化学反应速率知识点

化学反应速率：用反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加表示反应快慢的物理量，注意固体和纯液体不能表示反应速率。常见单位：mol/L.s或者mol/(L.min)。反应越快，反应速率越大。

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反应4CO（g）+2NO₂（g）⇌N₂（g）+4CO₂（g）开始进行时，CO的浓度为4mol/L，N₂的浓度为0，2min后测得N₂的浓度为0.6mol/L，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是（）

A . v（CO）=1.2 mol/（L•s） B . v（NO₂）=0.3 mol/（L•min） C . v（N₂）=0.6 mol/（L•min） D . v（CO₂）=1.2 mol/（L•min）

天然气( 主要成分为甲烷)是一种高效的清洁能源，也是一种重要的化工原料，利用天然气制备甲醇、乙醇、二甲醚(CH₃OCH₃)、乙烯(C₂H₄)等物质的主要反应有：

①CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+ 3H₂(g) △H₁= + 206.2 kJ/ mol

②CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g) △H₂=- 90.1kJ/ mol

③2CH₃OH(g) = CH₃OCH₃(g) + H₂O(g) △H₃=- 24.5kJ/ mol

④2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g) + 2H₂O(g) △H₄=- 29.1kJ/ mol

⑤CH₃OCH₃(g)== C₂H₅OH(g) △H₅=- 50.7 kJ /mol

请回答下列问题：

（1）反应2CH₄(g)+H₂O(g)= C₂H₅OH(g)+2H₂(g)的△H =kJ/mol；根据化学原理，可以同时加快该反应的速率和提高甲烷转化率的措施有。
（2） CO与H₂在一定条件下，同时发生②和③的反应，产生二甲醚的结果如上图所示。260℃时，CO转化率虽然很高，而二甲醚的产率却很低，可能的原因是 ( 答出一条即可) ；CO 与H₂合成二甲醚的最佳的温度是。
（3）对于气体参与的反应如反应④[2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g) + 2H₂O(g)]，可以用某组分B的平衡压强(P_B)代替物质的量浓度(c)表示平衡常数(Kp)，则反应④的平衡常数表达式Kp=；也可以用压强(P_B)变化表示化学反应速率，体积不变的密闭容器中充入一定量的CH₃OH气体发生反应④，在10分钟内，容器的压强由xkPa 升高到ykPa，则这段时间该反应的化学反应速率v(CH₄)=。
（4）反应①～⑤中有多种物质可以做燃料电池的燃料，其中H₂是单位质量燃料释放电能最多的物质，若与下列物质构成电池，H₂与构成的电池比能量最大。
a.H₂O₂
b.Cl₂
c.O₂
d.NiOOH

某化学反应2A $\text{[math]}$ B+D在三种不同条件下进行，B、D的起始浓度为0，反应物A的浓度（mol·L^-1）随反应时间（min）的变化情况如下表。

根据上述数据，完成下列填空；

（1）实验1中，10~20min内A的反应速率为mol·L^-1min^-1.
（2）实验2中，c₂=，反应经20min时达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是。
（3）设10~20min内实验3中A的反应速率为v₃ ，实验中A的反应速率为v₁ ，则v₃v₁（填“>”“=”或“<”），且c₃1.0（填“>”“=”或“<”）。

环戊二烯（

）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：

（1）已知： (g) = (g)+H₂(g) ΔH₁=100.3 kJ·mol⁻¹①
H₂(g)+ I₂(g) =2HI(g) ΔH₂=−11.0 kJ·mol⁻¹②

对于反应： (g)+ I₂(g) = (g)+2HI(g) ③ ΔH₃=kJ·mol⁻¹。
（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应③，起始总压为10⁵Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为，该反应的平衡常数K_p=Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有（填标号）。
A．通入惰性气体 B．提高温度

C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度
（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是__________（填标号）。

A . T₁＞T₂ B . a点的反应速率小于c点的反应速率 C . a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D . b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L⁻¹
（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C₅H₅)₂结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。

该电解池的阳极为，总反应为。电解制备需要在无水条件下进行，原因为。

工业上采用氯化铵熔烧菱锰矿制备高纯碳酸锰的流程如图所示：

已知：①菱锰矿的主要成分是MnCO₃ ，其余为Fe、Ca、Mg、Al等元素。②部分阳离子沉淀时溶液的pH；

离子	Al³⁺	Fe³⁺	Ca²⁺	Mn²⁺	Mg²⁺
开始沉淀的pH	4.1	2.2	10.6	8.1	9.1
沉淀完全的pH	4.7	3.2	13.1	10.1	11.1

③焙烧过程中主要反应为MnCO₃+2NH₄Cl $\text{[math]}$ MCl₂+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O

（1）合1、2、3，分析焙烧过程中最佳的焙烧温度、焙烧时间、c(NH₄Cl)/c(菱锰矿粉)分别为、、。
（2）对浸出液净化除杂时，需先加入MnO₂ ，作用是，再调节溶液pH的最大范围为，将Fe³⁺和Al³⁺变为沉淀面除去，然后加人NH₄F将Ca²⁺、Mg²⁺变为氧化物沉淀除去。
（3） ”碳化结品”步骤中，加入碳酸氢铵时反应的离子方程式为。
（4）上述流程中可循环使用的物质是（填化学式）。
（5）现用滴定法测定产品中锰的含量。实验步骤：称取4.000g试样，向其中加入稍过量的磷酸和硝酸，加热使产品中MnO₂完全转化为[Mn（PO₄）₂]^3-（其中NO₃^-转化为NO₂^-）；加入稍过量的硫酸，发生反应NO₂^-+NH₄⁺=N₂↑+2H₂O以除去NO₂^-；加入稀硫酸酸化，再加入60.00mL0.500mol•L^-1硫酸亚铁铵溶液，发生的反应为[Mn（PO₄）₂]^3-+Fe²⁺=Mn²⁺+Fe³⁺+2PO₄^3-；用5.00mL0.500mol•L^-1酸性K₂Cr₂O₇溶液恰好除去过量的Fe²⁺。
①酸性K₂Cr₂O₇溶液与Fe²⁺反应的离子方程式为。

②试样中锰的质量分数为。

在反应A(g)+3B(g) $\text{[math]}$ 2C(g)+2D(g)中，反应速率最快的是（）

A . υ(A)=0.02mol/(L•s) B . υ(B)=0.04 mol/(L•s) C . υ(C)=1.2mol/(L•min) D . υ(D)=1.8mol/(L•min)

某化学反应2A(g) $\text{[math]}$ B(g)+D(g)在体积为1L密闭容器中分别在下列四种不同条件下进行，

B、D起始物质的量为0，反应物A的物质的量(mol)随反应时间(min)的变化情况如下表：

时间实验序号		1	10	20	30	40	50	60
1	800℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	800℃	c₂	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
3	800℃	c₃	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
4	820℃	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20	0.20

根据上述数据，完成下列填空：

（1）实验1中，在10～20 min时间内，以A的速率表示的平均反应速率为mol·L^-1·min^-1。
（2）实验2中，A的初始浓度C₂=mol·L^-1 ，反应经20 min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是。
（3）设实验3的化学反应速率为υ₃ ，实验1的化学反应速率为υ₁ ，则υ₃ υ₁(填“＞”“=”或“＜”)，且C₃为mol·L^-1。
（4）根据实验数据推测该反应的正反应是反应(填“吸热”或“放热”)
（5）向实验2的平衡体系中充入A、B、D各0.5mol 平衡移动(填“正向”“逆向”或“不”)

废气中的H₂S通过高温热分解可制取氢气：2H₂S(g) $\text{[math]}$ 2H₂(g)+S₂(g)。现在3L密闭容器中进行H₂S分解实验。某温度时，测得反应体系中有气体1.31mol，反应10min后，测得气体为1.37mol，则10min内H₂的平均生成速率为。

已知反应：4HCl(g)+O₂(g)═2Cl₂(g)+2H₂O(g)，一定条件下测得反应过程中n(Cl₂)与时间的关系如表所示：则4～6min内用O₂的物质的量变化表示的反应速率是( )

t/min	0	2	4	6	8	10
n(Cl₂)/mol	0	1.2	2.6	4.4	5.4	6.0

A . 7.2mol•min^-1 B . 8.0mol•min^-1 C . 0.9mol•min^-1 D . 0.45mol•min^-1

一定条件下向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，图甲表示各物质的物质的量浓度随时间的变化，图乙表示反应速率随时间的变化，t₂、t₃、t₄、t₅时刻后各改变一种条件。若t₄时刻改变条件是压强，则下列说法错误的是 ( )

图片_x0020_100007

A . 若t₁＝15 s，则前15 s的平均反应速率v(C)＝0.004 mol·L^－¹·s^－¹ B . 该反应的化学方程式为3A(g) $\text{[math]}$ B(g)＋2C(g) C . t₂、t₃、t₅时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度 D . B的起始物质的量为0.04 mol

一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是（）

A . 反应开始到10s时用Z表示的反应违率为0.158 mol·L^-1·s^-1 B . 反应开始到10s时，Y的转化率为79.0% C . 10s时，达到了化学平衡状态 D . 反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌Z(g)

氨是工农业生产中重要的基础物质，研究合成氨及氨的应用具有重要意义。目前Haber-Bosch法是工业合成氨的主要方式，其生产条件需要高温高压。为了有效降低能耗过渡金属催化还原氮气合成氨被认为是具有巨大前景的替代方法。催化过程一般有吸附-解离-反应-脱附等过程，如图为N₂和H₂在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略)，其中吸附在催化剂表面的微粒用“*”标注。

图片_x0020_100008

（1）反应物在催化剂表面的吸附过程是 (填“吸热”或“放热”)。
（2）合成氨的热化学方程式为。升温该反应的平衡常数(填“增大”或“减小”)。
（3） t ℃时，向2 L的恒容密闭容器中充入2 mol N₂和6 mol H₂ ，反应过程中对NH₃的物质的量进行监测，得到的数据如表所示：

时间/min

5

10

15

20

25

30

n(NH₃)/mol

1.4

2.0

2.4

2.6

2.6

2.6

①10 min内，消耗N₂的平均反应速率为，该温度下反应的化学平衡常数K=(mol·L^-1)^-2(列出计算式即可)。

②若改变某一条件，达到新平衡时使NH₃的体积分数增大，下列措施可行的是。

A．向容器中再通入一定量的H₂气体

B．升高容器的温度

C．加入合适的催化剂

D．缩小容器的体积

③当上述反应达到平衡后，只改变某一条件，下列措施能提高N₂转化率的是。

A．将混合气体降温使氨气液化

B．按原物质的量之比1∶3再通入一定量的N₂和H₂

C．通入一定量的N₂

D．通入一定量的惰性气体

化学反应速率、限度及能量与生产、生活密切相关。

（1）氮是动植物生长不可缺少的元素，合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大，反应如下：N₂+3H₂ $\text{[math]}$ 2NH₃。合成氨反应中的能量变化如图所示，该反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量（填“大于”或“小于”）生成物化学键形成放出的总能量。
（2）小王同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

时间（min）

1

2

3

4

5

氢气体积（mL）（标准状况）

50

190

414

526

570

①求2~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率。（设溶液体积不变）

②小蒋同学认为在盐酸溶液中滴入少量的CuSO₄溶液可以加快反应的速率，请从电化学的角度给子分析：构成的原电池中负极反应式为；溶液中H⁺移向极（填“正“或“负"）。
（3）某温度下在4L恒容密闭容器中，3种气态物质X、Y、Z的物质的量随时间变化曲线如图。

①写出该反应的化学方程式。

②在5min时，该反应达到了平衡状态，下列可作为判断反应已达到该状态的是。

A．X、Y、Z的浓度相等

B．容器内气体压强保持不变

C．X、Y的反应速率比为3：1

D．生成1molY的同时生成2molZ

③该反应达平衡时，X的转化率为。

a、b、c三个容器，分别发生合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得数据如下表：

	a	b	c
反应速率	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

在一定条件下， $\text{[math]}$ 能发生分解反应： $\text{[math]}$ ，利用该反应可制备氢气和硫黄。在2L恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ ，不同温度下 $\text{[math]}$ 的转化率与时间的关系如图所示。下列说法错误的是( )

A . 该反应为吸热反应 B . 温度升高，混合气体的平均摩尔质量减小 C . 950℃时，1.25s内，反应的平均速率 $\text{[math]}$ D . 根据P点坐标可求出950℃时反应的平衡常数为 $\text{[math]}$

“Cl化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO₂、CH₄、CH₃OH等)为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。中科院天津工生所利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一(Cl)化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物，最后通过生物途径优化，将碳三化合物聚合成碳六(C6)化合物，再进一步合成直链和支链淀粉(Cn化合物)。在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。

（1）科学家成功研制出一种新型催化剂，能将CO₂转变为甲烷。在常压、300℃条件下，CO₂与H₂按体积之比1∶4反应，CO₂转化率可达90%。一定条件下，某兴趣小组在容积为V L的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。
①该反应的平衡常数表达式为。

②由如图可知该反应的△H0(填“>”、“<”或“=”)；300℃时，从反应开始到达平衡，以H₂的浓度变化表示的化学反应速率是(用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、V表示)。
（2）已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，控制一定条件，该反应能自发进行，则 $\text{[math]}$ 0(填“＞”，“＜”或“＝”)。在一定温度下，向一容积可变的容器中充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的转化率与反应时间的关系如图所示。在t时加压，若t₁时容器容积为1000 mL，则t₂时容器容积为mL。

（3）利用回收的 $\text{[math]}$ 制取甲醛的反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

①为提高上述反应中H₂的平衡转化率，可以采取的措施有、(任写两条)。

②实验室在2 L恒容密闭容器中模拟上述合成HCHO的实验。 $\text{[math]}$ 时将 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 混合气体充入容器中，每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示：

时间/min	0	10	20	30	40	50	60
压强/kPa	1.08	0.96	0.88	0.82	0.80	0.80	0.80

已知： $\text{[math]}$ ，即用B物质的分压变化表示 $\text{[math]}$ 时间内反应的平均反应速率。0~10min内该反应的平均反应速率 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 。10min时，CO₂的转化率为(保留小数点后一位)。

一定条件下，反应 $\text{[math]}$ 的速率方程为 $\text{[math]}$ ， k为速率常数(只与温度、催化剂、接触面积有关，与浓度无关)，m、n是反应级数，可以是整数、分数。

实验测得速率与浓度关系如表所示：

实验	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	速率
①	0.10	0.10	v
②	0.20	0.10	2v
③	0.20	0.40	4v
④	0.40	a	12v

下列说法错误的是（）

A . 其他条件相同，升高温度，速率常数(k)增大 B . 其他条件相同，加入催化剂，速率常数(k)增大 C . 根据实验结果， $\text{[math]}$ D . 表格中，a=0.9

酸性环境中，纳米Fe除去 $\text{[math]}$ 的过程中含氮微粒的变化如图所示，溶液中铁以 $\text{[math]}$ 形式存在。下列有关说法错误的是（）

$\text{[math]}$

A . 反应②的离子方程式为 $\text{[math]}$ B . 增大单位体积水体中纳米Fe的投入量，可提高 $\text{[math]}$ 的除去效果 C . amol $\text{[math]}$ 完全转化为 $\text{[math]}$ 至少需要4amol铁 D . 假设反应都能彻底进行，反应①②消耗的铁的物质的量之比为3：1

向体积均为 $\text{[math]}$ 的两恒容容器中分别充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生反应： $\text{[math]}$ ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . 气体的总物质的量： $\text{[math]}$ C . a点平衡常数： $\text{[math]}$ D . 反应速率： $\text{[math]}$

在一定温度下，将0.13molX和0.16 molY加入1L恒容密闭容器中，发生反应X(s)+2Y(g) $\text{[math]}$ 2Z(g)，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：

t/min	2	4	7	9
n(Y)/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

下列说法正确的是（）

A . 其他条件不变，再充入0.2 molY，平衡时Y的转化率减小 B . 该温度下此反应的平衡常数K=3.6 C . 当容器内气体的平均摩尔质量不变时，即达到化学平衡状态 D . 反应前2min的平均速率v(Z)= 0.06mol· L^-1·min^-1

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）（标准状况）	50	190	414	526	570

时间/min	5	10	15	20	25	30
n(NH₃)/mol	1.4	2.0	2.4	2.6	2.6	2.6

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