④催化剂的选择性：
对于在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，理想的催化剂还具有大幅度提高目标产物在最终产物中比率的作用。
⑤酶作催化剂的特点：
高效性、专一性（高选择性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽）、温和性（反应条件温和，温度升高，酶发生变性失去催化活性）。
角度一 化学反应速率的影响及控制
1．（2015·海南，8改编）10mL浓度为1mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能加快反应速率但又不影响氢气生成量的是（ ）
A．2SO4B．CH3COONa
C．CuSO4D．Na2CO3
答案 C
解析 A项，硫酸钾为强酸强碱盐，不发生水解，若加入其溶液，则对盐酸产生稀释作用，氢离子浓度减小，但H＋物质的量不变，错误；B项，加入醋酸钠，则与盐酸反应生成醋酸，使溶液中氢离子浓度减小，随着反应的进行，CH3COOH最终又完全电离，故H＋物质的量不变，错误；C项，加入硫酸铜溶液，Cu2＋会与锌反应生成铜，构成原电池，会加快反应速率，但H＋物质的量不变，正确；D项，加入碳酸钠溶液，会与盐酸反应，使溶液中的氢离子的物质的量减少，导致反应速率减小，生成氢气的量减少，错误。
2．（2017·江苏，10）H2O2分解速率受多种因素影响。
实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大
答案 D
解析 A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图可知，Mn2＋存在时，0.1mol·L－1NaOH溶液中H2O2的分解速率比1.0mol·L－1的NaOH中的快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，对H2O2分解速率影响大，正确。
3．[2018·全国卷Ⅰ，28（3）]对于反应2N2O5（g）―→4NO2（g）＋O2（g），R.A.Ogg提出如下反应历程：
第一步 N2O5NO2＋NO3 快速平衡
第二步 NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2 慢反应
第三步 NO＋NO3―→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。
下列表述正确的是________（填标号）。
A．v（第一步的逆反应）>v（第二步反应）
B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D．第三步反应活化能较高
答案 AC
解析 第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正确；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO，B项错误；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。
角度二 化学反应速率的计算及速率常数的应用
4．
（1）[2018·全国卷Ⅰ，28
（2）改编]已知2N2O5（g）===2N2O4（g）＋O2（g），起始时N2O5（g）为
35.8Pa，分解的反应速率v＝2×10－3×
（Pa·min－1）。
t＝62min时，测得体系中
＝2.9Pa，则此时的
＝______Pa，v＝________Pa·min－1。
答案 30.0 6.0×10－2
解析 2N2O5（g）===2N2O4（g）＋O2（g）
起始/Pa35.800
62min时/Pa35.8－2.9×2 2.9
＝30
所以
＝30.0Pa
v＝2×10－3×30.0Pa·min－1＝6.0×10－2Pa·min－1。
（2）[2015·广东，31（3）改编]一定条件下测得反应2HCl（g）＋
O2（g）Cl2（g）＋H2O（g）的反应过程中n（Cl2）的数据如下：
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n（Cl2）/10－3mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
计算2.0～6.0min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）。
答案 v（HCl）＝2v（Cl2）＝2×
＝2×
＝1.8×10－3mol·min－1
（3）[2015·全国Ⅰ，28（4）②]Bodensteins研究了下列反应：
2HI（g）H2（g）＋I2（g）
在716时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数（HI）与反应时间t的关系如下表：
t/min
0
20
40
60
80
120
（HI）
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
（HI）
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
上述反应中，正反应速率为v正＝正2（HI），逆反应速率为v逆＝逆（H2）（I2），其中正、逆为速率常数，则逆为________（以和正表示）。
若正＝0.0027min－1，在t＝40min时，v正＝________min－1。
答案
1.95×10－3
解析 平衡时，v正＝v逆，即正2（HI）＝逆（H2）·（I2），则
＝
＝，逆＝
。
v正＝正2（HI）＝0.0027min－1×0.852＝1.95×10－3min－1。
5.[2018·北京，27
（2）（3）（4）]
（2）对反应3SO2（g）＋2H2O（g）===2H2SO4（l）＋S（s） ΔH＝－254J·
mol－1，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2________p1（填“>”或“<”），得出该结论的理由是_________________________
________________________________________________________________________。
（3）I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。
将ⅱ补充完整。
ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O
ⅱ.I2＋2H2O＋________===________＋________＋2I－
（4）探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：
分别将18mLSO2饱和溶液加入2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。
（已知：
I2易溶解在I溶液中）
序号
A
B
C
D
试剂组成
0.4mol·L－1I
amol·L－1I
0．2mol·L－1H2SO4
0.2mol·L－1H2SO4
0.2mol·L－1I
0．0002molI2
实验现象
溶液变黄，一段时间后出现浑浊
溶液变黄，出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色，变为黄色，出现浑浊较A快
①B是A的对比实验，则a＝________。
②比较A、B、C，可得出的结论是________________________________________。
③实验表明，SO2的歧化反应速率D>A。
结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：
_____________
___________________________________________________________。
答案
（2）> 反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使平衡正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大
（3）SO2 SO
4H＋
（4）①0.4 ②I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率
③反应ⅱ比ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快
解析
（2）由图可知，一定温度下，p2时H2SO4的物质的量分数比p1时大，结合3SO2（g）＋2H2O（g）===2H2SO4（l）＋S（s）知，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向即正反应方向移动，H2SO4的物质的量分数增大，因此p2>p1。
（3）根据歧化反应的特点，反应ⅰ生成S，则反应ⅱ需生成H2SO4，即I2将SO2氧化为H2SO4，反应的离子方程式为I2＋2H2O＋SO2===SO
＋4H＋＋2I－。
（4）①对比实验只能存在一个变量，因实验B比实验A多了H2SO4溶液，则B中I溶液的浓度应不变，故a＝0.4。
③加入少量I2时，反应明显加快，说明反应ⅱ比反应ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快。
6．[2018·全国卷Ⅱ，27
（2）]CH4—CO2催化重整反应为CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝＋247J·mol－1
反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表：
积碳反应CH4（g）===C（s）＋2H2（g）
消碳反应CO2（g）＋C（s）===2CO（g）
ΔH/J·mol－1
75
172
活化能/J·mol－1
催化剂
33
91
催化剂Y
43
72
①由上表判断，催化剂________Y（填“优于”或“劣于”），理由是____________________
________________________________________________________________________。
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。
升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（）和速率（v）的叙述正确的是________（填标号）。
A．积、消均增加
B．v积减小、v消增加
C．积减小、消增加
D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝·p（CH4）·[p（CO2）]－0.5（为速率常数）。
在p（CH4）一定时，不同p（CO2）下积碳量随时间的变化趋势如下图所示，则pa（CO2）、pb（CO2）、pc（CO2）从大到小的顺序为______________________。
答案 ①劣于 相对于催化剂，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对较小，消碳反应速率大 AD ②pc（CO2）、pb（CO2）、pa（CO2）
解析 ①积碳反应中，由于催化剂的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂的活化能大于催化剂Y，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂劣于催化剂Y。
由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，积、消均增加，反应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大。
②由速率方程表达式v＝·p（CH4）·[p（CO2）]－0.5可知，v与p（CO2）成反比例关系，p（CO2）越大，反应速率越小，所以pc（CO2）>pb（CO2）>pa（CO2）。
题组一 全方位掌握化学反应速率及其应用
1．Ⅰ.已知：
反应aA（g）＋bB（g）cC（g），某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示：
（1）经测定前4s内v（C）＝0.05mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为_____________________
________________________________________________________________________。
（2）若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为
甲：
v（A）＝0.3mol·L－1·s－1；
乙：
v（B）＝0.12mol·L－1·s－1；
丙：
v（C）＝9.6mol·L－1·min－1；
则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。
Ⅱ.密闭容器中发生如下反应：
A（g）＋3B（g）2C（g） ΔH＜0。
根据下面速率—时间图像，回答下列问题。
（1）下列时刻所改变的外界条件：
t1____________；t3____________；t4____________。
（2）反应速率最快的时间段是________。
Ⅲ.COCl2的分解反应为COCl2（g）Cl2（g）＋CO（g）ΔH＝＋108J·mol－1。
反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出）：
（1）比较第2min反应温度T
（2）与第8min反应温度T（8）的高低：
T
（2）________（填“＜”“＞”或“＝”）T（8）。
（2）若12min时反应在温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl2）＝________mol·L－1。
（3）比较产物CO在2～3min、5～6min和12～13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v（2～3）、v（5～6）、v（12～13）表示]的大小：
____________________________________________。
（4）比较反应物COCl2在5～6min和15～16min时平均反应速率的大小：
v（5～6）________（填“＜”“＞”或“＝”）v（15～16），原因是_______________________________________。
Ⅳ.硝基苯甲酸乙酯在OH－存在下发生水解反应：
O2NC6H4COOC2H5＋OH－O2NC6H4COO－＋C2H5OH
两种反应物的初始浓度均为0.050mol·L－1,15℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的关系如表所示。
回答下列问题：
t/s
0
120
180
240
330
530
600
700
800
α/%
0
33.0
41.8
48.8
58.0
69.0
70.4
71.0
71.0
计算该反应在120～180s与180～240s区间的平均反应速率__________、__________；比较两者大小可得出的结论是_______________________________________________。
答案 Ⅰ.
（1）3A（g）＋B（g）2C（g）
（2）乙＞甲＞丙
Ⅱ.
（1）升高温度 加入催化剂 减小压强
（2）t3～t4段
Ⅲ.
（1）＜
（2）0.031 （3）v（5～6）＞v（2～3）＝v（12～13）
（4）＞ 在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大
Ⅳ.7.3×10－5mol·L－1·s－1 5.8×10－5mol·L－1·s－1 120～180s时间段速率大是因为反应物浓度大，180～240s时间段速率小是因为反应物浓度小，即随着反应进行，反应物浓度降低，反应速率减慢
解析 Ⅰ.
（1）前4s内，Δc（A）＝0.8mol·L－1－0.5mol·L－1＝0.3mol·L－1，v（A）＝
＝0.075mol·L－1·s－1；v（A）∶v（C）＝a∶c＝（0.075mol·L－1·s－1）∶（0.05mol·L－1·s－1）＝3∶2，由图像知，在12s时Δc（A）∶Δc（B）＝（0.6mol·L－1）∶（0.2mol·L－1）＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者之比为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A（g）＋B（g）2C（g）。
（2）丙容器中v（C）＝9.6mol·L－1·min－1＝0.16mol·L－1·s－1，则甲容器中
＝
＝
＝0.1mol·L－1·s－1，乙容器中
＝
＝
＝0.12mol·L－1·s－1，丙容器中
＝
＝
＝0.08mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙。
Ⅱ.
（1）t1时，v逆增大程度比v正增大程度大，说明改变的条件是升高温度。
t3时，v正、v逆同等程度地增大，说明加入了催化剂。
t4时，v正、v逆都减小且v正减小的程度大，平衡向逆反应方向移动，说明改变的条件是减小压强。
（2）由于在t3时刻加入的是催化剂，所以t3～t4段反应速率最快。
Ⅲ.
（1）从三种物质的浓度变化趋势可知，从第4min开始，平衡正向移动。
由于该反应是吸热反应，所以改变的条件是升高温度。
因此有：
T
（2）＜T（8）。
（2）由于第12min与第8min温度相同，故其平衡常数相等，则有：
＝
，解得c（COCl2）≈0.031mol·L－1。
（3）根据化学反应速率的定义，可知反应在2～3min和12～13min处于平衡状态，平均反应速率为0，故v（5～6）＞v（2～3）＝v（12～13）。
（4）在5～6min和15～16min时反应温度相同，但15～16min时各组分的浓度都小，因此反应速率小。
Ⅳ.v（120～180）＝
≈7.3×10－5mol·L－1·s－1
v（180～240）＝
≈5.8×10－5mol·L－1·s－1。
题组二 速率常数的应用
2．化学工作者对NO与H2的反应进行研究，提出下列3步机理：
（为速率常数）
第一步：
2NON2O2 快反应，平衡时：
v正＝正·c2（NO）＝v逆＝逆·c（N2O2）
第二步：
N2O2＋H2===N2O＋H2O 慢反应
第三步：
N2O＋H2===N2＋H2O 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步平衡，下列说法正确的是________（填字母）。
A．v（第一步逆反应）B．总反应快慢主要由第二步反应决定
C．达平衡时，2c（NO）＝c（N2O2）
D．第一步反应的平衡常数＝
答案 BD
解析 第二步为慢反应，故其反应速率应小于第一步，A项错误；总反应快慢应由慢反应决定，即主要由第二步反应决定，B项正确；到达平衡时正·c2（NO）＝逆·c（N2O2），正、逆值未知，故两者浓度大小关系未知，C项错误；达到平衡时，＝
，又v正＝正·c2（NO）＝v逆＝逆·c（N2O2）,故＝
，D项正确。
3．N2O4与NO2之间存在反应N2O4（g）2NO2（g）。
将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：
v（N2O4）＝1p（N2O4），v（NO2）＝2p2（NO2），其中1、2是与反应温度有关的常数。
则一定温度下，1、2与平衡常数p的关系是1＝________。
答案
p2
解析 p＝
，平衡时NO2、N2O4的消耗速率比＝v（NO2）∶v（N2O4）＝2p2（NO2）∶1p（N2O4）＝2∶1。
4．T1℃时，在一密闭容器中发生反应4NO（g）N2（g）＋2NO2（g），其正反应速率表达式为：
v正＝正·cn（NO），测得速率和浓度的关系如下表。
序号
c（NO）/mol·L－1
v正/mol·L－1·s－1
①
0.10
4.00×10－9
②
0.20
6.40×10－8
③
0.30
3.24×10－7
则n＝__________，正＝__________mol－3·L3·s－1。
达到平衡后，若减小压强，则混合气体的平均相对分子质量将__________（填“增大”“减小”或“不
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