资源简介

第40讲　化学反应速率及影响因素〔基础课〕
复习目标
1.了解化学反应速率的概念及表示方法，能提取信息计算化学反应速率。
2．掌握影响化学反应速率的因素，并能用有关理论解释。
考点一　化学反应速率的概念及计算
必备知识 · 助学教材
1.概念
化学反应速率是用来表示化学反应进行快慢程度的物理量。
通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。
2．数学表达式及单位
v＝，单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。或mol/(L·s)、mol/(L·min)。
3．化学反应速率与化学计量数的关系
(1)关系：各物质的化学反应速率之比＝化学计量数之比。
(2)举例：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝__________。
4．注意事项
(1)不能用固体或液体纯物质来表示化学反应速率，因为固体或液体纯物质的浓度视为________。
(2)v＝指平均速率而不是瞬时速率。
　　　　　　　
无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
(3)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。
[微思考]　800 ℃时，某反应中的物质A、B、C的物质的量浓度从开始反应至4 min时的变化图像如图所示。
(1)该反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)反应开始至4 min，用A的浓度变化来表示该反应的化学反应速率为______________。
(3)用不同物质表示该反应的化学反应速率之比为v(A)∶v(B)∶v(C)＝____________。
关键能力 · 拓展教材
一、定量比较化学反应速率的大小
1．已知反应2A(g)＋B(g) 3C(g)＋4D(g)在不同条件下的化学反应速率如下：
①v(A)＝0.5 mol·L-1·s-1
②v(B)＝0.3 mol·L-1·s-1
③v(C)＝0.8 mol·L-1·s-1
④v(D)＝6 mol·L-1·min-1
该化学反应在上述4种条件下由快到慢的顺序为____________(填序号)。
归纳总结
定量比较化学反应速率大小的两种方法
(1)归一法：先转换为用同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
(2)比值法：先统一单位，再比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g) cC(g)，若＞，则用A表示时的化学反应速率比用B表示时的大。
二、用浓度变化表示的化学反应速率计算
2．一定条件下，在容积为10 L的固定容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应过程如图所示。
(1)计算0～8 min内，H2的平均反应速率(写出计算过程，下同)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)计算10～12 min内，N2的平均反应速率。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
三、用其他物理量表示的化学反应速率计算
3．温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________mL·g-1·min-1。
4．工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中部分数据见表：
反应时间/min SO2g/mol O2g/mol SO3g/mol
0 4 2 0
5 1.5
10 2
15 1
若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝________ kPa·min-1。
5．在新型RuO2催化剂作用下，使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)＋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)的数据如表所示：
t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/10-3 mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2
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mol·min-1为单位，写出计算过程)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
考点二　影响化学反应速率的因素
必备知识 · 助学教材
1.内因：反应物本身的性质。
2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)
[微思考1]　下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。
①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉；
②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸；
③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强；
④2SO2＋O2 2SO3　ΔH<0，升高温度；
⑤Na与水反应时，增大水的用量；
⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2；
⑦H2与Cl2混合后光照
3．理论解释——有效碰撞理论
(1)有效碰撞：活化分子之间能够发生化学反应的碰撞。
(2)活化分子：具有足够的能量且能够发生有效碰撞的分子。
(3)活化能：如图
图中：E1表示正反应的________，使用催化剂时的活化能为________，反应热为__________(注：E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量或表示逆反应的活化能)。
[微思考2]　根据活化分子、有效碰撞与反应速率的关系，填写下表：
条件改变 单位体积内 有效碰 撞次数 反应 速率
分子 总数 活化分 子数 活化分子 百分数
增大 c(反) ______ ______ ______ ______ ____
增大p ______ ______ ______ ______ ____
升高t ℃ ______ ______ ______ ______ ____
加催化剂 ______ ______ ______ ______ ____
关键能力 · 拓展教材
一、影响化学反应速率的常见因素
1．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小容器容积使压强增大：________，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)恒容时充入N2：________。
(3)恒容时充入He：________，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)恒压时充入He：________。
归纳总结
稀有气体对化学反应速率的影响
(1)在恒温恒容条件下，通入稀有气体，总压增大，反应物浓度不变，化学反应速率不变。
(2)在恒温恒压条件下，通入稀有气体，气体总体积增大，反应物浓度减小，化学反应速率减小。
二、固体表面积对化学反应速率的影响
2．图甲为从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。
“焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图乙所示的“多层逆流焙烧”，其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol-1。在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应物及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的化学反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．甲烷水蒸气催化重整制氢的主要反应为CH4＋2H2O(g)CO2＋4H2，用CaO可以去除CO2，H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1 min时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率________(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
三、变量控制方法探究影响反应速率的因素
5．为了研究一定浓度Fe2+的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是(　　)
A．pH越小，氧化率越小
B．温度越高，氧化率越小
C．Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2+的氧化率
6．碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI溶液、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8溶液、0.10 mol·L-1 Na2S2O3溶液等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：＋I2(慢)，I2＋ 2I－＋(快)。
(1)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如表所示：
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
表中Vx＝________mL，理由是__________________________________________。
(2)已知某条件下，浓度和反应时间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，分别画出降温和加入催化剂时 t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
思维建模
“变量控制方法”题目的解题策略
素养落实·活用教材
考教互应　命题溯源悟真谛——考教衔接突出创新性应用性
命题溯源
[示例]　(2024·安徽卷，12)室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如图所示。
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列说法正确的是(　　)
A．实验①中，0～2小时内平均反应速率＝2.0 mol·L-1·h-1
B．实验③中，反应的离子方程式为2Fe＋＋8H＋===2Fe3+＋Se＋4H2O
C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D．其他条件相同时，水样初始pH越小的去除效果越好
[教材溯源]　选择性必修1 P31练习与应用T7
[价值引领]　本题以探究纳米铁去除水样中的影响因素为载体，考查了平均反应速率的计算、离子方程式的书写及“控制变量”思想的应用。
[关键能力]　主要考查考生信息获取与加工、逻辑推理与论证、批判性思维与辩证能力。实验①中，0～2小时内平均反应速率＝＝2.0×10-5 mol·L-1·h-1，A不正确；实验③中水样初始pH＝8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式的左侧中不能用H＋来配平，B不正确；综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；综合分析实验②和③可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化量更大，因此，其他条件相同时，适当减小水样初始pH，可增强的去除效果，但是当水样初始pH太小时，H＋浓度太大，纳米铁与H＋反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，水样初始pH越小的去除效果不一定越好，D不正确。
[考教衔接]　本题以探究纳米铁去除水样中的影响因素为载体，引导学生关注化学在化工生产优化中的关键作用，符合《普通高中化学课程标准》“能综合运用化学基本理论和实验方法，分析和解决与化学有关的实际问题”的要求。
真题体验
1.(2025·四川卷，11)钒催化剂对H2O2氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性，反应机理如图所示，其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是(　　)
A．步骤①反应为VO2+＋＋·OH＋H＋
B．步骤③正、逆反应的活化能关系为E正在催化循环中起氧化作用
D．步骤③生成的物质Z是H2
2．(2024·江苏卷，5)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3(二甲醚)、V2O5催化氧化SO2等。催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成 (环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO。下列说法正确的是(　　)
A．豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能
B．C2H4与O2反应中，Ag催化能提高生成CH3CHO的选择性
C．H2O2制O2反应中，MnO2能加快化学反应速率
D．SO2与O2反应中，V2O5能减小该反应的焓变
3．(2024·重庆卷，14)醋酸甲酯制乙醇的反应为CH3COOCH3(g)＋2H2(g) CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)。三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol醋酸甲酯和9.8 mol氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的ΔH>0
B．容器甲中平均反应速率v(H2)＝mol·L-1·min-1
C．容器乙中当前状态下反应速率v(正)D．容器丙中乙醇的体积分数为8%
提示：完成课时作业(四十)
第40讲　化学反应速率及影响因素 〔基础课〕
考点一　化学反应速率的概念及计算
必备知识·助学教材
3．(2)a∶b∶c∶d　4.(1)常数
[微思考]　提示：(1)2A B＋3C　(2)0.2 mol·L-1·min-1　(3)2∶1∶3
关键能力·拓展教材
1．解析：①v(B)＝v(A)＝0.25 mol·L-1·s-1，②v(B)＝0.3 mol·L-1·s-1，③v(B)＝v(C)＝×0.8 mol·L-1·s-1≈0.27 mol·L-1·s-1，④v(B)＝v(D)＝×6 mol·L-1·min-1＝1.5 mol·L-1·min-1＝0.025 mol·L-1·s-1。故该化学反应由快到慢的顺序为②＞③＞①＞④。
答案：②＞③＞①＞④
2．答案：(1)0～8 min内，v(H2)＝＝0.011 25 mol·L-1 min-1。
(2)10～12 min内，v(NH3)＝·min-1，v(N2)＝L-1·min-1。
3．解析：由单位可知v＝＝30 mL·g-1·min-1。
答案：30
4．解析：由题表数据可列如下三段式：
　　　　　2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
初始/mol 4 2 0
转化/mol 2 1 2
10 min/mol 2 1 2
10 min时体系总压p10 min 满足，即p10 min＝，p初始(SO2)＝p0 kPa，p10 min(SO2)＝p0 kPa×＝(p0 kPa－)÷10 min＝min-1。
答案：
5．答案：解法一　2.0～6.0 min内，Δn(Cl2)＝5.4×10-3 mol－1.8×10-3 mol＝3.6×10-3 mol，v(Cl2)＝，所以min-1。
解法二　设HCl转化的物质的量为n，则
2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)
2 1
n (5.4－1.8)×10-3 mol
解得n＝7.2×10-3 mol，所以v(HCl)＝＝1.8×10-3 mol·min-1。
考点二　影响化学反应速率的因素
必备知识·助学教材
2．增大　减小　增大　减小　增大　减小　相同
[微思考1]　提示：①④⑥⑦
3．(3)活化能　E3　E1－E2
[微思考2]　提示：
条件改变 单位体积内 有效碰 撞次数 反应 速率
分子总数 活化分子数 活化分子 百分数
增大c(反) 增加 增加 不变 增加 增大
增大p 增加 增加 不变 增加 增大
升高t ℃ 不变 增加 增加 增加 增大
加催化剂 不变 增加 增加 增加 增大
关键能力·拓展教材
1．答案：(1)增大　单位体积内活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多　(2)增大　(3)不变　单位体积内活化分子数不变　(4)减小
2．答案：增大反应物间接触面积，提高反应速率和原料利用率
3．答案：温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，化学反应速率减小；温度过高还会使催化剂的活性降低，从而导致化学反应速率减小
4．解析：由题图可知，从t1 min时开始，CaO消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间内CaO消耗率逐渐降低。
答案：降低　CaO＋CO2===CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减小了CO2与CaO的接触面积
5．解析：由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；Fe2+的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。
答案：D
6．解析：(1)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)，从而可得Vx＝2.0。(2)降低温度时，化学反应速率减慢变化减慢。加入催化剂时，化学反应速率加快变化加快。
答案：(1)2.0　控制变量，保证反应物K2S2O8的浓度改变，而其他物质的浓度不变
(2)
素养落实·活用教材
命题溯源
[示例]　答案：C
真题体验
1．解析：结合反应机理图可知VO2+和H2O2反应生成、·OH、H＋，步骤①反应为VO2+＋＋·OH＋H＋，故A正确；步骤③为放热反应，ΔH＝E正－E逆<0，即正反应的活化能小于逆反应的活化能，故B正确；在催化循环中V的化合价由＋5降低到＋4，所以起氧化作用，故C正确；步骤③生成的物质Z是H2O，故D错误。
答案：D
2．解析：固氮酶属于催化剂，作用是降低反应的活化能，A错误；由题干信息知，C2H4与O2在Ag作催化剂的条件下主要生成环氧乙烷，B错误；H2O2分解生成O2，MnO2是该反应的催化剂，可以加快化学反应速率，C正确；V2O5是SO2与O2反应生成SO3的催化剂，催化剂只能降低反应活化能，不能改变反应的焓变，D错误。
答案：C
3．解析：温度越高，反应速率越快，则建立平衡越快，容器甲、容器乙、容器丙中反应物组成相同，由题图可知T3>T2>T1，n甲(CH3COOCH3)>n丙(CH3COOCH3)>n乙(CH3COOCH3)，则容器甲内反应正向进行，未达到平衡状态，容器丙内反应达到平衡状态，不能确定容器乙内反应是否达到平衡状态。T2→T3升高温度，反应逆向进行，则正反应为放热反应，ΔH<0，A项错误；容器甲中平均反应速率v(H2)＝2v(CH3COOCH3)＝2× mol·L-1·min-1，B项错误；不能确定容器乙内反应是否达到平衡状态，则容器乙中当前状态下反应速率v(正)≥v(逆)，C项错误；容器丙中反应一定达到平衡状态，列三段式：
CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)
起始浓度/
(mol·L-1) 0.1 0.98 0 0
转化浓度/
(mol·L-1) 0.08 0.16 0.08 0.08
平衡浓度/
(mol·L-1) 0.02 0.82 0.08 0.08
故容器丙中乙醇的体积分数为×100%＝8%，D项正确。
答案：D(共91张PPT)
第40讲　化学反应速率及影响因素〔基础课〕
复习目标
1.了解化学反应速率的概念及表示方法，能提取信息计算化学反应速率。
2．掌握影响化学反应速率的因素，并能用有关理论解释。
3．化学反应速率与化学计量数的关系
(1)关系：各物质的化学反应速率之比＝化学计量数之比。
(2)举例：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝__________。
a∶b∶c∶d
常数
[微思考]　800 ℃时，某反应中的物质A、B、C的物质的量浓度从开始反应至4 min时的变化图像如图所示。
(1)该反应的化学方程式是___________________。
(2)反应开始至4 min，用A的浓度变化来表示该反应的化学反应速率为______________。
(3)用不同物质表示该反应的化学反应速率之比为v(A)∶v(B)∶v(C)＝__________。
2A B＋3C
0.2 mol·L-1·min-1
2∶1∶3
关键能力 · 拓展教材
一、定量比较化学反应速率的大小
1．已知反应2A(g)＋B(g) 3C(g)＋4D(g)在不同条件下的化学反应速率如下：
①v(A)＝0.5 mol·L-1·s-1
②v(B)＝0.3 mol·L-1·s-1
③v(C)＝0.8 mol·L-1·s-1
④v(D)＝6 mol·L-1·min-1
该化学反应在上述4种条件下由快到慢的顺序为______________(填序号)。
②＞③＞①＞④
二、用浓度变化表示的化学反应速率计算
2．一定条件下，在容积为10 L的固定容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应过程如图所示。
(1)计算0～8 min内，H2的平均反应速率(写出计算过程，下同)。
______________________________________________________
(2)计算10～12 min内，N2的平均反应速率。

三、用其他物理量表示的化学反应速率计算
3．温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝
_____mL·g-1·min-1。
30

4．工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中部分数据见表：
若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝______ kPa·min-1。
反应时间/min SO2g/mol O2g/mol SO3g/mol
0 4 2 0
5 1.5
10 2
15 1

t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/10-3 mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2
必备知识 · 助学教材
1.内因：反应物本身的性质。
2．外因
(其他条件不变，
只改变一个条件)
　　　　　　
增大
减小
增大
减小
增大
减小
相同
[微思考1]　下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。
①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉；
②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸；
③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强；
④2SO2＋O2 2SO3　 ΔH<0，升高温度；
⑤Na与水反应时，增大水的用量；
⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2；
⑦H2与Cl2混合后光照
①④⑥⑦
3．理论解释——有效碰撞理论
(1)有效碰撞：活化分子之间能够发生化学反应的碰撞。
(2)活化分子：具有足够的能量且能够发生有效碰撞的分子。
(3)活化能：如图
图中：E1表示正反应的________，使用催化剂时的活化能为____，反应热为__________(注：E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量或表示逆反应的活化能)。
活化能
E3
E1－E2
[微思考2]　根据活化分子、有效碰撞与反应速率的关系，填写下表：
条件改变 单位体积内 有效碰
撞次数 反应
速率
分子
总数 活化分
子数 活化分子
百分数
增大c(反) ______ ______ ______ ______ ____
增大p ______ ______ ______ ______ ____
升高t ℃ ______ ______ ______ ______ ____
加催化剂 ______ ______ ______ ______ ____
提示：
条件改变 单位体积内 有效碰
撞次数 反应
速率
分子总数 活化分子数 活化分子
百分数
增大c(反) 增加 增加 不变 增加 增大
增大p 增加 增加 不变 增加 增大
升高t ℃ 不变 增加 增加 增加 增大
加催化剂 不变 增加 增加 增加 增大
关键能力 · 拓展教材
一、影响化学反应速率的常见因素
1．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小容器容积使压强增大：________，原因是
______________________________________________。
(2)恒容时充入N2：________。
(3)恒容时充入He：________，原因是________________________。
(4)恒压时充入He：________。
增大
单位体积内活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多
增大
不变
单位体积内活化分子数不变
减小
归纳总结
稀有气体对化学反应速率的影响
(1)在恒温恒容条件下，通入稀有气体，总压增大，反应物浓度不变，化学反应速率不变。
(2)在恒温恒压条件下，通入稀有气体，气体总体积增大，反应物浓度减小，化学反应速率减小。
二、固体表面积对化学反应速率的影响
2．图甲为从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。
“焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图乙所示的“多层逆流焙烧”，其目的是
___________________________________________________。
增大反应物间接触面积，提高反应速率和原料利用率
3．水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol-1。在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应物及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的化学反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是
答案：温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，化学反应速率减小；温度过高还会使催化剂的活性降低，从而导致化学反应速率减小
降低
CaO＋CO2===CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减小了CO2与CaO的接触面积
解析：由题图可知，从t1 min时开始，CaO消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间内CaO消耗率逐渐降低。
三、变量控制方法探究影响反应速率的因素
5．为了研究一定浓度Fe2+的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是(　　)
A．pH越小，氧化率越小
B．温度越高，氧化率越小
C．Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2+的氧化率
答案：D
解析：由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；Fe2+的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。
(1)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如表所示：
表中Vx＝________mL，理由是
__________________________________________________________。
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
2.0
控制变量，保证反应物K2S2O8的浓度改变，而其他物质的浓度不变
思维建模
“变量控制方法”题目的解题策略
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
答案：C
真题体验
1.(2025·四川卷，11)钒催化剂对H2O2氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性，反应机理如图所示，其中步骤③为放热反应。

答案：D
2．(2024·江苏卷，5)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3(二甲醚)、V2O5催化氧化SO2等。催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成 (环氧乙烷) 、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO。下列说法正确的是(　　)
A．豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能
B．C2H4与O2反应中，Ag催化能提高生成CH3CHO的选择性
C．H2O2制O2反应中，MnO2能加快化学反应速率
D．SO2与O2反应中，V2O5能减小该反应的焓变
答案：C
解析：固氮酶属于催化剂，作用是降低反应的活化能，A错误；由题干信息知，C2H4与O2在Ag作催化剂的条件下主要生成环氧乙烷，B错误；H2O2分解生成O2，MnO2是该反应的催化剂，可以加快化学反应速率，C正确；V2O5是SO2与O2反应生成SO3的催化剂，催化剂只能降低反应活化能，不能改变反应的焓变，D错误。
3．(2024·重庆卷，14)醋酸甲酯制乙醇的反应为CH3COOCH3(g)＋2H2(g) CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)。三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol醋酸甲酯和9.8 mol氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。

答案：D
1．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系正确的是(　　)
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
答案：C
解析：反应体系中，各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，则根据化学方程式3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)可知，v(W)∶v(Z)＝3∶3＝1∶1，A错误；v(X)∶v(Z)＝2∶3，B错误；v(X)∶v(Y)＝2∶4＝1∶2，C正确；v(W)∶v(X)＝3∶2，D错误。
2．反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)经a min后SO3的浓度变化情况如图所示，在0～a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1，则a等于(　　)
A．0.1 B．2.5
C．5 D．10
答案：C
3．在温度不变的条件下，在恒容的容器中进行反应N2O4(g) 2NO2(g)，若N2O4的浓度由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1需要15 s，那么N2O4的浓度由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间(　　)
A．等于5 s B．等于10 s
C．小于10 s D．大于10 s
答案：D
4．(2026·河北泊头一中检测)改变下列条件能提高化学反应速率且能达到目的的是(　　)
A．用锌片与稀硫酸制备H2时加入足量CuSO4溶液
B．在铜和浓硫酸反应制备SO2时加热
C．实验室制取NO时用浓硝酸替代稀硝酸和铜反应
D．在碳酸钙和盐酸制备CO2时加入少量醋酸钠溶液
答案：B
解析：足量硫酸铜与锌反应，铜覆盖在锌表面，阻止了锌与硫酸继续反应，反应速率减慢，A错误；常温下铜很难与浓硫酸反应，加热，能提高活化分子百分数，提高铜和浓硫酸反应速率，B正确；浓硝酸与铜反应生成NO2，C错误；加入醋酸钠，将盐酸转化为醋酸，醋酸是弱酸，导致反应速率减慢，D错误。
答案：D
解析：铁是固体，增加铁的量，反应速率不变，①与题意不符；将容器的容积缩小一半，反应体系中气体物质的浓度增大，则化学反应速率增大，②符合题意；保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大，但各物质的浓度不变，所以反应速率不变，③与题意不符；保持容器容积不变，充入水蒸气使体系压强增大，反应物浓度增大，反应速率增大，④符合题意。
6．(2026·安徽铜陵三中检测)某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s)　ΔH>0。下列叙述正确的是(　　)
A．加入少量W，逆反应速率增大
B．升高温度，正反应和逆反应速率都增大
C．在容器中加入氦气，压强增大，反应速率增大
D．将容器的容积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多
答案：B
解析：W是固体，不影响反应速率，A错误；升温，正、逆反应速率均增大，B正确；体积一定时加入氦气，反应物和生成物的物质的量浓度不变，不影响反应速率，C错误；压缩体积，单位体积内的活化分子数增大，但活化分子百分数不变，D错误。
7．(6分)在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。
(1)降低温度，化学反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
(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物质的量随时间的变化如图所示，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____________________(保留三位有效数字)。
减小
1.33×10-3 mol·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)根据图表判断，10 min时改变的条件可能是_____(填标号，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
　d
ab
8．(2026·郑州外国语学校检测)如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(　　)
A．a与b相比，b的活化能更高
B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高
D．a与b相比，a的反应速率更快
答案：B
解析：a的活化能更高，A错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，C错误；a与b相比，b的活化能更小，b的反应速率更快，D错误。
9．(2025·八省联考陕晋宁青卷，5)一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应Z(g) X(g)＋2Y(g)　ΔH>0，一段时间后开始计时，测得各物质的浓度随时间变化如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．曲线Ⅰ代表物质X，曲线Ⅲ代表物质Z
B．图中t1时刻的正反应速率大于t2时刻
C．若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．0～40 min，用物质Y表示的平均反应速率为0.3 mmol·L-1·min-1
答案：B
表示在第20 min，当H2O2浓度为0.4 mol·dm-3时，瞬时速率为0.014 mol·dm-3·min-1(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：C>B>A
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，瞬时速率越大
D．没有催化剂I－，H2O2就不会发生分解反应
答案：C
解析：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A、B、C三点斜率大小A＞B＞C，即瞬时速率A＞B＞C，A错误、C正确；瞬时速率即平均速率的极值，二者有必然联系，B错误；催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应本身，H2O2本身可以发生分解反应，D错误。
11．(2026·河北秦皇岛开学考)一定温度下，向1 L恒容密闭容器甲、乙(其中一个为恒温容器，另一个为绝热容器)中均充入1 mol CO和2 mol H2合成甲醇，发生反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH，测得压强变化量Δp随时间的变化如图所示[Δp＝p－px，p为起始压强，px为某时刻压强]。已知净反应速率Δv＝v正－v逆。
下列说法正确的是(　　)
A．活化能：Ea(正)B．CO转化率：a点>b点
C．净反应速率：b点>c点
D．若起始时向容器甲中加入催化剂，25 min时，Qc＝6
答案：A
解析：该反应的正反应是气体分子数减小的反应，对于恒温容器，反应开始后，压强逐渐减小，压强变化量Δp大于0且一直增大，则容器甲为恒温容器，容器乙为绝热容器。0～15 min内容器乙中压强变化量Δp小于0，说明压强增大，已知气体总物质的量减少，容器恒容，说明容器内温度上升，则正反应是放热反应，正反应活化能小于逆反应活化能，A正确；a点和b点压强相等，容器容积相等，温度b点>a点，气体总物质的量a点>b点，设CO转化的物质的量为x mol，
　　　CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)
起始/mol 1 2 0
转化/mol x 2x x
平衡/mol 1－x 2－2x x
则体系中气体总物质的量为(3－2x) mol，气体总物质的量越小，CO转化的物质的量越大，CO转化率越大，CO转化率a点c点，温度越高，反应速率越快，则正反应速率b点>c点，但平衡时正、逆反应速率相等，净反应速率均等于0，C错误；
答案：pH偏低，氢离子浓度偏大，则纳米铁粉与氢离子反应生成氢气，导致硝酸根离子去除率下降
(1)在25 ℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验
编号 初始pH 废水样品
体积/mL 草酸溶液
体积/mL 蒸馏水
体积/mL
① 4 60 10 30
② 5 60 10 30
③ 5 60
20
20

(2)实验①和②的结果表明_____________________；实验①中0～t1时间段反应速率v(Cr3+)＝________mol·L-1·min-1(用代数式表示)。
(3)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe2+起催化作用；
假设二：____________________________；
假设三：____________________________；
……
pH越小，该反应速率越快

Al3+起催化作用
实验方案
(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论

实验方案
(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论
用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验
答案：

展开更多......

收起↑