低反应所需活化能，化学反应速率加快，但不影响焓变∆H的大小，不影响平衡。
5.活化能
（1）正反应的活化能：反应物到最高点的能量差Ea正＝E1kJ·ml－1
（2）逆反应的活化能：生成物到最高点的能量差Ea逆＝E2kJ·ml－1
（3）活化能和反应热的关系
①放热反应：Ea正＜Ea逆
②吸热反应：Ea正＞Ea逆
（4）活化能和反应速率的关系
①关系：活化能越大，反应速率越慢
②决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应
③决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率
(3)催化反应一般过程(简化的过程)：
①反应物扩散到催化剂表面；
②反应物被吸附在催化剂表面；
③被吸附的反应物发生化学反应生成产物；
④产物的解吸。
反应
解吸
吸附
扩散
【变式3-1】（2023上·贵州贵阳·高三统考）丁烯是石油化工基础原料，在石油化工烯烃原料中地位仅次于乙烯和丙烯，我国科学家研究不同催化剂下丁烷脱氢制丁烯，催化反应历程如图所示[注：标*的物质表示吸附在催化剂上的中间产物，表示1个个的能量)]：
下列说法错误的是
A．图示历程中仅包含2个基元反应(一步直接转化为产物的反应)
B．三种催化剂催化效果最好的是催化剂B
C．该反应在高温条件下能自发进行
D．催化剂C时，决速反应的方程式为
【变式3-2】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H=-198kJ•ml-1。在V2O5存在时该反应机理为：①V2O5+SO2→2VO2+SO3(快)；②4VO2+O2→2V2O5(慢)。下列说法不正确的是
A．该反应速率主要由第②步基元反应决定
B．由反应机理可知，V2O5和VO2都是该反应的催化剂
C．V2O5的存在提高了该反应活化分子百分数，使单位时间内有效碰撞次数增加，反应速率加快
D．逆反应的活化能比正反应的活化能大198kJ•ml-1
【考向四】循环反应机理图像分析
【典例4】（2023上·福建龙岩·高三福建省龙岩第一中学校考）某种含二价铜微粒[CuII(OH)(NH3)]+的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图所示，下列说法错误的是
A．[CuII(OH)(NH3)]+可降低该反应的活化能
B．状态②到状态③的过程中N元素被氧化
C．状态③到状态④的过程中有O-H键的形成
D．该脱硝过程的总反应方程式为
1．循环流程中物质的判断
（1）有进有出的物质参与反应，常作催化剂；
（2）只进不出的为反应物、原料；
（3）不进只出的物质为生成物、产品。
2．催化工艺的三种形式
（1）直接型
（2）微观型
（3）循环型
①反应物：A和F
②生成物：B和E
③催化剂：C或D，中间产物D或C
3．循环转化机理图像的解读
【变式4-1（2023上·山东·高三校联考）2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学作出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为“叠氮化物炔烃”反应，其反应原理如图所示(R1和R2代表烷基)。下列说法正确的是
A．整个反应中碳原子的杂化方式共有2种
B．在[Cu]作用下，C-H键断裂并放出能量
C．该反应原理的总反应的原子利用率为100%
D．反应中[Cu]可降低反应的活化能，提高反应速率，降低焓变，提高平衡转化率
【变式4-2】（2023上·广东·高三校联考）某研究小组对甲烷化的反应路径和机理进行了研究。经过研究发现负载金属Rh催化甲烷化可能存在的两种反应机理如图所示。下列说法中正确的是
A．机理①和机理②的吸附、活化位置均相同
B．吸附在活性金属Rh表面的中间体CO，可能是由吸附在其表面的直接解离产生的
C．同种催化剂，化学反应的途径不同，但反应物的转化率和反应的热效应是相同的
D．反应中只有极性键的断裂和形成
【考向五】速率方程与速率常数的有关计算
【典例5】已知的速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下：
下列说法正确的是
A．，
B．min时，
C．相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率
D．保持其他条件不变，若起始浓度为0.200ml·L，当浓度减至一半时共耗时不到50min
1、速率常数
(1)含义：速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 ml·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率
(2)速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数
2、速率方程：
(1)定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比
(2)表达式：对于反应：aA＋bB==pC＋qD，则v＝kca(A)·cb(B) (其中k为速率常数)
如：①SO2Cl2SO2＋Cl2 v＝k1c(SO2Cl2)
②2NO22NO＋O2 v＝k2c2(NO2)
③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO)
例如：基元反应 CO+NO2=CO2+NO
V正 =k正c(CO) c(NO2)
V逆 =K逆c(CO2) c(NO)
其中 K正称为正向反应速率常数，K逆称为逆向反应速率常数， c(CO) 、c(NO2) 、 c(CO2)、 c(NO) 为浓度
V正， V逆为化学反应的瞬时速率。
适用范围： ①基元反应；② 对于非基元反应，其速率方程的浓度的次方与反应方程的计量数无确定关系，需要由实验测得。
【变式5-1】（2023上·安徽合肥）利用反应，可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关)，与的关系如图所示：
下列说法错误的是
A．升高温度，、均增大
B．曲线②代表
C．要提高单位时间内有害气体的去除率，可研发低温区的高效催化剂
D．℃时，该反应的平衡常数K为10
【变式5-2】（2023上·河南·高三郑州中学校联考）在恒容高压氢气氛围中，CO在铑基催化剂表面主要发生反应为，该反应的速率方程为，其中k为速率常数，下列说法中错误的是
A．充入CO的量越多，平衡体系中的浓度越大
B．在该体系中继续充入可提高反应速率
C．在该体系中加入适量生石灰可提高的平衡产率
D．对铑基催化剂进行修饰可能会进一步提高催化效率
【考向六】外界条件对速率与速率常数的影响
【典例6】（2023上·河北衡水·高三衡水市第二中学校考）为了研究外界条件对分解反应速率的影响，某同学在5支试管中分别加入溶液，并测量收集气体(相同状况)时所需的时间，实验记录如下：
下列说法中不正确的是
A．实验①②研究温度对反应速率的影响
B．实验②③研究催化剂对反应速率的影响
C．实验③⑤研究不同催化剂的催化效果
D．获得相同体积的所需时间：
1．浓度对反应速率的影响
（1）经验规律：浓度越大，反应速率越快
（2）特殊规律：根据反应速率方程表达式分析。如速率方程为v＝kc2（A）c0（B）c－1（C）
①增大c（A），反应速率加快
②增大c（B），反应速率不变
③增大c（C），反应速率减慢
2．若给定几组数据，则必须根据数据分析速率和浓度间的关系，确定浓度对速率的影响。
3．影响化学速率常数k的因素
（1）内因：反应的活化能越小，反应进行得越快，速率常数k越大
（2）外因：与浓度和压强无关
①温度：温度越高，反应速率越快，速率常数k越大
②催化剂：加入催化剂，反应速率加快，速率常数k变大
③固体表面性质：增大固体表面积，反应速率加快，速率常数k变大
4．影响化学平衡常数K的因素
（1）内因：化学反应本身的性质
（2）外因：只与温度有关
①升高温度，吸热反应的平衡常数变大，放热反应的平衡常数变小
②降低温度，吸热反应的平衡常数变小，放热反应的平衡常数变大
【变式6-1】（2023上·广东高三统考期末）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应：①X(g)Y(g)；②Y(g)Z(g)。已知v=kc (反应物)，k为速率常数，如图表明三种物质浓度随时间的变化以及k受温度的影响。下列说法不正确的是
A．反应过程体系的压强始终不变
B．c(Y)随时间先增大后减小
C．随c(X)的减小，反应①、②的速率均逐渐降低
D．温度对反应②的k影响更大
【变式6-2】（2023·河北秦皇岛·统考模拟预测）在一恒容密闭容器中充入NO、，发生反应：。上述反应的正反应速率方程：(k正为正反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。某温度下，测得正反应速率与物质浓度的关系如下表所示：
下列说法错误的是
A．
B．NO、的浓度对正反应速率的影响程度相等
C．升高温度，活化分子百分数增大，k正增大
D．其他条件不变，增大压强，k正不变
【考向七】速率常数与平衡常数的转化
【典例7】（2023上·安徽宣城）在℃下，向2L恒容密闭容器中充入气体，发生反应： 。速率方程，(、为速率常数，只与温度、活化能有关)。达到平衡时的转化率为50％。若升高温度，达到新平衡时的转化率增大。下列说法正确的是
A．升高温度，增大，减小，
B．当混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态
C．℃下，反应达到平衡时
D．℃下，平衡时再充入，的平衡转化率减小
1、正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
(1)K与k正、k逆的关系
对于反应：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)，
则：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正为正反应速率常数)
v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆为逆反应速率常数)
反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即：
(2)Kp与k正、k逆的关系
以2NO2N2O4为例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4)
反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)eq \f(k正,k逆)＝eq \f(pN2O4,p2NO2)＝Kp，即：Kp＝eq \f(k正,k逆)
2．可逆反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g）
3．三种平衡常数表达式
（1）浓度平衡常数：Kc＝
（2）压强平衡常数：Kp＝
（3）物质的量分数平衡常数：Kx＝
【变式7-1】（2023·辽宁大连·统考一模）已知总反应： kJ⋅ml()的速率方程为{，k为速率常数]，该反应机理可分为两步：
(1) 快
(2) 慢[速率方程，为速率常数，该反应速率近似认为是总反应的速率]。下列叙述正确的是
A．
B．当时，总反应达到平衡
C．总反应中生成物的总键能比反应物的总键能小a kJ•ml
D．恒容时，增大的浓度能增加单位体积内活化分子的百分数，加快反应速率
【变式7-2】（2023上·广东深圳）为减少环境污染，发电厂试图采用以下方法将废气排放中的进行合理利用，以获得重要工业产品。Burns和Daintn研究发现与合成的反应机理如下：
① 快；
② 快；
③ 慢
其中反应②的速率方程，，、是速率常数。下列说法错误的是
A．反应②的平衡常数
B．反应①的活化能小于反应③的活化能
C．增大压强或使用催化剂可以增大该反应体系中的体积分数
D．要提高合成的速率，关键是提高反应③的速率
1．（2023·江苏卷）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是
A．反应的焓变
B．的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值
2．（2023·广东卷）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
3．（2023·浙江卷）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是
A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ
B．反应活化能：反应I<反应Ⅱ
C．增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例
D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
4．（2023·湖南卷）是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强
B．M中的化合价为
C．该过程有非极性键的形成
D．该过程的总反应式：
5．（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．
B．反应速率：
C．点a、b、c对应的平衡常数：
D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
6．（2023·湖南卷）葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙，其阳极区反应过程如下：
下列说法错误的是
A．溴化钠起催化和导电作用
B．每生成葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了电子
C．葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D．葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
7．（2023·全国卷）“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼()，其反应历程如下所示。
下列说法错误的是
A．、和均为极性分子
B．反应涉及、键断裂和键生成
C．催化中心的被氧化为，后又被还原为
D．将替换为，反应可得
8．（2022·北京卷）CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4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CO2，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C+2H2
C．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率
D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生
9．（2023·浙江卷）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是
A．
B．可计算键能为
C．相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：
10．（2022·浙江卷）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
11．（2022·广东卷）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，
12．（2021·山东卷）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为： 能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是
A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B．反应结束后，溶液中存在18OH-
C．反应结束后，溶液中存在CH318OH
D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
13．（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=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2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
A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8ml•L-1•min-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
14．（2021·湖南卷）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
1．CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4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CO2，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B．t 1~ t 3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C+2H2
C．t2时刻，副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率
D．t3之后，生成H2的速率为0，是因为反应②不再发生
2．（2024·河北·校联考模拟预测）在水溶液中进行的反应：，已知该反应速率方程为(k为常数)，为探究反应速率(v)与反应物浓度的关系，在20℃进行实验，所得的数据如下表：
下列结论正确的是
A．反应体系的三种物质中，H+(aq)的浓度对反应速率影响最大
B．速率常数的数值为0.03
C．a、b、c的值分别为1、5、6
D．实验⑤中，
3．（2023上·全国·高三校联考）在体积均为的I、II密闭容器中都充入和，发生反应：，相对II容器，I容器只改变一个外界条件，测得的物质的量与时间关系如图所示。下列叙述正确的是
A．上述反应中，产物总能量高于反应物总能量
B．相对II容器，I容器改变的条件可能是升温、增大压强
C．I容器中的平衡转化率为
D．II容器中内平均速率为
4．（2023上·河南洛阳·高三孟津县第一高级中学校考）某次研究性学习活动中，实验小组用和稀硫酸制备，反应较慢。若反应开始时加入少量盐酸，的生成速率大大提高，且不含，可能的反应历程示意图如下。
下列有关分析或评价不正确的是
A．a等于37B．的空间结构为平面三角形
C．为总反应的催化剂D．活化能：反应I大于反应II
5．（2023·吉林长春·东北师大附中校考三模）反应的速率方程为(k为速率常数，其中， A、R为常数，为活化能，T为开氏温度，其半衰期反应物消耗一半所需的时间)为0.8/k。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．
B．
C．升温、加入催化剂，缩小容积(加压)，均能使k增大，导致反应的瞬时速率加快
D．在过量的B存在时，A剩余12.5%所需的时间是
6．（2023上·广东·高三校联考）某恒定温度下，在一个的密闭容器中充入气体、气体，发生如下反应：，已知“？”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成，且反应前后压强比为，则下列说法中正确的是
①该反应的化学平衡常数表达式：
②此时B的转化率为40％
③增大该体系压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大
④增加C的量，A、B转化率不变
A．①②③B．②③④C．②④D．③④
7．在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4mlCO，发生反应。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是
A．曲线M、N的平衡常数大小为：
B．与浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡
C．T℃时，
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为
8．已知的速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下：
下列说法正确的是
A．，
B．min时，
C．相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率
D．保持其他条件不变，若起始浓度为0.200ml·L，当浓度减至一半时共耗时不到50min
9．（2023上·河南·高三校联考）某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，下列说法错误的是
A．实验①②探究温度对反应速率的影响
B．实验②④探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响
C．四组实验中实验②的反应速率最大
D．实验③完全反应需要tmin，平均反应速率v(Na2S2O3)=ml/(L•min)
10．（2024·湖南株洲·统考一模）2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”领域做出贡献的三位科学家。点击化学经典反应之一的反应机理示意如图（以端基炔为起始反应物，[]表示一价铜）。下列说法正确的是
A．此转化过程中是催化剂B．[]的作用为加快反应速率，提高平衡转化率
C．转化过程中N的杂化方式发生改变D．该反应的总反应是取代反应
11．（2023上·陕西西安·高三校联考期中）直接甲醇燃料电池(DMFCs)具有能量密度高、成本低、运输方便等优点，是便携式电子设备以及电动汽车的理想供能装置。其中，由于甲醇氧化反应(MOR)涉及多个电子转移步骤，通常需要使用Pt基催化剂来加快反应。在两种催化剂表面的反应历程如图。下列说法错误的是
A．使反应焓变降低的程度比Pt(111)大
B．反应过程中有极性键的断裂和形成
C．对甲醇分子具有较高的吸附和活化能力
D．吸附在催化剂表面的过程放出能量
12．乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理如图所示。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。下列有关说法正确的是
A．吸附反应为吸热反应
B．该正反应历程中最大能垒(活化能)为85kJ·ml-1
C．Pd为固体催化剂，其表面积大小对催化效果无影响
D．只有化学键的形成过程
13．（2023上·浙江·高三校联考）一定条件下，丙烯与反应生成和的反应历程如图所示。下列说法不正确的是
A．合成的反应中，第一步为反应的决速步
B．其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物的比例
C．根据该反应推测，丙烯与加成的主要产物为2-溴丙烷
D．反应的主要产物为，是由于活性中间体比更稳定，所需活化能更低
14．（2023上·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨市第六中学校校考期中）一定温度下，(用RH表示)的氯代和溴代反应能量图及产率关系如图(图中物质均为气态)。下列说法正确的是
A．
B．氯代的第二步是决速反应
C．以丙烷为原料制备2-丙醇时，应该选择溴代反应，然后再水解
D．分子中有一个手性碳原子
三步突破能量变化能垒图
第1步
通览全图，理清坐标的含义。能量变化的能垒图的横坐标一般表示反应的历程，横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能
第2步
细看变化，分析各段反应。仔细观察曲线(直线)的变化趋势，分析每一阶段发生的反应是什么，各段反应是放热还是吸热，能量升高的为吸热，能量下降的为放热
第3步
综合分析，做出合理判断。综合整合各项信息，回扣题目要求，做出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，但不改变反应的反应热，也不会改变反应的转化律
图像
解读
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
t/min
0
10
20
30
40
50
60
70
0.100
0.080
0.040
0.020
0
实验序号
溶液浓度
反应温度
催化剂
反应时间
①
2%
20℃
无
②
2%
40℃
无
③
5%
20℃
④
5%
40℃
⑤
5%
20℃
实验
c(NO)/(ml/L)
c(H2)/(ml/L)
v正
①
0.10
0.10
k
②
0.20
0.10
4k
③
0.40
0.20
32k
①
②
③
④
⑤
0.008
0.008
0.004
0.008
0.008
0.001
0.001
0.001
0.002
0.001
0.10
0.20
0.20
0.10
0.40
v1
/
0.25
0.5
1
0.5
1
/
0.05
0.05
0.1
0.1
0.2
v/
1.6
3.2
3.2
t/min
0
10
20
30
40
50
60
70
0.100
0.080
0.040
0.020
0
组号
反应温度/℃
参加反应的物质
Na2S2O3
H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
①
10
2
0.1
1
0.4
3
②
30
2
0.1
2
0.2
2
③
30
1
0.2
2
0.1
3
④
30
1
0.1
2
0.1
3
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc4352" PAGEREF _Tc4352 \h 1
\l "_Tc29134" 【考向一】基元反应及其反应机理分析 PAGEREF _Tc29134 \h 1
\l "_Tc22882" 【考向二】能垒图、过渡态理论及其反应机理分析 PAGEREF _Tc22882 \h 4
\l "_Tc13853" 【考向三】催化剂、活化能及其反应机理 PAGEREF _Tc13853 \h 9
\l "_Tc4408" 【考向四】循环反应机理图像分析 PAGEREF _Tc4408 \h 13
\l "_Tc26871" 【考向五】速率方程与速率常数的有关计算 PAGEREF _Tc26871 \h 16
\l "_Tc12215" 【考向六】外界条件对速率与速率常数的影响 PAGEREF _Tc12215 \h 19
\l "_Tc5611" 【考向七】速率常数与平衡常数的转化 PAGEREF _Tc5611 \h 22
【考向一】基元反应及其反应机理分析
【典例1】某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是
A．三个基元反应中，反应②和反应③是放热反应
B．该化学反应的速率主要由反应③决定
C．增大压强，反应物的转化率降低
D．温度过高可能导致催化剂失去活性，反应速率急剧下降，汽车尾气污染物增多
1.基元反应：
大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，这每一步反应都叫一个基元反应
如：反应H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通过大量实验提出它们微观过程如下：
①H＋＋H2O2H3Oeq \\al(＋,2)
②H3Oeq \\al(＋,2)＋Br－===H2O＋HOBr
③HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2
2．反应历程：
由基元反应构成的反应序列，又称反应机理。
（1）总反应：2NO+2H2N2+2H2O
（2）反应历程
①2NO+H2N2O+H2O（慢）
②2N2O2N2+O2（快）
③2H2+O22H2O（更快）
（3）决速反应：在反应历程中，反应速率最慢的基元反应
（4）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率
（5）特点：
a．不同的化学反应，反应历程不同。
b．同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同。
c．反应历程的差别造成了化学反应速率的快慢差异。
d．对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。
【变式1-1】中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·ml-1)如图所示，下列说法错误的是
A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原
B．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3
C．决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH
D．生成NH3的总反应方程式为2NO＋5H22NH3＋2H2O
【变式1-2】（2023上·新疆乌鲁木齐·高三乌鲁木齐市第九中学校考）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程(包含反应①~⑤，共5个基元反应)如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注.
下列说法错误的是
A．反应①为放热反应B．反应②的活化能Ea=0.68eV
C．反应④可表示为HO*+H*=H2O*D．反应⑤为H2O从催化剂表面脱附的过程
【考向二】能垒图、过渡态理论及其反应机理分析
【典例2】（2023·河南·统考二模）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示（TS表示过渡态），下列说法正确的是（ ）
A．三个基元反应中只有③是放热反应
B．该化学反应的速率主要由反应②决定
C．该过程的总反应为
D．
1.过渡态理论
过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能，再转化成生成物。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。
2.基元反应过渡状态理论
(1)基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态
AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC
反应物 过渡态 产物
(2)过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。如：一溴甲烷与NaOH溶液反应的历程可以表示为：
CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH
反应物 过渡态 产物
3.多步反应的活化能及与速率的关系
(1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2)，而该复合反应的活化能只是由实验测算的表观值，没有实际物理意义。
(2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。
（3）能垒（活化能）：即反应物状态达到活化状态所需能量。根据变换历程的相对能量可知，最大差值为：其最大能垒（活化能）
(4)在钯基催化剂表面上，甲醇制氢（）的反应历程如下图所示，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注．
最大能垒
该历程中最大能垒（活化能）179.6,该步骤的基元反应方程式为
（5）曲线上的峰
①峰的个数表示中间反应的个数，不一定表示中间产物的种类
②峰谷
a.峰前的峰谷：表示该中间反应反应物的能量
b.峰后的峰谷：表示该中间反应生成物的能量
4.三步突破能量变化能垒图
【变式2-1】（2023上·广东·高三校联考）叔丁基溴在乙醇中反应的能量变化如图所示。
反应1：
反应2：
下列说法错误的是
A．3种过渡态相比，①最不稳定B．反应1和反应2的都小于0
C．第一个基元反应是决速步骤D．是反应1和反应2共同的催化剂
【变式2-2】（2023·湖南岳阳·统考三模）碳酸二甲酯DMC(CH3OCOOCH3)是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)，反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A．第2步的基元反应方程式为：CH3O·*+CO2*→CH3OCOO·*
B．反应进程中最大能垒为1.257×104 eV
C．升高温度，可以对于第1步反应的正反应速率增加，对于第3步反应的正反应速率减小
D．适当的提高温度，可以增加碳酸二甲酯的产率
【考向三】催化剂、活化能及其反应机理
【典例3】（2023上·上海黄浦·高三格致中学校考）铁触媒催化合成氨经历下图所示①⑧步基元反应(从状态I至状态VⅡ)：
上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。
完成下列问题：
(1)催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。其中，“吸附”过程是上图中的第 步基元反应，“脱附”过程是 (填“吸热”或“放热”)过程。
(2)根据上图计算合成氨反应的焓变： △H= 。
1.催化剂：存在少量就能显著改变反应速率，反应结束时，其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。
2.催化特点 ：
①高效性，可以大大地加快反应速率。②选择性，反应不同，催化剂不同。③同等程度地加快正、逆反应的速率。④不能改变反应的可能性和平衡常数。
3.催化剂的催化机理：
催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中的一种反应物首先发生反应，生成过渡物，然后再跟另外的反应物反应，生成产物，同时催化剂重新生成。催化剂生成的过渡物比没有催化剂生成的过渡物的能量要低，因而使反应更加容易发生和进行。这就是改变了其反应历程。
即催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。
4.催化剂与活化能 、 焓变
催化剂能降低反应所需活化能，化学反应速率加快，但不影响焓变∆H的大小，不影响平衡。
5.活化能
（1）正反应的活化能：反应物到最高点的能量差Ea正＝E1kJ·ml－1
（2）逆反应的活化能：生成物到最高点的能量差Ea逆＝E2kJ·ml－1
（3）活化能和反应热的关系
①放热反应：Ea正＜Ea逆
②吸热反应：Ea正＞Ea逆
（4）活化能和反应速率的关系
①关系：活化能越大，反应速率越慢
②决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应
③决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率
(3)催化反应一般过程(简化的过程)：
①反应物扩散到催化剂表面；
②反应物被吸附在催化剂表面；
③被吸附的反应物发生化学反应生成产物；
④产物的解吸。
反应
解吸
吸附
扩散
【变式3-1】（2023上·贵州贵阳·高三统考）丁烯是石油化工基础原料，在石油化工烯烃原料中地位仅次于乙烯和丙烯，我国科学家研究不同催化剂下丁烷脱氢制丁烯，催化反应历程如图所示[注：标*的物质表示吸附在催化剂上的中间产物，表示1个个的能量)]：
下列说法错误的是
A．图示历程中仅包含2个基元反应(一步直接转化为产物的反应)
B．三种催化剂催化效果最好的是催化剂B
C．该反应在高温条件下能自发进行
D．催化剂C时，决速反应的方程式为
【变式3-2】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H=-198kJ•ml-1。在V2O5存在时该反应机理为：①V2O5+SO2→2VO2+SO3(快)；②4VO2+O2→2V2O5(慢)。下列说法不正确的是
A．该反应速率主要由第②步基元反应决定
B．由反应机理可知，V2O5和VO2都是该反应的催化剂
C．V2O5的存在提高了该反应活化分子百分数，使单位时间内有效碰撞次数增加，反应速率加快
D．逆反应的活化能比正反应的活化能大198kJ•ml-1
【考向四】循环反应机理图像分析
【典例4】（2023上·福建龙岩·高三福建省龙岩第一中学校考）某种含二价铜微粒[CuII(OH)(NH3)]+的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图所示，下列说法错误的是
A．[CuII(OH)(NH3)]+可降低该反应的活化能
B．状态②到状态③的过程中N元素被氧化
C．状态③到状态④的过程中有O-H键的形成
D．该脱硝过程的总反应方程式为
1．循环流程中物质的判断
（1）有进有出的物质参与反应，常作催化剂；
（2）只进不出的为反应物、原料；
（3）不进只出的物质为生成物、产品。
2．催化工艺的三种形式
（1）直接型
（2）微观型
（3）循环型
①反应物：A和F
②生成物：B和E
③催化剂：C或D，中间产物D或C
3．循环转化机理图像的解读
【变式4-1（2023上·山东·高三校联考）2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学作出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为“叠氮化物炔烃”反应，其反应原理如图所示(R1和R2代表烷基)。下列说法正确的是
A．整个反应中碳原子的杂化方式共有2种
B．在[Cu]作用下，C-H键断裂并放出能量
C．该反应原理的总反应的原子利用率为100%
D．反应中[Cu]可降低反应的活化能，提高反应速率，降低焓变，提高平衡转化率
【变式4-2】（2023上·广东·高三校联考）某研究小组对甲烷化的反应路径和机理进行了研究。经过研究发现负载金属Rh催化甲烷化可能存在的两种反应机理如图所示。下列说法中正确的是
A．机理①和机理②的吸附、活化位置均相同
B．吸附在活性金属Rh表面的中间体CO，可能是由吸附在其表面的直接解离产生的
C．同种催化剂，化学反应的途径不同，但反应物的转化率和反应的热效应是相同的
D．反应中只有极性键的断裂和形成
【考向五】速率方程与速率常数的有关计算
【典例5】已知的速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下：
下列说法正确的是
A．，
B．min时，
C．相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率
D．保持其他条件不变，若起始浓度为0.200ml·L，当浓度减至一半时共耗时不到50min
1、速率常数
(1)含义：速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 ml·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率
(2)速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数
2、速率方程：
(1)定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比
(2)表达式：对于反应：aA＋bB==pC＋qD，则v＝kca(A)·cb(B) (其中k为速率常数)
如：①SO2Cl2SO2＋Cl2 v＝k1c(SO2Cl2)
②2NO22NO＋O2 v＝k2c2(NO2)
③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO)
例如：基元反应 CO+NO2=CO2+NO
V正 =k正c(CO) c(NO2)
V逆 =K逆c(CO2) c(NO)
其中 K正称为正向反应速率常数，K逆称为逆向反应速率常数， c(CO) 、c(NO2) 、 c(CO2)、 c(NO) 为浓度
V正， V逆为化学反应的瞬时速率。
适用范围： ①基元反应；② 对于非基元反应，其速率方程的浓度的次方与反应方程的计量数无确定关系，需要由实验测得。
【变式5-1】（2023上·安徽合肥）利用反应，可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关)，与的关系如图所示：
下列说法错误的是
A．升高温度，、均增大
B．曲线②代表
C．要提高单位时间内有害气体的去除率，可研发低温区的高效催化剂
D．℃时，该反应的平衡常数K为10
【变式5-2】（2023上·河南·高三郑州中学校联考）在恒容高压氢气氛围中，CO在铑基催化剂表面主要发生反应为，该反应的速率方程为，其中k为速率常数，下列说法中错误的是
A．充入CO的量越多，平衡体系中的浓度越大
B．在该体系中继续充入可提高反应速率
C．在该体系中加入适量生石灰可提高的平衡产率
D．对铑基催化剂进行修饰可能会进一步提高催化效率
【考向六】外界条件对速率与速率常数的影响
【典例6】（2023上·河北衡水·高三衡水市第二中学校考）为了研究外界条件对分解反应速率的影响，某同学在5支试管中分别加入溶液，并测量收集气体(相同状况)时所需的时间，实验记录如下：
下列说法中不正确的是
A．实验①②研究温度对反应速率的影响
B．实验②③研究催化剂对反应速率的影响
C．实验③⑤研究不同催化剂的催化效果
D．获得相同体积的所需时间：
1．浓度对反应速率的影响
（1）经验规律：浓度越大，反应速率越快
（2）特殊规律：根据反应速率方程表达式分析。如速率方程为v＝kc2（A）c0（B）c－1（C）
①增大c（A），反应速率加快
②增大c（B），反应速率不变
③增大c（C），反应速率减慢
2．若给定几组数据，则必须根据数据分析速率和浓度间的关系，确定浓度对速率的影响。
3．影响化学速率常数k的因素
（1）内因：反应的活化能越小，反应进行得越快，速率常数k越大
（2）外因：与浓度和压强无关
①温度：温度越高，反应速率越快，速率常数k越大
②催化剂：加入催化剂，反应速率加快，速率常数k变大
③固体表面性质：增大固体表面积，反应速率加快，速率常数k变大
4．影响化学平衡常数K的因素
（1）内因：化学反应本身的性质
（2）外因：只与温度有关
①升高温度，吸热反应的平衡常数变大，放热反应的平衡常数变小
②降低温度，吸热反应的平衡常数变小，放热反应的平衡常数变大
【变式6-1】（2023上·广东高三统考期末）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应：①X(g)Y(g)；②Y(g)Z(g)。已知v=kc (反应物)，k为速率常数，如图表明三种物质浓度随时间的变化以及k受温度的影响。下列说法不正确的是
A．反应过程体系的压强始终不变
B．c(Y)随时间先增大后减小
C．随c(X)的减小，反应①、②的速率均逐渐降低
D．温度对反应②的k影响更大
【变式6-2】（2023·河北秦皇岛·统考模拟预测）在一恒容密闭容器中充入NO、，发生反应：。上述反应的正反应速率方程：(k正为正反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。某温度下，测得正反应速率与物质浓度的关系如下表所示：
下列说法错误的是
A．
B．NO、的浓度对正反应速率的影响程度相等
C．升高温度，活化分子百分数增大，k正增大
D．其他条件不变，增大压强，k正不变
【考向七】速率常数与平衡常数的转化
【典例7】（2023上·安徽宣城）在℃下，向2L恒容密闭容器中充入气体，发生反应： 。速率方程，(、为速率常数，只与温度、活化能有关)。达到平衡时的转化率为50％。若升高温度，达到新平衡时的转化率增大。下列说法正确的是
A．升高温度，增大，减小，
B．当混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态
C．℃下，反应达到平衡时
D．℃下，平衡时再充入，的平衡转化率减小
1、正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
(1)K与k正、k逆的关系
对于反应：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)，
则：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正为正反应速率常数)
v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆为逆反应速率常数)
反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即：
(2)Kp与k正、k逆的关系
以2NO2N2O4为例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4)
反应达到平衡时v正＝v逆，此时：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)eq \f(k正,k逆)＝eq \f(pN2O4,p2NO2)＝Kp，即：Kp＝eq \f(k正,k逆)
2．可逆反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g）
3．三种平衡常数表达式
（1）浓度平衡常数：Kc＝
（2）压强平衡常数：Kp＝
（3）物质的量分数平衡常数：Kx＝
【变式7-1】（2023·辽宁大连·统考一模）已知总反应： kJ⋅ml()的速率方程为{，k为速率常数]，该反应机理可分为两步：
(1) 快
(2) 慢[速率方程，为速率常数，该反应速率近似认为是总反应的速率]。下列叙述正确的是
A．
B．当时，总反应达到平衡
C．总反应中生成物的总键能比反应物的总键能小a kJ•ml
D．恒容时，增大的浓度能增加单位体积内活化分子的百分数，加快反应速率
【变式7-2】（2023上·广东深圳）为减少环境污染，发电厂试图采用以下方法将废气排放中的进行合理利用，以获得重要工业产品。Burns和Daintn研究发现与合成的反应机理如下：
① 快；
② 快；
③ 慢
其中反应②的速率方程，，、是速率常数。下列说法错误的是
A．反应②的平衡常数
B．反应①的活化能小于反应③的活化能
C．增大压强或使用催化剂可以增大该反应体系中的体积分数
D．要提高合成的速率，关键是提高反应③的速率
1．（2023·江苏卷）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是
A．反应的焓变
B．的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值
2．（2023·广东卷）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
3．（2023·浙江卷）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是
A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ
B．反应活化能：反应I<反应Ⅱ
C．增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例
D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
4．（2023·湖南卷）是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强
B．M中的化合价为
C．该过程有非极性键的形成
D．该过程的总反应式：
5．（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．
B．反应速率：
C．点a、b、c对应的平衡常数：
D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
6．（2023·湖南卷）葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂，工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料，在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙，其阳极区反应过程如下：
下列说法错误的是
A．溴化钠起催化和导电作用
B．每生成葡萄糖酸钙，理论上电路中转移了电子
C．葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物
D．葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应
7．（2023·全国卷）“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼()，其反应历程如下所示。
下列说法错误的是
A．、和均为极性分子
B．反应涉及、键断裂和键生成
C．催化中心的被氧化为，后又被还原为
D．将替换为，反应可得
8．（2022·北京卷）CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4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CO2，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C+2H2
C．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率
D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生
9．（2023·浙江卷）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是
A．
B．可计算键能为
C．相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：
10．（2022·浙江卷）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
11．（2022·广东卷）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，
12．（2021·山东卷）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为： 能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是
A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B．反应结束后，溶液中存在18OH-
C．反应结束后，溶液中存在CH318OH
D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
13．（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=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2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
A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8ml•L-1•min-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
14．（2021·湖南卷）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
1．CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4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CO2，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B．t 1~ t 3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C+2H2
C．t2时刻，副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率
D．t3之后，生成H2的速率为0，是因为反应②不再发生
2．（2024·河北·校联考模拟预测）在水溶液中进行的反应：，已知该反应速率方程为(k为常数)，为探究反应速率(v)与反应物浓度的关系，在20℃进行实验，所得的数据如下表：
下列结论正确的是
A．反应体系的三种物质中，H+(aq)的浓度对反应速率影响最大
B．速率常数的数值为0.03
C．a、b、c的值分别为1、5、6
D．实验⑤中，
3．（2023上·全国·高三校联考）在体积均为的I、II密闭容器中都充入和，发生反应：，相对II容器，I容器只改变一个外界条件，测得的物质的量与时间关系如图所示。下列叙述正确的是
A．上述反应中，产物总能量高于反应物总能量
B．相对II容器，I容器改变的条件可能是升温、增大压强
C．I容器中的平衡转化率为
D．II容器中内平均速率为
4．（2023上·河南洛阳·高三孟津县第一高级中学校考）某次研究性学习活动中，实验小组用和稀硫酸制备，反应较慢。若反应开始时加入少量盐酸，的生成速率大大提高，且不含，可能的反应历程示意图如下。
下列有关分析或评价不正确的是
A．a等于37B．的空间结构为平面三角形
C．为总反应的催化剂D．活化能：反应I大于反应II
5．（2023·吉林长春·东北师大附中校考三模）反应的速率方程为(k为速率常数，其中， A、R为常数，为活化能，T为开氏温度，其半衰期反应物消耗一半所需的时间)为0.8/k。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．
B．
C．升温、加入催化剂，缩小容积(加压)，均能使k增大，导致反应的瞬时速率加快
D．在过量的B存在时，A剩余12.5%所需的时间是
6．（2023上·广东·高三校联考）某恒定温度下，在一个的密闭容器中充入气体、气体，发生如下反应：，已知“？”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成，且反应前后压强比为，则下列说法中正确的是
①该反应的化学平衡常数表达式：
②此时B的转化率为40％
③增大该体系压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大
④增加C的量，A、B转化率不变
A．①②③B．②③④C．②④D．③④
7．在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4mlCO，发生反应。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是
A．曲线M、N的平衡常数大小为：
B．与浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡
C．T℃时，
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为
8．已知的速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下：
下列说法正确的是
A．，
B．min时，
C．相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率
D．保持其他条件不变，若起始浓度为0.200ml·L，当浓度减至一半时共耗时不到50min
9．（2023上·河南·高三校联考）某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，下列说法错误的是
A．实验①②探究温度对反应速率的影响
B．实验②④探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响
C．四组实验中实验②的反应速率最大
D．实验③完全反应需要tmin，平均反应速率v(Na2S2O3)=ml/(L•min)
10．（2024·湖南株洲·统考一模）2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”领域做出贡献的三位科学家。点击化学经典反应之一的反应机理示意如图（以端基炔为起始反应物，[]表示一价铜）。下列说法正确的是
A．此转化过程中是催化剂B．[]的作用为加快反应速率，提高平衡转化率
C．转化过程中N的杂化方式发生改变D．该反应的总反应是取代反应
11．（2023上·陕西西安·高三校联考期中）直接甲醇燃料电池(DMFCs)具有能量密度高、成本低、运输方便等优点，是便携式电子设备以及电动汽车的理想供能装置。其中，由于甲醇氧化反应(MOR)涉及多个电子转移步骤，通常需要使用Pt基催化剂来加快反应。在两种催化剂表面的反应历程如图。下列说法错误的是
A．使反应焓变降低的程度比Pt(111)大
B．反应过程中有极性键的断裂和形成
C．对甲醇分子具有较高的吸附和活化能力
D．吸附在催化剂表面的过程放出能量
12．乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理如图所示。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。下列有关说法正确的是
A．吸附反应为吸热反应
B．该正反应历程中最大能垒(活化能)为85kJ·ml-1
C．Pd为固体催化剂，其表面积大小对催化效果无影响
D．只有化学键的形成过程
13．（2023上·浙江·高三校联考）一定条件下，丙烯与反应生成和的反应历程如图所示。下列说法不正确的是
A．合成的反应中，第一步为反应的决速步
B．其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物的比例
C．根据该反应推测，丙烯与加成的主要产物为2-溴丙烷
D．反应的主要产物为，是由于活性中间体比更稳定，所需活化能更低
14．（2023上·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨市第六中学校校考期中）一定温度下，(用RH表示)的氯代和溴代反应能量图及产率关系如图(图中物质均为气态)。下列说法正确的是
A．
B．氯代的第二步是决速反应
C．以丙烷为原料制备2-丙醇时，应该选择溴代反应，然后再水解
D．分子中有一个手性碳原子
三步突破能量变化能垒图
第1步
通览全图，理清坐标的含义。能量变化的能垒图的横坐标一般表示反应的历程，横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能
第2步
细看变化，分析各段反应。仔细观察曲线(直线)的变化趋势，分析每一阶段发生的反应是什么，各段反应是放热还是吸热，能量升高的为吸热，能量下降的为放热
第3步
综合分析，做出合理判断。综合整合各项信息，回扣题目要求，做出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，但不改变反应的反应热，也不会改变反应的转化律
图像
解读
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
t/min
0
10
20
30
40
50
60
70
0.100
0.080
0.040
0.020
0
实验序号
溶液浓度
反应温度
催化剂
反应时间
①
2%
20℃
无
②
2%
40℃
无
③
5%
20℃
④
5%
40℃
⑤
5%
20℃
实验
c(NO)/(ml/L)
c(H2)/(ml/L)
v正
①
0.10
0.10
k
②
0.20
0.10
4k
③
0.40
0.20
32k
①
②
③
④
⑤
0.008
0.008
0.004
0.008
0.008
0.001
0.001
0.001
0.002
0.001
0.10
0.20
0.20
0.10
0.40
v1
/
0.25
0.5
1
0.5
1
/
0.05
0.05
0.1
0.1
0.2
v/
1.6
3.2
3.2
t/min
0
10
20
30
40
50
60
70
0.100
0.080
0.040
0.020
0
组号
反应温度/℃
参加反应的物质
Na2S2O3
H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
①
10
2
0.1
1
0.4
3
②
30
2
0.1
2
0.2
2
③
30
1
0.2
2
0.1
3
④
30
1
0.1
2
0.1
3
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