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第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 平均速率与瞬时速率
在化学反应中，某物质的浓度（物质的量浓度）随时间的变化率称反应速率。反应速率只能为正值，且并非矢量。
1、平均速率
用单位时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
= （7-1）
当△c为反应物浓度的变化时，取负号；△c为生成物浓度的变化时，取正号。如：
2 N2O5 4 NO2 + O2
反应前浓度/ mol·dm－3 2.10 0 0
100s后浓度/ mol·dm－3 1.95 0.30 0.075
浓度变化(△c)/ mol·dm－3 – 0.15 0.30 0.075
变化所需时间 (△t)/s 100
= –= –= 1.5×10－3 mol·dm－3·s－1
= = = 3.0×10－3 mol·dm－3·s－1
= = = 7.5×10－4mol·dm－3·s－1
显然，以上计算所得的反应速率是在时间间隔为△t时的平均速率，他们只能描述在一定时间间隔内反应速率的大致情况。
2、瞬时速率
若将观察的时间间隔△t缩短，它的极限是△t0，此时的速率即为某一时刻的真实速率—— 瞬时速率：
对于下面的反应来说，a A+ b B = g G+ h H
其反应速率可用下列任一表示方法表示：
注意：这几种速率表示法不全相等，但有下列关系：
瞬时速率可用实验作图法求得。即将已知浓度的反应物混合，在指定温度下，每隔一定时间，连续取样分析某一物质的浓度，然后以c – t作图。求某一时刻时曲线的斜率，即得该时刻的瞬时速率。
竞赛技巧2 反应速率理论
一、有效碰撞理论
1.有效碰撞
（1）概念：能够发生化学反应的碰撞为有效碰撞。
（2）有效碰撞必须具备两个条件
①发生碰撞的分子具有足够的能量；
②碰撞时要有合适的取向。
2.活化分子
（1）概念：有足够的能量，能够发生有效碰撞的分子叫活化分子.
（2）
3.活化能
①定义：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能
E1表示反应的活化能,E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量,E1-E2表示反应热
②意义：活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度,活化能越小，反应越容易发生。
③影响因素：催化剂可以降低反应的活化能
【特别提醒】①催化剂只改变活化能，但不能改变焓变ΔH；
②对于可逆反应，催化剂可同时改变正、逆反应的活化能，且改变的幅度一样。所以催化剂对正、逆反应速率的影响一样；
③催化剂因为影响速率，所以可以改变可逆反应达到平衡的时间，但不能改变平衡产率；
④催化剂在反应前后本身的质量和化学性质不变。
4.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件改变 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大反应物浓度 增加 增加 不变 增加 增大
增大压强 增加 增加 不变 增加 增大
升高温度 不变 增加 增加 增加 增大
加催化剂 不变 增加 增加 增加 增大
二、过渡态理论
1.基元反应：由反应物只经一步就转化成生成物的反应，称为基元反应。大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步都是一个基元反应。
H2(g)＋I2(g)=2HI(g) ①I2 I＋I ②H2＋2I=2HI
2.反应历程：基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)，基元反应的总和称为总反应。
若总反应只有一步，则基元反应就是总反应，这类反应又称为简单反应；若总反应有多步，则每一步为一个基元反应，由几个基元反应组成的总反应也称为复杂反应。
3.过渡态：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。
过渡态是一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的状态。
4.中间产物：物质进行多步反应时，介于两个过渡态之间的物质称为中间产物。
5.决速步反应（慢反应）
（1）定义：在多步反应中，决定总反应速率。
（2）特征：在多步反应中，决速步反应的活化能最大，反应速率最慢。
①该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。
②由A、B生成C的反应为吸热反应，由C生成D的反应为放热反应，总反应为放热反应。
③第一步为慢反应，第二步为快反应，决定总反应快慢的是第一步反应。
竞赛技巧3 速率方程和速率常数
1．速率方程
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。
对于反应：aA＋bB===gG＋hH
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)
【特别提醒】确定速率方程时必须特别注意，质量作用定律仅适用于一步完成的反应——基元反应，而不适用于几个基元反应组成的总反应——非基元反应。
如N2O5的分解反应：2N2O5 = 4NO2 + O2
实际上分三步进行：
N2O5 → NO2 + NO3 慢（定速步骤）
NO2 + NO3 → NO2 + O2 + NO 快
NO + NO3 → 2NO2 快
实验测定起速率方程为：= kc，它是一级反应，不是二级反应。
2．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 mol·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）可以用任一反应物或产物浓度的变化来表示同一反应的速率。此时速率常数k的值不一定相同。例如：2NO + O2 = 2NO2
其速率方程可写成：
= – = k1·c·c
= – = k2·c·c
= = k3·c·c
由于– = =
则k1 = k2 = k3
对于一般的化学反应： = = =
3．速率常数的影响因素
（1）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。
（2）温度对反应速率的影响，主要体现在对速率常数k的影响上。Arrhenius（阿仑尼乌斯）总结了k 与 T 的经验公式：，取自然对数，得：ln k = ln A，常用对数：lg k =ln A
式中：k速率常数 Ea 活化能 R 气体常数 T 绝对温度e 自然对数底，e = 2.71828……，lg e = 0.4343 = 1/2.303 ，A 指前因子，单位同 k 。
（3）应用阿仑尼乌斯公式讨论问题，可以认为 Ea、A 不随温度变化。由于T 在指数上，故对k的影响较大。
根据 Arrhenius 公式，知道了反应的 Ea、A 和某温度 T1 时的 k1，即可求出任意温度 T2 时的 k2。由对数式：
lg k1 = ln A ①
lg k2 = ln A ②
②－① 得： lg=
4．速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下， 可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正 ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，由于平衡时 v正＝v逆，则k正ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，所以＝＝K。
【特别提醒】对于速率常数k，应注意以下几点：
①速率常数k取决反应的本性。当其他条件相同时快反应通常有较大的速率常数，k小的反应在相同的条件下反应速率较慢。
②速率常数k与浓度无关。
③k随温度而变化，温度升高，k值通常增大。
④k是有单位的量，k的单位随反应级数的不同而异。
竞赛技巧4 反应级数及其应用
1.反应级数
（1）反应级数
由速率方程可以看出化学反应的速率与其反应物浓度的定量关系，对于一般的化学反应：
a A+ bB → g G + h H
其速率方程一般可表示为：=k·c·c
式中的c、c表示反应物A、B的浓度，a、b表示A、B在反应方程式中的计量数。m、n分别表示速率方程中c和c的指数。
速率方程中，反应物浓度的指数m、n分别称为反应物A和B的反应级数，各组分反应级数的代数和称为该反应的总反应级数。反应级数=m+n
（2）反应级数的意义
反应级数的大小，表示浓度对反应速率的影响程度，级数越大，速率受浓度的影响越大。
若为零级反应，则表示反应速率与反应物浓度无关。某些表面催化反应，例如氨在金属钨表面上的分解反应，其分解速率在一定条件下与氨的浓度无关就属于零级反应。
（3）反应级数的测定
通过实验可以得到许多化学反应的速率方程，某些化学反应的速率方程，如下表：
化学反应 速率方程 反应级数
1、2H2O2 = 2H2O + O2 = k·c 1
2、S2O + 2I- = 2SO+ I2 = k·c·c 1 + 1 = 2
3、4HBr + O2 = 2H2O + 2Br2 = k·c·c 1 + 1 = 2
4、2NO + 2H2 = N2 + 2H2O = k·c·c 2 + 1 = 3
5、CH3CHO = CH4 + CO = k·c 3/2
6、2NO2 = 2NO + O2 = k·c 2
观察表中六个反应的反应级数，并与化学方程式中反应物的计量数比较可以明显地看出：反应级数不一定与计量数相符合，因而对于非基元反应，不能直接由反应方程式导出反应级数。
（4）单位与级数的关系 ：速率常数单位是判断反应级数的重要依据，如单位 dm6 mol-2 s-1唯一对应三级反应。
【特别提醒】反应级数和反应分子数在概念上的区别：①反应级数是根据反应速率与各物质浓度的关系来确定的；反应分子数是根据基元反应中发生碰撞而引起反应所需的分子数来确定的。②反应级数可以是零、正、负整数和分数；反应分子数只可能是一、二、三。③反应级数是对宏观化学反应而言的；反应分子数是对微观上基元步骤而言的。
2.一级反应及其特点
（1）一级反应的速率公式
凡反应速率与反应物浓度一次方成正比的反应，称为一级反应，其速率方程可表示为：
–= k1c 积分上式可得：lnc = –k1t + B
当t = 0时，c = （起始浓度），则B = lnc。故上式可表示为：ln = k1t或k1 = ln
亦可表示为：c =
若以a表示t = 0 时的反应物的浓度，以x表示t时刻已反应掉的反应物浓度，于是k1 = ln 式可写为：
k1 = ln
故lnc = –k1t + B、k1 = ln、c = 、k1 = ln即为一级反应的速率公式积分形式。
（2）一级反应的特征是：
①速率常数k1的数值与所用浓度的单位无关，其量纲为时间－1，其单位可用s－1，min-1或h－1等表示。
②当反应物恰好消耗一半，即x = 时，此刻的反应时间记为（称之为半衰期），则k1 = ln
式变为：k1 = ，即=
③以lgc对t作图应为一直线，其斜率为。
竞赛技巧1 平均速率与瞬时速率
1．，分解反应的方程式为，分解反应的浓度与时间曲线如图所示，，当观察的时间间隔无限小，平均速率的极值即为化学反应在t时的瞬时速率，即，A点切线的斜率为，表示在第20min，当浓度为时，瞬时速率为(斜率、速率均取绝对值)，则下列说法正确的是
A．反应到A、B、C三点时的瞬时速率
B．由题意可知瞬时速率与平均反应速率无关
C．某点切线的斜率越大，瞬时反应速率越快
D．没有催化剂，就不会发生分解反应
2．在2L的密闭容器中投入和在一定条件下发生反应：。在一定温度下，测得的物质的量如下表
0 10 20 30 40
2 1.6 1 0.5 0.5
下列说法不正确的是
A．反应20min时，测得体积为22.4L(标准状况)
B．，生成的平均速率为
C．第15min时的瞬时速率大于第25min时的瞬时速率
D．第30min时反应到达平衡
竞赛技巧2 反应速率理论
3．已知反应： ()，其反应机理如下：
① 快
② 慢
下列有关该反应的说法正确的是
A．该反应的速率主要取决于①的快慢 B．是该反应的催化剂
C．正反应的活化能比逆反应的活化能大 D．增大浓度能加快反应速率
4．反应物与溶剂发生的取代反应称为溶剂解反应，如三级溴丁烷在乙醇中可以发生溶剂解反应，反应的机理和能量进程图如下图所示：
下列说法中正确的是
A．卤代烃的水解反应不属于溶剂解反应
B．由图可知整体反应的快慢主要取决于碳卤键断裂的难易程度，因此氟代烷在乙醇中发生溶剂解反应的速率比对应的氯代烷、溴代烷更快
C．卤代烃在发生消去反应时可能会有醚生成
D．因为总反应是放热反应，因此该反应不需要加热就可以进行
竞赛技巧3 速率方程和速率常数
5．温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中按如表三种投料进行反应：。结果如表，实验测得：，，、为速率常数。下列说法正确的是
容器编号 物质的起始浓度/(mol/L) 物质的平衡浓度/ (mol/L)
Ⅰ 0.3 0 0 0.2
Ⅱ 0.1 0.3 0.2
Ⅲ 0.3 0 0.1
A．温度为T1时，该反应的平衡常数为0.2
B．容器Ⅱ中起始时，
C．达平衡时，容器Ⅲ中SO2的体积分数大于50%
D．容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为T2时，若，则T1>T2
6．已知反应：生成的初始速率与NO、的初始浓度的关系为，k为速率常数。在800℃时测得的相关数据如表所示
实验数据 初始浓度 生成的初始速率/( )
1
2
3
下列说法中不正确的是。
A．关系式中、
B．800℃时，k的值为
C．若800℃时，初始浓度，则生成的初始速率为
D．当其他条件不变时，升高温度，速率常数将增大
竞赛技巧4 反应级数及其应用
7．已知，速率方程为，其中k为速率常数，只与温度、催化剂、固体接触面积有关，与浓度无关；n为该反应级数，可以为正数、0、负数；起始浓度消耗一半的时间叫半衰期，在某催化剂表面上分解的实验数据如表：下列说法错误的是
t/min 0 10 20 30 40 50 60
0.30 0.25 0.20 a 0.10 0.05 0.00
A．该反应为0级反应
B．该反应速率常数为
C．表格中的
D．若起始浓度为，半衰期为60min
8．在恒容密闭容器中发生反应：，其反应速率与浓度关系式为(k为常数，只与温度有关，m、n为反应级数，均为正整数)，在某温度下测得有关数据如表所示：
序号
① 0.05 0.20 0.207
② 0.20 0.80 13.248
③ 0.10 0.20 0.828
下列说法正确的是
A．
B．
C．该反应的平衡常数表达式为
D．反应时，加入适宜的催化剂，和k均变大
1．某科研小组研究在不同催化剂(Pd和Rh)表面分解产生的部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。
下列说法正确的是
A．吸附在催化剂表面是一个吸热过程
B．是该历程的较快步骤
C．该反应过程中存在键的断裂和键的生成
D．和Rh作催化剂时改变了分解产生的反应热
2．研究反应的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y，Z的起始浓度均为0，反应物X的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。每组实验只改变一个条件。下列说法不正确的是
A．比较实验①②③④得出：实验②最晚到达平衡
B．比较实验①②得出：其他条件相同时，增大反应物浓度化学反应速率加快
C．比较实验②③得出：实验③有可能使用了催化剂，催化剂能加快正反应速率，但对逆反应速率无影响
D．比较实验②④得出：其他条件相同时，升高温度化学反应速率加快
3．探究反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示：
编号 温度℃ 催化剂（g） 酸性溶液 溶液 溶液褪色平均时间（min）
体积 （mL） 浓度 （mol/L） 体积 （mL） 浓度 （mol/L）
1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7
2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a
3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7
4 25 0 4 0.01 8 0.2 b
下列说法错误的是
A．通过实验可得到“其他条件相同时，温度升高，可加快反应速率”的结论，证据是a＜12.7
B．可通过比较相同时间收集体积来判断反应速率快慢
C．实验3和4探究的是催化剂对反应速率的影响，b>6.7
D．实验3中用KMnO4表示该反应速率
4．已知，速率方程为，其中k为速率常数，只与温度、催化剂、固体接触面积有关，与浓度无关；n为该反应中的反应级数，也是该反应总级数，可以为正数、0、负数；起始浓度消耗一半的时间叫半衰期，在某催化剂表面上分解的实验数据如表：
0 10 20 30 40 50 60
下列说法正确的是
A．该反应速率常数为
B．该反应为0级反应
C．若起始浓度为，半衰期为
D．工业上用该反应制备氢气
5．向2L恒容密闭容器中充入一定量和，在一定条件下发生反应且氧化产物只有一种，测得、的物质的量与时间的关系如图所示。下列叙述正确的是
A．该条件下发生的反应为
B．向该容器中再充入惰性气体，能提高反应速率
C．0~2min内的平均反应速率
D．其他条件不变，再充入，能提高反应物活化分子百分数
6．反应分两步：①，②。恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，测得Y的浓度随时间变化曲线如下图。下列说法错误的是
A．时，
B．时，
C．若加入催化剂甲(仅催化反应①)，达到最大值的时间提前
D．若加入催化剂乙(仅催化反应②)，最大值会上升
7．丙酮的碘代反应CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+HI的速率方程为，其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为，其中(k为速率常数，为活化能，A为比例系数)。在保持酸性不变的条件下，改变下列条件时，反应的瞬时速率如表所示。
序号 温度
1 0.25 0.050 1.4
2 0.50 0.050 2.8
3 1.00 0.050 5.6
4 0.50 0.100 2.8
5 0.50 0.100
下列说法中正确的是
A．若，则
B．速率v与和均有关
C．m=1，n=1
D．温度下，在过量的I2存在时，反应掉75%的CH3COCH3所需的时间是125min
8．573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是
A．水解产物除了还有
B．点时
C．在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成的反应有催化作用
D．任意25min时间段内存在
9．某反应的速率方程为，其中为速率常数，其半衰期为(半衰期指当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)。当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示。下列说法错误的是
0.20 0.40 0.40 0.80
0.10 0.10 0.20 0.30 0.40
1.2 2.4 2.4 3.6
A．表中。，
B．速率常数
C．增大反应物或的浓度，均增大
D．若足量，则剩余的所需时间为
10．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：①；②。反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(、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，下列说法不正确的是
A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为
B．反应①的活化能比反应②的活化能大
C．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
D．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
11．已知的速率方程为，为探究反应速率与反应物浓度的关系，进行如下实验：向锥形瓶中加入一定体积(V)的溶液、2.0溶液、醋酸和水，充分搅拌，保持体系温度为，测定反应初始速率，实验数据如下表(忽略水溶液体系中其他平衡对离子浓度的影响)。下列说法正确的是
实验 V/mL 反应初始速率
溶液 溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 12.0
2 6.0 4.0 4.0 10.0
3 4.0 V2 4.0 0
4 12.0 4.0 4.0
A． B．速率方程中
C．醋酸不参与反应，其浓度不会影响反应速率 D．实验4中，约为
12．在某催化剂作用下双氧水分解：。向某容器中投入足量双氧水，测得双氧水浓度与反应时间关系如图所示。已知：双氧水浓度减小一半所用时间叫半衰期。下列叙述错误的是
A．温度升高，双氧水分解速率加快
B．反应速率：
C．ab段平均速率：
D．此条件下，双氧水半衰期与初始浓度成正比
13．反应，在295K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下：
① 0.100 0.100
② 0.500 0.100
③ 0.100 0.500
已知：①反应物浓度与反应速率关系式为（式中k为速率常数，与活化能和温度等有关）；②反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法正确的是
A．，，反应级数为3级
B．该条件下速率常数
C．加入催化剂可以降低反应的活化能，增大速率常数k，从而加快反应速率
D．相同条件下，NO浓度对反应速率的影响小于浓度对反应速率的影响
14．某装置中模拟捕获和转化，先进行反应①，反应完毕后向装置中以恒定流速通入恒定组成的混合气，进行反应②，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所示。第二阶段反应中始终未检测到。下列说法错误的是
A．后催化剂催化效果逐渐降低
B．，存在生成的副反应
C．时催化剂上开始积碳
D．时，副反应生成的速率小于反应②生成速率
15．工厂烟气(主要污染物 SO2、NO)直接排放会造成空气污染，需处理后才能排放。
（1）O3 氧化：O3 氧化过程中部分反应的能量变化如图所示， Ea1 是反应的活化能，一定条件下，活化能越大反应速 率越慢，反应越困难。
①写出 NO 与 O3 反应的热化学方程式： 。
②在相同条件下，O3 与 SO2 反应的速率 O3 与 NO 的反应速率。(填“>”“<”或“=”)
③其他条件不变时，工厂烟气处理主要发生 NO 与 O3 反应，即使增加 n(O3)，O3 氧化 SO2 的反应几乎不受影响， 可能原因是 。
（2）NaClO2 氧化：40 ℃时向一定量 NaClO2 溶液中按一定流速持续通入工厂烟气，溶液的 pH 与 ORP 值(氧化还原 电位)随时间变化如图所示。
①写出溶液中 NO 与反应生成和 Cl-的离子方程式： 。
②烟气中含有少量 SO2，NO 的脱除率比不含 SO2 的烟气高，可能原因是 。
16．丙酮的碘代反应CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+HI的速率方程为v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)，其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为，其中k=A(k为速率常数，Ea为活化能，A为比例系数)。
（1）在保持酸性不变的条件下，改变下列条件时，反应的瞬时速率如表所示。
序号 温度 c(CH3COCH3)/(mol L-1) c(I2)/(mol L-1) v/(10-3mol L-1 min-1)
1 T1 0.25 0.050 1.4
2 T1 0.50 0.050 2.8
3 T1 1.00 0.050 5.6
4 T1 0.50 0.100 2.8
5 T2 0.50 0.100
①下列关于速率常数k的说法中正确的是 (填标号)。
A．速率常数k只受温度影响
B．加入催化剂，可使k增大
C．可逆反应中的正逆反应速率常数k正和k逆相等
②当T2＞T1时，vx 2.8mol L-1 min-1(填：“大于”、“小于”或“等于”)。
③速率方程中：m= ；n= ；k= 。
（2）若T1℃时，v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)，c(I2)、c(CH3COCH3)、c(H+)的起始浓度依次是0.01mol L-1、0.1mol L-1、0.01mol L-1。当c(I2)的浓度降低为原来一半时，反应速率将 (填：“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）在过量的I2存在，c(H+)=1mol L-1时。反应掉75%的CH3COCH3所需的时间是 min。
1．（2007高二·陕西·竞赛）已知某一化学反应的速率常数单位为mol-2·L2·s-1，则该反应为反应
A．0级 B．2级 C．3级 D．不确定
2．（2014高二·广东·竞赛）反应2SO2+O2=2SO3在不同条件下进行，分别测得其反应速率如下，其中最快的是
A．v(SO2) = 4.0 mol/(L· min) B．v(O2) = 3.0 mol/(L·min)
C．v(SO3) = 2.0 mol/(L·min) D．v (SO2) = 0.2 mol/(L·s)
3．（2022高二上·广东汕头·竞赛）在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)，下列说法不正确的是
A．增加块状Fe2O3的量，反应速率增大
B．降低温度，反应速率减慢
C．使用催化剂，反应速率增大
D．充入CO，反应速率增大
4．（2020高三·浙江·竞赛）在甲、乙、丙三个恒温恒容的密闭容器中，分别加入足量活性炭和一定量的，发生反应。测得各容器中随反应时间t的变化如下表所示。下列说法正确的是
容器(温度) 0 40 80 120 160
甲() 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80
乙() 1.00 0.80 0.65 0.53 0.45
丙() 2.00 1.40 1.10 1.10 1.10
A．达到平衡状态时，
B．丙容器中从反应开始到建立平衡的平均反应速率
C．气体平均相对分子质量不再改变说明反应已达平衡
D．由表格数据可知：
5．（2018高二·广东·竞赛）为了研究温度对苯催化加氢的影响，以检验新型镍催化剂的性能，采用相同的微型反应装置，压强为0.78MPa，氢气与苯的物质的量之比为6.5：1。定时取样分离出氢气后，分析成分得到的结果如下表：
温度/°C 85 95 100 110~240 280 300 340
质量分数/% 苯 96.05 91.55 80.85 0 23.35 36.90 72.37
环己烷 3.95 8.45 19.15 100 76.65 63.10 27.63
下列说法错误的是
A．280°C以上苯的转化率下降，可能是因为苯催化加氢反应为可逆反应且ΔH>0
B．该催化剂能在较宽温度范围内催化且不发生副反应，在110~240℃活性较高
C．在280-340℃范围内，适当提高氢气与苯的物质的量之比有利于提高苯的转化率
D．在85~100°C范围内，适当延长反应时间可以提高苯的转化率
6．（2023高二·贵州遵义·竞赛）一氧化碳甲烷化反应为：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)。如图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。下列说法正确的是
A．步骤①是放热过程
B．步骤①②只有极性键的断裂
C．过渡态I能量最高，因此其对应的步骤①反应速率最慢，对整个反应的速率起决定作用
D．该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境
7．（2024高二下·河南洛阳·竞赛）反应A+B→P符合Arrhenius公式，[已知Arrhenius经验公式为Rlnk=–+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)]。当使用催化剂时，其活化能降低了80kJ·mol-1，在室温(298K)下进行反应时，催化剂使其反应速率常数约提高了倍。
A．2×105 B．1014 C．5000 D．29×1012
8．（2024高三下·浙江·竞赛）下列化合物硝化反应速率最快的是
A． B． C． D．
9．（2025高二下·江苏·竞赛）有一个经验规则可以用于估算基元反应的活化能，遵循下列情况时，可分别通过对应下表中的计算方法计算活化能：
活化能/BE 0 0.05 0.3 1
反应中没有键的断裂的反应 自由基与分子的放热反应 反应中键不完全断裂的反应(如协同反应) 反应中键完全断裂的反应
已知：BE为键能，BE(Cl-Cl)=243：BE(H-H)=436；BE(H-Cl)=431
下列对氢气与氯气反应中各步基元反应的活化能估算不正确的是：




A． B． C． D．
10．（21-22高二上·河南商丘·期末）一定条件下，反应的速率方程为，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下：
反应速率
0.1 0.1 2
0.1 0.4 2
0.2 0.4 2
0.4 0.1 4
0.2 0.1
根据表中的测定结果，下列结论错误的是
A．α、β、γ的值分别为1、1.5、-1
B．表中m的值为1
C．反应体系中的物质，的浓度对反应速率影响最大
D．若其它条件不变，增大的浓度，则反应速率增大
11．（2024高三下·浙江·竞赛）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(mol。L-1)随时间(分)变化情况如图，下列说法正确的是
A．0~30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-3mol·L-1·min-1
B．反应过程中体系Y和Z的浓度之比保持不变，30min时的M转化为Z
C．反应②的活化能比反应①的活化能大
D．若该平行反应为可逆反应，正反应都为放热，升高温度，可提高Y的产率
12．（2022高二上·安徽阜阳·竞赛）已知氯酸钾和和亚硫酸氢钾可以发生氧化还原反应(无污染性气体产生)，且反应中被氧化被还原的元素个数都只有一个。若该反应的反应速率会随着c(H+)的提升而加快，下图为ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的反应速率-时间图象，下列说法正确的是
A．反应进行一段时间后速率下降可能是因为c(OH-)的浓度下降导致。
B．纵坐标为v(H+)的v-t曲线在通过平移后可与图中图象完全重合。
C．图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内ClO的物质的量的减少量。
D．系数为最简整数比时，每摩尔反应转移6mol e-并产生3mol质子。
13．（2023高一·广西·竞赛）当某反应物的初始浓度为0.04 mol·dm-3时，反应的半衰期为400s，初始浓度为0.024 mol·dm-3时，半衰期为240s，则此反应为
A．零级反应 B．1.5级反应 C．二级反应 D．一级反应
14．（2024高二下·江苏·竞赛）电解高浓度的丙酸钠溶液可制得丁烷，下列说法不正确的是
A．阳极反应为
B．电解过程中溶液的pH不断增大
C．若电解槽存在阳离子交换膜，则每生成1mol丁烷，阳极区增重44g
D．已知电解过程中会生成乙基自由基()，采用高浓度丙酸钠是为了提高自由基偶联的概率
15．（2022高三·四川·竞赛）马来酸二丁酯()是粘接剂行业的一种优良增塑剂，也在很多有机合成中用作添加剂和中间体。研究者用离子交换树脂AmberliteIR-120作为催化剂，催化顺丁烯二酸酐(，记为A)与正丁醇(，记为B)的酯化反应来合成马来酸二丁酯。实验获得如下动力学数据：
序号 反应温度/℃
1 115 0.303 0.606
2 115 0.454 0.606
3 115 0.303 0.910
4 110 0.454 0.606
已知速率方程式为。
（1）试导出、的值。= ，= ，
（2）计算反应的速率常数k及反应的活化能。k= ， ，
16．（2023高三上·全国·竞赛）脂类物质的氧化是油脂保存过程中广泛存在的问题。亚油酸乙酯(记为RH)的氧化过程属于自由基氧化反应，其中H代表最可能发生氧化反应的氢原子。反应方程式如下：
（1）亚油酸的学名是(9Z，12Z)-9，12-十八碳二烯酸，画出亚油酸乙酯的结构式，并用“*”标记最可能发生自由基氧化反应的氢原子 。
（2）实验测得反应的速率方程如下：
（1）
其中，a、b是与浓度无关的常数。该反应的基元反应步骤如下表所示，其中，到分别为相应基元反应的速率常数，链传递步骤是整个反应的决速步。氧气分压较高时主要按照①、②、④步骤进行：较低时主要按照①、③、⑤步骤进行。据此，分别在两种情况下推导反应的速率方程，并解释在较高和较低的情况下（1）式如何近似得出这两种速率方程 。
链引发 ①
链传递 ②③
链终止 ④⑤
（3）实验测得反应的表观活化能在较高时为，较低时为。根据（2）中推导出的两种速率方程，指出两种情况下，分别是哪步的活化能决定了总反应的表观活化能？ (提示：自由基相互结合的反应活化能通常近似为0)
（4）某种酶对上述反应的催化速率常数k随温度变化的关系如表所示。其中，下标中的H或D分别表示8-1中亚油酸乙酯上相应氢原子均是氕(H)或氘(D)原子。计算氕(H)原子情况下的表观活化能 。
T/K 293.15 323.15
1.62 2.95
0.0111 0.0321
（5）动力学同位素效应(KIE)指的是把反应物分子中的某一原子用其同位素原子取代后，反应速率常数变化的效应。一般用取代前后的速率常数之比衡量KIE的大小。计算（4）中各温度下的，并选择影响数值的主要因素 。(直接在答题纸上填A或B)
A．指前因子 B．活化能
1第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 平均速率与瞬时速率
在化学反应中，某物质的浓度（物质的量浓度）随时间的变化率称反应速率。反应速率只能为正值，且并非矢量。
1、平均速率
用单位时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
= （7-1）
当△c为反应物浓度的变化时，取负号；△c为生成物浓度的变化时，取正号。如：
2 N2O5 4 NO2 + O2
反应前浓度/ mol·dm－3 2.10 0 0
100s后浓度/ mol·dm－3 1.95 0.30 0.075
浓度变化(△c)/ mol·dm－3 – 0.15 0.30 0.075
变化所需时间 (△t)/s 100
= –= –= 1.5×10－3 mol·dm－3·s－1
= = = 3.0×10－3 mol·dm－3·s－1
= = = 7.5×10－4mol·dm－3·s－1
显然，以上计算所得的反应速率是在时间间隔为△t时的平均速率，他们只能描述在一定时间间隔内反应速率的大致情况。
2、瞬时速率
若将观察的时间间隔△t缩短，它的极限是△t0，此时的速率即为某一时刻的真实速率—— 瞬时速率：
对于下面的反应来说，a A+ b B = g G+ h H
其反应速率可用下列任一表示方法表示：
注意：这几种速率表示法不全相等，但有下列关系：
瞬时速率可用实验作图法求得。即将已知浓度的反应物混合，在指定温度下，每隔一定时间，连续取样分析某一物质的浓度，然后以c – t作图。求某一时刻时曲线的斜率，即得该时刻的瞬时速率。
竞赛技巧2 反应速率理论
一、有效碰撞理论
1.有效碰撞
（1）概念：能够发生化学反应的碰撞为有效碰撞。
（2）有效碰撞必须具备两个条件
①发生碰撞的分子具有足够的能量；
②碰撞时要有合适的取向。
2.活化分子
（1）概念：有足够的能量，能够发生有效碰撞的分子叫活化分子.
（2）
3.活化能
①定义：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能
E1表示反应的活化能,E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量,E1-E2表示反应热
②意义：活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度,活化能越小，反应越容易发生。
③影响因素：催化剂可以降低反应的活化能
【特别提醒】①催化剂只改变活化能，但不能改变焓变ΔH；
②对于可逆反应，催化剂可同时改变正、逆反应的活化能，且改变的幅度一样。所以催化剂对正、逆反应速率的影响一样；
③催化剂因为影响速率，所以可以改变可逆反应达到平衡的时间，但不能改变平衡产率；
④催化剂在反应前后本身的质量和化学性质不变。
4.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件改变 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大反应物浓度 增加 增加 不变 增加 增大
增大压强 增加 增加 不变 增加 增大
升高温度 不变 增加 增加 增加 增大
加催化剂 不变 增加 增加 增加 增大
二、过渡态理论
1.基元反应：由反应物只经一步就转化成生成物的反应，称为基元反应。大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步都是一个基元反应。
H2(g)＋I2(g)=2HI(g) ①I2 I＋I ②H2＋2I=2HI
2.反应历程：基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)，基元反应的总和称为总反应。
若总反应只有一步，则基元反应就是总反应，这类反应又称为简单反应；若总反应有多步，则每一步为一个基元反应，由几个基元反应组成的总反应也称为复杂反应。
3.过渡态：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。
过渡态是一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的状态。
4.中间产物：物质进行多步反应时，介于两个过渡态之间的物质称为中间产物。
5.决速步反应（慢反应）
（1）定义：在多步反应中，决定总反应速率。
（2）特征：在多步反应中，决速步反应的活化能最大，反应速率最慢。
①该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。
②由A、B生成C的反应为吸热反应，由C生成D的反应为放热反应，总反应为放热反应。
③第一步为慢反应，第二步为快反应，决定总反应快慢的是第一步反应。
竞赛技巧3 速率方程和速率常数
1．速率方程
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。
对于反应：aA＋bB===gG＋hH
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)
【特别提醒】确定速率方程时必须特别注意，质量作用定律仅适用于一步完成的反应——基元反应，而不适用于几个基元反应组成的总反应——非基元反应。
如N2O5的分解反应：2N2O5 = 4NO2 + O2
实际上分三步进行：
N2O5 → NO2 + NO3 慢（定速步骤）
NO2 + NO3 → NO2 + O2 + NO 快
NO + NO3 → 2NO2 快
实验测定起速率方程为：= kc，它是一级反应，不是二级反应。
2．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 mol·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）可以用任一反应物或产物浓度的变化来表示同一反应的速率。此时速率常数k的值不一定相同。例如：2NO + O2 = 2NO2
其速率方程可写成：
= – = k1·c·c
= – = k2·c·c
= = k3·c·c
由于– = =
则k1 = k2 = k3
对于一般的化学反应： = = =
3．速率常数的影响因素
（1）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。
（2）温度对反应速率的影响，主要体现在对速率常数k的影响上。Arrhenius（阿仑尼乌斯）总结了k 与 T 的经验公式：，取自然对数，得：ln k = ln A，常用对数：lg k =ln A
式中：k速率常数 Ea 活化能 R 气体常数 T 绝对温度e 自然对数底，e = 2.71828……，lg e = 0.4343 = 1/2.303 ，A 指前因子，单位同 k 。
（3）应用阿仑尼乌斯公式讨论问题，可以认为 Ea、A 不随温度变化。由于T 在指数上，故对k的影响较大。
根据 Arrhenius 公式，知道了反应的 Ea、A 和某温度 T1 时的 k1，即可求出任意温度 T2 时的 k2。由对数式：
lg k1 = ln A ①
lg k2 = ln A ②
②－① 得： lg=
4．速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下， 可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正 ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，由于平衡时 v正＝v逆，则k正ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，所以＝＝K。
【特别提醒】对于速率常数k，应注意以下几点：
①速率常数k取决反应的本性。当其他条件相同时快反应通常有较大的速率常数，k小的反应在相同的条件下反应速率较慢。
②速率常数k与浓度无关。
③k随温度而变化，温度升高，k值通常增大。
④k是有单位的量，k的单位随反应级数的不同而异。
竞赛技巧4 反应级数及其应用
1.反应级数
（1）反应级数
由速率方程可以看出化学反应的速率与其反应物浓度的定量关系，对于一般的化学反应：
a A+ bB → g G + h H
其速率方程一般可表示为：=k·c·c
式中的c、c表示反应物A、B的浓度，a、b表示A、B在反应方程式中的计量数。m、n分别表示速率方程中c和c的指数。
速率方程中，反应物浓度的指数m、n分别称为反应物A和B的反应级数，各组分反应级数的代数和称为该反应的总反应级数。反应级数=m+n
（2）反应级数的意义
反应级数的大小，表示浓度对反应速率的影响程度，级数越大，速率受浓度的影响越大。
若为零级反应，则表示反应速率与反应物浓度无关。某些表面催化反应，例如氨在金属钨表面上的分解反应，其分解速率在一定条件下与氨的浓度无关就属于零级反应。
（3）反应级数的测定
通过实验可以得到许多化学反应的速率方程，某些化学反应的速率方程，如下表：
化学反应 速率方程 反应级数
1、2H2O2 = 2H2O + O2 = k·c 1
2、S2O + 2I- = 2SO+ I2 = k·c·c 1 + 1 = 2
3、4HBr + O2 = 2H2O + 2Br2 = k·c·c 1 + 1 = 2
4、2NO + 2H2 = N2 + 2H2O = k·c·c 2 + 1 = 3
5、CH3CHO = CH4 + CO = k·c 3/2
6、2NO2 = 2NO + O2 = k·c 2
观察表中六个反应的反应级数，并与化学方程式中反应物的计量数比较可以明显地看出：反应级数不一定与计量数相符合，因而对于非基元反应，不能直接由反应方程式导出反应级数。
（4）单位与级数的关系 ：速率常数单位是判断反应级数的重要依据，如单位 dm6 mol-2 s-1唯一对应三级反应。
【特别提醒】反应级数和反应分子数在概念上的区别：①反应级数是根据反应速率与各物质浓度的关系来确定的；反应分子数是根据基元反应中发生碰撞而引起反应所需的分子数来确定的。②反应级数可以是零、正、负整数和分数；反应分子数只可能是一、二、三。③反应级数是对宏观化学反应而言的；反应分子数是对微观上基元步骤而言的。
2.一级反应及其特点
（1）一级反应的速率公式
凡反应速率与反应物浓度一次方成正比的反应，称为一级反应，其速率方程可表示为：
–= k1c 积分上式可得：lnc = –k1t + B
当t = 0时，c = （起始浓度），则B = lnc。故上式可表示为：ln = k1t或k1 = ln
亦可表示为：c =
若以a表示t = 0 时的反应物的浓度，以x表示t时刻已反应掉的反应物浓度，于是k1 = ln 式可写为：
k1 = ln
故lnc = –k1t + B、k1 = ln、c = 、k1 = ln即为一级反应的速率公式积分形式。
（2）一级反应的特征是：
①速率常数k1的数值与所用浓度的单位无关，其量纲为时间－1，其单位可用s－1，min-1或h－1等表示。
②当反应物恰好消耗一半，即x = 时，此刻的反应时间记为（称之为半衰期），则k1 = ln
式变为：k1 = ，即=
③以lgc对t作图应为一直线，其斜率为。
竞赛技巧1 平均速率与瞬时速率
1．，分解反应的方程式为，分解反应的浓度与时间曲线如图所示，，当观察的时间间隔无限小，平均速率的极值即为化学反应在t时的瞬时速率，即，A点切线的斜率为，表示在第20min，当浓度为时，瞬时速率为(斜率、速率均取绝对值)，则下列说法正确的是
A．反应到A、B、C三点时的瞬时速率
B．由题意可知瞬时速率与平均反应速率无关
C．某点切线的斜率越大，瞬时反应速率越快
D．没有催化剂，就不会发生分解反应
【答案】C
【解析】A．由题中信息可知，瞬时速率与切线的斜率有关，切线的斜率越大瞬时速率越大，由图知、、斜率大小，即瞬时速率，故A错误；B．瞬时速率即平均速率的极值，二者有必然的联系，故B错误；C．当观察的时间间隔无限小，平均速率的极值即为化学反应在时的瞬时速率，所以切线的斜率越大瞬时速率越大，故C正确；D．催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应本身，本身可以发生分解反应，催化剂可增大速率，但不会影响反应的发生、方向和限度，故D错误；故选C。
2．在2L的密闭容器中投入和在一定条件下发生反应：。在一定温度下，测得的物质的量如下表
0 10 20 30 40
2 1.6 1 0.5 0.5
下列说法不正确的是
A．反应20min时，测得体积为22.4L(标准状况)
B．，生成的平均速率为
C．第15min时的瞬时速率大于第25min时的瞬时速率
D．第30min时反应到达平衡
【答案】D
【解析】A． 反应20min时，测得为1mol，则消耗、生成均为1mol，体积为22.4L(标准状况)，A正确；B． ，测得从1mol变为0.5mol，则消耗0.5mol、生成为1mol，生成的平均速率为，B正确；C．其它条件相同、反应物的浓度越大则反应速率越快， 第15min时反应物的浓度大于第25min时的浓度，则第15min时瞬时速率大于第25min时的瞬时速率，C正确；D． 由图知第30min时的二氧化碳含量已不再变化、则反应已经处于平衡状态，D不正确；答案选D。
竞赛技巧2 反应速率理论
3．已知反应： ()，其反应机理如下：
① 快
② 慢
下列有关该反应的说法正确的是
A．该反应的速率主要取决于①的快慢 B．是该反应的催化剂
C．正反应的活化能比逆反应的活化能大 D．增大浓度能加快反应速率
【答案】D
【解析】A．反应速率主要取决于慢的一步，所以反应速率主要取决于②的快慢，A错误；B．NOBr2是中间产物，而不是催化剂，B错误；C．正反应放热，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，则正反应的活化能比逆反应的活化能小，C错误；D．增大反应物的浓度，反应速率加快，D正确；故选D。
4．反应物与溶剂发生的取代反应称为溶剂解反应，如三级溴丁烷在乙醇中可以发生溶剂解反应，反应的机理和能量进程图如下图所示：
下列说法中正确的是
A．卤代烃的水解反应不属于溶剂解反应
B．由图可知整体反应的快慢主要取决于碳卤键断裂的难易程度，因此氟代烷在乙醇中发生溶剂解反应的速率比对应的氯代烷、溴代烷更快
C．卤代烃在发生消去反应时可能会有醚生成
D．因为总反应是放热反应，因此该反应不需要加热就可以进行
【答案】C
【解析】A．卤代烃的水解反应是在氢氧化钠水溶液中发生的取代反应，是与溶剂发生的取代反应，属于溶剂解反应，A错误；B．氟原子半径比氯、溴原子半径更小，碳氟键键能更大，更不易断裂，故氟代烷在乙醇中发生溶剂解反应的速率比对应的氯代烷、溴代烷更慢，B错误；C．卤代烃发生消去反应为在氢氧化钠醇溶液中加热生成碳碳不饱和键的过程，由图历程可知，反应过程中会生成R-O-R′，故可能会有醚生成，C正确；D．虽然总反应是放热反应，但反应过程中需要首先提供能量促使反应开始进行，D错误；故选C。
竞赛技巧3 速率方程和速率常数
5．温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中按如表三种投料进行反应：。结果如表，实验测得：，，、为速率常数。下列说法正确的是
容器编号 物质的起始浓度/(mol/L) 物质的平衡浓度/ (mol/L)
Ⅰ 0.3 0 0 0.2
Ⅱ 0.1 0.3 0.2
Ⅲ 0.3 0 0.1
A．温度为T1时，该反应的平衡常数为0.2
B．容器Ⅱ中起始时，
C．达平衡时，容器Ⅲ中SO2的体积分数大于50%
D．容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为T2时，若，则T1>T2
【答案】B
【解析】A．，x=0.1，则平衡常数，故A错误；B．平衡逆向移动，故B正确；C．由解析A容器Ⅰ中，此时二氧化硫的体积分数为，容器Ⅲ相当于在Ⅰ的基础上加入了氧气，平衡逆向移动，二氧化硫的体积分数小于50%，故C错误；D．容器Ⅰ达到平衡后，温度改变为T2时，若，，平衡正向移动，温度升高，平衡正向移动，则T1＜T2，故D错误；故选B。
6．已知反应：生成的初始速率与NO、的初始浓度的关系为，k为速率常数。在800℃时测得的相关数据如表所示
实验数据 初始浓度 生成的初始速率/( )
1
2
3
下列说法中不正确的是。
A．关系式中、
B．800℃时，k的值为
C．若800℃时，初始浓度，则生成的初始速率为
D．当其他条件不变时，升高温度，速率常数将增大
【答案】C
【分析】将3组实验数据带入公式，则有：①，②，③联立①②③式可解得：x=2，y=1，k=8×104，则生成的初始速率公式为
【解析】A．根据分析可知x=2，y=1，故A正确；B．根据公式和实验数据解得k=8×104，故B正确；C．根据生成的初始速率公式，带入NO和的初始浓度有，故C错误；D．当其他条件不变时，生成的初始速率与k成正比，温度越高，反应速率越大，则k越大，故D正确；故选C。
竞赛技巧4 反应级数及其应用
7．已知，速率方程为，其中k为速率常数，只与温度、催化剂、固体接触面积有关，与浓度无关；n为该反应级数，可以为正数、0、负数；起始浓度消耗一半的时间叫半衰期，在某催化剂表面上分解的实验数据如表：下列说法错误的是
t/min 0 10 20 30 40 50 60
0.30 0.25 0.20 a 0.10 0.05 0.00
A．该反应为0级反应
B．该反应速率常数为
C．表格中的
D．若起始浓度为，半衰期为60min
【答案】B
【解析】A．根据表格中的数据，浓度变化与时间成正比，即速率是一个常数，说明，该反应是零级反应，故A正确；B．该反应速率是一个常数，故n=0，可知v=k=，故B错误；C．根据表格中的数据，浓度变化与时间成正比，每过10min浓度减小0.05mol/L，故a=0.15，故C正确；D．设起始浓度为cmol/L，由半衰期可知，半衰期与起始浓度成正比，表中起始浓度为0.3mo/L时，半衰期为30min，若起始浓度为0.6mol/L，则半衰期为60min，故D正确；故本题选B。
8．在恒容密闭容器中发生反应：，其反应速率与浓度关系式为(k为常数，只与温度有关，m、n为反应级数，均为正整数)，在某温度下测得有关数据如表所示：
序号
① 0.05 0.20 0.207
② 0.20 0.80 13.248
③ 0.10 0.20 0.828
下列说法正确的是
A．
B．
C．该反应的平衡常数表达式为
D．反应时，加入适宜的催化剂，和k均变大
【答案】A
【分析】根据表中数据可知，第①、③组数据可知，c(NO)第③组是第①组的2倍，而反应速率第③组是第①组的4倍，故m=2，第①、②组数据可知，c(NO)第②组是第①组的4倍，c(H2)第②组是第①组的4倍，而反应速率第②组是第①组的64倍，结合m=2，则n=1，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，m=2，n=1，故，A正确；B．由分析可知，m=2，n=1，带入第①组可知，0.052×0.2k=0.207，解得k=414，B错误；C．根据平衡常数的定义可知，该反应的平衡常数表达式为，C错误；D．反应时，加入适宜的催化剂，反应速率加快，k只与温度有关，催化剂不影响K及，D错误；故答案为：A。
1．某科研小组研究在不同催化剂(Pd和Rh)表面分解产生的部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。
下列说法正确的是
A．吸附在催化剂表面是一个吸热过程
B．是该历程的较快步骤
C．该反应过程中存在键的断裂和键的生成
D．和Rh作催化剂时改变了分解产生的反应热
【答案】C
【解析】A．由图示可知，HCOOH吸附在催化剂表面形成 HCOOH* 过程能量降低，则该过程是一个放热反应，A错误；B．由图示可知，HCOO*+H*=CO2*+2H*的步骤活化能最高，反应速率最慢，B错误；C．原来HCOOH分子中存在的化学键1个C-H键、1个C=O键、1个C-O键和1个O-H键，而产物中有2个C=O键和1个H-H，说明反应过程中有C-H键的断裂，还有C=O键的生成，C正确；D．催化剂改变反应速率，不能改变反应的反应热，D错误；故答案为：C。
2．研究反应的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y，Z的起始浓度均为0，反应物X的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。每组实验只改变一个条件。下列说法不正确的是
A．比较实验①②③④得出：实验②最晚到达平衡
B．比较实验①②得出：其他条件相同时，增大反应物浓度化学反应速率加快
C．比较实验②③得出：实验③有可能使用了催化剂，催化剂能加快正反应速率，但对逆反应速率无影响
D．比较实验②④得出：其他条件相同时，升高温度化学反应速率加快
【答案】C
【解析】A．从图中可知，实验③的曲线最先达到水平的拐点，实验②的曲线最晚达到水平的拐点，故实验②最晚到达平衡，A正确；B．从图中可知，实验①反应物X初始浓度大于实验②，实验①的曲线相较于实验②更陡，说明反应速率实验①大于实验②，可以说明其他条件相同时，增大反应物浓度化学反应速率加快，B正确；C．实验②③温度和浓度均相同，速率实验③大于实验②，则实验③可能使用了催化剂，催化剂能同时增大正逆反应速率，C错误；D．实验②和④除了温度之外其他条件都相同，实验④的曲线相较于实验②更陡，说明实验④反应速率更快，可以说明其他条件相同时，升高温度反应速率加快，D正确；故答案选C。
3．探究反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示：
编号 温度℃ 催化剂（g） 酸性溶液 溶液 溶液褪色平均时间（min）
体积 （mL） 浓度 （mol/L） 体积 （mL） 浓度 （mol/L）
1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7
2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a
3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7
4 25 0 4 0.01 8 0.2 b
下列说法错误的是
A．通过实验可得到“其他条件相同时，温度升高，可加快反应速率”的结论，证据是a＜12.7
B．可通过比较相同时间收集体积来判断反应速率快慢
C．实验3和4探究的是催化剂对反应速率的影响，b>6.7
D．实验3中用KMnO4表示该反应速率
【答案】D
【解析】A．对比实验1与实验2其他条件均相同只有温度不同，其他条件相同时，温度升高，可加快反应速率，则实验2褪色所用时间更短，a＜12.7，A正确；B．相同时间收集体积越多，可知反应速率越快，可判断反应速率快慢， B正确；C．实验3和4只有催化剂这个因素不同，探究的是催化剂对反应速率的影响，催化剂可以加快反应速率，实验4时所用时间应更长即b>6.7，C正确；D．实验3中用KMnO4表示该反应速率，D错误；故选D。
4．已知，速率方程为，其中k为速率常数，只与温度、催化剂、固体接触面积有关，与浓度无关；n为该反应中的反应级数，也是该反应总级数，可以为正数、0、负数；起始浓度消耗一半的时间叫半衰期，在某催化剂表面上分解的实验数据如表：
0 10 20 30 40 50 60
下列说法正确的是
A．该反应速率常数为
B．该反应为0级反应
C．若起始浓度为，半衰期为
D．工业上用该反应制备氢气
【答案】B
【解析】A．当t=10min，c(H2O)=0.25mol/L，t=20min，c(H2O)=0.20mol/L，可知v=k==0.005mol/(L.min)，A错误；B．根据表格中的数据，浓度变化与时间成正比，即速率是一个常数，为常数，说明n=0，该反应是零级反应，B正确；C．设起始浓度为cmol/L，半衰期可知半衰期与起始浓度成正比，表中起始浓度为0.3mol/L时，半衰期为30min，若起始浓度为0.6mol/L，则半衰期为60min，C错误；D．工业上常用电解水法制备氢气，D错误；故选B。
5．向2L恒容密闭容器中充入一定量和，在一定条件下发生反应且氧化产物只有一种，测得、的物质的量与时间的关系如图所示。下列叙述正确的是
A．该条件下发生的反应为
B．向该容器中再充入惰性气体，能提高反应速率
C．0~2min内的平均反应速率
D．其他条件不变，再充入，能提高反应物活化分子百分数
【答案】C
【解析】A．0~4 min内O2消耗0.4 mol，H2S消耗0. 8 mol，根据速率之比等于化学计量数之比可知，A错误；B．恒容容器中充入惰性气体，化学反应中各物质的浓度不变速率不变，B错误；C．0~2 min内O2变化了0. 3 mol，体积为2 L，代入数据计算O2的平均反应速率为0.075 molL-1min-1，C正确；D．增大反应物浓度，活化分子百分数不变， D错误；故选C。
6．反应分两步：①，②。恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，测得Y的浓度随时间变化曲线如下图。下列说法错误的是
A．时，
B．时，
C．若加入催化剂甲(仅催化反应①)，达到最大值的时间提前
D．若加入催化剂乙(仅催化反应②)，最大值会上升
【答案】D
【解析】A．时，，A正确；B．时，，B正确；C．加入催化剂甲加快反应速率，达到最大值的时间提前，C正确；D．催化剂不影响化学平衡移动，加入催化剂乙，最大值不会变化，D错误；故选D。
7．丙酮的碘代反应CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+HI的速率方程为，其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为，其中(k为速率常数，为活化能，A为比例系数)。在保持酸性不变的条件下，改变下列条件时，反应的瞬时速率如表所示。
序号 温度
1 0.25 0.050 1.4
2 0.50 0.050 2.8
3 1.00 0.050 5.6
4 0.50 0.100 2.8
5 0.50 0.100
下列说法中正确的是
A．若，则
B．速率v与和均有关
C．m=1，n=1
D．温度下，在过量的I2存在时，反应掉75%的CH3COCH3所需的时间是125min
【答案】A
【解析】A．由可知，温度越高，k越大，速率越快，对比实验4和实验5，当时，温度升高反应速率增大，则，A项正确；B．对比2、4实验，变量为速率，但瞬时速率不变，说明v与c(I2)无关，B项错误；C．对比实验1和实验2，增大一倍，v增大一倍，由可知，m=1；对比实验2和实验4，c(I2)增大一倍，v不变，由可知，n=0；因此，根据序号1、2可计算出m=1，根据序号2、4可计算出n=0，C项错误；D．代入实验3数据得5.6×10-3min-1=k，经历一个半衰期所需时间为，反应掉75%的CH3COCH3，相当于该反应经历了2个半衰期，所需的时间是125min×2=250min，D项错误；故答案选A。
8．573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是
A．水解产物除了还有
B．点时
C．在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成的反应有催化作用
D．任意25min时间段内存在
【答案】D
【解析】A．苯甲腈在溶液中发生连续水解：，,有NH3生成，A正确；B．a点之前x(Y)逐渐增大，；a点之后，x(Y)逐渐减小，a点是Y物质的最大值，则生成和消耗的速率相等。即，B正确；C．在15min前基本不变，15min后明显增大，在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下，可能是水解产物对生成的反应有催化作用，C正确；D．根据图像所示，反应的前期应该有，a点之后，由于明显减小，显著增大，三者的速率关系不再满足，D错误；故选D。
9．某反应的速率方程为，其中为速率常数，其半衰期为(半衰期指当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)。当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示。下列说法错误的是
0.20 0.40 0.40 0.80
0.10 0.10 0.20 0.30 0.40
1.2 2.4 2.4 3.6
A．表中。，
B．速率常数
C．增大反应物或的浓度，均增大
D．若足量，则剩余的所需时间为
【答案】C
【分析】的速率方程为v=k ca(M) cb(N)，其中k是反应速率常数；由第一组数据1.2×10-3=k (0.20)a (0.10)b和第二组数据2.4×10-3=k (0.40)a (0.10)b，可知a=1，由第二组数据2.4×10-3=k (0.40)a (0.10)b，第三组数据2.4×10-3=k (0.40)a (0.20)b，两式相比得到b=0；将a=1，b=0代入1.2×10-3=k (0.20)a (0.10)b，得到k=6.0×10-3 min-1，速率方程式为v=6.0×10-3 c (M) c0(N)，以此分析解答。
【解析】A．将第四组数据代入速率方程可得，3.6×10-3= 6.0×10-3×x×(0.10)0，x=0.6；将第五组数据代入速率方程 可得，y×10-3=6.0×10-3×(0.80)×(0.40)0，y=4.8，故A正确；B．由分析可知，速率常数k=6.0×10-3min-1，故B正确；C．由速率方程式为v=6.0×10-3 c (M) c0(N)可知，反应速率与N的浓度无关，增大N的浓度，反应速率不变，故C错误；D．根据题给信息，其半衰期为：为0.9/k,若N足量，当剩余12.5%的M时可以看作经历3个半衰期，即因此所需的时间为min=450min，故D正确；
10．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：①；②。反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(、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，下列说法不正确的是
A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为
B．反应①的活化能比反应②的活化能大
C．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
D．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
【答案】A
【分析】由图可知：M的起始浓度为0.5 mol/L，反应①的速率v1=k1c2(M)，反应②的速率v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。则同一反应体系中反应①、②的速率之比始终不变，所以Y、Z的浓度变化之比始终不变；①M+N=X+Y、②M+N=X+Z，则体系中始终有c(Y)+c(Z)=△c (M)，由图可知：30 min时△c(M)=0.5 mol/L-0.3mol/L=0.2 mol/L；c(Z)=0.125 mol/L，则c (Y)=0.2 mol/L-0.125 mol/L=0.075 mol/L，即反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比为0.075 mol/L：0.125 mol/L=3：5；
【解析】A． 据分析，0～30min时间段内，Y的平均反应速率为，A错误；B．由图可知，30 min时△c(M)=0.5 mol/L-0.3 mol/L=0.2 mol/L，c(Z)=0.125 mol/L，则c(Y)=△c(M)- c(Z)=0.2 mol/L-0.125 mol/L=0.075 mol/L，则v(Y)：v(Z)=0.075 mol/L：0.125 mol/L =3：5，即v(Y)＜v(Z)，v1＜v2。反应的活化能越高，反应速率越慢，所以反应①的活化能大于反应②的活化能，B正确；C．反应①的速率v1=k1c2(M)，反应②的速率v2=k2c2(M)，k1、k2为速率常数，则反应体系中反应①、②的速率之比始终不变，即反应开始后，体系中生成物Y、Z的浓度之比始终不变，C正确；
D．由上述分析可知，体系中Y和Z的浓度之比始终为3：5，则如果反应能进行到底，反应结束时，有62.5%的M转化为Z，D正确；答案选A。
11．已知的速率方程为，为探究反应速率与反应物浓度的关系，进行如下实验：向锥形瓶中加入一定体积(V)的溶液、2.0溶液、醋酸和水，充分搅拌，保持体系温度为，测定反应初始速率，实验数据如下表(忽略水溶液体系中其他平衡对离子浓度的影响)。下列说法正确的是
实验 V/mL 反应初始速率
溶液 溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 12.0
2 6.0 4.0 4.0 10.0
3 4.0 V2 4.0 0
4 12.0 4.0 4.0
A． B．速率方程中
C．醋酸不参与反应，其浓度不会影响反应速率 D．实验4中，约为
【答案】D
【解析】A．实验要控制溶液的总体积相等，则，故A错误；B．实验1和实验2变量为亚硝酸根浓度，其他离子浓度相等，则，，实验1和实验3变量为铵根浓度，其他离子浓度相等，则，故B错误；C．醋酸不参与反应，但是其会提供氢离子，根据速率方程，则其浓度会影响反应速率，故C错误；D．，因为为近似值，根据保留位数的区别会造成计算结果有一定误差，实验4中，约为，故D正确；故选：D。
12．在某催化剂作用下双氧水分解：。向某容器中投入足量双氧水，测得双氧水浓度与反应时间关系如图所示。已知：双氧水浓度减小一半所用时间叫半衰期。下列叙述错误的是
A．温度升高，双氧水分解速率加快
B．反应速率：
C．ab段平均速率：
D．此条件下，双氧水半衰期与初始浓度成正比
【答案】D
【解析】A．温度升高，化学反应速率加快，双氧水分解速率加快，故A正确；B．a点大，反应速率快，故B正确；C．ab段平均速率，故C正确；D．由题图可知，双氧水浓度减小一半所用时间均为20s，即双氧水半衰期为20s，与起始浓度无关，故D错误；故选D。
13．反应，在295K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下：
① 0.100 0.100
② 0.500 0.100
③ 0.100 0.500
已知：①反应物浓度与反应速率关系式为（式中k为速率常数，与活化能和温度等有关）；②反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法正确的是
A．，，反应级数为3级
B．该条件下速率常数
C．加入催化剂可以降低反应的活化能，增大速率常数k，从而加快反应速率
D．相同条件下，NO浓度对反应速率的影响小于浓度对反应速率的影响
【答案】C
【分析】由表中数据①③列式，
两式相除，解得，
①②列式，
两式相除，解得，
将，代入数据①反应速率关系式中，计算k，，解得；
【解析】A．由上述计算可知、，故A错误；B．由上述计算可知，该条件下速率常数，故B错误；C．加入催化剂可以降低反应的活化能，根据速率常数表达式可以得出速率常数k增大，因此反应速率加快，故C正确；D．通过表格中的数据对比以及ν(Cl2)=8 c2(NO) c(Cl2)可知，相同条件下，NO浓度对反应速率的影响大于Cl2浓度对反应速率的影响，故D错误；答案选C。
14．某装置中模拟捕获和转化，先进行反应①，反应完毕后向装置中以恒定流速通入恒定组成的混合气，进行反应②，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所示。第二阶段反应中始终未检测到。下列说法错误的是
A．后催化剂催化效果逐渐降低
B．，存在生成的副反应
C．时催化剂上开始积碳
D．时，副反应生成的速率小于反应②生成速率
【答案】C
【解析】A．后CO、H2的流速明显下降，说明生成CO、H2的速率明显下降，催化剂催化效果逐渐降低，A项正确；B．根据反应②，CO、H2生成物质的量相同，由题干图示信息可知，，比多，且反应过程中始终未检测到二氧化碳，故必定有生成的副反应，B项正确；C．由题干图示信息可知，的副反应可能为，时催化剂上已开始积碳，后CO的速率为0，CH4的速率逐渐增大，最终恢复到1，说明后②不再发生，而后副反应逐渐停止反应，C项错误；D．由题干反应②方程式可知，氢气和一氧化碳的反应速率相等，而时刻信息可知，氢气的反应速率为1.5mmol/min，而CO为1mmol/min，故能够说明副反应生成氢气的速率小于反应②生成氢气的速率，D项正确；答案选C。
15．工厂烟气(主要污染物 SO2、NO)直接排放会造成空气污染，需处理后才能排放。
（1）O3 氧化：O3 氧化过程中部分反应的能量变化如图所示， Ea1 是反应的活化能，一定条件下，活化能越大反应速 率越慢，反应越困难。
①写出 NO 与 O3 反应的热化学方程式： 。
②在相同条件下，O3 与 SO2 反应的速率 O3 与 NO 的反应速率。(填“>”“<”或“=”)
③其他条件不变时，工厂烟气处理主要发生 NO 与 O3 反应，即使增加 n(O3)，O3 氧化 SO2 的反应几乎不受影响， 可能原因是 。
（2）NaClO2 氧化：40 ℃时向一定量 NaClO2 溶液中按一定流速持续通入工厂烟气，溶液的 pH 与 ORP 值(氧化还原 电位)随时间变化如图所示。
①写出溶液中 NO 与反应生成和 Cl-的离子方程式： 。
②烟气中含有少量 SO2，NO 的脱除率比不含 SO2 的烟气高，可能原因是 。
【答案】（1）① ②小于 ③O3 与 SO2的反应活化能大于O3 与 NO反应的活化能大得多，其他条件不变时，O3 与 SO2的反应速率较小
（2）① ②由图可知，反应后使溶液的降低，增大，氧化能力增强，NO脱除率升高
【解析】（1）①根据图像，NO 与 O3反应的热化学方程式为：；
②因为O3与 SO2的反应活化能大于O3与 NO反应的活化能，所以在相同条件下，O3 与 SO2 反应的速率小于O3与 NO 的反应速率；③因为O3与 SO2的反应活化能大于O3 与 NO反应的活化能大得多，其他条件不变时，O3与 SO2的反应速率较小，所以即使增加 n(O3)，O3 氧化 SO2的反应几乎不受影响；
（2）①溶液中 NO 与反应生成和 Cl-的离子方程式：；
②由图可知，反应后使溶液的降低，增大，氧化能力增强，NO脱除率升高。
16．丙酮的碘代反应CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+HI的速率方程为v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)，其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为，其中k=A(k为速率常数，Ea为活化能，A为比例系数)。
（1）在保持酸性不变的条件下，改变下列条件时，反应的瞬时速率如表所示。
序号 温度 c(CH3COCH3)/(mol L-1) c(I2)/(mol L-1) v/(10-3mol L-1 min-1)
1 T1 0.25 0.050 1.4
2 T1 0.50 0.050 2.8
3 T1 1.00 0.050 5.6
4 T1 0.50 0.100 2.8
5 T2 0.50 0.100
①下列关于速率常数k的说法中正确的是 (填标号)。
A．速率常数k只受温度影响
B．加入催化剂，可使k增大
C．可逆反应中的正逆反应速率常数k正和k逆相等
②当T2＞T1时，vx 2.8mol L-1 min-1(填：“大于”、“小于”或“等于”)。
③速率方程中：m= ；n= ；k= 。
（2）若T1℃时，v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)，c(I2)、c(CH3COCH3)、c(H+)的起始浓度依次是0.01mol L-1、0.1mol L-1、0.01mol L-1。当c(I2)的浓度降低为原来一半时，反应速率将 (填：“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）在过量的I2存在，c(H+)=1mol L-1时。反应掉75%的CH3COCH3所需的时间是 min。
【答案】（1）①A ②大于 ③1 0 5.6×10-3 min-1
（2）不变
（3）250
【解析】（1）①A．速率常数k只受温度影响，与浓度无关，故A正确；B．速率常数k只受温度影响，加入催化剂，可使k不变，故B错误；C．k正、k逆是两个不同的常数，k正是用来描述v正的，k逆是描述v逆的，二者不相等，故C错误；故选A；②对比实验4和实验5，当T2＞T1时，温度升高反应速率增大，vx大于2.8mol L-1 min-1；③对比实验1和实验2，c(CH3COCH3)增大一倍，v增大一倍，由v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)可知，m=1；对比实验2和实验4，c(I2)增大一倍，v不变，由v=k·cm(CH3COCH3)·cn(I2)·cp(H+)可知，n=0；若反应开始时只充入CH3COCH3和I2，此时c(H+)=0，但v不为0，说明p=0，代入实验3数据得v=5.6×10-3min-1=k；
（2）由（1）可知v=k·c (CH3COCH3)，则瞬时速率与I2的浓度无关，当c(I2)的浓度降低为原来一半时，反应速率将不变；
（3）由选项（1）知k=5.6×10 3min 1，经历一个半衰期所需时间为==125min，反应掉75%的CH3COCH3，相当于该反应经历了2个半衰期，所需的时间是125min×2=250min。
1．（2007高二·陕西·竞赛）已知某一化学反应的速率常数单位为mol-2·L2·s-1，则该反应为反应
A．0级 B．2级 C．3级 D．不确定
【答案】C
【解析】化学动力学中，反应速率常数的单位直接关联反应级数：反应速率的标准单位为 mol·L-1·s-1；给定速率常数单位 mol-2·L ·s-1，结合质量作用定律，推导关系式为： mol·L-1·s-1= (mol-2·L ·s-1) × ( molm ·L-m ) ,简化后得n=3，明确为三级反应，答案选C。
2．（2014高二·广东·竞赛）反应2SO2+O2=2SO3在不同条件下进行，分别测得其反应速率如下，其中最快的是
A．v(SO2) = 4.0 mol/(L· min) B．v(O2) = 3.0 mol/(L·min)
C．v(SO3) = 2.0 mol/(L·min) D．v (SO2) = 0.2 mol/(L·s)
【答案】D
【解析】都转化为用SO2表示的速率进行比较。A．(SO2) = 4.0 mol/(L· min)；B．(O2) = 3.0 mol/(L·min)，速率之比等于化学计量数之比，所以(SO2) =2(O2) = 23.0 mol/(L·min)=6.0mol/(L· min)；C．(SO3) = 2.0 mol/(L·min)，速率之比等于化学计量数之比，所以(SO2) =(SO3) = 2.0 mol/(L·min)；D．(SO2) = 0.2 mol/(L·s)= 12mol/(L· min)；故反应速率由快到慢的顺序为：D>B>A>C，故选D。
3．（2022高二上·广东汕头·竞赛）在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)，下列说法不正确的是
A．增加块状Fe2O3的量，反应速率增大
B．降低温度，反应速率减慢
C．使用催化剂，反应速率增大
D．充入CO，反应速率增大
【答案】A
【解析】A．Fe2O3为固体，则增加块状Fe2O3的量，反应速率基本不变，故A错误；B．降低温度，反应速率减慢，故B正确；C．使用催化剂，反应速率增大，故C正确；D．充入CO，CO的浓度增大，反应速率增大，故D正确；故选A。
4．（2020高三·浙江·竞赛）在甲、乙、丙三个恒温恒容的密闭容器中，分别加入足量活性炭和一定量的，发生反应。测得各容器中随反应时间t的变化如下表所示。下列说法正确的是
容器(温度) 0 40 80 120 160
甲() 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80
乙() 1.00 0.80 0.65 0.53 0.45
丙() 2.00 1.40 1.10 1.10 1.10
A．达到平衡状态时，
B．丙容器中从反应开始到建立平衡的平均反应速率
C．气体平均相对分子质量不再改变说明反应已达平衡
D．由表格数据可知：
【答案】C
【解析】A．达平衡时，正逆反应速率相等，故υ正(NO)= υ逆(NO)=2υ逆(CO2)，A错误；B．由表格数据知，0~80 min内，△c(NO)=(2.00-1.10) mol/L=0.90 mol/L，故平均反应速率υ(NO)=，但达到平衡的时刻可能在40分钟之后，80分钟之前，故无法确定达平衡所用时间，也就无法计算开始到平衡的平均速率，B错误；C．题目所给反应具有以下特征：随着反应的进行气体总质量和气体总物质的量在改变，故平均相对分子质量=平均摩尔质量= 也会改变，突然不变，则说明反应达平衡，C正确；D．对比甲、丙知，甲达平衡所用时间比丙长，说明丙中反应速率比甲快，由于起始浓度一样，故此时反应速率差异由温度引起，所以丙的温度比甲高，即T＞400℃，D错误；故答案选C。
5．（2018高二·广东·竞赛）为了研究温度对苯催化加氢的影响，以检验新型镍催化剂的性能，采用相同的微型反应装置，压强为0.78MPa，氢气与苯的物质的量之比为6.5：1。定时取样分离出氢气后，分析成分得到的结果如下表：
温度/°C 85 95 100 110~240 280 300 340
质量分数/% 苯 96.05 91.55 80.85 0 23.35 36.90 72.37
环己烷 3.95 8.45 19.15 100 76.65 63.10 27.63
下列说法错误的是
A．280°C以上苯的转化率下降，可能是因为苯催化加氢反应为可逆反应且ΔH>0
B．该催化剂能在较宽温度范围内催化且不发生副反应，在110~240℃活性较高
C．在280-340℃范围内，适当提高氢气与苯的物质的量之比有利于提高苯的转化率
D．在85~100°C范围内，适当延长反应时间可以提高苯的转化率
【答案】A
【解析】A．实验数据显示，在280°C以上（如280°C、300°C、340°C），苯的质量分数逐渐增加（23.35% → 36.90% → 72.37%），环己烷质量分数相应减少，表明苯的转化率确实下降，说明主反应放热，ΔH<0,升温不利于正反应平衡，A错误；B．数据表明催化剂在85~340°C均能催化反应（温度范围宽），且在110~240°C时苯质量分数为0%、环己烷为100%，说明完全转化且无副产物（未检测到其他组分），故活性高且无副反应，B正确；C．主反应为可逆反应，（C6H6+ 3H2 C6H12），增加H2浓度可推动平衡正向移动，提高苯转化率（符合勒夏特列原理），C正确；D．低温（85~100°C）时转化率较低（如85°C仅3.95%），且反应速率较慢；延长反应时间可使反应更衡，提高转化率（数据为定时取样，尚未达平衡），D正确。答案选A。
6．（2023高二·贵州遵义·竞赛）一氧化碳甲烷化反应为：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)。如图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。下列说法正确的是
A．步骤①是放热过程
B．步骤①②只有极性键的断裂
C．过渡态I能量最高，因此其对应的步骤①反应速率最慢，对整个反应的速率起决定作用
D．该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境
【答案】D
【解析】A．由图可知，步骤①反应物的总能量低于生成物的总能量，吸收热量，步骤①是吸热过程，A错误；B．由题意可知步骤①为，H-H键断裂，即只有非极性键断裂，B错误；C．根据图中信息，过渡态I的能量差最高，而并不是过渡态I能量最高，因此其对应的步骤①反应速率最慢，故C错误；D．根据反应的历程可知，有毒一氧化碳与氢气反应最终转化为无毒的甲烷，该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境，故D正确；故答案选D。
7．（2024高二下·河南洛阳·竞赛）反应A+B→P符合Arrhenius公式，[已知Arrhenius经验公式为Rlnk=–+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)]。当使用催化剂时，其活化能降低了80kJ·mol-1，在室温(298K)下进行反应时，催化剂使其反应速率常数约提高了倍。
A．2×105 B．1014 C．5000 D．29×1012
【答案】B
【解析】根据Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)可得：。其中为反应活化能，，A为常数。298K时，使用某催化剂使反应A+B→P的总活化能降低了，设原始速率常数为k1，使用催化剂后的速率常数为k1，==，则反应速率常数约提高了1014倍。故选B。
8．（2024高三下·浙江·竞赛）下列化合物硝化反应速率最快的是
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】化合物A带有羟基（-OH），羟基是一个强供电子基团，能够显著活化苯环上的邻位和对位，使得这些位置更容易发生硝化反应,B带有甲基（-CH3），虽然甲基也是供电子基团，但其活化作用相对较弱；C是纯粹的苯，没有取代基，硝化反应速率较慢；D带有酯基（-CO2Et），这是一个吸电子基团，会钝化苯环，降低硝化反应速率，综上所述，化合物A由于带有强供电子基团羟基，能够显著活化苯环，使得硝化反应速率最快，答案选A。
9．（2025高二下·江苏·竞赛）有一个经验规则可以用于估算基元反应的活化能，遵循下列情况时，可分别通过对应下表中的计算方法计算活化能：
活化能/BE 0 0.05 0.3 1
反应中没有键的断裂的反应 自由基与分子的放热反应 反应中键不完全断裂的反应(如协同反应) 反应中键完全断裂的反应
已知：BE为键能，BE(Cl-Cl)=243：BE(H-H)=436；BE(H-Cl)=431
下列对氢气与氯气反应中各步基元反应的活化能估算不正确的是：




A． B． C． D．
【答案】BC
【分析】基元反应H2+Cl·→HCl+H·是Cl·与H2分子碰撞，导致H—H键断裂、H—Cl键形成的过程。研究表明，这个过程需经历一个高能量的中间状态，此时形成一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的过渡态H…H…Cl，即协同反应。基元反应H·+Cl2→HCl+Cl·是H·与Cl2分子碰撞，导致Cl—Cl键断裂、H—Cl键形成的过程。研究表明，这个过程需经历一个高能量的中间状态，此时形成一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的过渡态H…Cl…Cl，即协同反应。其活化能都是键能的0.3倍。
【解析】A．Cl2=2Cl·为共价键Cl-Cl完全断裂的反应，吸收能量，活化能是键能的1倍，即Ea1=243kJ·mol-1，A正确；B．由上述分析可知，Cl·+H2=HCl+H·活化能是H-H键能的0.3倍，即Ea2=0.3×436kJ·mol-1=130.8kJ·mol-1，B不正确；C．由上述分析可知，H·+Cl2=HCl+Cl·活化能是H-H键能的0.3倍，即Ea2=0.3×243kJ·mol-1=72.9kJ·mol-1，C不正确；D．H·++Cl·=HCl是自由基之间的反应，无化学键的断裂，不吸收能量，活化能为0，D正确；答案选BC。
10．（21-22高二上·河南商丘·期末）一定条件下，反应的速率方程为，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下：
反应速率
0.1 0.1 2
0.1 0.4 2
0.2 0.4 2
0.4 0.1 4
0.2 0.1
根据表中的测定结果，下列结论错误的是
A．α、β、γ的值分别为1、1.5、-1
B．表中m的值为1
C．反应体系中的物质，的浓度对反应速率影响最大
D．若其它条件不变，增大的浓度，则反应速率增大
【答案】D
【解析】A.将表中数据代入速率方程 ，故A正确；B.将表中第五列数据代入速率方程可求，故B正确；C.速率方程中β=1.5，大于α、γ，所以的浓度对反应速率影响最大，故C正确；D.速率方程中γ=-1，所以的浓度越大，则反应速率越小，故D错误；故选D。
11．（2024高三下·浙江·竞赛）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(mol。L-1)随时间(分)变化情况如图，下列说法正确的是
A．0~30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-3mol·L-1·min-1
B．反应过程中体系Y和Z的浓度之比保持不变，30min时的M转化为Z
C．反应②的活化能比反应①的活化能大
D．若该平行反应为可逆反应，正反应都为放热，升高温度，可提高Y的产率
【答案】D
【解析】A．0~30min时间段内， ，Y的平均反应速率为mol·L-1·min-1，故A错误；B．反应过程中体系Y和Z的浓度之比保持不变，30min时的M转化为Z，故B错误；C．在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，故C错误；D．反应①的活化能比反应②的活化能大，故①反应的速率小于②反应，正反应都为放热，升高温度，②的平衡逆向移动程度更大，增加①中反应物的量，可提高Y的产率，故D正确；故选：D。
12．（2022高二上·安徽阜阳·竞赛）已知氯酸钾和和亚硫酸氢钾可以发生氧化还原反应(无污染性气体产生)，且反应中被氧化被还原的元素个数都只有一个。若该反应的反应速率会随着c(H+)的提升而加快，下图为ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的反应速率-时间图象，下列说法正确的是
A．反应进行一段时间后速率下降可能是因为c(OH-)的浓度下降导致。
B．纵坐标为v(H+)的v-t曲线在通过平移后可与图中图象完全重合。
C．图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内ClO的物质的量的减少量。
D．系数为最简整数比时，每摩尔反应转移6mol e-并产生3mol质子。
【答案】D
【分析】氯酸钾具有氧化性、亚硫酸氢根离子具有还原性，已知氯酸钾和和亚硫酸氢钾可以发生氧化还原反应(无污染性气体产生)，且反应中被氧化被还原的元素都只有一种，根据电子守恒可知，反应为；
【解析】A．反应物浓度越大，反应速率越快，反应进行一段时间后速率下降可能是因为反应物的浓度下降导致，A错误；B．由反应可知， v():v(H+)=1:3，故纵坐标为v(H+)的v-t曲线与图中图象不能完全重合，B错误；C．反应速率等于物质浓度的变化量与反应时间的比值，故图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内ClO的浓度的变化量，C错误；D．由反应可知，，则每摩尔反应转移6mol e-并产生3mol质子，D正确；故选D。
13．（2023高一·广西·竞赛）当某反应物的初始浓度为0.04 mol·dm-3时，反应的半衰期为400s，初始浓度为0.024 mol·dm-3时，半衰期为240s，则此反应为
A．零级反应 B．1.5级反应 C．二级反应 D．一级反应
【答案】A
【解析】零级反应的半衰期与反应物的浓度和反应的速率常数有关，与反应物的初始浓度成正比，与速率常数成反比，由题意可知该反应的半衰期与反应物的初始浓度成正比，反应物的浓度越高，半衰期越大，故A选项正确； 二级反应的半衰期与反应物初始浓度的关系是半衰期与反应物初始浓度成反比，不符合题意，故C错误； 一级反应的半衰期与反应物的初始浓度无关，每过一段时间，反应物的浓度就减少一半，故D选项错误；本题选A。
14．（2024高二下·江苏·竞赛）电解高浓度的丙酸钠溶液可制得丁烷，下列说法不正确的是
A．阳极反应为
B．电解过程中溶液的pH不断增大
C．若电解槽存在阳离子交换膜，则每生成1mol丁烷，阳极区增重44g
D．已知电解过程中会生成乙基自由基()，采用高浓度丙酸钠是为了提高自由基偶联的概率
【答案】C
【分析】根据电解高浓度的丙酸钠溶液可制得丁烷，可知，电极反应式为：，此为阳极的电极反应式，阴极的电极反应式为：，据此作答。
【解析】A．根据分析可知，阳极反应为，故A正确；B．根据分析可知，阴极的电极反应式为：，由此可知电解过程中溶液的pH不断增大，故B正确；C．根据阳极的电极反应式可知，生成丁烷和二氧化碳均为气体，因此阳极质量是减少的，故C错误；D．题中说明已知电解过程中会生成乙基自由基，高浓度丙酸钠可以增加乙基自由基碰撞的概率，因此采用高浓度丙酸钠是为了提高自由基偶联的概率，故D正确；故答案选C。
15．（2022高三·四川·竞赛）马来酸二丁酯()是粘接剂行业的一种优良增塑剂，也在很多有机合成中用作添加剂和中间体。研究者用离子交换树脂AmberliteIR-120作为催化剂，催化顺丁烯二酸酐(，记为A)与正丁醇(，记为B)的酯化反应来合成马来酸二丁酯。实验获得如下动力学数据：
序号 反应温度/℃
1 115 0.303 0.606
2 115 0.454 0.606
3 115 0.303 0.910
4 110 0.454 0.606
已知速率方程式为。
（1）试导出、的值。= ，= ，
（2）计算反应的速率常数k及反应的活化能。k= ， ，
【答案】（1）α=1, β=2
（2） 120 kJ·mol-1
【解析】（1）通过比较相同温度（115°C）下不同初始浓度的实验数据，使用初始速率法计算反应级数：实验1vs实验2 ：固定 [B] = 0.606，[A] 从 0.303 变为 0.454（变化比例 ≈1.5）。若假设速率比r2 /r1可测，α=log(r2/r1)/log(1.5)，代入数据，解得α=1； 实验1 vs 实验3 ：固定 [A] = 0.303，[B] 从 0.606 变为 0.910（变化比例 ≈1.5）。若速率比r3/r1已知，则β=log(r3/r1)/log(1.5)；代入数据，解得β=2。
（2） 速率常数 k ：在115°C下，利用任一实验数据（如实验1：T=115°C, [A]=0.303, [B]=0.606）和速率方程r=k[A] α [B] β，代入α和β值及实测速率r可求k。单位通常为 L·mol-1·min-1（假设时间单位一致），活化能 Ea ：使用阿伦尼乌斯方程比较实验2（T=115°C）和实验4（T=110°C），两者 [A]=0.454, [B]=0.606：温度 T2= 115 + 273 = 388 K, T4= 110 + 273 = 383 K。若速率比r4/r2已知，则 ln(r4/r2)= (Ea/R)(1/T4 1/T2)，其中 R=8.314 J·mol-1·K-1,代入数据，ln(5.21×10-3/8.49×10-3)= (Ea/8.314 J·mol-1·K-1)(1/383 1/388)，解得 Ea ≈120 kJ·mol-1。
16．（2023高三上·全国·竞赛）脂类物质的氧化是油脂保存过程中广泛存在的问题。亚油酸乙酯(记为RH)的氧化过程属于自由基氧化反应，其中H代表最可能发生氧化反应的氢原子。反应方程式如下：
（1）亚油酸的学名是(9Z，12Z)-9，12-十八碳二烯酸，画出亚油酸乙酯的结构式，并用“*”标记最可能发生自由基氧化反应的氢原子 。
（2）实验测得反应的速率方程如下：
（1）
其中，a、b是与浓度无关的常数。该反应的基元反应步骤如下表所示，其中，到分别为相应基元反应的速率常数，链传递步骤是整个反应的决速步。氧气分压较高时主要按照①、②、④步骤进行：较低时主要按照①、③、⑤步骤进行。据此，分别在两种情况下推导反应的速率方程，并解释在较高和较低的情况下（1）式如何近似得出这两种速率方程 。
链引发 ①
链传递 ②③
链终止 ④⑤
（3）实验测得反应的表观活化能在较高时为，较低时为。根据（2）中推导出的两种速率方程，指出两种情况下，分别是哪步的活化能决定了总反应的表观活化能？ (提示：自由基相互结合的反应活化能通常近似为0)
（4）某种酶对上述反应的催化速率常数k随温度变化的关系如表所示。其中，下标中的H或D分别表示8-1中亚油酸乙酯上相应氢原子均是氕(H)或氘(D)原子。计算氕(H)原子情况下的表观活化能 。
T/K 293.15 323.15
1.62 2.95
0.0111 0.0321
（5）动力学同位素效应(KIE)指的是把反应物分子中的某一原子用其同位素原子取代后，反应速率常数变化的效应。一般用取代前后的速率常数之比衡量KIE的大小。计算（4）中各温度下的，并选择影响数值的主要因素 。(直接在答题纸上填A或B)
A．指前因子 B．活化能
【答案】（1）
（2）在较高情况下，反应决速步的速率方程为
对其中写出稳态近似方程
从而
代入速率方程得到
(直接给出速率方程只得1分)
在较低情况下，反应决速步的速率方程为
对其中写出稳态近似方程
从而
代入速率方程得到
(直接给出速率方程只得1分)
题干所给方程在较高时，分母近似为1，化简与第一种速率方程符合
较低时，分母近似为，后与第二种速率方程符合。
(最后两问关键是答出分母的近似形式。如果学生根据一元二次方程求根公式求出自由基浓度
或：
再代回原方程得到速率方程的精确形式：
亦可，但下一步近似还是需要假设或较小，如果不能得到题给方程（1）则不能给后面的2分)
（3）根据（2）中结论，较高时，活化能基本上取决于大小；较低时，活化能基本上取决于的大小
（4）计算拟合结果为，故活化能为15.73kJ/mol
（5）计算20℃时的取值为146，50℃时的取值为91.9。计算D原子时
(B)活化能
【解析】（1）亚油酸和乙醇发生酯化反应生成亚油酸乙酯，其中含有碳碳双键，碳碳双键容易被强氧化剂氧化为碳氧双键，用“*”标记最可能发生自由基氧化反应的氢原子为：。
（2）在较高情况下，反应决速步的速率方程为，对其中写出稳态近似方程，从而，代入速率方程得到，在较低情况下，反应决速步的速率方程为，对其中写出稳态近似方程，从而，代入速率方程得到，题干所给方程在较高时，分母近似为1，化简与第一种速率方程符合较低时，分母近似为，后与第二种速率方程符合。根据一元二次方程求根公式求出自由基浓度或：、，再代回原方程得到速率方程的精确形式：，，亦可，但下一步近似还是需要假设或较小，
（3）根据（2）中结论，较高时，活化能基本上取决于大小；较低时，活化能基本上取决于的大小。
（4）计算拟合结果为，故活化能为15.73kJ/mol。
（5）计算20℃时的取值为146，50℃时的取值为91.9。计算D原子时，选择影响数值的主要因素是活化能，故选B。
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