資源簡介

專題10 反應微觀機理分析 速率方程及其應用
目錄
1
【考向一】基元反應及其反應機理分析 1
【考向二】能壘圖、過渡態理論及其反應機理分析 3
【考向三】催化劑、活化能及其反應機理 7
【考向四】循環反應機理圖像分析 10
【考向五】速率方程與速率常數的有關計算 13
【考向六】外界條件對速率與速率常數的影響 15
【考向七】速率常數與平衡常數的轉化 17
20
【考向一】基元反應及其反應機理分析
【典例1】（24-25高三上·廣東·期中）CO和N2O在Fe+作用下轉化為N2和CO2，反應的能量變化及反應歷程如圖所示，兩步基元反應：① K1，② K2。下列說法不正確的是（ ）
A．該反應ΔH<0
B．兩步反應中，決定總反應速率的是反應①
C．升高溫度，可提高N2O的平衡轉化率
D．增大了活化分子百分數，加快了化學反應速率，但不改變反應的ΔH
1.基元反應：
大多數的化學反應不能一步完成，在微觀上是分幾步完成的，這每一步反應都叫一個基元反應
如：反應H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通過大量實驗提出它們微觀過程如下：
①H＋＋H2O2H3O
②H3O＋Br－===H2O＋HOBr
③HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2
2．反應歷程：
由基元反應構成的反應序列，又稱反應機理。
（1）總反應：2NO+2H2N2+2H2O
（2）反應歷程
①2NO+H2N2O+H2O（慢）
②2N2O2N2+O2（快）
③2H2+O22H2O（更快）
（3）決速反應：在反應歷程中，反應速率最慢的基元反應
（4）決速濃度：最慢反應中反應物的濃度決定總反應的反應速率
（5）特點：
a．不同的化學反應，反應歷程不同。
b．同一反應在不同條件下的反應歷程也可能不同。
c．反應歷程的差別造成了化學反應速率的快慢差異。
d．對于由多個基元反應組成的化學反應，其反應的快慢由最慢的一步基元反應決定。
【變式1-1】（2024·浙江金華·三模）已知基元反應的速率符合質量作用定律，如基元反應，(k為速率常數)。鹵代烴RX發生水解反應有兩種歷程，能量變化如下圖所示，下列說法不正確的是（ ）
A．若RX的水解速率，則反應按歷程1進行
B．調節NaOH濃度，觀察分層現象消失的用時變化，可確定RX的水解歷程
C．相同條件下，按反應歷程2，碘代烷水解速率要快于氯代烷
D．取水解液，加溶液，根據沉淀顏色可判斷鹵代烴RX中的鹵素原子
【變式1-2】（24-25高三上·河南·階段練習）反應在不同催化劑作用下的反應歷程如圖所示，它們都分兩個基元反應進行且反應中各物質的化學計量數均為1。下列敘述錯誤的是（ ）
A．不同催化劑不改變反應的焓變
B．能壘：①<③，②>④
C．四個基元反應的都小于0
D．其他條件相同，反應相同時間(未達平衡)：
【考向二】能壘圖、過渡態理論及其反應機理分析
【典例2】（2024·甘肅·卷）甲烷在某含催化劑作用下部分反應的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是（ ）
A． B．步驟2逆向反應的
C．步驟1的反應比步驟2快 D．該過程實現了甲烷的氧化
1.過渡態理論
過渡態理論認為，反應物分子并不只是通過簡單碰撞直接形成產物，而是必須經過一個形成活化絡合物的過渡狀態，并且達到這個過渡狀態需要一定的活化能，再轉化成生成物。這與爬山類似，山的最高點便是過渡態。
2.基元反應過渡狀態理論
(1)基元反應過渡狀態理論認為，基元反應在從反應物到產物的變化過程中要經歷一個中間狀態，這個狀態稱為過渡態
AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC
反應物　　過渡態　　 　產物
(2)過渡態是處在反應過程中具有最高能量的一種分子構型，過渡態能量與反應物的平均能量的差值相當于活化能。如：一溴甲烷與NaOH溶液反應的歷程可以表示為：
CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH
反應物　　 過渡態　　 　 產物
3.多步反應的活化能及與速率的關系
(1)多步反應的活化能：一個化學反應由幾個基元反應完成，每一個基元反應都經歷一個過渡態，及達到該過渡態所需要的活化能(如圖E1、E2)，而該復合反應的活化能只是由實驗測算的表觀值，沒有實際物理意義。
(2)活化能和速率的關系：基元反應的活化能越大，反應物到達過渡態就越不容易，該基元反應的速率就越慢。一個化學反應的速率就取決于速率最慢的基元反應。
（3）能壘（活化能）：即反應物狀態達到活化狀態所需能量。根據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)在鈀基催化劑表面上，甲醇制氫（）的反應歷程如下圖所示，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標注．
該歷程中最大能壘（活化能）179.6,該步驟的基元反應方程式為
（5）曲線上的峰
①峰的個數表示中間反應的個數，不一定表示中間產物的種類
②峰谷
a.峰前的峰谷：表示該中間反應反應物的能量
b.峰后的峰谷：表示該中間反應生成物的能量
4.三步突破能量變化能壘圖
三步突破能量變化能壘圖
第1步 通覽全圖，理清坐標的含義。能量變化的能壘圖的橫坐標一般表示反應的歷程，橫坐標的不同階段表示一個完整反應的不同階段。縱坐標表示能量的變化，不同階段的最大能壘即該反應的活化能
第2步 細看變化，分析各段反應。仔細觀察曲線(直線)的變化趨勢，分析每一階段發生的反應是什么，各段反應是放熱還是吸熱，能量升高的為吸熱，能量下降的為放熱
第3步 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。如利用蓋斯定律將各步反應相加，即得到完整反應；催化劑只改變反應的活化能，但不改變反應的反應熱，也不會改變反應的轉化律
【變式2-1】（2024·安徽滁州·二模）已知催化反應歷程如下圖所示，催化歷程中有參與。下列有關該反應的說法正確的是（ ）
A．步驟①的速率常數大于步驟②
B．反應歷程中存在非極性鍵的斷裂和形成
C．催化歷程中，僅氧元素的化合價未發生變化
D．步驟②的熱化學方程為：
【變式2-2】（2024·北京·卷）苯在濃和濃作用下，反應過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是
A．從中間體到產物，無論從產物穩定性還是反應速率的角度均有利于產物Ⅱ
B．X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物
C．由苯得到M時，苯中的大鍵沒有變化
D．對于生成Y的反應，濃作催化劑
【考向三】催化劑、活化能及其反應機理
【典例3】（2024·北京·卷）可采用催化氧化法將工業副產物制成，實現氯資源的再利用。反應的熱化學方程式：。下圖所示為該法的一種催化機理。
下列說法不正確的是（ ）
A．Y為反應物，W為生成物
B．反應制得，須投入
C．升高反應溫度，被氧化制的反應平衡常數減小
D．圖中轉化涉及的反應中有兩個屬于氧化還原反應
1.催化劑：存在少量就能顯著改變反應速率，反應結束時，其自身的質量、組成和化學性質基本不變的物質。
2.催化特點 ：
①高效性，可以大大地加快反應速率。②選擇性，反應不同，催化劑不同。③同等程度地加快正、逆反應的速率。④不能改變反應的可能性和平衡常數。
3.催化劑的催化機理：
催化劑的催化過程一般是催化劑跟其中的一種反應物首先發生反應，生成過渡物，然后再跟另外的反應物反應，生成產物，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，因而使反應更加容易發生和進行。這就是改變了其反應歷程。
即催化劑參與化學反應，生成能量更低的中間產物，降低了達到過渡態所需要的活化能，使反應易于發生，速率加快。這就是我們經常說的催化劑改變反應途徑，降低反應的活化能。
4.催化劑與活化能 、 焓變
催化劑能降低反應所需活化能，化學反應速率加快，但不影響焓變 H的大小，不影響平衡。
5.活化能
（1）正反應的活化能：反應物到最高點的能量差Ea正＝E1kJ·mol－1
（2）逆反應的活化能：生成物到最高點的能量差Ea逆＝E2kJ·mol－1
（3）活化能和反應熱的關系
①放熱反應：Ea正＜Ea逆
②吸熱反應：Ea正＞Ea逆
（4）活化能和反應速率的關系
①關系：活化能越大，反應速率越慢
②決速反應：活化能最大的反應或速率最慢的反應
③決速濃度：最慢反應中反應物的濃度決定總反應的反應速率
(3)催化反應一般過程(簡化的過程)：
①反應物擴散到催化劑表面；
②反應物被吸附在催化劑表面；
③被吸附的反應物發生化學反應生成產物；
④產物的解吸。
【變式3-1】（2024·廣東·卷）對反應(I為中間產物)，相同條件下：①加入催化劑，反應達到平衡所需時間大幅縮短；②提高反應溫度，增大，減小
。基于以上事實，可能的反應歷程示意圖(——為無催化劑，------為有催化劑)為（ ）
A． B． C． D．
【變式3-2】（24-25高三上·貴州·階段練習）PtNiFe-LDHGO催化甲醛氧化的反應機理如圖。下列說法不正確的是（ ）
A．步驟Ⅰ中甲醛通過氫鍵吸附在催化劑表面的—OH上
B．上述反應機理涉及非極性鍵的斷裂與形成
C．該過程的總反應為
D．PtNiFe-LDHGO降低了該反應的活化能
【考向四】循環反應機理圖像分析
【典例4】（2025·貴州畢節·一模）是一種強還原性的高能物質，在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某(II)催化劑(用表示)能高效電催化氧化合成，其反應機理如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．M中Ru的化合價為+3
B．該過程沒有非極性鍵的形成
C．該過程的總反應式：
D．被氧化至后，配體失去質子能力減弱
1．循環流程中物質的判斷
（1）有進有出的物質參與反應，常作催化劑；
（2）只進不出的為反應物、原料；
（3）不進只出的物質為生成物、產品。
2．催化工藝的三種形式
（1）直接型
（2）微觀型
（3）循環型
①反應物：A和F
②生成物：B和E
③催化劑：C或D，中間產物D或C
3．循環轉化機理圖像的解讀
圖像 解讀
對于“環式”反應過程圖像，位于“環上”的物質一般是催化劑或中間體，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入環”的物質為反應物，如①和④，“出環”的物質為生成物，如②和③
【變式4-1】（24-25高三上·江西·期末）CO2在溫和條件下轉化為甲醇的一種反應歷程如下圖，In2O3為該反應的催化劑。下列說法正確的是（ ）
A．該歷程中存在著極性鍵與非極性鍵的斷裂與形成
B．碳原子的雜化方式未發生改變
C．In2O3降低了該反應的 H
D．若參與反應的二氧化碳分子為C18O2，則生成物甲醇的化學式為CH318OH
【變式4-2】（2024·四川綿陽·三模）我國科學家利用經表面修飾的作催化劑，顯著提升了光電催化水氧化反應速度。光照時，光催化電極產生電子和空穴，其反應歷程如圖所示。下列關于該歷程的說法錯誤的是（ ）
A．I轉化為II時，生成的物質為 B．III是II轉化為IV過程中生成的中間體
C．存在極性鍵的斷裂和非極性鍵的形成 D．反應歷程中元素的化合價未發生變化
【考向五】速率方程與速率常數的有關計算
【典例5】（24-25高三上·江西南昌·期中）向某恒容密閉容器中充入等物質的量的PCl3(g)和Cl2(g)，發生如下反應：PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)，測得不同溫度下PCl3(g)的轉化率α與時間的關系如圖所示。其速率方程為v正=k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆=k逆·c(PCl5)(k正、k逆是速率常數，只與溫度有關)。
下列說法錯誤的是（ ）
A．該反應的ΔH<0
B．M點：>
C．升高溫度，k正增大的倍數小于k逆增大的倍數
D．T1時，若平衡體系中c(Cl2)=0.25 mol·L-1，則=1/16
1、速率常數
(1)含義：速率常數(k)是指在給定溫度下，反應物濃度皆為1 mol·L－1時的反應速率。在相同的濃度條件下，可用速率常數大小來比較化學反應的反應速率
(2)速率常數的影響因素：與濃度無關，但受溫度、催化劑、固體表面性質等因素的影響，但溫度對化學反應速率的影響是顯著的，速率常數是溫度的函數，同一反應，溫度不同，速率常數將有不同的值。通常反應速率常數越大，反應進行得越快。不同反應有不同的速率常數
2、速率方程：
(1)定義：一定溫度下，化學反應速率與反應物濃度以其計量數為指數的冪的乘積成正比
(2)表達式：對于反應：aA＋bB==pC＋qD，則v＝kca(A)·cb(B) (其中k為速率常數)
如：①SO2Cl2SO2＋Cl2　v＝k1c(SO2Cl2)
②2NO22NO＋O2　v＝k2c2(NO2)
③2H2＋2NON2＋2H2O　v＝k3c2(H2)·c2(NO)
例如：基元反應 CO+NO2=CO2+NO
V正 =k正c(CO) c(NO2)
V逆 =K逆c(CO2) c(NO)
其中 K正稱為正向反應速率常數，K逆稱為逆向反應速率常數， c(CO) 、c(NO2) 、 c(CO2)、 c(NO) 為濃度
V正， V逆為化學反應的瞬時速率。
適用范圍： ①基元反應；② 對于非基元反應，其速率方程的濃度的次方與反應方程的計量數無確定關系，需要由實驗測得。
【變式5-1】（23-24高三上·山東濰坊·階段練習）用處理煙氣中NO時發生反應。向容積為2L的密閉容器中充入0.4molNO，，測得不同溫度下NO的體積分數隨時間的變化如圖所示。已知，，、為速率常數，受溫度影響。下列說法正確的是（ ）
A．高溫有利于提高容器中NO的平衡轉化率
B．時，內的平均速率
C．M點，
D．時，若向2L密閉容器中充入0.6molNO，，達平衡時小于原平衡時
【變式5-2】（24-25高三上·遼寧·期末）在恒溫恒容的密閉容器中充入一定量，發生如下反應：
反應②和③的速率方程分別為和，其中分別為反應②和③的速率常數，反應③的活化能遠大于反應②，測得隨時間的變化如下表：
0 1 2 3 4 5
0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列說法錯誤的是（ ）
A．內，的平均反應速率為
B．若，平衡時
C．其他條件不變，若升高溫度，平衡時減小
D．其他條件不變，若增大的用量，平衡時的轉化率減小
【考向六】外界條件對速率與速率常數的影響
【典例6】（2023上·河北衡水·高三衡水市第二中學校考）（2024·黑龍江大慶·三模）在兩個相同恒溫()恒容密閉容器中僅發生反應： 。實驗測得：；；、為速率常數，受溫度影響。下列說法錯誤的是（ ）
容器編號 物質的起始濃度() 物質的平衡濃度()
Ⅰ 4 0 0 1
Ⅱ 1 2 0.5
A．平衡時容器1中再充入一定量的，體積分數增大
B．若將容器1改為恒容絕熱條件，平衡時
C．反應剛開始時容器Ⅱ中的
D．當溫度改變為時，若，則
1．濃度對反應速率的影響
（1）經驗規律：濃度越大，反應速率越快
（2）特殊規律：根據反應速率方程表達式分析。如速率方程為v＝kc2（A）c0（B）c－1（C）
①增大c（A），反應速率加快
②增大c（B），反應速率不變
③增大c（C），反應速率減慢
2．若給定幾組數據，則必須根據數據分析速率和濃度間的關系，確定濃度對速率的影響。
3．影響化學速率常數k的因素
（1）內因：反應的活化能越小，反應進行得越快，速率常數k越大
（2）外因：與濃度和壓強無關
①溫度：溫度越高，反應速率越快，速率常數k越大
②催化劑：加入催化劑，反應速率加快，速率常數k變大
③固體表面性質：增大固體表面積，反應速率加快，速率常數k變大
4．影響化學平衡常數K的因素
（1）內因：化學反應本身的性質
（2）外因：只與溫度有關
①升高溫度，吸熱反應的平衡常數變大，放熱反應的平衡常數變小
②降低溫度，吸熱反應的平衡常數變小，放熱反應的平衡常數變大
【變式6-1】（2024高三·全國·專題練習）向某恒容密閉容器中充入等物質的量的PCl3(g)和Cl2(g)，發生如下反應：PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)，測得不同溫度下PCl3(g)的轉化率α與時間的關系如圖所示。其速率方程為v正=k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆=k逆·c(PCl5)(k正、k逆是速率常數，只與溫度有關)。下列說法錯誤的是（ ）
A．該反應的ΔH＜0
B．M點：＞
C．升高溫度，k正增大的倍數大于k逆增大的倍數
D．T1時，若平衡體系中c(Cl2)=0.25 mol·L-1，則=16
【變式6-2】（2024·湖南長沙·三模）已知：的正反應速率可表示為(為正反應速率常數)，該反應平衡常數的對數與溫度的倒數的關系如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．增大NO濃度可提高活化分子百分比
B．使用催化劑不會影響正反應速率常數
C．建立平衡后，壓縮體積平衡正向移動但平衡常數K不變
D．升高溫度可提高NO的平衡轉化率
【考向七】速率常數與平衡常數的轉化
【典例7】（24-25高三上·河北滄州·階段練習）在某恒溫條件下，在三個容積均為的剛性密閉容器中，均發生反應。已知：，，為速率常數，受溫度影響。三個容器中的起始濃度如下，下列說法錯誤的是（ ）
容器編號 物質的起始濃度 物質的平衡濃度
I 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.3 0.5 0.2
Ⅲ 0 0.5 0.35
A．設K為該反應的化學平衡常數，則有
B．若升高溫度，設，則a值將大于0.8
C．容器Ⅱ中起始時化學反應正向進行，達平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強之比小于
D．在容器Ⅲ中，當消耗等于消耗時反應必定達到化學平衡狀態
1、正、逆反應的速率常數與平衡常數的關系
(1)K與k正、k逆的關系
對于反應：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)，
則：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正為正反應速率常數)
v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆為逆反應速率常數)
反應達到平衡時v正＝v逆，此時：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即：
(2)Kp與k正、k逆的關系
以2NO2N2O4為例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4)
反應達到平衡時v正＝v逆，此時：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)＝＝Kp，即：Kp＝
2．可逆反應：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g）
3．三種平衡常數表達式
（1）濃度平衡常數：Kc＝
（2）壓強平衡常數：Kp＝
（3）物質的量分數平衡常數：Kx＝
【變式7-1】（23-24高三上·遼寧沈陽·階段練習）在起始溫度均為T℃．容積均為的密閉容器A（恒溫）、B（絕熱）中均加入和，發生反應 。已知：、分別是正、逆反應速率常數，，，A、B容器中的轉化率隨時間的變化關系如圖所示。下列說法中錯誤的是（ ）
A．曲線M、N的平衡常數大小為：
B．與濃度比為且保持不變，不能說明反應達到平衡狀態
C．T℃時，
D．用CO的濃度變化表示曲線N在內的平均速率為
【變式7-2】（2024·山東淄博·二模）已知，該反應的，，、分別為正、逆反應速率常數。在一定壓強下，按向密閉容器中投料，平衡時的體積分數、與溫度T、w的關系如圖所示。下列說法中正確的是（ ）
A．，曲線n表示隨溫度的變化
B．在、，時，
C．一定溫度下，該反應的隨催化劑的不同而發生改變
D．相同溫度下，平衡體系中大于的
1．（2024·廣西·卷）573K、高壓條件下，一定量的苯甲腈在密閉容器中發生連續水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如圖為水解過程中上述三者(分別用表示)的物質的量分數隨時間的變化曲線，其中。下列說法錯誤的是（ ）
A．水解產物除了還有
B．點時
C．在15min前基本不變，15min后明顯增大，可能是水解產物對生成的反應有催化作用
D．任意25min時間段內存在
2．（2024·海南·卷）已知298K，101kPa時，。該反應在密閉的剛性容器中分別于T1、T2溫度下進行，CO2的初始濃度為，關系如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A． T1＞T2
B．T1下反應達到平衡時
C．使用催化劑1的反應活化能比催化劑2的大
D．使用催化劑2和催化劑3的反應歷程相同
3．（2024·貴州·卷）AgCN與可發生取代反應，反應過程中的C原子和N原子均可進攻，分別生成腈和異腈兩種產物。通過量子化學計算得到的反應歷程及能量變化如圖(TS為過渡態，Ⅰ、Ⅱ為后續物)。
由圖示信息，下列說法錯誤的是（ ）
A．從生成和的反應都是放熱反應
B．過渡態TS1是由的C原子進攻的而形成的
C．Ⅰ中“”之間的作用力比Ⅱ中“”之間的作用力弱
D．生成放熱更多，低溫時是主要產物
4．（2024·北京·卷）苯在濃和濃作用下，反應過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是（ ）
A．從中間體到產物，無論從產物穩定性還是反應速率的角度均有利于產物Ⅱ
B．X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物
C．由苯得到M時，苯中的大鍵沒有變化
D．對于生成Y的反應，濃作催化劑
5．（2024·甘肅·卷）下列措施能降低化學反應速率的是（ ）
A．催化氧化氨制備硝酸時加入鉑 B．中和滴定時，邊滴邊搖錐形瓶
C．鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋 D．石墨合成金剛石時增大壓強
6．（2024·江蘇·卷）催化劑能改變化學反應速率而不改變反應的焓變，常見催化劑有金屬及其氧化物、酸和堿等。催化反應廣泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金剛石、和制(二甲醚)、催化氧化等。催化劑有選擇性，如與反應用Ag催化生成(環氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影響環境，如汽車尾氣處理、廢水中電催化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我國在石油催化領域領先世界，高效、經濟、綠色是未來催化劑研究的發展方向。完成下列小題。
（1）下列說法正確的是（ ）
A．豆科植物固氮過程中，固氮酶能提高該反應的活化能
B．與反應中，Ag催化能提高生成的選擇性
C．制反應中，能加快化學反應速率
D．與反應中，能減小該反應的焓變
7．（2024·安徽·卷）室溫下，為探究納米鐵去除水樣中的影響因素，測得不同條件下濃度隨時間變化關系如下圖。
實驗序號 水樣體積/ 納米鐵質量/ 水樣初始
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列說法正確的是（ ）
A．實驗①中，0~2小時內平均反應速率
B．實驗③中，反應的離子方程式為：
C．其他條件相同時，適當增加納米鐵質量可加快反應速率
D．其他條件相同時，水樣初始越小，的去除效果越好
8．（2024·安徽·卷）某溫度下，在密閉容器中充入一定量的，發生下列反應：，，測得各氣體濃度與反應時間的關系如圖所示。下列反應進程示意圖符合題意的是（ ）
A． B． C．D．
8．（2024·吉林·卷）異山梨醇是一種由生物質制備的高附加值化學品，時其制備過程及相關物質濃度隨時間變化如圖所示，后異山梨醇濃度不再變化。下列說法錯誤的是（ ）
A．時，反應②正、逆反應速率相等
B．該溫度下的平衡常數：①>②
C．平均速率(異山梨醇)
D．反應②加入催化劑不改變其平衡轉化率
9．（2023·遼寧·卷）一定條件下，酸性溶液與發生反應，(Ⅱ)起催化作用，過程中不同價態含粒子的濃度隨時間變化如下圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．(Ⅲ)不能氧化
B．隨著反應物濃度的減小，反應速率逐漸減小
C．該條件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
D．總反應為：
10．（2023·江蘇卷）二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為


在密閉容器中，、時，平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的實際轉化率隨溫度的變化如題圖所示。的選擇性可表示為。下列說法正確的是（ ）
A．反應的焓變
B．的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加
C．用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480~530℃
D．450℃時，提高的值或增大壓強，均能使平衡轉化率達到X點的值
11．（2023·廣東卷）催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應。反應歷程(下圖)中，M為中間產物。其它條件相同時，下列說法不正確的是（ ）
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行 B．反應達平衡時，升高溫度，R的濃度增大
C．使用Ⅱ時，反應體系更快達到平衡 D．使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大
12．（2023·浙江卷）一定條件下，苯基丙炔()可與發生催化加成，反應如下：

反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應I、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是（ ）
A．反應焓變：反應I>反應Ⅱ
B．反應活化能：反應I<反應Ⅱ
C．增加濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物I的比例
D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ
13．（2023·湖南卷）是一種強還原性的高能物質，在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某(Ⅱ)催化劑(用表示)能高效電催化氧化合成，其反應機理如圖所示。
下列說法錯誤的是（ ）
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配體失去質子能力增強
B．M中的化合價為
C．該過程有非極性鍵的形成
D．該過程的總反應式：
14．（2023·湖南卷）向一恒容密閉容器中加入和一定量的，發生反應：。的平衡轉化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A．
B．反應速率：
C．點a、b、c對應的平衡常數：
D．反應溫度為，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態
15．（2023·全國卷）“肼合成酶”以其中的配合物為催化中心，可將與轉化為肼()，其反應歷程如下所示。
下列說法錯誤的是（ ）
A．、和均為極性分子
B．反應涉及、鍵斷裂和鍵生成
C．催化中心的被氧化為，后又被還原為
D．將替換為，反應可得
16．（2022·北京卷）CO2捕獲和轉化可減少CO2排放并實現資源利用，原理如圖1所示。反應①完成之后，以N2為載氣，以恒定組成的N2、CH4混合氣，以恒定流速通入反應器，單位時間流出氣體各組分的物質的量隨反應時間變化如圖2所示。反應過程中始終未檢測到CO2，在催化劑上有積碳。
下列說法不正確的是（ ）
A．反應①為CaO+CO2=CaCO3；反應②為CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不變，可能有副反應CH4C+2H2
C．t2時刻，副反應生成H2的速率大于反應②生成H2速率
D．t3之后，生成CO的速率為0，是因為反應②不再發生
17．（2023·浙江卷）標準狀態下，氣態反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已知和的相對能量為0]，下列說法不正確的是（ ）
A．
B．可計算鍵能為
C．相同條件下，的平衡轉化率：歷程Ⅱ>歷程Ⅰ
D．歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應的熱化學方程式為：
18．（2022·浙江卷）恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發生氨的分解反應：，測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化，如下表所示，下列說法不正確的是（ ）
A．實驗①，，
B．實驗②，時處于平衡狀態，
C．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應速率增大
D．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應速率增大
19．（2022·廣東卷）在相同條件下研究催化劑I、Ⅱ對反應的影響，各物質濃度c隨反應時間t的部分變化曲線如圖，則（ ）
A．無催化劑時，反應不能進行
B．與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應活化能更低
C．a曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化
D．使用催化劑Ⅰ時，內，
1．（24-25高三上·重慶·期末）甲醇(CH3OH)與CO催化制備乙酸(CH3COOH)的反應歷程及每分子甲醇轉化為乙酸的能量變化關系如圖。下列說法正確的是（ ）
A．該過程不涉及非極性鍵的形成
B．該反應中，H2O為催化劑，HI為中間產物
C．反應iii為該歷程的決速步驟
D．總反應的熱化學方程式為
2．（2024·陜西安康·模擬預測）哈爾濱工業大學教授研發了一種多功能金屬光催化劑，實現了空氣中的直接捕獲和原位光-熱協同催化轉化產生CO、，部分工作機理如圖所示(僅表示物種變化，不滿足原子守恒)。下列說法錯誤的是（ ）
A．Pt參與活化，實現了的捕獲
B．、濃度及催化劑表面積會影響反應速率
C．光催化劑降低了該反應的熱效應和活化能
D．若生成，其總反應方程式為
3．（24-25高三上·天津·期末）可用作煙氣中的脫硝劑。200℃時，某恒容密閉容器中存在反應：。其反應過程的能量變化如圖所示，下列說法正確的是
A．從反應過程看，是催化劑
B．決定總反應速率的是反應Ⅱ
C．反應Ⅱ的化學方程式為：
D．若反應是在恒溫恒容密閉容器中進行，當容器內混合氣體的密度恒定時反應達到平衡狀態
4．（2025高三·全國·專題練習）已知某條件下反應的速率方程為，在鎢表面分解的實驗數據如表所示。
0 20 40 60 80 100
0.100 0.080 0.060 0.020 0
已知：①為速率常數，只與溫度、催化劑有關，與濃度無關。
②時，反應為0級反應，時，反應為1級反應，以此類推。可以為整數，也可以為分數。
③濃度消耗一半所用的時間叫半衰期。
下列說法錯誤的是（ ）
A．表格中
B．該反應為2級反應
C．該反應速率與的濃度無關，可能因為催化劑表面吸附的已達到飽和
D．保持其他條件不變，若起始濃度為，則半衰期為
5．（24-25高三上·山西·階段練習）甲醛(HCHO)催化氧化歷程如圖所示(各物質均為氣態，部分物種未標出)，下列敘述錯誤的是（ ）
A．總反應分4個基元反應 B．過渡態TS2的能壘最大
C．催化劑主要作用是降低TS3的能壘 D．總反應的正反應
6．（24-25高三上·安徽合肥·階段練習）已知的速率方程為(k為速率常數，只與溫度、催化劑有關)。實驗測得，在催化劑X表而反應的變化數據如下：
0 10 20 30 40 50 60 70
0.100 0.080 0.040 0.020 0
下列說法正確的是（ ）
A．
B．時，
C．相同條件下，增大的濃度或催化劑X的表面積，都能加快反應速率
D．保持其他條件不變，若起始濃度為，當濃度減少至一半時共耗時
7．（2025·寧夏陜西·模擬預測）某團隊合成了一種鐵摻雜二氧化鈦的新型催化劑，用于轉化為單質S，提出的催化歷程示意圖如下。是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是（ ）
A．使轉化成，恢復催化劑活性
B．過程①和④均發生了非極性鍵的斷裂
C．過程②和③均發生了氧化還原反應
D．理論上，每轉化，轉移的電子數目為
8．（2025·內蒙古·模擬預測）某離子液體的陰離子可以吸收，其可能的兩種反應路徑如下圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A．兩種路徑的總反應相同 B．路徑Ⅰ是主要的反應途徑
C．該反應為放熱反應 D．生成物中既含離子鍵又含共價鍵
9．（2025·四川·模擬預測）恒容反應器中，和均能催化反應：(羥基乙醛)，反應歷程如圖所示，為中間體，為過渡態。
下列描述正確的是（ ）
A．“插入”步驟，為
B．催化作用下，“加氫”步驟為決速步驟
C．催化作用下，羥基乙醛的生成速率更小
D．反應達平衡時，升高溫度，羥基乙醛的濃度增大專題10 反應微觀機理分析 速率方程及其應用
目錄
1
【考向一】基元反應及其反應機理分析 1
【考向二】能壘圖、過渡態理論及其反應機理分析 4
【考向三】催化劑、活化能及其反應機理 9
【考向四】循環反應機理圖像分析 13
【考向五】速率方程與速率常數的有關計算 17
【考向六】外界條件對速率與速率常數的影響 21
【考向七】速率常數與平衡常數的轉化 24
28
【考向一】基元反應及其反應機理分析
【典例1】（24-25高三上·廣東·期中）CO和N2O在Fe+作用下轉化為N2和CO2，反應的能量變化及反應歷程如圖所示，兩步基元反應：① K1，② K2。下列說法不正確的是（ ）
A．該反應ΔH<0
B．兩步反應中，決定總反應速率的是反應①
C．升高溫度，可提高N2O的平衡轉化率
D．增大了活化分子百分數，加快了化學反應速率，但不改變反應的ΔH
答案：C
解析：A．如圖能量變化可知，生成物的總能量低于反應物的總能量，該反應為放熱反應，該反應ΔH<0，A項正確；
B．兩步反應均為放熱反應，總反應的化學反應速率由反應速率慢的基元反應決定，而反應速率的快慢受活化能大小的影響，活化能越大，反應速率越慢，由圖可知反應①的活化能大于反應②的活化能，因此反應①決定總反應速率，B項正確；
C．該反應是放熱反應，升高溫度，反應逆向進行，N2O的平衡轉化率降低，C項錯誤；
D．Fe+為反應的催化劑，增大了活化分子百分數，加快反應速率，但不改變反應的ΔH，D項正確；
故選：C。
1.基元反應：
大多數的化學反應不能一步完成，在微觀上是分幾步完成的，這每一步反應都叫一個基元反應
如：反應H2O2＋2Br－＋2H＋===Br2＋2H2O，通過大量實驗提出它們微觀過程如下：
①H＋＋H2O2H3O
②H3O＋Br－===H2O＋HOBr
③HOBr＋H＋＋Br－===H2O＋Br2
2．反應歷程：
由基元反應構成的反應序列，又稱反應機理。
（1）總反應：2NO+2H2N2+2H2O
（2）反應歷程
①2NO+H2N2O+H2O（慢）
②2N2O2N2+O2（快）
③2H2+O22H2O（更快）
（3）決速反應：在反應歷程中，反應速率最慢的基元反應
（4）決速濃度：最慢反應中反應物的濃度決定總反應的反應速率
（5）特點：
a．不同的化學反應，反應歷程不同。
b．同一反應在不同條件下的反應歷程也可能不同。
c．反應歷程的差別造成了化學反應速率的快慢差異。
d．對于由多個基元反應組成的化學反應，其反應的快慢由最慢的一步基元反應決定。
【變式1-1】（2024·浙江金華·三模）已知基元反應的速率符合質量作用定律，如基元反應，(k為速率常數)。鹵代烴RX發生水解反應有兩種歷程，能量變化如下圖所示，下列說法不正確的是（ ）
A．若RX的水解速率，則反應按歷程1進行
B．調節NaOH濃度，觀察分層現象消失的用時變化，可確定RX的水解歷程
C．相同條件下，按反應歷程2，碘代烷水解速率要快于氯代烷
D．取水解液，加溶液，根據沉淀顏色可判斷鹵代烴RX中的鹵素原子
答案：D
解析：A．基元反應的速率符合質量作用定律，若RX的水解速率，即反應為基元反應，圖中歷程1為基元反應，故A正確；
B．分層現象消失即水解完畢，觀察分層現象消失的用時變化，可確定化學反應的速率，從而確定RX的水解歷程，故B正確；
C．原子半徑I大于Cl，即鍵長C-I大于C-Cl，C-Cl鍵能更大，即相同條件下，按反應歷程2，碘代烷水解速率要快于氯代烷，故C正確；
D．取水解液，加入稀硝酸酸化，中和掉OH-，再加溶液，根據沉淀顏色可判斷鹵代烴RX中的鹵素原子，故D錯誤；
故選D。
【變式1-2】（24-25高三上·河南·階段練習）反應在不同催化劑作用下的反應歷程如圖所示，它們都分兩個基元反應進行且反應中各物質的化學計量數均為1。下列敘述錯誤的是（ ）
A．不同催化劑不改變反應的焓變
B．能壘：①<③，②>④
C．四個基元反應的都小于0
D．其他條件相同，反應相同時間(未達平衡)：
答案：D
解析：A．不同催化劑不改變反應的焓變，只改變反應速率， A正確；
B．由圖可知，能壘①<③，②>④，B正確；
C．由圖可知，四個基元反應中，反應物總能量均大于生成物總能量，都小于0，C正確；
D．一般情況下，能壘越小，化學反應速率越快。對比Cat1和Cat2的對應歷程，可知能壘：①＜②、③＞④，相比于W(g)來說，T(g)的生成速率大消耗速率小，則反應相同時間(未達平衡)：c(T)＞c(W)；，D錯誤；
故選D。
【考向二】能壘圖、過渡態理論及其反應機理分析
【典例2】（2024·甘肅·卷）甲烷在某含催化劑作用下部分反應的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是（ ）
A． B．步驟2逆向反應的
C．步驟1的反應比步驟2快 D．該過程實現了甲烷的氧化
答案：C
解析：A．由能量變化圖可知，，A項正確；
B．由能量變化圖可知，步驟2逆向反應的，B項正確；
C．由能量變化圖可知，步驟1的活化能，步驟2的活化能，步驟1的活化能大于步驟2的活化能，步驟1的反應比步驟2慢，C項錯誤；
D．該過程甲烷轉化為甲醇，屬于加氧氧化，該過程實現了甲烷的氧化，D項正確；
故選C。
1.過渡態理論
過渡態理論認為，反應物分子并不只是通過簡單碰撞直接形成產物，而是必須經過一個形成活化絡合物的過渡狀態，并且達到這個過渡狀態需要一定的活化能，再轉化成生成物。這與爬山類似，山的最高點便是過渡態。
2.基元反應過渡狀態理論
(1)基元反應過渡狀態理論認為，基元反應在從反應物到產物的變化過程中要經歷一個中間狀態，這個狀態稱為過渡態
AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC
反應物　　過渡態　　 　產物
(2)過渡態是處在反應過程中具有最高能量的一種分子構型，過渡態能量與反應物的平均能量的差值相當于活化能。如：一溴甲烷與NaOH溶液反應的歷程可以表示為：
CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH
反應物　　 過渡態　　 　 產物
3.多步反應的活化能及與速率的關系
(1)多步反應的活化能：一個化學反應由幾個基元反應完成，每一個基元反應都經歷一個過渡態，及達到該過渡態所需要的活化能(如圖E1、E2)，而該復合反應的活化能只是由實驗測算的表觀值，沒有實際物理意義。
(2)活化能和速率的關系：基元反應的活化能越大，反應物到達過渡態就越不容易，該基元反應的速率就越慢。一個化學反應的速率就取決于速率最慢的基元反應。
（3）能壘（活化能）：即反應物狀態達到活化狀態所需能量。根據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)在鈀基催化劑表面上，甲醇制氫（）的反應歷程如下圖所示，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標注．
該歷程中最大能壘（活化能）179.6,該步驟的基元反應方程式為
（5）曲線上的峰
①峰的個數表示中間反應的個數，不一定表示中間產物的種類
②峰谷
a.峰前的峰谷：表示該中間反應反應物的能量
b.峰后的峰谷：表示該中間反應生成物的能量
4.三步突破能量變化能壘圖
三步突破能量變化能壘圖
第1步 通覽全圖，理清坐標的含義。能量變化的能壘圖的橫坐標一般表示反應的歷程，橫坐標的不同階段表示一個完整反應的不同階段。縱坐標表示能量的變化，不同階段的最大能壘即該反應的活化能
第2步 細看變化，分析各段反應。仔細觀察曲線(直線)的變化趨勢，分析每一階段發生的反應是什么，各段反應是放熱還是吸熱，能量升高的為吸熱，能量下降的為放熱
第3步 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。如利用蓋斯定律將各步反應相加，即得到完整反應；催化劑只改變反應的活化能，但不改變反應的反應熱，也不會改變反應的轉化律
【變式2-1】（2024·安徽滁州·二模）已知催化反應歷程如下圖所示，催化歷程中有參與。下列有關該反應的說法正確的是（ ）
A．步驟①的速率常數大于步驟②
B．反應歷程中存在非極性鍵的斷裂和形成
C．催化歷程中，僅氧元素的化合價未發生變化
D．步驟②的熱化學方程為：
答案：B
解析：A．由圖知，第一步的活化能大于第二步的活化能，故第一步的速率小于第二步，因此步驟①的速率常數小于步驟②，A錯誤；
B．反應歷程中，由O-O鍵斷裂和I-I鍵的形成，B正確；
C．由于中存在一個過氧鍵，S的化合價為+6價，催化歷程僅硫元素的化合價未發生變化，C錯誤；
D．由圖知，步驟②為放熱反應，故熱化學方程為： ，D錯誤；
故選B。
【變式2-2】（2024·北京·卷）苯在濃和濃作用下，反應過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是
A．從中間體到產物，無論從產物穩定性還是反應速率的角度均有利于產物Ⅱ
B．X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物
C．由苯得到M時，苯中的大鍵沒有變化
D．對于生成Y的反應，濃作催化劑
答案：C
解析：A．生成產物Ⅱ的反應的活化能更低，反應速率更快，且產物Ⅱ的能量更低即產物Ⅱ更穩定，以上2個角度均有利于產物Ⅱ，故A正確；
B．根據前后結構對照，X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物，故B正確；
C．M的六元環中與相連的C為雜化，苯中大鍵發生改變，故C錯誤；
D．苯的硝化反應中濃作催化劑，故D正確；
故選C。
【考向三】催化劑、活化能及其反應機理
【典例3】（2024·北京·卷）可采用催化氧化法將工業副產物制成，實現氯資源的再利用。反應的熱化學方程式：。下圖所示為該法的一種催化機理。
下列說法不正確的是
A．Y為反應物，W為生成物
B．反應制得，須投入
C．升高反應溫度，被氧化制的反應平衡常數減小
D．圖中轉化涉及的反應中有兩個屬于氧化還原反應
答案：B
解析：由該反應的熱化學方程式可知，該反應涉及的主要物質有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O；CuO與Y反應生成Cu(OH)Cl，則Y為HCl；Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2，則W為H2O；CuCl2分解為X和CuCl，則X為Cl2；CuCl和Z反應生成Cu2OCl2，則Z為O2；綜上所述，X、Y、Z、W依次是、、、。
A．由分析可知，Y為反應物，W為生成物，A正確；
B．在反應中作催化劑，會不斷循環，適量即可，B錯誤；
C．總反應為放熱反應，其他條件一定，升溫平衡逆向移動，平衡常數減小，C正確；
D．圖中涉及的兩個氧化還原反應是和，D正確；
故選B。
1.催化劑：存在少量就能顯著改變反應速率，反應結束時，其自身的質量、組成和化學性質基本不變的物質。
2.催化特點 ：
①高效性，可以大大地加快反應速率。②選擇性，反應不同，催化劑不同。③同等程度地加快正、逆反應的速率。④不能改變反應的可能性和平衡常數。
3.催化劑的催化機理：
催化劑的催化過程一般是催化劑跟其中的一種反應物首先發生反應，生成過渡物，然后再跟另外的反應物反應，生成產物，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，因而使反應更加容易發生和進行。這就是改變了其反應歷程。
即催化劑參與化學反應，生成能量更低的中間產物，降低了達到過渡態所需要的活化能，使反應易于發生，速率加快。這就是我們經常說的催化劑改變反應途徑，降低反應的活化能。
4.催化劑與活化能 、 焓變
催化劑能降低反應所需活化能，化學反應速率加快，但不影響焓變 H的大小，不影響平衡。
5.活化能
（1）正反應的活化能：反應物到最高點的能量差Ea正＝E1kJ·mol－1
（2）逆反應的活化能：生成物到最高點的能量差Ea逆＝E2kJ·mol－1
（3）活化能和反應熱的關系
①放熱反應：Ea正＜Ea逆
②吸熱反應：Ea正＞Ea逆
（4）活化能和反應速率的關系
①關系：活化能越大，反應速率越慢
②決速反應：活化能最大的反應或速率最慢的反應
③決速濃度：最慢反應中反應物的濃度決定總反應的反應速率
(3)催化反應一般過程(簡化的過程)：
①反應物擴散到催化劑表面；
②反應物被吸附在催化劑表面；
③被吸附的反應物發生化學反應生成產物；
④產物的解吸。
【變式3-1】（2024·廣東·卷）對反應(I為中間產物)，相同條件下：①加入催化劑，反應達到平衡所需時間大幅縮短；②提高反應溫度，增大，減小
。基于以上事實，可能的反應歷程示意圖(——為無催化劑，------為有催化劑)為（ ）
A． B． C． D．
答案：A
解析：提高反應溫度，增大，說明反應的平衡逆向移動，即該反應為放熱反應，減小，說明S生成中間產物I的反應平衡正向移動，屬于吸熱反應，由此可排除C、D選項，加入催化劑，反應達到平衡所需時間大幅縮短，即反應的決速步驟的活化能下降，使得反應速率大幅加快，活化能大的步驟為決速步驟，符合條件的反應歷程示意圖為A，故A正確，
故選A。
【變式3-2】（24-25高三上·貴州·階段練習）PtNiFe-LDHGO催化甲醛氧化的反應機理如圖。下列說法不正確的是（ ）
A．步驟Ⅰ中甲醛通過氫鍵吸附在催化劑表面的—OH上
B．上述反應機理涉及非極性鍵的斷裂與形成
C．該過程的總反應為
D．PtNiFe-LDHGO降低了該反應的活化能
答案：B
解析：A．根據圖分析步驟Ⅰ中甲醛的氧與催化劑表面—OH的氫通過氫鍵吸附在催化劑表面的—OH上，A正確；
B．上述反應機理涉及氧氧非極性鍵的斷裂，但沒有涉及非極性鍵的形成，B錯誤；
C．根據圖的反應機理所示：該反應由甲醛被氧化為，該總反應為HCHO+O2=CO2+H2O，C正確；
D．PtNiFe—LDHGO催化甲醛氧化，加快反應速率，降低了該反應的活化能，D正確；
故選：B。
【考向四】循環反應機理圖像分析
【典例4】（2025·貴州畢節·一模）是一種強還原性的高能物質，在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某(II)催化劑(用表示)能高效電催化氧化合成，其反應機理如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．M中Ru的化合價為+3
B．該過程沒有非極性鍵的形成
C．該過程的總反應式：
D．被氧化至后，配體失去質子能力減弱
答案：C
解析：A．(II)催化劑中Ru的化合價為+2，失去1個電子，生成，Ru的化合價變為+3，失去1個質子后變為，相應的電荷數減1，此時Ru的化合價還是+3價，中N原子有1個孤電子對，變為M，N原子的孤電子對拆為2個單電子并轉移為Ru一個電子，所以M中Ru顯+2價，故A錯誤；
B．該過程有非極性鍵N-N鍵的形成，故B錯誤；
C．從整個過程來看， 4個失去了2個電子后生成了1個和2個，(Ⅱ)是催化劑，因此，該過程的總反應式為，故C正確；
D．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的帶有更多的正電荷，其與N原子成鍵后，吸引電子的能力比(Ⅱ)強，這種作用使得配體中的鍵極性變強且更易斷裂，因此其失去質子（）的能力增強，故D錯誤；
選C。
1．循環流程中物質的判斷
（1）有進有出的物質參與反應，常作催化劑；
（2）只進不出的為反應物、原料；
（3）不進只出的物質為生成物、產品。
2．催化工藝的三種形式
（1）直接型
（2）微觀型
（3）循環型
①反應物：A和F
②生成物：B和E
③催化劑：C或D，中間產物D或C
3．循環轉化機理圖像的解讀
圖像 解讀
對于“環式”反應過程圖像，位于“環上”的物質一般是催化劑或中間體，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入環”的物質為反應物，如①和④，“出環”的物質為生成物，如②和③
【變式4-1】（24-25高三上·江西·期末）CO2在溫和條件下轉化為甲醇的一種反應歷程如下圖，In2O3為該反應的催化劑。下列說法正確的是
A．該歷程中存在著極性鍵與非極性鍵的斷裂與形成
B．碳原子的雜化方式未發生改變
C．In2O3降低了該反應的 H
D．若參與反應的二氧化碳分子為C18O2，則生成物甲醇的化學式為CH318OH
答案：D
解析：A．從圖中可以看出，該歷程中，發生碳氧鍵(極性鍵)、氫氫鍵(非極性鍵)的斷裂和碳氫鍵(極性鍵)的形成，則存在著極性鍵與非極性鍵的斷裂和極性鍵的形成，但不存在非極性鍵的形成，A不正確；
B．在CO2分子中，中心碳原子的價層電子對數為=2，發生sp雜化，在CH3OH分子中，C的價層電子對數為=4，發生sp3雜化，則碳原子的雜化方式發生了改變，B不正確；
C．In2O3為該反應的催化劑，只能降低該反應的活化能，從而加快反應速率，但不能降低該反應的 H，C不正確；
D．從圖中可以看出，生成CH3OH(g)時，CO2分子中有1個O原子進入甲醇分子內，若參與反應的二氧化碳分子為C18O2，則生成物甲醇的化學式為CH318OH，D正確；
故選D。
【變式4-2】（2024·四川綿陽·三模）我國科學家利用經表面修飾的作催化劑，顯著提升了光電催化水氧化反應速度。光照時，光催化電極產生電子和空穴，其反應歷程如圖所示。下列關于該歷程的說法錯誤的是（ ）
A．I轉化為II時，生成的物質為 B．III是II轉化為IV過程中生成的中間體
C．存在極性鍵的斷裂和非極性鍵的形成 D．反應歷程中元素的化合價未發生變化
答案：D
解析：A．對比I、II的結構，II比I少兩個氫，正好與水電離出的兩個氫氧根結合，生成X為水，A正確；
B．由II轉化為IV過程中有III生成并最終轉化為IV，說明III是II轉化為IV過程中生成的中間體，B正確；
C．I轉化為II有氫氧鍵的斷裂，是極性鍵的斷裂，II轉化為IV的過程中間體III有過氧鍵形成，是氧原子間形成的非極性鍵，C正確；
D．I和II相比，II比I少兩個氫，氧的數目和其它結構不變，說明II中的鐵元素化合價更高，D錯誤；
本題選D。
【考向五】速率方程與速率常數的有關計算
【典例5】（24-25高三上·江西南昌·期中）向某恒容密閉容器中充入等物質的量的PCl3(g)和Cl2(g)，發生如下反應：PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)，測得不同溫度下PCl3(g)的轉化率α與時間的關系如圖所示。其速率方程為v正=k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆=k逆·c(PCl5)(k正、k逆是速率常數，只與溫度有關)。
下列說法錯誤的是（ ）
A．該反應的ΔH<0
B．M點：>
C．升高溫度，k正增大的倍數小于k逆增大的倍數
D．T1時，若平衡體系中c(Cl2)=0.25 mol·L-1，則=1/16
答案：D
解析：A．在其它條件相同時，溫度越高，反應速率越快，達到平衡所需時間就越短。由圖可知，溫度：T2＞T1，根據圖：升高溫度，PCl3的平衡轉化率降低，說明化學平衡逆向移動，逆反應為吸熱反應，則該反應的正反應是放熱反應，ΔH＜0，A正確；
B．根據圖可知：在M點反應還未達到平衡狀態，反應正向進行，v正＞v逆，即k正·c(PCl3)·c(Cl2)>k逆·c(PCl5)，得>，B正確；
C．據A分析：該反應的正反應是放熱反應，在其它條件不變時，升高溫度，化學平衡逆向移動，說明k正增大的倍數小于k逆增大的倍數，C正確；
D．T1時，平衡時v正=k正·c(PCl3)·c(Cl2)=v逆=k逆·c(PCl5)，則，若平衡體系中c(Cl2)=0.25 mol·L-1，假設投料PCl3(g)和Cl2(g)均為amol/L，此時PCl3(g)轉化率為80%，則反應0.8amol/L PCl3(g)、生成0.8amol/LPCl5(g)，則，D錯誤；
故選D。
1、速率常數
(1)含義：速率常數(k)是指在給定溫度下，反應物濃度皆為1 mol·L－1時的反應速率。在相同的濃度條件下，可用速率常數大小來比較化學反應的反應速率
(2)速率常數的影響因素：與濃度無關，但受溫度、催化劑、固體表面性質等因素的影響，但溫度對化學反應速率的影響是顯著的，速率常數是溫度的函數，同一反應，溫度不同，速率常數將有不同的值。通常反應速率常數越大，反應進行得越快。不同反應有不同的速率常數
2、速率方程：
(1)定義：一定溫度下，化學反應速率與反應物濃度以其計量數為指數的冪的乘積成正比
(2)表達式：對于反應：aA＋bB==pC＋qD，則v＝kca(A)·cb(B) (其中k為速率常數)
如：①SO2Cl2SO2＋Cl2　v＝k1c(SO2Cl2)
②2NO22NO＋O2　v＝k2c2(NO2)
③2H2＋2NON2＋2H2O　v＝k3c2(H2)·c2(NO)
例如：基元反應 CO+NO2=CO2+NO
V正 =k正c(CO) c(NO2)
V逆 =K逆c(CO2) c(NO)
其中 K正稱為正向反應速率常數，K逆稱為逆向反應速率常數， c(CO) 、c(NO2) 、 c(CO2)、 c(NO) 為濃度
V正， V逆為化學反應的瞬時速率。
適用范圍： ①基元反應；② 對于非基元反應，其速率方程的濃度的次方與反應方程的計量數無確定關系，需要由實驗測得。
【變式5-1】（23-24高三上·山東濰坊·階段練習）用處理煙氣中NO時發生反應。向容積為2L的密閉容器中充入0.4molNO，，測得不同溫度下NO的體積分數隨時間的變化如圖所示。已知，，、為速率常數，受溫度影響。下列說法正確的是（ ）
A．高溫有利于提高容器中NO的平衡轉化率
B．時，內的平均速率
C．M點，
D．時，若向2L密閉容器中充入0.6molNO，，達平衡時小于原平衡時
答案：C
解析：A．溫度下先達到化學平衡，故溫度高，由于溫度下的NO的體積分數大，說明升高溫度，平衡逆向移動，故該反應的正反應為放熱反應，高溫不利于提高NO的平衡轉化率，A錯誤；
B．由反應方程式可知，反應前后體系中氣體的總物質的量不變，則時，NO減小的物質的量為，所以， B錯誤；
C．M點對應的時刻為，可列出從0到的三段式：
M點NO的體積分數為0.1，=0.1，解得x=0.3，由于未達平衡，則，則，C正確；
D．原平衡是向2L的密閉容器中充入0.4molNO，達到的平衡狀態，由于NO和按1:1的比例反應，若向2L密閉容器中充入0.6molNO，，達平衡時的產率相同，也等于原平衡時的，D錯誤；
故選C。
【變式5-2】（24-25高三上·遼寧·期末）在恒溫恒容的密閉容器中充入一定量，發生如下反應：
反應②和③的速率方程分別為和，其中分別為反應②和③的速率常數，反應③的活化能遠大于反應②，測得隨時間的變化如下表：
0 1 2 3 4 5
0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列說法錯誤的是（ ）
A．內，的平均反應速率為
B．若，平衡時
C．其他條件不變，若升高溫度，平衡時減小
D．其他條件不變，若增大的用量，平衡時的轉化率減小
答案：D
解析：A．由表格數據可知，2min時W的濃度為0.080mol/L，則0 2min內，用W表示的平均反應速率為=0.040 mol/(L·min)，不同物質表示的化學反應速率之比等于化學計量數之比，故用表示的平均反應速率為，A正確；
B．由反應達到平衡時，正逆反應速率相等可得：=，若，則平衡時X和Z的濃度關系為，B正確；
C．反應③的活化能大于反應②， H=正反應活化能-逆反應活化能<0，說明X轉化為Z的反應為放熱反應，升高溫度，反應②平衡向逆反應方向移動，平衡時Z的濃度減小，C正確；
D．過程①是完全反應，過程②是可逆反應，其他條件不變，若增大的用量，生成的X量增多，相當于增大了體系的壓強，但反應②為氣體分子數不變的反應，改變壓強對平衡無影響，故平衡時的轉化率不變，D錯誤；
答案選D。
【考向六】外界條件對速率與速率常數的影響
【典例6】（2023上·河北衡水·高三衡水市第二中學校考）（2024·黑龍江大慶·三模）在兩個相同恒溫()恒容密閉容器中僅發生反應： 。實驗測得：；；、為速率常數，受溫度影響。下列說法錯誤的是（ ）
容器編號 物質的起始濃度() 物質的平衡濃度()
Ⅰ 4 0 0 1
Ⅱ 1 2 0.5
A．平衡時容器1中再充入一定量的，體積分數增大
B．若將容器1改為恒容絕熱條件，平衡時
C．反應剛開始時容器Ⅱ中的
D．當溫度改變為時，若，則
答案：A
解析：A．平衡時容器1中再充入一定量的，相當于增大壓強，平衡逆向移動，體積分數減小，A錯誤；
B．該反應為吸熱反應，若將容器1改為恒容絕熱條件，反應過程中容器的溫度降低，平衡逆向移動，平衡時，B正確；
C．容器Ⅰ平衡時，=1mol/L，=4mol/L，=2mol/L，平衡常數K==64，容器Ⅱ開始時Qc==8D．時K=64；根據、，可知K=，當溫度改變為時，若，即K=1，正反應吸熱，則，故D正確；
故選A。
1．濃度對反應速率的影響
（1）經驗規律：濃度越大，反應速率越快
（2）特殊規律：根據反應速率方程表達式分析。如速率方程為v＝kc2（A）c0（B）c－1（C）
①增大c（A），反應速率加快
②增大c（B），反應速率不變
③增大c（C），反應速率減慢
2．若給定幾組數據，則必須根據數據分析速率和濃度間的關系，確定濃度對速率的影響。
3．影響化學速率常數k的因素
（1）內因：反應的活化能越小，反應進行得越快，速率常數k越大
（2）外因：與濃度和壓強無關
①溫度：溫度越高，反應速率越快，速率常數k越大
②催化劑：加入催化劑，反應速率加快，速率常數k變大
③固體表面性質：增大固體表面積，反應速率加快，速率常數k變大
4．影響化學平衡常數K的因素
（1）內因：化學反應本身的性質
（2）外因：只與溫度有關
①升高溫度，吸熱反應的平衡常數變大，放熱反應的平衡常數變小
②降低溫度，吸熱反應的平衡常數變小，放熱反應的平衡常數變大
【變式6-1】（2024高三·全國·專題練習）向某恒容密閉容器中充入等物質的量的PCl3(g)和Cl2(g)，發生如下反應：PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)，測得不同溫度下PCl3(g)的轉化率α與時間的關系如圖所示。其速率方程為v正=k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆=k逆·c(PCl5)(k正、k逆是速率常數，只與溫度有關)。下列說法錯誤的是（ ）
A．該反應的ΔH＜0
B．M點：＞
C．升高溫度，k正增大的倍數大于k逆增大的倍數
D．T1時，若平衡體系中c(Cl2)=0.25 mol·L-1，則=16
答案：C
解析：A．在其它條件相同時，溫度越高，反應速率越快，達到平衡所需時間就越短。由圖示可知，溫度：T2＞T1，根據圖象可知：升高溫度，PCl3的平衡轉化率降低，說明化學平衡逆向移動，逆反應為吸熱反應，則該反應的正反應是放熱反應，ΔH＜0，A正確；
B．根據圖象可知：在M點反應還未達到平衡狀態，反應正向進行，v正＞v逆，即k正·c(PCl3)·c(Cl2)＞k逆·c(PCl5)，將該式子進行變形，可得＞，B正確；
C．根據選項A分析可知：該反應的正反應是放熱反應，在其它條件不變時，升高溫度，化學平衡逆向移動，說明速率常數k逆增大倍數大于k正增大倍數，C錯誤；
D．根據圖象可知：在溫度為T1時，PCl3平衡轉化率為80%，若平衡時c(Cl2)=0.25 mol·L-1，設氯氣與PCl3起始物質的量為y mol，體積為1 L，利用“三段式”可求：
　　　　　　PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)
起始濃度/(mol·L－1) y y 0
變化濃度/(mol·L－1) 0.8 y 0.8y 0.8y
平衡濃度/(mol·L－1) 0.2 y 0.25 0.8 y
則0.2y=0.25，===16，D正確。
故合理選項是C。
【變式6-2】（2024·湖南長沙·三模）已知：的正反應速率可表示為(為正反應速率常數)，該反應平衡常數的對數與溫度的倒數的關系如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．增大NO濃度可提高活化分子百分比
B．使用催化劑不會影響正反應速率常數
C．建立平衡后，壓縮體積平衡正向移動但平衡常數K不變
D．升高溫度可提高NO的平衡轉化率
答案：C
解析：A．增大反應物濃度可提高單位體積內活化分子數，但不能改變活化分子百分比，A錯誤；
B．使用催化劑會加快反應速率，從速率方程上看是通過對速率常數k的影響來實現的，B錯誤；
C．因為反應正方向為氣體分子數減小的反應，建立平衡后，壓縮體積平衡正向移動但平衡常數K不變，因為K僅與溫度有關，C正確；
D．根據圖像分析lg K隨溫度升高而減小，說明正反應放熱，所以升高溫度NO的平衡轉化率減小，D錯誤；
故選C。
【考向七】速率常數與平衡常數的轉化
【典例7】（24-25高三上·河北滄州·階段練習）在某恒溫條件下，在三個容積均為的剛性密閉容器中，均發生反應。已知：，，為速率常數，受溫度影響。三個容器中的起始濃度如下，下列說法錯誤的是（ ）
容器編號 物質的起始濃度 物質的平衡濃度
I 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.3 0.5 0.2
Ⅲ 0 0.5 0.35
A．設K為該反應的化學平衡常數，則有
B．若升高溫度，設，則a值將大于0.8
C．容器Ⅱ中起始時化學反應正向進行，達平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強之比小于
D．在容器Ⅲ中，當消耗等于消耗時反應必定達到化學平衡狀態
答案：C
解析：根據反應方程式和容器Ⅰ中O2的平衡濃度可知，容器Ⅰ中平衡時，c(NO)=0.4mol/L，c(NO2)=0.2 mol/L，則該溫度下，該反應的平衡常數；
A．平衡時，正、逆反應速率相等，則有=，所以，A正確；
B．結合分析，，反應為吸熱反應，升溫平衡正向移動，K值增大，則a值將大于0.8，B正確；
C．容器Ⅱ中的濃度商為0.56小于0.8，所以化學反應正向進行，反應為氣體分子增大的反應，正向進行氣體物質的量增加，容器Ⅱ壓強增大，而容器Ⅲ中反應逆向進行，氣體物質的量減小，壓強減小，所以達到平衡時，壓強之比大于1.0:0.85=，C錯誤；
D．反應速率比等于化學計量數比，在容器Ⅲ中，當消耗等于消耗時，正逆反應速率相等，則反應必定達到化學平衡狀態，D正確；
故選C。
1、正、逆反應的速率常數與平衡常數的關系
(1)K與k正、k逆的關系
對于反應：aA(g)＋bB(g)pC(g)＋qD(g)，
則：v正＝k正·ca(A)·cb(B) (k正為正反應速率常數)
v逆＝k逆·cp(C)·cq(D) (k逆為逆反應速率常數)
反應達到平衡時v正＝v逆，此時：k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cp(C)·cq(D)，即：
(2)Kp與k正、k逆的關系
以2NO2N2O4為例，v正＝k正·p2(NO2)，v逆＝k逆·p(N2O4)
反應達到平衡時v正＝v逆，此時：k正·p2(NO2)＝k逆·p(N2O4)＝＝Kp，即：Kp＝
2．可逆反應：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g）
3．三種平衡常數表達式
（1）濃度平衡常數：Kc＝
（2）壓強平衡常數：Kp＝
（3）物質的量分數平衡常數：Kx＝
【變式7-1】（23-24高三上·遼寧沈陽·階段練習）在起始溫度均為T℃．容積均為的密閉容器A（恒溫）、B（絕熱）中均加入和，發生反應 。已知：、分別是正、逆反應速率常數，，，A、B容器中的轉化率隨時間的變化關系如圖所示。下列說法中錯誤的是（ ）
A．曲線M、N的平衡常數大小為：
B．與濃度比為且保持不變，不能說明反應達到平衡狀態
C．T℃時，
D．用CO的濃度變化表示曲線N在內的平均速率為
答案：C
解析：A為恒溫容器，反應放熱，B為絕熱容器，體系溫度升高，反應速率快，且升溫，平衡逆向移動，N2O的轉化率減小，故M曲線表示B容器中N2O的轉化率隨時間的變化關系，N曲線表示A容器中N2O的轉化率隨時間的變化關系。
A．反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，K值減小，N溫度低于M，故，故A正確；
B．N2與CO2濃度比為1：1時，無法判斷正逆反應速率是否相等，故無法判斷反應達到平衡狀態，故B正確；
C．PN曲線表示A容器中N2O的轉化率隨時間的變化關系，T℃時，反應達到平衡狀態時N2O的轉化率為25%，N2O的反應量為1mol×25%=0.25mol，平衡時N2O的物質的量為0.75mol，CO的物質的量為4mol-0.25mol=3.75mol，氮氣和的CO2物質的量均為0.25mol，此時平衡常數K=，達到平衡狀態時v正=v逆，故k正 c(N2O) c(CO)=k逆 c(N2) c(CO2)，故，k逆=45k正，故C錯誤；
D．用CO的濃度變化表示曲線N在0～100s內的平均速率v(CO)=v(N2O)= =1×10-4mol/(L s)，故D正確；
故選C。
【變式7-2】（2024·山東淄博·二模）已知，該反應的，，、分別為正、逆反應速率常數。在一定壓強下，按向密閉容器中投料，平衡時的體積分數、與溫度T、w的關系如圖所示。下列說法中正確的是（ ）
A．，曲線n表示隨溫度的變化
B．在、，時，
C．一定溫度下，該反應的隨催化劑的不同而發生改變
D．相同溫度下，平衡體系中大于的
答案：A
解析：A．由圖可知，當w一定時，溫度升高，丙烯的體積分數增大，說明該反應正向為放熱反應，則升溫時，反應逆向進行，增大的程度大于，表示的值應該更小，所以曲線n表示隨溫度變化的曲線，A 正確；
B．反應為氣體分子數不變的反應，在、，假設、投料均為1mol，平衡時，則平衡時為2mol×25%=0.5mol，則反應1mol-0.5mol=0.5mol，平衡時、、、均為0.5mol，反應平衡常數；當，則此時為2mol×20%=0.4mol，則反應1mol-0.4mol=0.6mol，此時時、、、分別為0.4mol、0.4mol、0.6mol、0.6mol，，B錯誤；
C．結合B分析，一定溫度下，該反應的=K，平衡常數不隨催化劑的不同而發生改變，C錯誤；
D．相同溫度下，增大氯氣的量，w值增大，平衡正向移動，丙烯的體積分數減小，但由于氯氣增多，平衡體系中的體積分數小于的，D錯誤；
故選A。
1．（2024·廣西·卷）573K、高壓條件下，一定量的苯甲腈在密閉容器中發生連續水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如圖為水解過程中上述三者(分別用表示)的物質的量分數隨時間的變化曲線，其中。下列說法錯誤的是（ ）
A．水解產物除了還有
B．點時
C．在15min前基本不變，15min后明顯增大，可能是水解產物對生成的反應有催化作用
D．任意25min時間段內存在
答案：D
解析：A．苯甲腈在溶液中發生連續水解：，,有NH3生成，A正確；
B．a點之前x(Y)逐漸增大，；a點之后，x(Y)逐漸減小，a點是Y物質的最大值，則生成和消耗的速率相等。即，B正確；
C．在15min前基本不變，15min后明顯增大，在沒有另加物質、沒有改變反應條件的情況下，可能是水解產物對生成的反應有催化作用，C正確；
D．根據圖像所示，反應的前期應該有，a點之后，由于明顯減小，顯著增大，三者的速率關系不再滿足，D錯誤；
故選D。
2．（2024·海南·卷）已知298K，101kPa時，。該反應在密閉的剛性容器中分別于T1、T2溫度下進行，CO2的初始濃度為，關系如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A． T1＞T2
B．T1下反應達到平衡時
C．使用催化劑1的反應活化能比催化劑2的大
D．使用催化劑2和催化劑3的反應歷程相同
答案：D
解析：A．平衡時CO2的濃度T1溫度下比T2溫度下的大，即T1到T2平衡正向移動，而結合題干方程式可知，該反應正反應是一個放熱反應，即降低溫度平衡才是正向移動，即T1＞T2，A正確；
B．T1溫度下達到平衡時CO2的濃度為0.25mol/L，即CO2的濃度改變量為：0.40mol/L-0.25mol/L=0.15mol，結合變化量之比等于化學計量系數之比可知，T1下反應達到平衡時，B正確；
C．在溫度均為T1時，使用催化劑1達到平衡所需要的時間比催化劑2更長即催化劑1時的反應速率比催化劑2的更慢，說明使用催化劑1的反應活化能比催化劑2的大，C正確；
D．催化劑2和催化劑3分別在不同溫度下達到平衡所需要的時間是相同的，但溫度不同，反應速率也不同，說明催化劑2和催化劑3的反應歷程不相同，才能保證在不同溫度下達到相同的平衡時間，D錯誤；
故選D。
3．（2024·貴州·卷）AgCN與可發生取代反應，反應過程中的C原子和N原子均可進攻，分別生成腈和異腈兩種產物。通過量子化學計算得到的反應歷程及能量變化如圖(TS為過渡態，Ⅰ、Ⅱ為后續物)。
由圖示信息，下列說法錯誤的是（ ）
A．從生成和的反應都是放熱反應
B．過渡態TS1是由的C原子進攻的而形成的
C．Ⅰ中“”之間的作用力比Ⅱ中“”之間的作用力弱
D．生成放熱更多，低溫時是主要產物
答案：D
解析：A．由反應歷程及能量變化圖可知，兩種路徑生成的產物的總能量均低于反應物，故從生成和的反應都是放熱反應，A項正確；
B．與Br原子相連的C原子為，由反應歷程及能量變化圖可知，過渡態TS1是由CN-的C原子進攻的，形成碳碳鍵，B項正確；
C．由反應歷程及能量變化圖可知，后續物Ⅰ、Ⅱ轉化為產物，分別斷開的是和，且后者吸收更多的能量，故Ⅰ中“”之間的作用力比Ⅱ中“”之間的作用力弱，C項正確；
D．由于生成所需要的活化能高，反應速率慢，故低溫時更容易生成，為主要產物，D項錯誤；
故選D。
4．（2024·北京·卷）苯在濃和濃作用下，反應過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是（ ）
A．從中間體到產物，無論從產物穩定性還是反應速率的角度均有利于產物Ⅱ
B．X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物
C．由苯得到M時，苯中的大鍵沒有變化
D．對于生成Y的反應，濃作催化劑
答案：C
解析：A．生成產物Ⅱ的反應的活化能更低，反應速率更快，且產物Ⅱ的能量更低即產物Ⅱ更穩定，以上2個角度均有利于產物Ⅱ，故A正確；
B．根據前后結構對照，X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物，故B正確；
C．M的六元環中與相連的C為雜化，苯中大鍵發生改變，故C錯誤；
D．苯的硝化反應中濃作催化劑，故D正確；
故選C。
5．（2024·甘肅·卷）下列措施能降低化學反應速率的是（ ）
A．催化氧化氨制備硝酸時加入鉑 B．中和滴定時，邊滴邊搖錐形瓶
C．鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋 D．石墨合成金剛石時增大壓強
答案：C
解析：A．催化劑可以改變化學反應速率，一般來說，催化劑可以用來加快化學反應速率，故催化氧化氨制備硝酸時加入鉑可以加快化學反應速率，A項不符合題意；
B．中和滴定時，邊滴邊搖錐形瓶，可以讓反應物快速接觸，可以加快化學反應速率，B項不符合題意；
C．鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋會降低鹽酸的濃度，會降低化學反應速率，C項符合題意；
D．石墨合成金剛石，該反應中沒有氣體參與，增大壓強不會改變化學反應速率，D項不符合題意；
故選C。
6．（2024·江蘇·卷）催化劑能改變化學反應速率而不改變反應的焓變，常見催化劑有金屬及其氧化物、酸和堿等。催化反應廣泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金剛石、和制(二甲醚)、催化氧化等。催化劑有選擇性，如與反應用Ag催化生成(環氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影響環境，如汽車尾氣處理、廢水中電催化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我國在石油催化領域領先世界，高效、經濟、綠色是未來催化劑研究的發展方向。完成下列小題。
（1）下列說法正確的是
A．豆科植物固氮過程中，固氮酶能提高該反應的活化能
B．與反應中，Ag催化能提高生成的選擇性
C．制反應中，能加快化學反應速率
D．與反應中，能減小該反應的焓變
答案：(1)C
解析：（1）A． 固氮酶是豆科植物固氮過程的催化劑，能降低該反應的活化能，A錯誤；
B．根據題意，催化劑有選擇性，如C2H4與O2反應用Ag催化生成(環氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO，則判斷Ag催化不能提高生成CH3CHO的選擇性，B錯誤；
C． MnO2是H2O2制O2反應的催化劑，能加快化學反應速率，C正確；
D． V2O5是SO2與O2反應的催化劑，能加快反應速率，但不能改變該反應的焓變，D錯誤；
故選C。
7．（2024·安徽·卷）室溫下，為探究納米鐵去除水樣中的影響因素，測得不同條件下濃度隨時間變化關系如下圖。
實驗序號 水樣體積/ 納米鐵質量/ 水樣初始
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列說法正確的是（ ）
A．實驗①中，0~2小時內平均反應速率
B．實驗③中，反應的離子方程式為：
C．其他條件相同時，適當增加納米鐵質量可加快反應速率
D．其他條件相同時，水樣初始越小，的去除效果越好
答案：C
解析：A. 實驗①中，0~2小時內平均反應速率，A不正確；
B. 實驗③中水樣初始=8，溶液顯弱堿性，發生反應的離子方程式中不能用配電荷守恒，B不正確；
C. 綜合分析實驗①和②可知，在相同時間內，實驗①中濃度的變化量大，因此，其他條件相同時，適當增加納米鐵質量可加快反應速率，C正確；
D. 綜合分析實驗③和②可知，在相同時間內，實驗②中濃度的變化量大，因此，其他條件相同時，適當減小初始，的去除效果越好，但是當初始太小時，濃度太大，納米鐵與反應速率加快，會導致與反應的納米鐵減少，因此，當初始越小時的去除效果不一定越好，D不正確；
綜上所述，本題選C。
8．（2024·安徽·卷）某溫度下，在密閉容器中充入一定量的，發生下列反應：，，測得各氣體濃度與反應時間的關系如圖所示。下列反應進程示意圖符合題意的是（ ）
A． B． C．D．
答案：B
解析：由圖可知，反應初期隨著時間的推移X的濃度逐漸減小、Y和Z的濃度逐漸增大，后來隨著時間的推移X和Y的濃度逐漸減小、Z的濃度繼續逐漸增大，說明X(g)Y(g)的反應速率大于Y(g)Z(g)的反應速率，則反應X(g)Y(g)的活化能小于反應Y(g)Z(g)的活化能。
A．X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0，而圖像顯示Y的能量高于X，即圖像顯示X(g)Y(g)為吸熱反應，A項不符合題意；
B．圖像顯示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0，且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能，B項符合題意；
C．圖像顯示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0，但圖像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，C項不符合題意；
D．圖像顯示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都大于0，且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，D項不符合題意；
選B。
8．（2024·吉林·卷）異山梨醇是一種由生物質制備的高附加值化學品，時其制備過程及相關物質濃度隨時間變化如圖所示，后異山梨醇濃度不再變化。下列說法錯誤的是（ ）
A．時，反應②正、逆反應速率相等
B．該溫度下的平衡常數：①>②
C．平均速率(異山梨醇)
D．反應②加入催化劑不改變其平衡轉化率
答案：A
解析：A．由圖可知，3小時后異山梨醇濃度繼續增大，后異山梨醇濃度才不再變化，所以時，反應②未達到平衡狀態，即正、逆反應速率不相等，故A錯誤；
B．圖像顯示該溫度下，后所有物質濃度都不再變化，且此時山梨醇轉化完全，即反應充分，而1,4-失水山梨醇仍有剩余，即反應②正向進行程度小于反應①、反應限度小于反應①，所以該溫度下的平衡常數：①>②，故B正確；
C．由圖可知，在內異山梨醇的濃度變化量為0.042mol/kg，所以平均速率(異山梨醇)=，故C正確；
D．催化劑只能改變化學反應速率，不能改變物質平衡轉化率，所以反應②加入催化劑不改變其平衡轉化率，故D正確；
故答案為：A。
9．（2023·遼寧·卷）一定條件下，酸性溶液與發生反應，(Ⅱ)起催化作用，過程中不同價態含粒子的濃度隨時間變化如下圖所示。下列說法正確的是

A．(Ⅲ)不能氧化
B．隨著反應物濃度的減小，反應速率逐漸減小
C．該條件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
D．總反應為：
答案：C
解析：開始一段時間（大約13min前）隨著時間的推移Mn(Ⅶ)濃度減小直至為0，Mn(Ⅲ)濃度增大直至達到最大值，結合圖像，此時間段主要生成Mn(Ⅲ)，同時先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗；后來（大約13min后）隨著時間的推移Mn(Ⅲ)濃度減少，Mn(Ⅱ)的濃度增大；據此作答。
A．由圖像可知，隨著時間的推移Mn(Ⅲ)的濃度先增大后減小，說明開始反應生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A項錯誤；
B．隨著反應物濃度的減小，到大約13min時開始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)對反應起催化作用，13min后反應速率會增大，B項錯誤；
C．由圖像可知，Mn(Ⅶ)的濃度為0后才開始生成Mn(Ⅱ)，該條件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存，C項正確；
D．H2C2O4為弱酸，在離子方程式中應以化學式保留，總反應為2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，D項錯誤；
答案選C。
10．（2023·江蘇卷）二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為


在密閉容器中，、時，平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的實際轉化率隨溫度的變化如題圖所示。的選擇性可表示為。下列說法正確的是（ ）
A．反應的焓變
B．的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加
C．用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480~530℃
D．450℃時，提高的值或增大壓強，均能使平衡轉化率達到X點的值
答案：D
解析：A．由蓋斯定律可知反應的焓變，A錯誤；
B．為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，的含量降低，故的平衡選擇性隨著溫度的升高而降低，B錯誤；
C．由圖可知溫度范圍約為350~400℃時二氧化碳實際轉化率最高，為最佳溫度范圍，C錯誤；
D．450℃時，提高的值可提高二氧化碳的平衡轉化率，增大壓強反應I平衡正向移動，可提高二氧化碳的平衡轉化率，均能使平衡轉化率達到X點的值，D正確。
故選D。
11．（2023·廣東卷）催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應。反應歷程(下圖)中，M為中間產物。其它條件相同時，下列說法不正確的是（ ）
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行 B．反應達平衡時，升高溫度，R的濃度增大
C．使用Ⅱ時，反應體系更快達到平衡 D．使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大
答案：C
解析：A．由圖可知兩種催化劑均出現四個波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行，A正確；
B．由圖可知該反應是放熱反應，所以達平衡時，升高溫度平衡向左移動，R的濃度增大，B正確；
C．由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ時反應速率更快，反應體系更快達到平衡，C錯誤；
D．由圖可知在前兩個歷程中使用Ⅰ活化能較低反應速率較快，后兩個歷程中使用Ⅰ活化能較高反應速率較慢，所以使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大，D正確；
故選C。
12．（2023·浙江卷）一定條件下，苯基丙炔()可與發生催化加成，反應如下：

反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應I、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是（ ）
A．反應焓變：反應I>反應Ⅱ
B．反應活化能：反應I<反應Ⅱ
C．增加濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物I的比例
D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ
答案：C
解析：A．反應I、Ⅲ為放熱反應，相同物質的量的反應物，反應I放出的熱量小于反應Ⅱ放出的熱量，反應放出的熱量越多，其焓變越小，因此反應焓變：反應I>反應Ⅱ，故A正確；
B．短時間里反應I得到的產物比反應Ⅱ得到的產物多，說明反應I的速率比反應Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，則反應活化能：反應I<反應Ⅱ，故B正確；
C．產物I和產物II存在可逆反應，則產物II和產物I的比值即該可逆反應的平衡常數K，由于平衡常數只與溫度有關，所以增加HCl濃度平衡時產物II和產物I的比例不變，故C錯誤；
D．根據圖中信息，選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ，故D正確。
綜上所述，答案為C。
13．（2023·湖南卷）是一種強還原性的高能物質，在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某(Ⅱ)催化劑(用表示)能高效電催化氧化合成，其反應機理如圖所示。
下列說法錯誤的是（ ）
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配體失去質子能力增強
B．M中的化合價為
C．該過程有非極性鍵的形成
D．該過程的總反應式：
答案：B
解析：A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的帶有更多的正電荷，其與N原子成鍵后，吸引電子的能力比(Ⅱ)強，這種作用使得配體中的鍵極性變強且更易斷裂，因此其失去質子（）的能力增強，A說法正確；
B．(Ⅱ)中的化合價為+2，當其變為(Ⅲ)后，的化合價變為+3，(Ⅲ)失去2個質子后，N原子產生了1個孤電子對，的化合價不變；M為，當變為M時，N原子的孤電子對拆為2個電子并轉移給1個電子，其中的化合價變為，因此，B說法不正確；
C．該過程M變為時，有鍵形成，是非極性鍵，C說法正確；
D．從整個過程來看， 4個失去了2個電子后生成了1個和2個，(Ⅱ)是催化劑，因此，該過程的總反應式為，D說法正確；
綜上所述，本題選B。
14．（2023·湖南卷）向一恒容密閉容器中加入和一定量的，發生反應：。的平衡轉化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A．
B．反應速率：
C．點a、b、c對應的平衡常數：
D．反應溫度為，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態
答案：B
解析：A．一定條件下，增大水的濃度，能提高CH4的轉化率，即x值越小，CH4的轉化率越大，則，故A正確；
B．b點和c點溫度相同，CH4的起始物質的量都為1mol，b點x值小于c點，則b點加水多，反應物濃度大，則反應速率：，故B錯誤；
C．由圖像可知，x一定時，溫度升高CH4的平衡轉化率增大，說明正反應為吸熱反應，溫度升高平衡正向移動，K增大；溫度相同，K不變，則點a、b、c對應的平衡常數：，故C正確；
D．該反應為氣體分子數增大的反應，反應進行時壓強發生改變，所以溫度一定時，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態，故D正確；
答案選B。
15．（2023·全國卷）“肼合成酶”以其中的配合物為催化中心，可將與轉化為肼()，其反應歷程如下所示。
下列說法錯誤的是（ ）
A．、和均為極性分子
B．反應涉及、鍵斷裂和鍵生成
C．催化中心的被氧化為，后又被還原為
D．將替換為，反應可得
答案：D
解析：A．NH2OH，NH3，H2O的電荷分布都不均勻，不對稱，為極性分子，A正確；
B．由反應歷程可知，有N－H，N－O鍵斷裂，還有N－H鍵的生成，B正確；
C．由反應歷程可知，反應過程中，Fe2+先失去電子發生氧化反應生成Fe3+，后面又得到電子生成Fe2+，C正確；
D．由反應歷程可知，反應過程中，生成的NH2NH2有兩個氫來源于NH3，所以將NH2OH替換為ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D錯誤；
故選D。
16．（2022·北京卷）CO2捕獲和轉化可減少CO2排放并實現資源利用，原理如圖1所示。反應①完成之后，以N2為載氣，以恒定組成的N2、CH4混合氣，以恒定流速通入反應器，單位時間流出氣體各組分的物質的量隨反應時間變化如圖2所示。反應過程中始終未檢測到CO2，在催化劑上有積碳。
下列說法不正確的是（ ）
A．反應①為CaO+CO2=CaCO3；反應②為CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不變，可能有副反應CH4C+2H2
C．t2時刻，副反應生成H2的速率大于反應②生成H2速率
D．t3之后，生成CO的速率為0，是因為反應②不再發生
答案：C
解析：A．由題干圖1所示信息可知，反應①為CaO+CO2=CaCO3，結合氧化還原反應配平可得反應②為，A正確；
B．由題干圖2信息可知，t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不變，且反應過程中始終未檢測到CO2，在催化劑上有積碳，故可能有副反應，反應②和副反應中CH4和H2的系數比均為1:2，B正確；
C．由題干反應②方程式可知，H2和CO的反應速率相等，而t2時刻信息可知，H2的反應速率未變，仍然為2mmol/min，而CO變為1~2mmol/min之間，故能夠說明副反應生成H2的速率小于反應②生成H2速率，C錯誤；
D．由題干圖2信息可知，t3之后，CO的速率為0，CH4的速率逐漸增大，最終恢復到1，說明生成CO的速率為0，是因為反應②不再發生，而后副反應逐漸停止反應，D正確；
答案選C。
17．（2023·浙江卷）標準狀態下，氣態反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已知和的相對能量為0]，下列說法不正確的是（ ）
A．
B．可計算鍵能為
C．相同條件下，的平衡轉化率：歷程Ⅱ>歷程Ⅰ
D．歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應的熱化學方程式為：
答案：C
解析：對比兩個歷程可知，歷程Ⅱ中增加了催化劑，降低了反應的活化能，加快了反應速率。
A．催化劑能降低活化能，但是不能改變反應的焓變，因此，A正確；
B．已知的相對能量為0，對比兩個歷程可知，的相對能量為，則鍵能為，B正確；
C．催化劑不能改變反應的平衡轉化率，因此相同條件下，的平衡轉化率：歷程Ⅱ=歷程Ⅰ，C錯誤；
D．活化能越低，反應速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應的活化能最低，所以速率最快的一步反應的熱化學方程式為：，D正確；
故答案為：C。
18．（2022·浙江卷）恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發生氨的分解反應：，測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化，如下表所示，下列說法不正確的是（ ）
A．實驗①，，
B．實驗②，時處于平衡狀態，
C．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應速率增大
D．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應速率增大
答案：C
解析：A．實驗①中，0~20min，氨氣濃度變化量為2.4010-3mol/L-2.0010-3mol/L=4.0010-4mol/L，v(NH3)==2.0010-5mol/(L·min)，反應速率之比等于化學計量數之比，v(N2)=v(NH3)=1.0010-5mol/(L·min)，A正確；
B．催化劑表面積大小只影響反應速率，不影響平衡，實驗③中氨氣初始濃度與實驗①中一樣，實驗③達到平衡時氨氣濃度為4.0010-4mol/L，則實驗①達平衡時氨氣濃度也為4.0010-4mol/L，而恒溫恒容條件下，實驗②相對于實驗①為減小壓強，平衡正向移動，氨氣濃度減小，因此實驗②60min時處于平衡狀態，根據等效平衡可以判斷x<0.2，即x≠0.4，B正確；
C．實驗①、實驗②中0~20min、20min~40min氨氣濃度變化量都是4.0010-4mol/L，實驗②中60min時反應達到平衡狀態，實驗①和實驗②催化劑表面積相同，實驗①中氨氣初始濃度是實驗②中氨氣初始濃度的兩倍，實驗①60min時反應未達到平衡狀態，相同條件下，增加氨氣濃度，反應速率并沒有增大，C錯誤；
D．對比實驗①和實驗③，氨氣濃度相同，實驗③中催化劑表面積是實驗①中催化劑表面積的2倍，實驗③先達到平衡狀態，實驗③的反應速率大，說明相同條件下，增加催化劑的表面積，反應速率增大，D正確；
答案選C。
19．（2022·廣東卷）在相同條件下研究催化劑I、Ⅱ對反應的影響，各物質濃度c隨反應時間t的部分變化曲線如圖，則（ ）
A．無催化劑時，反應不能進行
B．與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應活化能更低
C．a曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化
D．使用催化劑Ⅰ時，內，
答案：D
解析：A．由圖可知，無催化劑時，隨反應進行，生成物濃度也在增加，說明反應也在進行，故A錯誤；
B．由圖可知，催化劑I比催化劑Ⅱ催化效果好，說明催化劑I使反應活化能更低，反應更快，故B錯誤；
C．由圖可知，使用催化劑Ⅱ時，在0~2min 內Y的濃度變化了2.0mol/L，而a曲線表示的X的濃度變化了2.0mol/L，二者變化量之比不等于化學計量數之比，所以a曲線不表示使用催化劑Ⅱ時X濃度隨時間t的變化，故C錯誤；
D．使用催化劑I時，在0~2min 內，Y的濃度變化了4.0mol/L，則(Y) ===2.0，(X) =(Y) =2.0=1.0，故D正確；
答案選D。
1．（24-25高三上·重慶·期末）甲醇(CH3OH)與CO催化制備乙酸(CH3COOH)的反應歷程及每分子甲醇轉化為乙酸的能量變化關系如圖。下列說法正確的是（ ）
A．該過程不涉及非極性鍵的形成
B．該反應中，H2O為催化劑，HI為中間產物
C．反應iii為該歷程的決速步驟
D．總反應的熱化學方程式為
答案：C
解析：A．該過程涉及碳碳鍵(非極性鍵)的形成，A錯誤；
B．根據反應機理可知H2O為該反應的中間產物、HI為催化劑，B錯誤；
C．過渡態物質的總能量與反應物總能量的差值為活化能，活化能越小反應越快，活化能越大反應越慢，決定總反應速率的是慢反應；故反應ⅲ為該歷程的決速步驟，C正確；
D．每分子甲醇的轉化涉及能量為3.05eV，D錯誤；
故答案為：C。
2．（2024·陜西安康·模擬預測）哈爾濱工業大學教授研發了一種多功能金屬光催化劑，實現了空氣中的直接捕獲和原位光-熱協同催化轉化產生CO、，部分工作機理如圖所示(僅表示物種變化，不滿足原子守恒)。下列說法錯誤的是（ ）
A．Pt參與活化，實現了的捕獲
B．、濃度及催化劑表面積會影響反應速率
C．光催化劑降低了該反應的熱效應和活化能
D．若生成，其總反應方程式為
答案：C
解析：A．由圖可知，Pt參與活化，實現了的捕獲，A項正確；
B．、是先被催化劑吸附在表面進行活化斷鍵后再參與反應，所以速率與、的濃度及催化劑表面積有關，B項正確；
C．光催化劑降低了該反應的活化能，但不影響熱效應，C項錯誤；
D．若，其總反應方程式為，D項正確；
本題選C。
3．（24-25高三上·天津·期末）可用作煙氣中的脫硝劑。200℃時，某恒容密閉容器中存在反應：。其反應過程的能量變化如圖所示，下列說法正確的是
A．從反應過程看，是催化劑
B．決定總反應速率的是反應Ⅱ
C．反應Ⅱ的化學方程式為：
D．若反應是在恒溫恒容密閉容器中進行，當容器內混合氣體的密度恒定時反應達到平衡狀態
答案：A
解析：A．由圖可知反應I與反應生成，反應Ⅱ與反應生成，先消耗后生成，是催化劑，A正確；
B．由圖知反應I活化能大于反應Ⅱ的活化能，反應I的反應速率比反應Ⅱ慢，總反應速率由反應I決定，B錯誤；
C．反應Ⅱ得失電子不守恒、質量不守恒，正確的反應方程式為：，C錯誤；
D．由方程式可知，反應中氣體總質量不變，整個反應在恒容條件下氣體密度是個定值，密度恒定時，不一定是平衡狀態，D錯誤；
故選A。
4．（2025高三·全國·專題練習）已知某條件下反應的速率方程為，在鎢表面分解的實驗數據如表所示。
0 20 40 60 80 100
0.100 0.080 0.060 0.020 0
已知：①為速率常數，只與溫度、催化劑有關，與濃度無關。
②時，反應為0級反應，時，反應為1級反應，以此類推。可以為整數，也可以為分數。
③濃度消耗一半所用的時間叫半衰期。
下列說法錯誤的是（ ）
A．表格中
B．該反應為2級反應
C．該反應速率與的濃度無關，可能因為催化劑表面吸附的已達到飽和
D．保持其他條件不變，若起始濃度為，則半衰期為
答案：B
解析：由表格數據知，0—20min內，氨氣的反應速率為，20—40min內，氨氣的反應速率為，相同時間內氨氣的反應速率相等，說明該反應是勻速反應，與氨氣的濃度無關，則由速率方程可得：，解得，該反應是級反應，反應的速率常數。
A．由分析可知，該反應是勻速反應，則內，氨氣的反應速率為，解得，A正確；
B．由分析可知：，該反應是級反應，B錯誤；
C．該反應速率與氨氣的濃度無關，說明催化劑表面吸附的氨氣已達到飽和，氨氣的濃度為定值，C正確；
D．設起始濃度為，由分析可知，反應速率與速率常數相等，則半衰期，所以起始濃度為時，半衰期，D正確；
故選B。
5．（24-25高三上·山西·階段練習）甲醛(HCHO)催化氧化歷程如圖所示(各物質均為氣態，部分物種未標出)，下列敘述錯誤的是（ ）
A．總反應分4個基元反應 B．過渡態TS2的能壘最大
C．催化劑主要作用是降低TS3的能壘 D．總反應的正反應
答案：C
解析：A．在反應歷程中，TS代表過渡態，1個過渡態代表一個基元反應，總反應中有4個基元反應，故A正確；
B．據圖可知，過渡態TS2的能壘最大，為：-126.78kJ/mol-(-381.78)kJ/mol=255kJ/mol，故B正確；
C．催化劑能加快反應速率，過渡態TS2的能壘最大，為決速步，所以催化劑主要作用是降低TS2的能壘，故C錯誤；
D．由反應的歷程可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，所以該反應為放熱反應，即總反應的正反應，故D正確；
故選C。
6．（24-25高三上·安徽合肥·階段練習）已知的速率方程為(k為速率常數，只與溫度、催化劑有關)。實驗測得，在催化劑X表而反應的變化數據如下：
0 10 20 30 40 50 60 70
0.100 0.080 0.040 0.020 0
下列說法正確的是（ ）
A．
B．時，
C．相同條件下，增大的濃度或催化劑X的表面積，都能加快反應速率
D．保持其他條件不變，若起始濃度為，當濃度減少至一半時共耗時
答案：D
解析：A．根據表數據分析，該反應的速率始終不變，的消耗是勻速的，說明反應速率與無關，故速率方程中，A錯誤；
B．，v與濃度無關，為勻速反應，時瞬時速率等于平均速率，B錯誤；
C．速率方程中，反應速率是一個定值，與的濃度無關，增大的濃度，反應速率不變，C錯誤；
D．保持其他條件不變，該反應的反應速率不變，即為，若起始濃度，減少至一半時所耗時間為，D正確；
答案選D。
7．（2025·寧夏陜西·模擬預測）某團隊合成了一種鐵摻雜二氧化鈦的新型催化劑，用于轉化為單質S，提出的催化歷程示意圖如下。是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是（ ）
A．使轉化成，恢復催化劑活性
B．過程①和④均發生了非極性鍵的斷裂
C．過程②和③均發生了氧化還原反應
D．理論上，每轉化，轉移的電子數目為
答案：A
解析：A．根據圖示③④兩步歷程，可知使轉化成，恢復催化劑活性，A正確；
B．過程①中沒有發生非極性鍵的斷裂，過程④中發生了非極性鍵的斷裂，B錯誤；
C．過程②中鐵元素化合價發生變化，發生氧化還原反應，過程③中元素化合價沒有變化，沒有發生氧化還原反應，C錯誤；
D．根據圖示，該催化歷程的總反應為，可知，理論上，每轉化即，轉移的電子數目為，D錯誤；
故選A。
8．（2025·內蒙古·模擬預測）某離子液體的陰離子可以吸收，其可能的兩種反應路徑如下圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A．兩種路徑的總反應相同 B．路徑Ⅰ是主要的反應途徑
C．該反應為放熱反應 D．生成物中既含離子鍵又含共價鍵
答案：B
解析：A．反應物相同，經過不同的反應路徑，最終生成物相同，均為，總反應均為=，A正確；
B．路徑Ⅱ活化能小，反應速率快，故路徑Ⅱ是主要的反應途徑，B錯誤；
C．該反應的反應物總能量高于生成物總能量，則該反應為放熱反應，C正確；
D．生成物為，其內部含有共價鍵，離子液體中呈電中性，故離子液體中還含有陽離子，與之間存在離子鍵，D正確；
故選B。
9．（2025·四川·模擬預測）恒容反應器中，和均能催化反應：(羥基乙醛)，反應歷程如圖所示，為中間體，為過渡態。
下列描述正確的是（ ）
A．“插入”步驟，為
B．催化作用下，“加氫”步驟為決速步驟
C．催化作用下，羥基乙醛的生成速率更小
D．反應達平衡時，升高溫度，羥基乙醛的濃度增大
答案：B
解析：A．由圖可知，一氧化碳插入步驟為放熱反應，反應△H=—15.4kcal/mol，故A錯誤；
B．反應的活化能越大，反應速率越慢，慢反應是反應的決速步驟，由圖可知，Rh催化作用下，加氫步驟的活化能為24.4 kcal/mol，反應的活化能最大，所以加氫步驟為決速步驟，故B正確；
C．反應的活化能越大，反應速率越慢，由圖可知，Rh催化作用下，反應的活化能大于Rh/Mn催化作用下，所以羥基乙醛的生成速率小于Rh/Mn催化作用下，故C錯誤；
D．由圖可知，生成羥基乙醛的反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，羥基乙醛的濃度減小，故D錯誤；
故選B。

展開更多......

收起↑