2023版 创新设计 高考总复习 化学 鲁科版第7章　化学反应的方向、限度与速率

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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。
(1)v＝________，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。(2)单位为_______________或___________________。
ml·L－1·min－1
3.化学反应速率与化学计量数的关系
【判一判】 判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)化学反应速率为0.5 ml·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.5 ml·L－1(　　)(2)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率(　　)(3)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显(　　)(4)对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)，v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)＝5v(O2)(　　)(5)10 ml·L－1·s－1的反应速率一定比1 ml·L－1·s－1的反应速率大(　　)答案　 (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
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。
下列反应能够一步完成(又称基元反应)aA＋dD===gG＋hH，其速率可表示为v＝kca(A)cd(D)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，其与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，不同反应有不同的速率常数。
(1)活化分子和活化能①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。②活化能：
图中：E1为________的活化能，E2为________的活化能，E3为____________时正反应的活化能，反应热为____________。③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(2)有效碰撞、活化分子与反应速率
(1)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大(　　)(2)升高温度，可以增加活化分子百分数，使反应速率加快(　　)(3)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分数，所以反应速率增大(　　)(4)反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(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(　　)答案　 (1)√　(2)√　(3)×　(4)×
三、化学反应条件的优化——工业合成氨1.反应特点
2.反应条件选择的理论分析
(1)反应限度角度：______、高压，有利于提高转化率。(2)反应速率角度：______、______、使用催化剂，有利于提高化学反应速率。
(1)温度：______________左右，此时催化剂活性最大。(2)压强：低压(1×107 Pa)，中压(2×107～3×107 Pa)和高压(8.5×107～1×108 Pa)三种类型。(3)催化剂：铁触媒。(4)N2与H2的物质的量之比(投料比)：____________。
4.合成氨工业的简要流程可用方框图表示为
(2)制得的N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。(3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。(4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔，使其被充分利用。
(1)使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率和平衡转化率(　　)(2)高压比常压条件更有利于合成氨的反应(　　)(3)合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率(　　)(4)合成氨采用2×107～5×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高(　　)答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
考点二　化学反应速率影响因素的分析及应用
考点一　化学反应速率的计算与比较
考点三　变量控制法探究影响化学反应速率的因素
考点四　化工生产的适宜条件
A.0.5 ml·L－1·min－1B.0.1 ml·L－1·min－1C.0 ml·L－1·min－ ml·L－1·min－1
题组一　化学反应速率的计算1.现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 ml NH3和3 ml O2，4 min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.v(N2)＝0.125 ml/(L·min)B.v(H2O)＝0.375 ml/(L·min)C.v(O2)＝0.225 ml/(L·min)D.v(NH3)＝0.250 ml/(L·min)
2.一定温度下，在2 L密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.v(H2)＝0.01 ml·L－1·s－1B.v(N2)＝0.3 ml·L－1·min－1C.v(NH3)＝0.15 ml·L－1·min－1D.v(H2)＝0.3 ml·L－1·min－1
4.用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制备CO2，实验过程记录如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A.OE段表示的反应速率最快B.EF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多C.FG段收集的CO2最多D.OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大
解析　CaCO3与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，图像的横坐标是时间，纵坐标是生成二氧化碳的体积，用单位时间内放出CO2的体积来表示其反应速率，表现在图像上就是曲线的斜率，斜率越大，反应速率越大，单位时间内放出的CO2越多。由图可以看出，EF段反应速率最快，收集的CO2最多；整个反应过程中，反应速率先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段)，而不是逐渐增大，只有B项正确。
比较化学反应速率大小的常用方法❶归一法：将不同物质表示的速率换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值的大小。❷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。❸现象法：通过气泡产生快慢、变色快慢或沉淀生成快慢等来定性比较化学反应速率的大小。
A.比较实验②、④得出：升高温度，化学反应速率加快B.比较实验①、④得出：升高温度，化学反应速率加快C.实验③有可能使用了催化剂，催化剂加快正反应速率，对逆反应无影响D.在0～10 min之间，实验②的平均速率v(Y)＝0.01 ml/(L·min)
题组一　外界条件对反应速率的影响1.O3在水中易分解，一定条件下， O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。
据表中的递变规律，推测O3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.①②③ B.③②①C.②①③ D.③①②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31～158 min之间；10 ℃、pH＝4.0时，所需时间＞231 min；30 ℃、pH＝7.0时，所需时间＜15 min，则分解速率依次增大的顺序为②、①、③。故答案选C。
A.10～15 min内反应速率小于15～20 min的反应速率，P为升高温度B.10～20 min内反应速率小于20～40 min的反应速率，P为减小SO3的浓度C.10～15 min内反应速率大于40～50 min的反应速率，P为减小压强D.该反应中，随着反应物浓度的减小，反应速率一直减小
解析　在相同时间内，转化率变化值越大，表明反应中消耗的反应物越多，反应速率越大。由题图数据知，10～15 min、15～20 min内，反应物转化率变化值分别为3.7%、4.5%，故后一个时间段内反应速率较快，随着反应的进行，反应物浓度减小，又因容器容积不变.故改变的条件只能是升温，A项正确，C、D项错误；10～20 min、20～40 min内，反应物转化率变化值分别为8.2%、10.3%(时间间隔不同)，故10～20 min内反应速率大于20～40 min内反应速率，B项错误。
3.已知H2O2分解速率受多种因素影响，某小组对此进行探究，得到如下结果。下列说法不正确的是(　　)
图1(20 ℃)A.表1表明，其他条件相同时，碱性条件下H2O2分解速率快于酸性条件下B.图1表明，其他条件相同时，铜盐对H2O2分解的催化效果好于铁盐C.图1表明，其他条件相同时，CuCl2对H2O2分解的催化效果好于CuSO4D.以上实验表明，催化剂、溶液酸碱性对H2O2分解速率都有影响
解析　对比实验3(或4或5)和实验1(或2)可知，碱性条件下，H2O2分解完全时间缩短，反应速率加快，即碱性条件下H2O2分解速率快于酸性条件下，故A正确；对比图像中FeCl3、CuCl2催化过程可知，其他条件相同时，FeCl3催化过程生成的氧气的压强大，即FeCl3催化更有利于H2O2分解，生成氧气速率快，所以铜盐对H2O2分解的催化效果劣于铁盐，故B错误；对比图像中CuSO4、CuCl2催化过程，根据其他条件相同时，CuCl2催化H2O2分解生成的氧气快，即CuCl2对H2O2分解的催化效果好于CuSO4，故C正确；根据表中溶液的酸碱性对H2O2分解的影响可知，其他条件相同时，酸性条件下H2O2分解弱于碱性条件下；根据图像中FeCl3、CuSO4、CuCl2的催化效果分析可知，催化效果：FeCl3＞CuCl2＞CuSO4，所以催化剂、溶液酸碱性对H2O2分解速率都有影响，故D正确。
分析影响化学反应速率因素的注意点❶固体或纯液体物质量的改变，不影响化学反应速率。❷稀有气体对有气体参与的反应速率的影响①恒温恒压②恒温恒容
【典例3】 已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4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)：
下列说法不正确的是(　　)A.V1＝1，V2＝2B.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v(KMnO4)＝0.01 ml·L－1·min－1
题组一　变量控制法探究影响反应速率的因素1.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法一定不正确的是(　　)
A.第4组实验的反应速率最慢B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 ml·L－1C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 ml·L－1D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
解析　由图像可知，1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5 ml·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5 ml·L－1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃，D错误。
2.对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(ml·L－1)随时间(min)变化的有关实验数据如表。
下列说法不正确的是(　　)A.在0～20 min内，Ⅰ中M的分解速率为0.015 ml·L－1·min－1B.水样酸性越强，M的分解速率越快C.在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大D.由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
题组二　变量控制实验方案的分析3.(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示：
①本实验待测数据可以是____________________________________________________________________________，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究___________对锌与稀硫酸反应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是____________________________________，写出有关反应的离子方程式__________________________________________________。
反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间)
探究硫酸铜的质量对反应速率的影响
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
解析　(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜，Cu2＋的氧化性强于H＋，首先发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的铜附着在锌表面，在稀硫酸溶液中构成原电池，加快化学反应速率。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率又会减慢。①本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“产生等体积的氢气所需要的时间”，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的质量不同，可以探究加入硫酸铜的质量与反应速率的关系。
(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＝________，理由是__________________________________________________________。
保证反应物K2S2O8浓度的改变，而其他物质浓度不变
解析　(2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0。
(1)A、B两点对应的正反应速率较大的是________。(2)掺入N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实_______________。(3)用平衡分压代替平衡浓度计算600 ℃时的平衡常数Kp＝________。(保留两位有效数字，分压＝总压×物质的量分数)(4)控制反应温度为600 ℃的理由是___________________________________________________________________________________________。答案　(1)B　(2)正反应方向气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于减压(3)0.019 MPa　(4)600 ℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大
解析　(1)由图可知，A、B两点对应的温度和压强都相同，A点是乙苯和氮气的混合气体，B点是纯乙苯，则B点乙苯浓度大于A点，浓度越大反应速率越大，则正反应速率B点大于A点。(2)该反应正反应气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于减压，减小压强，化学平衡正向移动，乙苯的转化率增大。(3)由图可知，反应温度为600 ℃，并保持体系总压为0.1 MPa时，乙苯转化率为40%，设乙苯起始物质的量为1 ml，则依据题意可建立如下三段式：
(1)该反应通常用活性铁做催化剂，加活性铁会使图中B点________(填“升高”或“降低”)，理由是___________________________________________。(2)450 ℃时该反应的平衡常数________(填“<”“>”或“＝”)500 ℃时的平衡常数。
催化剂能降低反应的活化能
(3)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有________(填字母)。a.高温高压 b.加入催化剂c.增加N2的浓度 d.增加H2的浓度e.分离出NH3
解析　(1)催化剂能降低反应的活化能。(2)该反应正向为放热反应，低温有利于平衡正向移动，450 ℃时反应正向进行的程度大，即450 ℃对应的平衡常数大。(3)高温使化学平衡逆向移动，H2的转化率降低，a不合理；催化剂对平衡无影响，b不合理；增加N2的浓度可以提高H2的转化率，c合理；增加H2的浓度会降低H2的转化率，d不合理；分离出NH3，有利于平衡右移，可以提高H2的转化率，e合理。
题组二　化学反应原理在物质制备中的调控作用2.据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇(CH3CH2OH)已成为现实：
解析　因催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，则在一定时间内提高了生产效率，故A正确；反应需在300 ℃进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热，所以K不一定增大，故B错误；充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率，故C正确；从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的转化率，故D正确。
微专题19　速率方程与速率常数
微专题20　高考热点—催化剂与反应机理
微专题21　化学反应原理在物质制备中的调控作用
【知识进阶】1.速率常数含义
(1)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)化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
3.影响速率常数的因素
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，但浓度不影响速率常数。
4.速率常数与化学平衡常数的关系
【专题精练】1.有一化学反应mA＋nB===C，根据影响化学反应速率的因素可得v(c)＝kcm(A)cn(B)。其中k是与温度有关的常数，为测k、m、n的值，在298 K时，将A、B溶液按不同浓度混合，得到下列实验数据：
下列分析不正确的是(　　)A.m＝1，n＝2B.k＝1.2×10－2 L2·ml－2·s－1C.升高温度或增大压强，k变大D.v4＝9.6×10－2
解析　该反应的化学反应速率v(c)＝kcm(A)cn(B)，将实验1和实验2的数据分别代入并对比，得出m＝1，同样将实验1和实验3的数据分别代入并对比，得出n＝2，则v(c)＝kc(A)c2(B)，故A正确；选择实验1的数据代入上式，得出k＝1.2×10－2 L2·ml－2·s－1，故B正确；同样，将实验4的数据代入上式，得出v4＝9.6×10－2，D正确；因为k是与温度有关的常数，升高温度，反应速率增大，则k增大，但改变压强，k不受影响，故C错误。
2.反应2NO＋Cl2===2NOCl在295 K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下：
【知识进阶】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，例如二氧化锰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。
【专题精练】1.N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示。下列叙述正确的是(　　)
3.科研工作者研究出一种新型的醇催化氧化途径，可以避免生成有毒物质，其部分反应机理如图所示，下列说法错误的是(　　)
4.(2021·安徽皖江名校联考)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。
下列说法中正确的是(　　)A.水煤气的变换反应是吸热反应B.该历程中逆向的最大能垒(活化能)E逆＝2.02 eVC.催化剂能够使物质的能量升高D.反应历程中，生成过渡态Ⅰ比过渡态Ⅱ容易
解析　从图中可知，生成物的能量低于反应物，该反应是放热反应，A错误；逆向最大能垒为1.41－(－0.83)eV＝2.24 eV，B错误；通过图像可知，催化剂吸附后能够降低反应物的能量，C错误；形成过渡态Ⅰ的能垒为1.91 eV，形成过渡态Ⅱ的能垒为2.02 eV，能垒越低，越容易形成，故过渡态Ⅰ更容易生成，D正确。
【知识进阶】1.控制反应条件的目的
(1)通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。(2)通过控制反应条件，可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。
2.控制反应条件的基本措施
(1)控制化学反应速率的措施通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。(2)提高转化率的措施通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。
【专题精练】1.氢能是一种公认的高热值清洁能源，目前世界各国正致力于将高污染高排放的碳能源过渡成清洁高效低排放的氢能源。
(1)我国氢气的主要来源是焦炉气制氢，所制得的氢气含有较多的CO和H2S，中温干法脱硫是用氧化铁将硫元素转化为硫化铁。干法脱硫反应的化学方程式为_____________________________________________________________。
Fe2O3＋3H2S===Fe2S3＋3H2O
(2)我国科研人员用木屑水蒸气气化制取氢燃料，在一定条件下，反应器中存在如下反应：ⅰ.CO2(g) ＋C(s)===2CO (g)　ΔH1ⅱ.C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2ⅲ.C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH3ⅳ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH4ⅴ.CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH5①ΔH5＝____________________________________________________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3或ΔH4的式子表示)。
2ΔH2－ΔH1－ΔH3(或2ΔH4－ΔH3＋ΔH1或ΔH2＋ΔH4－ΔH3)
②研究中 CaO 的添加量按照CaO 中所含的Ca 和松木屑所含碳的物质的量比确定，在750 ℃，控制水蒸气流量为 0.1 g/(min·g)下，探究催化剂加入量对产气组分和气化性能的影响，结果如表所示：
CaO作为CO2的吸收剂，使产气中CO2分压降低，从而使水煤气变换反应平衡向生成H2 的方向移动
③从产氢率的角度考虑，最佳操作温度是________。④随着反应的进行，发现CaO的吸收能力逐渐降低，原因是_____________________________________________________________________。
CaO吸收CO2产生的CaCO3附着在CaO的表面，阻止了CaO对CO2的进一步吸收
2.碳、氮能形成多种氧化物、氢化物。
(2)使用高效催化剂可大大减少汽车尾气排放出的NOx含量，某研究所的科研人员探究了T1 ℃时等质量的三种催化剂对CO还原NO的催化效果(其他条件相同)，所得结果如图1所示。
1.(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(　　)
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0.012 ml·L－1·min－1D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 ml·L－1时，半衰期为62.5 min
下列说法正确的是(　　)A.600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 ml·L－1·s－1B.反应2 220 s时，放出的O2体积为11.8 L(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3 930
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＝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.0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3 ml·L－1·min－1B.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ZD.反应①的活化能比反应②的活化能大
①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2＝________r1。②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是________(填字母)。A.增加甲烷浓度，r增大B.增加H2浓度，r增大C.乙烷的生成速率逐渐增大D.降低反应温度，k减小答案　①(1－α)　②AD
解析　①反应初始时可认为cCH4＝1 ml·L－1，则根据初期阶段的速率方程可知k＝r1，当CH4的转化率为α时，cCH4＝(1－α) ml·L－1，则此时r2＝(1－α)r1。②由r＝k×cCH4可知，CH4的浓度越大，反应速率r越大，A项正确；增加H2浓度，CH4的浓度减小或不变，则r减小或不变，B项错误；随着反应的进行，CH4的浓度逐渐减小，则反应速率逐渐减小，C项错误；降低温度，该反应进行非常缓慢甚至停止，即k也随着减小，D项正确。
1.(2021·河北石家庄模拟)一定条件下，在2 L密闭容器中发生反应：2A(s)＋3B(g)===2C(g)＋4D(g)，测得5 min内，A的物质的量减少了10 ml，则0～5 min内该反应的平均速率为(　　)
A.v(A)＝1.0 ml·L－1·min－1B.v(B)＝1.5 ml·L－1·min－1C.v(C)＝2.0 ml·L－1·min－1D.v(D)＝0.5 ml·L－1·min－1
2.下列说法正确的是(　　)
A.活化分子的每一次碰撞都能发生化学反应B.能发生有效碰撞的分子一定是活化分子C.反应物用量增加后，有效碰撞次数增多，反应速率增大D.催化剂能提高反应的活化能，从而加快反应速率解析　活化分子只有发生有效碰撞才能发生化学反应，A项错误；增加固体或纯液体的量，反应速率不变，C项错误；催化剂能降低反应的活化能，使原来不是活化分子的分子变成活化分子，提高了活化分子的百分数，加快了化学反应速率，D项错误。
A.保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量B.将容器的容积缩小一半C.保持容积不变，充入Ar使压强增大D.保持压强不变，充入Ar使容积增大
解析　容积不变，增加H2O(g)的物质的量，反应物浓度增大，化学反应速率加快，A不符合题意；将容器的容积缩小一半，反应物的浓度增大，化学反应速率加快，B不符合题意；保持容积不变，充入Ar，Ar不参与反应，反应体系中各物质的浓度不变，化学反应速率不变，C符合题意；保持压强不变，充入Ar，容器的容积变大，反应物的浓度减小，化学反应速率减小，D不符合题意。
A.v(A)＝0.20 ml·L－1·min－1B.v(B)＝0.45 ml·L－1·s－1C.v(C)＝0.30 ml·L－1·min－1D.v(D)＝0.35 ml·L－1·min－1
5.一定条件下，乙醛可发生分解：CH3CHO(l)―→CH4＋CO，已知该反应的活化能为190 kJ/ml。在含有少量I2的溶液中，该反应的机理如下：
反应Ⅰ：CH3CHO＋I2―→CH3I＋HI＋CO(慢)反应Ⅱ：CH3I＋HI―→CH4＋I2(快)下列有关该反应的叙述正确的是(　　)A.反应速率与I2的浓度有关B.HI在反应Ⅰ中是氧化产物C.反应焓变的绝对值等于190 kJ/mlD.乙醛的分解速率主要取决于反应Ⅱ
解析　反应Ⅰ为慢反应，反应速率由慢反应Ⅰ决定，而I2为反应Ⅰ的反应物，影响化学反应速率，A正确；反应Ⅰ中碘元素化合价降低，HI为还原产物，B错误；焓变为反应物与生成物的活化能之差，C错误；反应Ⅰ较慢，决定着总反应的速率，D错误。
6.(2022·南京诊断)合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如下：
关于合成氨工业的说法中不正确的是(　　)A.混合气体进行循环利用遵循绿色化学思想B.合成氨反应须在低温下进行C.对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率D.使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动
解析　低温虽然有利于平衡正向移动，但低温会导致反应速率降低，不利于提高生产效率，答案选B。
7.(2021·浙江1月选考)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20 min时，测得O2体积为224 mL (标准状况)B.20～40 min，消耗H2O2的平均速率为0.010 ml·L－1·min－1C.第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解
9.外界其他条件相同，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应2A＋B===3D中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关说法正确的是(　　)
A.pH＝8.8时，升高温度，反应速率不变B.保持外界条件不变，反应一段时间后，pH越小，D的浓度越大C.为了实验取样，可采用调节pH的方法迅速停止反应D.减小外界压强，反应速率一定减小
解析　由图像可知，pH增大，c(D)减小，且斜率减小，说明pH越大，反应速率越小。A项，pH＝8.8时，升高温度，反应速率增大，错误；B项，保持外界条件不变，反应一段时间后，pH＝7.5和pH＝8.2时，有可能D的浓度相同，错误；C项，当pH＝8.8时，c(D)基本不变，反应速率接近于0，说明反应停止，C正确；D项，对于没有气体参加的反应，减小压强对反应速率几乎没有影响，错误。
10.H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B.图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C.图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大
解析　A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图可知，Mn2＋存在时，0.1 ml·L－1 NaOH溶液中H2O2的分解速率比1.0 ml·L－1的NaOH中的快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，对H2O2分解速率影响大，正确。
11.某小组进行实验：向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠的混合溶液，一段时间后溶液变蓝。查阅资料知体系中存在两个主要反应：
向a中所得蓝色溶液中加入硫代硫酸钠溶液
(2)探究c(H＋)对反应速率的影响，实验方案如下表所示。(所用试剂除H2O以外，浓度均为0.01 ml·L－1)
(1)降低温度，化学反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)600 ℃时，在一容积为2 L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10 min和20 min时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示，前10 min正反应速率逐渐________(填“增大”“减小”或“不变”)；前15 min内用SO3表示的平均反应速率为________________________。
1.33×10－3ml·L－1·min－1
(3)图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是___________________________。(4)根据如图判断，10 min时改变的条件可能是____________(填字母，下同)；20 min时改变的反应条件可能是________。a.加入催化剂 b.缩小容器容积c.降低温度 d.增加O2的物质的量
15～20 min，25～30 min
13.(2021·河南名校联考)已知化合物A与H2O在一定条件下反应生成化合物B与HCOO－，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法中正确的是(　　)
A.由图可知反应历程中有三个基元反应B.该历程中的最大能垒(活化能)E正＝16.87 kJ/mlC.使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和反应热D.升高温度，有利于该反应正向进行
解析　图中有三个过渡态TS1、TS2、TS3，反应历程中有三个基元反应，A正确；该历程中的最大能垒(活化能)E正＝16.87 kJ/ml－(－1.99 kJ/ml)＝18.86 kJ/ml，B错误；使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能，但催化剂不改变反应热，C错误；由图知，化合物A与H2O在一定条件下反应生成化合物B与HCOO－为放热反应，升高温度，不利于该反应正向进行，D错误。
14.已知Fe3＋和I－在水溶液中的反应为2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。某温度下该反应的正反应速率和I－、Fe3＋浓度的关系为v＝kcm(I－)·cn(Fe3＋)(k为常数)。
由此推知，有关Fe3＋、I－的浓度对反应速率影响的判断正确的是(　　)A.Fe3＋浓度对正反应速率的影响程度大于I－浓度的影响程度B.Fe3＋浓度对正反应速率的影响程度小于I－浓度的影响程度C.Fe3＋浓度对正反应速率的影响程度等于I－浓度的影响程度D.无法比较
解析　因v＝kcm(I－)·cn(Fe3＋)，当m＝n时，I－、Fe3＋浓度对反应速率的影响程度相同，当m＞n时，I－浓度对反应速率的影响程度更大；当m＜n时，Fe3＋浓度对反应速率的影响程度更大。通过题给数据，进行简单计算。如取①、③两组数据进行计算：k×0.20m×0.80n＝0.032k，k×0.80m×0.20n＝0.128k，解得m＝2、n＝1。则I－浓度对反应速率的影响较大。
15.(1)氮氧化物是空气的主要污染物之一，研究氮氧化物的性质对于防治空气污染有重要意义。回答下列问题：
0.16 ml/(L·s)