第22讲 化学反应速率及影响因素\n考点一考点二高考真题演练随堂过关训练\n考点一\n考点一 化学反应速率的概念及计算必备知识梳理·夯实学科基础1.化学反应速率快慢减少增加\n2．化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝____________或＝＝＝。m∶n∶p∶q\n特别提醒(1)由公式v＝计算得到的反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时反应速率。(2)同一化学反应在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，但表示的意义可能相同。(3)不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率()错因：__________________________________________________________________________________________________。(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()错因：_________________________________________________。×对于一些化学反应，也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强的变化量来表示化学反应速率×单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加均表示正反应速率\n(3)化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1()错因：_________________________________________________。(4)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显()错因：_________________________________________________。(5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快()错因：__________________________________________________________________________________________________。×0.8mol·L－1·s－1是指一段时间内的平均反应速率，不是即时速率×有些化学反应并无明显现象×化学反应速率数值的大小和化学计量数有关，化学计量数越大，数值越大，速率之比等于化学计量数之比，但都表示该反应的反应速率\n[深度思考](1)一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)⇌2C(g)。已知v(A)＝0.6mol·L－1·s－1，则v(B)＝________mol·L－1·s－1，v(C)＝________mol·L－1·s－1。(2)反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45mol·L－1·s－1，②v(B)＝0.6mol·L－1·s－1，③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1，④v(D)＝0.45mol·L－1·s－1。则有关反应速率大小顺序为______________。0.20.4①>④>②＝③解析：(2)可用比值法进行反应速率大小比较，＝0.45mol·L－1·s－1；＝＝0.2mol·L－1·s－1；＝＝0.2mol·L－1·s－1；＝＝0.225mol·L－1·s－1，故①>④>②＝③。\n微点拨1．化学反应速率计算的一般方法(1)定义式法：找出各物质的起始量、某时刻量，求出转化量，利用定义式v(A)＝＝来计算。(2)用已知物质的反应速率，计算其他物质表示的反应速率——关系式法。化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。2．比较化学反应速率大小的常用方法(1)先换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值的大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA(g)＋bB(g)＝cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则不同情况下，用A表示的反应速率比用B表示的大。\n题组强化训练·形成关键能力题组一速率计算中图表信息的提取1．将6molCO2和8molH2充入一容积为2L的密闭容器中(温度保持不变)，发生反应CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0，测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8～10min内CO2的平均反应速率是()A．0.5mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－1C．0mol·L－1·min－1D．0.125mol·L－1·min－1答案：C\n解析：由题图可知，H2的物质的量在对应的c、d点都是2mol，因此该反应在8～10min内，v(H2)＝＝0mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得v(CO2)＝×v(H2)＝0mol·L－1·min－1。\n2．一定条件下，在体积为10L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)，反应过程如下图。下列说法不正确的是()A．t1min时正、逆反应速率相等B．X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系C．0～8min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.01125mol·L－1·min－1D．10～12min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.0025mol·L－1·min－1答案：A\n解析：t1时刻没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错误；根据图像，X的物质的量增加，属于生成物，因此X为NH3的曲线，B项正确；0～8min时，v(NH3)＝＝0.0075mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比v(H2)＝＝0.01125mol·L－1·min－1，C项正确；10～12min，v(NH3)＝＝0.005mol·L－1·min－1，v(N2)＝＝0.0025mol·L－1·min－1，D项正确。\n题组二 用其他单位表示的反应速率3．合金贮氢材料具有优异的吸氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v＝____mL·g－1·min－1。30解析：v＝＝30mL·g－1·min－1\n4．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1L的恒温容器中，反应过程中部分数据见下表：若在起始时总压为p0kPa，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10min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝________kPa·min－1。反应时间/minSO2(g)/molO2(g)/molSO3(g)/mol042051.5102151\n解析：列出“三段式”2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)初始/mol420转化/mol21210min/mol212气体总压之比等于气体物质的量之比，所以10min时体系总压p10min满足＝，即p10min＝p0kPa，p初始(SO2)＝p0kPa，p10min(SO2)＝p0×＝p0kPa，故v(SO2)＝(p0kPa－p0kPa)÷10min＝p0kPa·min－1。\n题组三速率常数的应用5．工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)该反应的逆反应速率表达式为v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：由上述数据可得该温度下，c2＝______mol·L－1，该反应的逆反应速率常数k＝________L3·mol－3·min－1。CO浓度/(mol·L－1)H2浓度/(mol·L－1)逆反应速率/(mol·L－1·min－1)0.1c18.0c2c116.0c20.156.750.21.0×104\n解析：根据v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，由表中数据可得：＝，c2＝，所以有k×＝16.0mol·L－1·min－1，解得k＝1.0×104L3·mol－3·min－1，带入c2的等式可得c2＝0.2mol·L－1。\n6．300℃时，2NO(g)＋Cl2(g)⇌2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正＝k·cn(ClNO)，测得速率和浓度的关系如下表：n＝________；k＝_________________。序号c(ClNO)/(mol·L－1)v/(mol·L－1·s－1)①0.303.60×10－9②0.601.44×10－8③0.903.24×10－824.0×10－8L·mol－1·s－1解析：根据表格①②中的数据，带入速率公式然后做比值：＝，解得n＝2，将n代入①中得k＝4×10－8L·mol－1·s－1。\n微点拨1．速率常数的含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为时的反应速率。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。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，可以用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。\n2．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＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。如：①SO2Cl2⇌SO2＋Cl2v＝k1·c(SO2Cl2)②2NO2⇌2NO＋O2v＝k2·c2(NO2)③2H2＋2NO⇌N2＋2H2Ov＝k3·c2(H2)·c2(NO)3．速率常数的影响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。\n考点二\n必备知识梳理·夯实学科基础1.主要因素——内因反应物的组成、结构和性质等因素是决定反应速率的主要因素，如Na、Mg、Al与酸反应的速率大小关系为__________。Na＞Mg＞Al\n2．外界因素——外因加快减慢加快减慢加快减慢相同\n3．用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响图像图像分析(1)其他反应条件一定，化学反应速率随反应物浓度的________而增大(2)其他反应条件一定，化学反应速率随温度的升高而________(3)有气体参加的反应，化学反应速率随着压强的增大而________(4)有气体参加的反应，化学反应速率随着容器体积的增大而________(5)分别在较低温度和较高温度下反应，化学反应速率随着压强的增大及温度的升高而增大增大增大增大减小\n特别提醒浓度对化学反应速率影响的理解(1)固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。(2)浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。(3)一般温度每升高10℃，反应速率通常增大为原来的2～4倍。(4)压强影响反应速率适用于有气体参加的化学反应，同时压强改变反应速率是通过改变物质浓度引起的。\n4.理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子：发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量。②活化能：如图图中：E1表示____________，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)③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。反应的活化能E3E1－E2\n(2)理论解释影响反应速率的外界因素①浓度：其他条件相同，反应物浓度增大，单位体积内活化分子数________，单位时间内有效碰撞的次数________，反应速率增大。②温度：其他条件相同时，升高温度，增加了反应物分子中________________，单位时间内有效碰撞的次数________，反应速率增大。③压强：其他条件相同时，增大压强，反应物浓度________，反应速率增大。④催化剂：催化剂改变反应历程，活化能的示意图使用催化剂，活化能降低，活化分子百分数________，单位体积内活化分子数________，反应速率增大。增多增加活化分子百分数增加增大增大增大\n(3)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系分子总数百分数分子总数百分数\n5．“惰气”对反应速率的影响在恒温恒容条件下通入“惰气”，总压增大，反应物浓度________，反应速率________恒温恒压条件下通入“惰气”，总体积增大，反应物浓度________，反应速率________不变不变减小减小\n[易错易混辨析](错误的说明错因)(1)温度、浓度和压强是决定化学反应速率的主要因素()错因：_____________________________________________。(2)升高温度和增大压强化学反应速率一定增大()错因：_____________________________________________。(3)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，可以加快反应速率()错因：_____________________________________________。(4)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率()错因：__________________________________________________________________________________________。×决定化学反应速率的主要因素是反应物的性质×无气体参与的化学反应，增大压强，化学反应速率不变×CaCO3的浓度为常数，化学反应速率保持不变×加入CuSO4形成原电池，使化学反应速率加快，而加入CH3COONa，会生成CH3COOH，c(H＋)减小，反应速率减慢\n(5)升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小()错因：_____________________________________________。(6)100mL2mol·L－1盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变()错因：__________________________________________________。(7)催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后的性质保持不变()错因：_____________________________________________。(8)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()错因：_________________________________________________。×升温时，吸热反应、放热反应速率均增大×加入氯化钠溶液，相当于对溶液稀释，c(H＋)减小，反应速率应减小×催化剂反应前后的化学性质不变，物理性质发生改变×增大反应物的浓度，能增大活化分子的浓度，其百分数保持不变\n[深度思考]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)缩小体积使压强增大：________，原因是__________________________________________。(2)恒容充入N2：________。(3)恒容充入He：________，原因是_______________________。(4)恒压充入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\n题组强化训练·形成关键能力题组一影响反应速率的因素1．下列说法正确的是()A．0.1mol·L－1盐酸和0.1mol·L－1硫酸与2mol·L－1NaOH溶液反应，其反应速率相同B．大理石块与大理石粉分别同0.1mol·L－1盐酸反应，其反应速率相同C．Mg、Al在相同条件下分别与0.1mol·L－1盐酸反应，其反应速率相同D．0.1mol·L－1盐酸和0.1mol·L－1硝酸与形状和大小相同的大理石反应，其反应速率相同答案：D\n解析：0.1mol·L－1盐酸中H＋的浓度为0.1mol·L－1，0.1mol·L－1H2SO4中H＋的浓度为0.2mol·L－1，反应速率不同，A项错误；大理石粉的表面积大于大理石块，反应速率不同，B项错误；Mg、Al金属活动性不同，反应速率不同，C项错误；0.1mol·L－1盐酸和0.1mol·L－1硝酸中H＋的浓度相同，反应速率相同，D项正确。\n2．在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)ΔH<0，下列说法正确的是()A．保持容器容积不变，向其中加入1molH2(g)，反应速率一定加快B．保持容器容积不变，向其中加入1molN2(N2不参加反应)，反应速率一定加快C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1molN2(N2不参加反应)，反应速率一定加快D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1molH2(g)和1molI2(g)，反应速率一定加快答案：A\n解析：增大H2的物质的量且保持容器容积不变，H2的浓度增大，反应速率加快，A项正确；保持容器容积不变，向其中加入1molN2(N2不参加反应)，反应混合物各组分的浓度不变，反应速率不变，B项错误；保持容器内气体压强不变，向其中充入1molN2(N2不参加反应)，容器体积增大，各组分的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持容器内气体压强不变，向其中加入1molH2(g)和1molI2(g)，因容器的体积变为原来的2倍，起始物质的量变为原来的2倍，则浓度不变，反应速率不变，D项错误。\n题组二 催化剂、活化能与转化效率3．已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－―→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－快下列有关该反应的说法正确的是()A．反应速率与I－浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂C．反应活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)答案：A\n解析：A项，将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，该反应中I－作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率；B项，该反应中IO－是中间产物，不是该反应的催化剂；C项，反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1molH2O2放出98kJ热量，不能据此判断该反应的活化能；D项，由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。\n4．已知反应2NO(g)＋2H2(g)⇌N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－752kJ·mol－1的反应机理如下：①2NO(g)⇌N2O2(g)(快)②N2O2(g)＋H2(g)⇌N2O(g)＋H2O(g)(慢)③N2O(g)＋H2(g)⇌N2(g)＋H2O(g)(快)下列有关说法错误的是()A．①的逆反应速率大于②的正反应速率B．②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效C．N2O2和N2O是该反应的催化剂D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大答案：C\n解析：①为快反应，说明正反应的活化能和逆反应的活化能都较小，反应更容易发生；②为慢反应，说明正反应的活化能和逆反应的活化能都较大，②中正反应的活化能大于①中逆反应的活化能，因此①的逆反应速率大于②的正反应速率，A项正确；②反应为慢反应，反应慢说明反应的活化能大，物质微粒发生碰撞时，许多碰撞都不能发生化学反应，因此碰撞仅部分有效，B项正确；反应过程中N2O2和N2O是中间产物，不是催化剂，C项错误；总反应为放热反应，则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，D项正确。\n题组三“控制变量法”探究反应速率的影响5．一定条件下，反应H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)的速率方程为v＝kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr)，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下：根据表中的测定结果，下列结论错误的是()A.表中c的值为1B.α、β、γ的值分别为1、2、－1C.反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大D.在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低c(H2)/(mol·L－1)c(Br2)/(mol·L－1)c(HBr)/(mol·L－1)反应速率0.10.12v0.10.428v0.20.4216v0.40.142v0.20.1c4v答案：B\n解析：由速率方程v＝kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr)，将H2、Br2、HBr和速率都代入到速率方程可以得到，①v＝k×0.1α×0.1β×2γ、②8v＝k×0.1α×0.4β×2γ、③16v＝k×0.2α×0.4β×2γ、④2v＝k×0.4α×0.1β×4γ，由①②得到β＝，②③得到α＝1，①④得到γ＝－1，对于4v＝k(0.2)α(0.1)βcγ(HBr)与①，将α＝1，β＝，γ＝－1代入，解得c＝1，由此分析，表中c的值为1，故A不符合题意；α、β、γ的值分别为1、、－1，故B符合题意；由于v＝kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr)，α、β、γ的值分别为1、、－1，则反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，故C不符合题意；由于γ＝－1，增大HBr(g)浓度，cγ(HBr)减小，在反应体系中保持其他物质浓度不变，会使反应速率降低，故D不符合题意。\n6．研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。(1)为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如表所示的三组实验，请完善表格中的数据。利用实验编号________验证温度对反应速率的影响规律。实验编号温度/℃c(NH3)初始/(mol·L－1)c(NO2)初始/(mol·L－1)催化剂的比表面积/(m2·g－1)Ⅰ3508.0×10－36.0×10－3120Ⅱ80Ⅲ150803508.0×10－36.0×10－38.0×10－36.0×10－3Ⅱ与Ⅲ\n解析：(1)验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律时，根据控制单一变量原则，三组实验中NH3、NO2的初始浓度应相同，结合Ⅰ、Ⅲ中温度不同，Ⅰ、Ⅱ中催化剂的比表面积不同，则Ⅰ、Ⅱ中应温度相同。\n(2)已知该反应为放热反应，请在给出的坐标图中，画出表中Ⅱ、Ⅲ中NO2浓度随时间变化的趋势曲线，并标明实验编号。\n解析：(2)Ⅱ中催化剂的比表面积比Ⅰ中的小，达到平衡的时间比Ⅰ的长；Ⅱ、Ⅲ中催化剂的比表面积相同，Ⅲ的反应温度较低，则达到平衡时用时最长；又由题意知，该反应为放热反应，降低温度会使平衡正向移动，故平衡时Ⅲ中的c(NO2)要比Ⅰ、Ⅱ中的c(NO2)小。\n情境创新设计催化剂的重要作用合成氨工业中，在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，约为335kJ·mol－1。加入铁催化剂后，反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应的活化能为126kJ·mol－1～167kJ·mol－1，第二阶段的反应的活化能为13kJ·mol－1。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。\n[问题探究](1)依据合成氨的能量变化图，你能判断出合成氨的反应是放热反应还是吸热反应？___________________________________________________________(2)工业合成氨中，使用铁触媒作催化剂，能加快化学反应速率的原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________(3)工业合成氨时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率降低吗？___________________________________________________________由于反应物的总能量高于生成物的总能量，故工业合成氨的反应是放热反应。使用铁触媒作催化剂改变了反应历程，降低了反应的活化能，提高了活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，反应速率加快。不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，正、逆反应速率一定增大。\n(4)热催化合成氨面临的两难问题：采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了TiHFe双温区催化剂(TiH区域和Fe区域的温度差可超过100℃)。TiHFe双温区催化合成氨的反应历程如图所示(其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注)。a.图中历程①氮气分子中氮氮三键断裂了吗？该历程发生了怎样的变化？____________________________________________________________________b．判断反应历程①～⑤哪些在高温区进行？哪些在低温区进行？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________历程①是氮气分子吸附在催化剂表面的过程，N2分子中的氮氮三键没有断裂。历程①、②、③是吸附断键的过程，需要提高化学反应速率，故在高温区进行；历程④、⑤是氮原子的传递和合成氨的过程，需要提高合成氨的产率，使合成氨(放热反应)平衡正移，故在低温区进行。\n高考真题演练\n高考真题演练·明确考查方向1．[2021·湖南卷]铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋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HCOOHCO2↑＋H2↑B.H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定答案：D\n解析：分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH，生成物为CO2和H2，则该过程的总反应为HCOOHCO2↑＋H2↑，A说法正确；H＋浓度过大，抑制HCOOH的电离，HCOO－浓度减小，会降低Ⅰ→Ⅱ步骤的反应速率，H＋浓度过小，会降低Ⅲ→Ⅳ步骤反应速率，故H＋浓度过大或者过小，均会导致反应速率降低，B说法正确；由Ⅱ→Ⅲ过程中，脱去CO2，碳元素化合价升高，则Fe元素化合价降低，C正确；由相对能量的变化情况图可以得出，该反应过程中的Ⅳ→Ⅰ步骤的活化能Ea＝86.1kJ·mol－1，为该反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为Ⅳ→Ⅰ步骤，D说法错误。\n2．[2020·全国卷Ⅰ]铑的配合物离子可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错误的是()A.CH3COI是反应中间体B.甲醇羰基化反应为CH3OH＋CO===CH3CO2HC.反应过程中Rh的成键数目保持不变D.存在反应CH3OH＋HI===CH3I＋H2O答案：C\n解析：由反应过程图可知是反应的中间产物，A项正确；把各步反应累加，得到CH3OH＋CO===CH3CO2H，B项正确；\n中Rh的成键数为6，中Rh的成键数为5，中Rh的成键数为4，反应过程中Rh的成键数不相同，C项错误；由题图可知，甲醇的第一步反应为CH3OH＋HI===CH3I＋H2O，D项正确。\n3．[2020·山东卷](双选)1，3丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H＋进攻1，3丁二烯生成碳正离子()；第二步Br－进攻碳正离子完成1，2加成或1，4加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时，1，2加成产物与1，4加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是()A.1，4加成产物比1，2加成产物稳定B.与0℃相比，40℃时1，3丁二烯的转化率增大C.从0℃升至40℃，1，2加成正反应速率增大，1，4加成正反应速率减小D.从0℃升至40℃，1，2加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度答案：AD\n解析：结合图像可知，1，4加成产物的能量比1，2加成产物的能量低，即1，4加成产物比1，2加成产物稳定，A项正确；结合题图和题中信息只能判断不同温度下1，3丁二烯发生1，2加成反应和1，4加成反应的倾向，不能判断1，3丁二烯的转化率，B项错误；温度升高，1，2加成反应和1，4加成反应的正反应速率均加快，C项错误；由0℃升温至40℃时，1，3丁二烯发生的反应由以1，2加成为主变为以1，4加成为主，即1，2加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，D项正确。\n4．[2020·全国卷Ⅱ，(节选)]高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为：r＝，其中k为反应速率常数。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__________。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(1－α)AD\n解析：①反应初始时可认为＝1mol·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＝(1－α)mol·L－1，则此时r2＝(1－α)r1。②由r＝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。\n随堂过关训练\n1．一定温度下，向容积恒为VL的密闭容器中充入NO，NO转化为两种氧化物X和Y，平衡时，体系中各物质的物质的量相等。容器内NO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.反应的化学方程式为3NO⇌NO2＋N2OB.1～3min时，v(生成物)＝mol·L－1·min－1C.平衡时NO的转化率为25%D.充入He，反应速率增大答案：A\n解析：A项，根据题图可知，3min时反应达到平衡状态，NO的物质的量的变化量为3mol，平衡时NO和X、Y的物质的量相等，均为1mol，参与反应的各物质的物质的量的变化量之比等于各物质的化学计量数之比，则反应的化学方程式为3NO⇌X＋Y，根据原子守恒，可知反应的化学方程式为3NO⇌NO2＋N2O，正确；B选项，根据题图可知，1～3min时，每个生成物的物质的量的变化量均为mol，故v(生成物)＝＝mol·L－1·min－1，错误；C选项，Δn(NO)＝3mol，α(NO)＝×100%＝75%，错误；D选项，恒温恒容，充入He，浓度不变，反应速率不变，错误。\n2.PdMg/SiO2催化剂上CO2甲烷化反应机理如图所示。下列说法错误的是()A.如图甲烷化过程总反应可表示为B.整个甲烷化过程真正起催化作用的物质为MgOC.PdMg/SiO2催化剂加快了甲烷化速率，但不能提高H2的平衡转化率D.经过一个加氢循环后的MgO再次与CO2结合形成碳酸盐，继续一个新的加氢循环过程答案：B\n解析：由图可知，CO2和H2在PdMg/SiO2催化条件下生成甲烷和水，A正确；由反应机理可知CO2甲烷化反应的关键在于加氢，整个甲烷化过程真正起催化作用的物质为Pd，B错误；催化剂可以加快反应速率，但不能提高平衡转化率，C正确；MgO与CO2结合形成碳酸盐经过一个加氢循环后，又得到MgO，化学性质没有变化，继续参加新的加氢循环过程，D正确。\n3．汽车尾气处理时存在反应：NO2(g)＋CO(g)⇌NO(g)＋CO2(g)，该反应过程及能量变化如图所示。下列说法不正确的是()A.使用催化剂活化分子百分数增多B.使用催化剂，反应物分子的能量变高C.使用催化剂不改变反应的反应热D.无论是反应物还是生成物，转化为活化络合物都要吸收能量答案：B解析：使用催化剂，反应物活化能降低，活化分子百分数增多，但反应物分子能量不变，但也不改变反应热，B错误。\nA.10～15min内反应速率小于15～20min的反应速率，P为升高温度B.10～20min内反应速率小于20～40min的反应速率，P为减小SO3的浓度C.10～15min内反应速率大于40～50min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4．某恒容密闭容器中进行反应：SO2(g)＋NO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)ΔH＝akJ·mol－1；某科研小组通过实验测出SO2的转化率(SO2、NO起始量一定)随条件P的变化情况如图所示，下列说法正确的是()答案：A\n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。由表中数据知，10～15min、15～20min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正确，C、D错误；10～20min、20～40min两个时间段内，转化率分别改变了8.2%、10.3%(注：时间间隔不同)，故10～20min反应速率快，B错误。
