反應(yīng)微觀機(jī)理分析 速率方程及其應(yīng)用 （解析版）-高考化學(xué)熱點題型專項復(fù)習(xí)訓(xùn)練

題型10反應(yīng)微觀機(jī)理分析速率方程及其應(yīng)用

目錄

考向歸納

...................................................................................................................................1

【考向一】基元反應(yīng)及其反應(yīng)機(jī)理分析........................................................1

【考向二】能壘圖、過渡態(tài)理論及其反應(yīng)機(jī)理分析.............................................3

【考向三】催化劑、活化能及其反應(yīng)機(jī)理......................................................7

【考向四】循環(huán)反應(yīng)機(jī)理圖像分析...........................................................10

【考向五】速率方程與速率常數(shù)的有關(guān)計算...................................................13

【考向六】外界條件對速率與速率常數(shù)的影響.................................................15

【考向七】速率常數(shù)與平衡常數(shù)的轉(zhuǎn)化.......................................................17

01考向歸納

【考向一】基元反應(yīng)及其反應(yīng)機(jī)理分析

［典例1］某反應(yīng)可有效降低汽車尾氣污染物的排放，一定條件下該反應(yīng)經(jīng)歷三個基元反應(yīng)階段，反應(yīng)歷程

如圖所示（TS表示過渡態(tài)）。下列說法正確的是

卜相對能量/（kJ,mol-1)

bN=N

TS1/\TS3

300.0\0____0'248.3、

200.0-/298.4TS2

199.2130.01.

100.01

0.0\0

.NO+NO0\

-100.0N=NMCO+NO+CO\

-反應(yīng)①/\+c°22

-200.0\反應(yīng)③\2CO2+N2

-300.000

\CO2+N2O一

-400.0反應(yīng)②306.6

-500.0-

-513.5

-600.0反應(yīng)歷毒

A.三個基元反應(yīng)中，反應(yīng)②和反應(yīng)③是放熱反應(yīng)

B.該化學(xué)反應(yīng)的速率主要由反應(yīng)③決定

C.增大壓強(qiáng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低

D.溫度過高可能導(dǎo)致催化劑失去活性，反應(yīng)速率急劇下降，汽車尾氣污染物增多

L基元反應(yīng):

大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)不能一步完成，在微觀上是分幾步完成的，這每一步反應(yīng)都叫一個基元反應(yīng)

如：反應(yīng)H2O2+2B「+2H+=Br2+2H2。，通過大量實驗提出它們微觀過程如下:

①H++H2O2=H3Ol

②H30I+Br=H2O+HOBr

+

@HOBr+H+Br=H2O+Br2

2.反應(yīng)歷程：

由基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列，又稱反應(yīng)機(jī)理。

(1)總反應(yīng)：2NO+2H2=N2+2H2O

(2)反應(yīng)歷程

①2NO+H2=N2O+H2。(慢)

②2N2O=2N2+O2(快)

③2H2+O2=2H2。(更快)

(3)決速反應(yīng)：在反應(yīng)歷程中，反應(yīng)速率最慢的基元反應(yīng)

(4)決速濃度：最慢反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度決定總反應(yīng)的反應(yīng)速率

(5)特點：

a.不同的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)歷程不同。

b.同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程也可能不同。

c.反應(yīng)歷程的差別造成了化學(xué)反應(yīng)速率的快慢差異。

d.對于由多個基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)的快慢由最慢的一步基元反應(yīng)決定。

【變式1-1】中國科學(xué)家研究在Pd/SVG催化劑上比還原NO生成N2和NH3的路徑，各基元反應(yīng)及活化能

Ea(kJmoH)如圖所示，下列說法錯誤的是

H

H2JHNO

NHO

NO2

F\

N2+H2O

6H

A

解離Ea=128.5NH3+H2O

ONHOH

A2

NHNOH

VEa=144.3

H轉(zhuǎn)移力解離

NH2NO

、_.NH2+OH

NO

A.生成NH3的各基元反應(yīng)中，N元素均被還原

B.在Pd/SVG催化劑上，NO更容易被H2還原為NH3

C.決定NO生成NH3速率的基元反應(yīng)為NH2NO—NHNOH

_Pd/SVG

D.生成NH3的總反應(yīng)方程式為2NO+5H22NH3+2H2O

【變式1-2]（2023上?新疆烏魯木齊?高三烏魯木齊市第九中學(xué)?？迹┪覈鴮W(xué)者結(jié)合實驗與計算機(jī)模擬結(jié)果，

研究了CO2與比在TiCh/Cu催化劑表面生成CH30H和H2O的部分反應(yīng)歷程（包含反應(yīng)①~⑤，共5個基元

反應(yīng)）如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注.

A11.69E

。1

/.5理一/

1.O

*1噌0.75L

器.O5/\/~vI0.96

玄

箕07

.5°-一K

****H*

HHnHHIOO

柜+Z

e++照K

+*OH

*腮+

*蜴+

cOOOO

司O+O

oO燈

。O+*OO

H*O

OH

H

下列說法錯誤的是

A.反應(yīng)①為放熱反應(yīng)B.反應(yīng)②的活化能Ea=0.68eV

C.反應(yīng)④可表示為HO*+H*=H2。*D,反應(yīng)⑤為H2O從催化劑表面脫附的過程

【考向二】能壘圖、過渡態(tài)理論及其反應(yīng)機(jī)理分析

園畫附畫—*****■-

【典例2】（2023?河南?統(tǒng)考二模）某反應(yīng)可有效降低汽車尾氣污染物的排放，其反應(yīng)熱AH=620.9kJ?mo「。

一定條件下該反應(yīng)經(jīng)歷三個基元反應(yīng)階段，反應(yīng)歷程如圖所示（TS表示過渡態(tài)），下列說法正確的是（）

卜相對能量/（kJ?mol-)

N=N

TS1/\TS3

\0____0'248.3'、

200.0/298.4TS2

199.2130.0；,，'

\AE

0.0\0、

.NO+NON=N、

-反應(yīng)①CO2+N2O+CO

-200.0/\+c°,2CO+N

0O\反應(yīng)③22

反應(yīng)②

-400.0一\CO2+N2O

-513.5

-600.0反應(yīng)歷較

A.三個基元反應(yīng)中只有③是放熱反應(yīng)

B.該化學(xué)反應(yīng)的速率主要由反應(yīng)②決定

一定條件

該過程的總反應(yīng)為2CO+2NO八

C.N2+2CO2

D.AE=306.6kJmor1

1.過渡態(tài)理論

過渡態(tài)理論認(rèn)為，反應(yīng)物分子并不只是通過簡單碰撞直接形成產(chǎn)物，而是必須經(jīng)過一個形成活化絡(luò)合物的

過渡狀態(tài)，并且達(dá)到這個過渡狀態(tài)需要一定的活化能，再轉(zhuǎn)化成生成物。這與爬山類似，山的最高點便是

過渡態(tài)。

過渡態(tài)

能

量逆反

應(yīng)

活

化

能

反應(yīng)物A”（反應(yīng)熱）

生成物

反應(yīng)過程

2.基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論

（1）基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論認(rèn)為，基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到產(chǎn)物的變化過程中要經(jīng)歷一個中間狀態(tài)，這個狀態(tài)

稱為過渡態(tài)

AB+C—>[A...B...C]—>A+BC

反應(yīng)物過渡態(tài)產(chǎn)物

（2）過渡態(tài)是處在反應(yīng)過程中具有最高能量的一種分子構(gòu)型，過渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)于

活化能。如：一澳甲烷與NaOH溶液反應(yīng)的歷程可以表示為：

CH3Br+OH—>[Br...CH3...OH]—>Br+CH3OH

反應(yīng)物過渡態(tài)產(chǎn)物

一溟甲烷與NaOH溶液反應(yīng)歷程示意圖

3.多步反應(yīng)的活化能及與速率的關(guān)系

(1)多步反應(yīng)的活化能：一個化學(xué)反應(yīng)由幾個基元反應(yīng)完成，每一個基元反應(yīng)都經(jīng)歷一個過渡態(tài)，及達(dá)到該

過渡態(tài)所需要的活化能(如圖E,E),而該復(fù)合反應(yīng)的活化能只是由實驗測算的表觀值，沒有實際物理意義。

12

(2)活化能和速率的關(guān)系：基元反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)物到達(dá)過渡態(tài)就越不容易，該基元反應(yīng)的速率就越

慢。一個化學(xué)反應(yīng)的速率就取決于速率最慢的基元反應(yīng)。

(3)能壘(活化能)：即反應(yīng)物狀態(tài)達(dá)到活化狀態(tài)所需能量。根據(jù)變換歷程的相對能量可知，最大差值為:

其最大能壘(活化能)

(4)在鈿基催化劑表面上，甲醇制氫(CH30H(g)uCO(g)+2H2(g))的反應(yīng)歷程如下圖所示，其中吸附在

鈿催化劑表面上的物種用*標(biāo)注.

6o

157.2

T2o

o112.6113.9

l

u97.9

.8o

s\65.7廠

)62.5/

*4o-'\41.9/

溫

々o

箕\-22.6：

o\/最大能壘

-4

-65.7

*&

過

*過

過

0**過0

HHH過H))

月

渡

)渡

渡

OZ渡b

H++渡+K

態(tài)

X*態(tài)Z

態(tài)

態(tài)*

O*態(tài)+

。O+

KIOoV0

EnZo*)

。IVO

。HIn0

oQ。

該歷程中最大能壘(活化能)E正=179.6kJ.m°L,該步驟的基元反應(yīng)方程式為CO+4H=CO+2H2(g)

(5)曲線上的峰

①峰的個數(shù)表示中間反應(yīng)的個數(shù)，不一定表示中間產(chǎn)物的種類

②峰谷

a.峰前的峰谷：表示該中間反應(yīng)反應(yīng)物的能量

b.峰后的峰谷：表示該中間反應(yīng)生成物的能量

4.三步突破能量變化能壘圖

三步突破能量變化能壘圖

通覽全圖，理清坐標(biāo)的含義。能量變化的能壘圖的橫坐標(biāo)一般表示反應(yīng)的歷程，橫坐標(biāo)的不

第1步同階段表示一個完整反應(yīng)的不同階段?？v坐標(biāo)表示能量的變化，不同階段的最大能壘即該反

應(yīng)的活化能

細(xì)看變化，分析各段反應(yīng)。仔細(xì)觀察曲線（直線）的變化趨勢，分析每一階段發(fā)生的反應(yīng)是什

第2步

么，各段反應(yīng)是放熱還是吸熱，能量升高的為吸熱，能量下降的為放熱

綜合分析，做出合理判斷。綜合整合各項信息，回扣題目要求，做出合理判斷。如利用蓋斯

第3步定律將各步反應(yīng)相加，即得到完整反應(yīng)；催化劑只改變反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的反應(yīng)

熱，也不會改變反應(yīng)的轉(zhuǎn)化律

【變式2-1］（2023上?廣東?高三校聯(lián)考）叔丁基澳在乙醇中反應(yīng)的能量變化如圖所示。

反應(yīng)1：(CH3)3CBr——>(CH3)2C=CH2+HBr

反應(yīng)2：C2H5OH+(CH3)3CBr——>(CH3)3C-OC2H5+HBr

過渡態(tài)①

ZA過渡態(tài)②

/-過渡態(tài)③

+

/(CH3)3CBr-\\

/C2H50H\\

(CH3)3CBr''X_(CH3)2C=CH2+HBr+C2H5OH

C,HQH(CH)COCH+HBr

25J3J32J5

o'--------------------------------------------------------------?

反應(yīng)歷程

下列說法錯誤的是

A.3種過渡態(tài)相比，①最不穩(wěn)定B.反應(yīng)1和反應(yīng)2的都小于0

C.第一個基元反應(yīng)是決速步驟D.GH50H是反應(yīng)1和反應(yīng)2共同的催化劑

【變式2-2］（2023?湖南岳陽?統(tǒng)考三模）碳酸二甲酯DMC（CH30coOCH3）是一種低毒、性能優(yōu)良的有機(jī)合

成中間體，科學(xué)家提出了新的合成方案（吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注），反應(yīng)機(jī)理如圖所示。

16o

一1572過渡態(tài)nj

CHOCOOCH+HO+HO

12o332

(-103.1—H6.I112.6

1

力11

8o，'態(tài)n1I，

:過淤、；

。-2cH30H;62.5/\:

1

)4o-HO/態(tài)I-41.9/

酮

ICHOCOOCH*+HO*+HO*

髭oCO,/332

--------/CHO*+CO*+CHOH^+HO*

蕓>2263232

4O

要-

-

2CH3OH*+HO*+CO2*CH3OCOO*+CH3OH*+H2O*

下列說法錯誤的是

A.第2步的基元反應(yīng)方程式為：CH3O*+CO2*^CH3OCOO*

B.反應(yīng)進(jìn)程中最大能壘為1.257xlO4eV

C.升高溫度，可以對于第1步反應(yīng)的正反應(yīng)速率增加，對于第3步反應(yīng)的正反應(yīng)速率減小

D.適當(dāng)?shù)奶岣邷囟?，可以增加碳酸二甲酯的產(chǎn)率

【考向三】催化劑、活化能及其反應(yīng)機(jī)理

【典例3】(2023上?上海黃浦?高三格致中學(xué)?？?鐵觸媒催化合成氨經(jīng)歷下圖所示①⑧步基元反應(yīng)(從狀態(tài)

I至狀態(tài)VII)：

(

O一

U

I

3

)

/

?

反應(yīng)歷程

上圖中“ad”表示吸附在催化劑表面的物質(zhì)。

完成下列問題：

(1)催化反應(yīng)往往經(jīng)過物質(zhì)在催化劑表面的“吸附”過程和脫離催化劑表面的“脫附”過程。其中，“吸附”過程是

上圖中的第步基元反應(yīng)，“脫附”過程是(填“吸熱’或“放熱”)過程。

(2)根據(jù)上圖計算合成氨反應(yīng)的焰變：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=。

L催化劑：存在少量就能顯著改變反應(yīng)速率，反應(yīng)結(jié)束時，其自身的質(zhì)量、組成和化學(xué)性質(zhì)基本不變的物

質(zhì)。

2.催化特點：

①高效性，可以大大地加快反應(yīng)速率。②選擇性，反應(yīng)不同，催化劑不同。③同等程度地加快正、逆反應(yīng)

的速率。④不能改變反應(yīng)的可能性和平衡常數(shù)。

3.催化劑的催化機(jī)理：

催化劑的催化過程一般是催化劑跟其中的一種反應(yīng)物首先發(fā)生反應(yīng)，生成過渡物，然后再跟另外的反應(yīng)物

反應(yīng)，生成產(chǎn)物，同時催化劑重新生成。催化劑生成的過渡物比沒有催化劑生成的過渡物的能量要低，因

而使反應(yīng)更加容易發(fā)生和進(jìn)行。這就是改變了其反應(yīng)歷程。

即催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，生成能量更低的中間產(chǎn)物，降低了達(dá)到過渡態(tài)所需要的活化能，使反應(yīng)易于發(fā)生,

速率加快。這就是我們經(jīng)常說的催化劑改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)的活化能。

4.催化劑與活化能、焙變

催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，化學(xué)反應(yīng)速率加快，但不影響焰變AH的大小，不影響平衡。

5.活化能

過渡態(tài)

能

量:

反應(yīng)物（反應(yīng)熱）

生成物

反應(yīng)過隹

(1)正反應(yīng)的活化能：反應(yīng)物到最高點的能量差及正=￡止11110「

(2)逆反應(yīng)的活化能：生成物到最高點的能量差及逆=E2kJ-mori

(3)活化能和反應(yīng)熱的關(guān)系

①放熱反應(yīng)：E.正〈及迪

②吸熱反應(yīng)：E。正三"逆

(4)活化能和反應(yīng)速率的關(guān)系

①關(guān)系：活化能越大，反應(yīng)速率越慢

②決速反應(yīng)：活化能最大的反應(yīng)或速率最慢的反應(yīng)

③決速濃度：最慢反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度決定總反應(yīng)的反應(yīng)速率

(3)催化反應(yīng)一般過程(簡化的過程)：

①反應(yīng)物擴(kuò)散到催化劑表面；

②反應(yīng)物被吸附在催化劑表面；

③被吸附的反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物；

④產(chǎn)物的解吸。

A，帙

圖①圖②圖③圖④圖⑤

(0)(@)CQD

【變式3-1］(2023上?貴州貴陽?高三統(tǒng)考)丁烯是石油化工基礎(chǔ)原料，在石油化工烯燃原料中地位僅次于乙

烯和丙烯，我國科學(xué)家研究不同催化劑下丁烷脫氫制丁烯，催化反應(yīng)歷程如圖所示［注：標(biāo)*的物質(zhì)表示吸附

在催化劑上的中間產(chǎn)物，0.06eV表示1個C4H8(g)+l個H?(g)的能量)］：

劑

化

催

快的

+

加］）

率3

速H

：N（

為應(yīng)）

H

理反

，0（

機(jī)i

加u

應(yīng)C

增［

反

數(shù)粒

該

次微

時是

C4H8(g)+H2(g〕撞銅

在的

碰價

）存確二

g（5正效

）*O含

c4H8(g)+H2*應(yīng)2不有

HV種

反+法內(nèi)

）在間某

的g（說）

物*。列時是

C?H%+2H*9H考的

48產(chǎn)H下劑位

4o校誤

為Cm?；瘑?gt;l

?J）催o學(xué)錯

化=k使m

）8慢（的-中法

轉(zhuǎn)g95，J

TS2（1。應(yīng)數(shù)k一說

接*l-28第

H=反分91列

直HV定巖

B4H2該百大下

步劑CA決析龍

—2是子能，

一（化為）0應(yīng)分省

g+都分化示

應(yīng)催行式（2反h像建所

程3o元C化活

反是進(jìn)V福圖

方0V基活的圖三

元的發(fā)S4如

步和應(yīng)應(yīng)高

基好自的2②5理?理

應(yīng)^；②O反反

個最能）2該機(jī)巖機(jī)

2果反4）第V正

下g快（了龍化

含效速（3由，比應(yīng)

件2O知高能建催

包化條決0S要反，

+可提化福

僅催溫，）+主?硝

g（2理在活環(huán)

中劑高時2O率上脫

是V機(jī)存的循3

程化在Cos2速2

的應(yīng)的0氣

歷催應(yīng)劑2T應(yīng)5應(yīng)】2

誤】2反O（尾

示種反化2O反2反

錯-S由四］車

圖三該催3+該V逆4

法....5...向汽

說式O.例于

ABCD2ABCD考

列變V【典用

下【①【可

U+

[CU(OH)(NH3)]

+

[CU"(NO2)(NH3)2]⑤@[Cuii(OH)(NH3)3『

[j-NO

NO《O入/凡0

[Cu-lT③回他一加時

N2,H2O

A.[Cuii(OH)(NH3)]+可降低該反應(yīng)的活化能

B.狀態(tài)②到狀態(tài)③的過程中N元素被氧化

C.狀態(tài)③到狀態(tài)④的過程中有O-H鍵的形成

D.該脫硝過程的總反應(yīng)方程式為4NH3+2NO+2O2=6H2O+3N2

'祠附畫藉

1.循環(huán)流程中物質(zhì)的判斷

(1)有進(jìn)有出的物質(zhì)參與反應(yīng)，常作催化劑;

(2)只進(jìn)不出的為反應(yīng)物、原料；

(3)不進(jìn)只出的物質(zhì)為生成物、產(chǎn)品。

2.催化工藝的三種形式

(1)直接型

AB

催化劑

/\

CD

(2)微觀型

A-AB-Bf[MgmMBA-B

(3)循環(huán)型

AycyE

BAnAF

①反應(yīng)物：A和F

②生成物：B和E

③催化劑：C或D,中間產(chǎn)物D或C

3.循環(huán)轉(zhuǎn)化機(jī)理圖像的解讀

圖像解讀

/⑤r⑥對于“環(huán)式”反應(yīng)過程圖像，位于“環(huán)上”的物質(zhì)一般是催化劑或中間體，

如⑤、⑥、⑦和⑧，“入環(huán)”的物質(zhì)為反應(yīng)物，如①和④，“出環(huán)”的物質(zhì)

為生成物，如②和③

【變式4-1（2023上?山東?高三校聯(lián)考）2022年諾貝爾化學(xué)獎授予了對點擊化學(xué)和生物正交化學(xué)作出貢獻(xiàn)的

三位科學(xué)家。點擊化學(xué)的代表反應(yīng)為“疊氮化物快燃，，反應(yīng)，其反應(yīng)原理如圖所示（Ri和R2代表烷基）。下列

說法正確的是

B.在［Cu］作用下，C-H鍵斷裂并放出能量

C.該反應(yīng)原理的總反應(yīng)的原子利用率為100%

D.反應(yīng)中［Cu］可降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，降低焰變，提高平衡轉(zhuǎn)化率

【變式4-2］（2023上?廣東?高三校聯(lián)考）某研究小組對CO2甲烷化的反應(yīng)路徑和機(jī)理進(jìn)行了研究。經(jīng)過研究

發(fā)現(xiàn)ZrO?負(fù)載金屬Rh催化CO?甲烷化可能存在的兩種反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法中正確的是

B.吸附在活性金屬Rh表面的中間體CO,可能是由吸附在其表面的CO2直接解離產(chǎn)生的

C.同種催化劑，化學(xué)反應(yīng)的途徑不同，但反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)的熱效應(yīng)是相同的

D.反應(yīng)中只有極性鍵的斷裂和形成

【考向五】速率方程與速率常數(shù)的有關(guān)計算

【典例5］已知2N2（D（g）U2N2（g）+O2（g）的速率方程為丫=左"（20）出為速率常數(shù)，只與溫度、催化劑

有關(guān)）。實驗測得，NQ在催化劑X表面反應(yīng)的變化數(shù)據(jù)如下：

t/min010203040506070

1

()C

cN2O/(molLT)0.1000.080q0.0400.0202C30

下列說法正確的是

A.n=1,q>c2=c3

-31-1

B.Z=10min時，v（N2O）=2.0xl0mol-Umin

c.相同條件下，增大N?。的濃度或催化劑X的表面積，都能加快反應(yīng)速率

D.保持其他條件不變，若N。起始濃度為0.200molLT,當(dāng)濃度減至一半時共耗時不到50min

1、速率常數(shù)一

（1）含義：速率常數(shù)因是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1moLL-i時的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下,

可用速率常數(shù)大小來比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率

⑵速率常數(shù)的影響因素：與濃度無關(guān)，但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響，但溫度對化學(xué)反

應(yīng)速率的影響是顯著的，速率常數(shù)是溫度的函數(shù)，同一反應(yīng)，溫度不同，速率常數(shù)將有不同的值。通常

反應(yīng)速率常數(shù)越大，反應(yīng)進(jìn)行得越快。不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù)

2、速率方程：

(1)定義：一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計量數(shù)為指數(shù)的事的乘積成正比

⑵表達(dá)式：對于反應(yīng)：aA+bB十C+qD,則丫=//。)/田)(其中左為速率常數(shù))

如：①SO2cb=SO2+C12v=/ic(SO2cb)

2

②2NO2=2NO+O2v=foc(NO2)

22

③2H2+2NO=^N2+2H2。v=fec(H2)-c(NO)

例如：基兀反應(yīng)CO+NO2=CO2+NO

VIE-kiEC(CO)C(N02)

v逆=K逆。(CC)2)C(NO)

其中K正稱為正向反應(yīng)速率常數(shù)，K逆稱為逆向反應(yīng)速率常數(shù)，c(CO)>C(NO2)>c(CO2),c(NO)為濃

度

VEV逆為化學(xué)反應(yīng)的瞬時速率

適用范圍：①基元反應(yīng)；②對于非基元反應(yīng)，其速率方程的濃度的次方與反應(yīng)方程的計量數(shù)無確定關(guān)系,

需要由實驗測得。

【變式5-1](2023上?安徽合肥)利用反應(yīng)2co(g)+2NO(g)UN2(g)+2CO2(g)AH<0,可減少汽車尾氣

對大氣的污染。該反應(yīng)的速率方程可表示為喉=^/(CO)/(NO)、酷=蝙儀2)]￡02),其中。、

%逆分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)(與溫度有關(guān))，3左與"的關(guān)系如圖所示:

次\A//②《1/7^+1.5：

\\ZxB(l/To,a+l,O)

C(l/To,a-0.1)

D(l/T0,a-l.l)

/N③

—__

l/To1/TC)

下列說法錯誤的是

A.升局溫度，丫正、v逆均增大

B.曲線②代表1g七

C.要提高單位時間內(nèi)有害氣體的去除率，可研發(fā)低溫區(qū)的高效催化劑

1

D.彳℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為：10

【變式5-2](2023上?河南?高三鄭州中學(xué)校聯(lián)考)在恒容高壓氫氣氛圍中，CO在錯基催化劑表面主要發(fā)生

反應(yīng)為2co(g)+4H?(g)UC2H50H修)+凡0但)，該反應(yīng)的速率方程為v=kc?(CO),其中k為速率常數(shù)，

下列說法中錯誤的是

A.充入CO的量越多，平衡體系中C2H50H的濃度越大

B.在該體系中繼續(xù)充入H?可提高反應(yīng)速率

C.在該體系中加入適量生石灰可提高C2H50H的平衡產(chǎn)率

D.對錯基催化劑進(jìn)行修飾可能會進(jìn)一步提高催化效率

【考向六】外界條件對速率與速率常數(shù)的影響

【典例6】(2023上?河北衡水?高三衡水市第二中學(xué)?？?為了研究外界條件對Hz。?分解反應(yīng)速率的影響，

某同學(xué)在5支試管中分別加入5僦凡。2溶液，并測量收集VmL氣體(相同狀況)時所需的時間，實驗記錄如

下：

實驗序號凡。?溶液濃度反應(yīng)溫度催化劑反應(yīng)時間

①2%20℃無￡

②2%40℃無^2

③5%20℃MnO2

④5%40℃MnO

2t4

⑤5%20℃FeCl3

下列說法日口不正確的是

A.實驗①②研究溫度對反應(yīng)速率的影響

B.實驗②③研究催化劑對反應(yīng)速率的影響

C.實驗③⑤研究不同催化劑的催化效果

D.獲得相同體積的所需時間：t|>t2>t4

1.濃度對反應(yīng)速率的影響

(1)經(jīng)驗規(guī)律：濃度越大，反應(yīng)速率越快

(2)特殊規(guī)律：根據(jù)反應(yīng)速率方程表達(dá)式分析。如速率方程為丫=h2(A)c°(B)底1(C)

①增大c(A),反應(yīng)速率加快

②增大c(B),反應(yīng)速率不變

③增大c(C),反應(yīng)速率減慢

2.若給定幾組數(shù)據(jù)，則必須根據(jù)數(shù)據(jù)分析速率和濃度間的關(guān)系，確定濃度對速率的影響。

3.影響化學(xué)速率常數(shù)左的因素

(1)內(nèi)因：反應(yīng)的活化能越小，反應(yīng)進(jìn)行得越快，速率常數(shù)人越大

(2)外因：與濃度和壓強(qiáng)無關(guān)

①溫度：溫度越高，反應(yīng)速率越快，速率常數(shù)上越大

②催化劑：加入催化劑，反應(yīng)速率加快，速率常數(shù)上變大

③固體表面性質(zhì)：增大固體表面積，反應(yīng)速率加快，速率常數(shù)左變大

4.影響化學(xué)平衡常數(shù)K的因素

(1)內(nèi)因：化學(xué)反應(yīng)本身的性質(zhì)

(2)外因：只與溫度有關(guān)

①升高溫度，吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)變大，放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)變小

②降低溫度，吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)變小，放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)變大

【變式6-1](2023上?廣東高三統(tǒng)考期末)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應(yīng)：①X(g)

UY(g)；②Y(g)UZ(g