2025版《师说》高中全程复习构想化学不定项41含答案

2025版《师说》高中全程复习构想化学不定项41含答案第41讲反应历程与化学反应速率1.了解基元反应、过渡态理论，了解速率方程和速率常数。2．掌握多因素对化学反应速率影响的分析方法。考点一基元反应过渡态理论1.基元反应(1)概念：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应都称为基元反应。(2)速率方程：对于基元反应aA＋bB=gG＋hH，其速率方程可写为v＝____________(其中k称为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而变化)。2．过渡态理论如图所示是两步完成的化学反应，分析并回答下列问题。(1)该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。(2)由A、B生成C的反应为吸热反应，由C生成D的反应为____热反应，总反应为放热反应。(3)第一步为____(填“快”或“慢”，下同)反应，第二步为____反应，决定总反应快慢的是慢反应。3．催化剂与活化能(1)催化剂的催化机理催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应速率加快。反应A＋B→AB的活化能为________。加入催化剂K后，反应分两步进行：①A＋K→AK活化能为Ea1(慢反应)②AK＋B→AB＋K活化能为Ea2(快反应)总反应方程式：A＋BKAB，反应活化能(能垒)为________。(2)活化能与化学反应速率的关系①加入催化剂后，两步基元反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。②两步基元反应由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，决定整个反应的快慢。【教考衔接】典例[2023·全国甲卷，28(3)]MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线________(填“c”或“d”)。(ⅲ)MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD________CHD2OH(填“＞”“＜”或“＝”)。若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇有________种。听课笔记【对点演练】考向一反应机理——快反应与慢反应1．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)⇌2NOBr(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)，其反应机理如下：①NO(g)＋Br2(g)⇌NOBr2(g)快②NO(g)＋NOBr2(g)⇌2NOBr(g)慢下列有关该反应的说法正确的是()A．该反应的速率主要取决于①的快慢B．NOBr2是该反应的催化剂C．正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ·mol－1D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率2．据文献报道，某反应的反应历程如图所示：下列有关该历程的说法错误的是()A．总反应化学方程式为4NH3＋3O2催化剂=2N2B．Ti4＋…NH2—N=O是中间产物C．Ti4＋是催化剂D．Ti4＋…NH2—N=O→Ti4＋＋N2＋H2O属于分解反应3．[2024·九省联考贵州卷，14]叔丁基溴可与硝酸银在醇溶液中反应：(CH3)3C—Br＋AgNO3

c2H5OH(CH3)反应分步进行：①(CH3)3C—Br→[(CH3)3CBr]→(CH3)3C＋＋Br－②CH33C++NO3-→[(CH3)3CONO2]下图是该反应能量变化图。下列说法正确的是()A．选用催化剂可改变反应ΔH的大小B．图中Ⅰ对应的物质是[(CH3)3CONO2]C．其他条件不变时，NOD．其他条件不变时，(CH3)3C—Br的浓度是总反应速率的决定因素考向二速率常数与速率方程4．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：CO浓度/(mol·L－1)H2浓度/(mol·L－1)逆反应速率/(mol·L－1·min－1)0.1c18.0c2c116.0c20.156.75由上述数据可得该温度下，c2＝________，该反应的逆反应速率常数k＝________L3·mol－3·min－1。5．300℃时，2NO(g)＋Cl2(g)⇌2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正＝k·cn(ClNO)，测得正反应速率和浓度的关系如下表：序号c(ClNO)/(mol·L－1)v正/(mol·L－1·s－1)①0.303.60×10－9②0.601.44×10－8③0.903.24×10－8n＝________；k＝________。6．已知2N2O5(g)⇌2N2O4(g)＋O2(g)，起始时N2O5(g)为35.8kPa，分解的反应速率v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62min时，测得体系中pO2＝2.9kPa，则此时的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。考点二反应历程图像分析1.常考影响化学反应速率的因素：浓度、温度、压强、催化剂的活性、接触面积、原电池原理、副反应等。2．随着时间的推移，反应物浓度减小，反应速率减小。3．绝大多数催化剂都有活性温度范围，温度太低时，催化剂的活性太小，反应速率太慢；随温度升高，反应速率逐渐增大，物质转化率增大，温度过高又会破坏催化剂的活性。4．速率图像分析的一般方法(1)看清关键点：起点、终点和变化点。(2)看清变化趋势。(3)综合分析反应原理，如有的反应放热造成温度升高，反应速率加快；有的反应生成的金属与原金属形成原电池，反应速率加快；有的反应物浓度减小，反应速率减慢；有的反应生成物中有催化剂，反应速率加快；有的反应温度过高，造成催化剂失去活性，反应速率减慢等。【教考衔接】典例1[2023·新课标卷，29(2)]研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N2*听课笔记典例2[2023·辽宁卷，18(3)(ⅱ)]接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋12O2(g)⇌SO3(g)ΔH＝－98.9kJ·mol为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是________(填标号)。听课笔记【对点演练】考向一浓度与温度对化学反应速率的影响1．把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL0.5mol·L－1盐酸的烧杯中，该铝片与盐酸反应生成氢气的速率v与反应时间t可用如图的坐标曲线来表示。回答下列问题：(1)O→a段不生成氢气的原因是___________________________________________。(2)b→c段生成氢气的速率增加较快的主要原因可能是_____________________________。(3)t＞c时生成氢气的速率降低的主要原因是______________________。考向二温度与选择性的双重影响2．汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]：Ⅰ.NO＋Pt(s)=NO*Ⅱ.CO＋Pt(s)=CO*Ⅲ.NO*=N*＋O*Ⅳ.CO*＋O*=CO2＋Pt(s)Ⅴ.N*＋N*=N2＋Pt(s)Ⅵ.NO*＋N*=N2O＋Pt(s)经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T变化关系如图1和图2所示。(1)图1中温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是________________________________________________________________________。(2)图2中T2℃时反应Ⅴ的活化能________(填“<”“>”或“＝”)反应Ⅵ的活化能；T3℃时发生的主要反应为________(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。3．NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见图1）。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。温馨提示：请完成课时作业41第41讲反应历程与化学反应速率考点一夯实·必备知识1．(2)k·ca(A)·cb(B)2．(2)放(3)慢快3．(1)EaEa1突破·关键能力教考衔接典例解析：(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤Ⅰ；(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知，MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线c；(ⅲ)MO＋与CH2D2反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量CH2DOD＜CHD2OH；根据反应机理可知，若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD和CD3OH，共2种。答案：(ⅰ)Ⅰ(ⅱ)c(ⅲ)＜2对点演练1．解析：反应速率主要取决于慢的一步，所以该反应的速率主要取决于②的快慢，故A错误；NOBr2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化剂，故B错误；由于该反应为放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，所以正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ·mol－1，故C正确；增大Br2(g)浓度，活化分子百分数不变，但单位体积内的活化分子数目增多，所以能加快反应速率，故D错误。答案：C2．解析：根据反应历程，参加反应的物质有NH3、NO、O2，生成物有N2和H2O，因此总反应化学方程式为4NH3＋2NO＋2O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))3N2＋6H2O，故A错误；根据题中信息得到Ti4＋…NH2—N=O是中间产物，故B正确；Ti4＋在整个反应过程中参与了反应，但反应前后质量和化学性质未变，因此Ti4＋是催化剂，故C正确；分解反应是一种物质反应生成两种或两种以上新物质，因此Ti4＋…NH2—N=O→Ti4＋＋N2＋H2O属于分解反应，故D正确。答案：A3．答案：D4．解析：根据v逆＝k·c（CO）·c3（H2），由表中数据可得：（c1mol·L－1）3＝eq\f(8.0mol·L－1·min－1,0.1mol·L－1×k)，c2mol·L－1＝eq\f(6.75mol·L－1·min－1,（0.15mol·L－1）3×k)，所以有k×eq\f(8.0mol·L－1·min－1,0.1mol·L－1×k)×eq\f(6.75mol·L－1·min－1,（0.15mol·L－1）3×k)＝16.0mol·L－1·min－1，解得k＝1.0×104L3·mol－3·min－1，代入c2的等式可得c2＝0.2。答案：0.21.0×1045．解析：根据表格①②中的数据，代入正反应速率表达式然后做比值：3.60×10-91.44×10-8＝k×0.30nk×0.60n，解得n＝2，将n和①或②答案：24.0×10－8L·mol－1·s－16．解析：2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)起始/kPa35.800变化/kPa2.9×22.9×22.962min时/kPa30.05.82.9v＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。答案：30.06.0×10－2考点二突破·关键能力教考衔接典例1解析：由图1中信息可知，12N2(g)=N(g)的ΔH＝＋473kJ·mol－1，则N≡N的键能为946kJ·mol－1；32H2(g)=3H(g)的ΔH＝＋654kJ·mol－1，则H—H键的键能为436kJ·mol－1。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于N≡N的键能比H—H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(答案：(ⅱ)在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于N≡N的键能比H—H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)典例2解析：为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d的催化剂V­K­Cs­Ce对SO2的转化率最好，产率最佳，故答案选d。答案：d对点演练1．答案：(1)铝的表面有一层致密的Al2O3薄膜，能与H＋反应得到盐和水，无氢气放出(2)反应放热，溶液温度升高，反应速率加快(或反应产生的铝离子是该反应的催化剂)(3)随着反应的进行，溶液中氢离子的浓度逐渐降低2．解析：(1)由图1可知，温度升高，反应物的消耗量增大，说明催化剂的活性增强，反应速率加快。(2)由图2可知，T2℃时，N2的浓度小于N2O的浓度，说明反应Ⅴ的反应速率小于反应Ⅵ的反应速率，则反应Ⅴ的活化能大于反应Ⅵ的活化能；T3℃时，生成物二氧化碳的浓度最大，说明发生的主要反应为反应Ⅳ。答案：(1)温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快(2)>Ⅳ3．答案：迅速上升段是催化剂活性随温度升高而增大，与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高，催化剂活性下降，反应速率上升较慢催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO第42讲化学平衡状态化学平衡常数1.掌握化学平衡状态的特征及判定方法。2．了解化学平衡常数的含义及影响因素。3．能利用化学平衡常数进行有关计算。考点一化学平衡状态1.可逆反应——“二同一不能”(1)“二同”：同一条件下；正、逆反应同时进行。(2)“一不能”：不能进行到底。2．化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变的状态。(2)化学平衡的建立(3)化学平衡的特征【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．反应2NaHCO3≜Na2CO3＋CO2↑＋H2O、Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3互为可逆反应：________________________________________________________________________。2．化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等：________________________________________________________________________。3．在一定条件下，向密闭容器中充入1molN2和3molH2充分反应，生成2molNH________________________________________________________________________。【教考衔接】典例[全国卷Ⅲ节选]298K时，将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO33-（aq）＋I2（aq）＋2OH－（aq）⇌AsO43-（aq）＋2I溶液中c(AsO43-①下列可判断反应达到平衡的是________(填字母)。a．溶液的pH不再变化b．v(I－)＝2v(c.cd．c(I－)＝ymol·L－1②tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是________________________________________________________________________。听课笔记【师说·延伸】判断平衡状态的两种方法(1)v正＝v逆同种物质：消耗速率等于生成速率(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当其不变时为平衡状态；一个随反应进行保持不变的量，不能作为判断是否平衡的依据。【对点演练】考向一可逆反应的特征1．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)⇌2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()A.Z为0.3mol·L－1B．Y2为0.4mol·L－1C．X2为0.2mol·L－1D．Z为0.4mol·L－1考向二平衡状态的判断2．可逆反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A．3v正(N2)＝v正(H2)B．v正(N2)＝v逆(NH3)C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)D．v正(N2)＝3v逆(H2)3．在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，⑦某种气体的百分含量。(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。(2)能说明I2(g)＋H2(g)⇌2HI(g)达到平衡状态的是________。(3)能说明2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡状态的是________。(4)能说明C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g)达到平衡状态的是________。(5)能说明NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)⇌5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。4．若将上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？(1)________(2)________(3)________(4)________考点二化学平衡常数1.化学平衡常数的表达式对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，化学平衡常数K＝cP2．影响因素(1)K只与________有关。(2)升高温度放热反应：K值________3．应用(1)判断可逆反应进行的程度K<10－510－5～105>105反应程度很难进行反应可逆反应接近完全(2)判断反应是否达到平衡或进行的方向对于化学反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝ccQ<K，反应向______反应方向进行；(3)判断可逆反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为____热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为____热反应。【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式为K＝cCO________________________________________________________________________。2．平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．化学方程式中化学计量数等倍扩大，化学平衡常数不会发生改变：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例1[2023·全国甲卷，28(1)节选]已知下列反应的热化学方程式：①3O2(g)=2O3(g)K1ΔH1＝285kJ·mol－1②2CH4(g)＋O2(g)=2CH3OH(l)K2ΔH2＝－329kJ·mol－1反应③CH4(g)＋O3(g)=CH3OH(l)＋O2(g)的平衡常数K3＝________(用K1、K2表示)。听课笔记【师说·延伸】(1)同一反应的正逆平衡常数互为倒数，即K正＝1K(2)反应的化学计量数变为原来的n倍，则平衡常数是原平衡常数的n次方，即K′＝Kn。(3)两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。典例2[2021·山东卷，20(3)]2­甲氧基­2­甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：已知温度为353K时反应Ⅲ的平衡常数K3＝9.0。为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为________(填“X”或“Y”)；t＝100s时，反应Ⅲ的正反应速率v正________逆反应速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。听课笔记【对点演练】考向一推导平衡常数之间的关系1．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系①N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)K1②12N2(g)＋32H2(g)⇌NH3(g)③2NH3(g)⇌N2(g)＋3H2(g)K3(1)K1和K2，K1＝________。(2)K1和K3，K1＝________。2．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)＋NaCl(s)⇌NaNO3(s)＋ClNO(g)K12NO(g)＋Cl2(g)⇌2ClNO(g)K2则4NO2(g)＋2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。考向二化学平衡常数的应用3．研究发现，液态苯是优质储氢材料：C6H6(l)＋3H2(g)⇌C6H12(l)。一定温度下，在密闭容器中充入一定量液态苯(足量)和适量氢气，经反应达到平衡后，测得c(H2)＝2mol·L－1。保持温度不变，将体积压缩至原来的一半，达到新平衡时c(H2)为()A．1mol·L－1B．2mol·L－1C．3mol·L－1D．4mol·L－14．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式