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文档简介

考点1化学反应速率

考情探究

1.3年真题考点分布

年考点分布

卷区

份反应速率的计算反应速率的影响因素反应速率的图像综合应用

辽宁q7

2023

海南qqN

北京Nqd

广东qq

河北qqN

2022

湖南q

辽宁q7

浙江qqq

辽宁qqqq

广东qN

2021

浙江qq

河北qqd

2.命题规律及备考策略

【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查:

(1)化学反应速率的计算

(2)外界条件对化学反应速率的影响

(3)化学反应速率图像

【备考策略】(1)掌握温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响;

(2)反应历程(或机理)图像分析

(3)利用化学反应速率图像,考查分析问题解决问题的能力。

【命题预测】预测2024年主要考查化学反应速率计算,外界条件对速率的影响。命题会以实际生产生活为载体,

将化学反应速率与化工生产、生活实际相结合,应予以重视。

考点梳理

考法1化学反应速率

1.化学反应速率

含义:化学反应速率是用来衡量化学反应叁嗖的物理量

上一一"、施帝而跖叔府而一内反应砺而度而蓬丽至最新

表示方法片浓度的增加来表示

计算公i单位为mol•L-1•s-1或mol•L-1-min-1

化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬

时速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值

同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应

速率,其数值可能不同,但表示的意义相同

不能用固体或纯液体表示化学反应速率,因为固体

或纯液体的浓度视为常数

2.化学反应速率计算的万能方法——三段式法

对于反应根A(g)+〃B(g)-,pC(g)+qD(g),起始时A的浓度为amoLL—IB的浓度为bmol1一।,反应进行至

小时,A消耗了无moLL-i,则化学反应速率可计算如下:

〃zA(g)+”B(g).’pC(g)+«D(g)

起始/(moLL-i)ab00

nxpxqx

转化/(moLLT1)X

mmm

nxpxqx

Zi/(mol-Li)a-~xb-

mmm

Ynx

则:v(A)=~mol-L-9,v(B)-mol-L!-s

11

v(C)=mol-L*-sIv(D)=mol-L1-s'

''mt\''mti

3.化学反应速率与化学计量数的关系

对于已知反应机A(g)+wB(g)===pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同

时,化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比,即v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q.

如一定温度下,在密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g).-2C(g)o已知v(A)=0.6mol-L-1-s-I,则v(B)=0.2moLL

一%一Iv(C)=0.4mol-L'-s^

4.化学反应速率大小的比较方法

由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同,所以比较反应的快慢不能只看数值的大小,而要

进行一定的转化。

(1)看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。

(2)单位统一后,换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。

(3)也可以直接比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA+6B=cC+而,比较匕差上与

若上?则A表示的反应速率比B的大。

典例引领

【典例1】(湖南省岳阳市华容县普通高中2023届高三新高考适应性考试)取50mL过氧化氢水溶液,在少量1-

A.反应20min时,测得Ch体积为224mL(标准状况)

B.20~40min,消耗H2O2的平均速率为O.OlOmolLLmirri

C.第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率

D.H2O2分解酶或FezCh代替r也可以催化H2O2分解

【答案】C

【解析】A.反应20min时,过氧化氢的浓度变为0.4mol/L,说明分解的过氧化氢的物质的量

n(H202)=(0.80-0.40)mol/Lx0.05L=0.02mol,过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)=0.01mol,标况下的体积

V=„.Vm=0.01molx22.4L/mol=0.224L=224mL,A正确;

B.20~40min,消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L,则这段时间内的平均速率丫=生="型已匹

t20min

=0.010mol/(Lmin),B正确;

C.随着反应的不断进行,过氧化氢的浓度不断减小,某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小,故第30min时

的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率,C错误;

D.1-在反应中起到催化的作用,故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2C)3代替,D正确;

故选Co

即时检测

4^4___________

1.(浙江省宁波市镇海中学2023届高三模拟)一定温度下,利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下

的A的分解反应:A(g)B(g)+2C(g)o体系的总压强p随时间t的变化如表所示:

t/min0100150250420500580

p/kPa12.113.313.915.117.14X19.06

下列说法不正确的是

A.100~150min,消耗A的平均速率为0.006kPa•面丁

B.其他条件不变,420min时向刚性容器中再充入少量A,反应速率比原420min时大

C.推测x为18.1

D.升高体系温度,不一定能加快反应速率

【答案】B

【解析】A.反应A(g).B(g)+2C(g),反应前后气体压强变化和生成C的量成正比,同时A的变化为变化量

的3,用压强代表浓度,贝IJ100〜150min体系压强变化=13.9kPa-l3.3kPa=0.06kPa,消耗A的平均速率=

2x0.06kPa=0.006kPa.mirri,故A正确;

150min-lOOmin

B.其他条件不变,420min时向刚性容器中再充入少量A,相当于增大压强,反应在固体催化剂表面进行,固体

表面积一定,反应速率不变,故B错误;

C.。〜lOOmin,压强变化为1.2kPa,150min~250min,压强变化1.2kPa,则lOOkPa〜5OOkPa,体系压强变化

1.2x4kPa=4.8kPa,则500min时,体系压强=13.3kPa+4.8kPa=18.1kPa,故C正确;

D.反应在催化剂表面反应,升高体系温度,催化剂活性减小时,反应速率减小,不一定能加快反应速率,故D

正确;故选B。

2.(广东省佛山市2023届普通高中教学质量检测)在催化剂作用下,向容积为1L的容器中加入ImolX和3molY,

发生反应:X(g)+2Y(s).-2Z(s),平衡时和反应lOmin时X的转化率a(X)随温度的变化分别如曲线I、II所

%

(、

X

)

D

A.该反应AH>0

B.200℃时,前lOmin的平均反应速率。(X)=0.02mol-L,minT

C.400℃时,反应的平衡常数K=2

D.be段变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致

【答案】C

【解析】A.升高温度,转化率增大,平衡正向移动,正向是吸热反应即该反应A”>0,故A正确;

B.200℃时,前lOmin的平均反应速率D(X)=®个"%=0.02molLLminT,故B正确;

ILxlOmin

C.400℃时,X转化率为60%,反应的平衡常数ImolX40%=25mol.I7:故c错误;

IL

D.ab阶段随温度升局,转化率增大,be阶段随温度升局,转化率减小,该变化可能是催化剂在温度局于400℃

时活性降低导致,故D正确。

综上所述,答案为:C„

考法2基元反应和有效碰撞理论

1.基元反应:大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现,每一步反应都被称为基元反应;先后进行的基元

反应反映了反应历程,反应历程又称为反应机理。

2.有效碰撞

①基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。

②反应物分子的每一次碰撞并不是都能发生反应,能够发生化学反应的碰撞叫作有效碰撞。发生有效碰撞的两个

条件是反应物分子能量足够和取向合适。

3.活化分子活化能

①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。

②活化能:如图

反应过程

图中:Ei为正反应的活化能,使用催化剂时的活化能为反,反应热为百一瓦。

4.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

典例引领

【典例2】(广东省6校2023-2024学年高三上学期第一次联考)叔丁基澳在乙醇中反应的能量变化如图所示。

反应1:(CH3)3CBr——>(CH3)C=CH2+HBr

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

过渡态。

过渡态<2

/过渡却③

/(CHJ.CBc\\

JcJiqii\

(CHj)jCBr\\uCHRCYH、+HBrK\HsOH

C,H,OH,(CMpjCOCpi^HBr.

--------------------------------------------------------►

反应历程

下列说法错误的是

A.3种过渡态相比,①最不稳定B.反应1和反应2的AH都小于0

C.第一个基元反应是决速步骤D.C2H50H是反应1和反应2共同的催化剂

【答案】D

【解析】A.过渡态能量:①,②〉③,过渡态①能量最大,最不稳定,故A正确;

B.根据能量变化可知,反应1和反应2都是放热反应,AH<(),故B正确;

C.(CHs^CBr转化为(CK'C+Br-是第一个基元反应,活化能最大,故C正确;

D.C2H50H是反应2的反应物,不是催化剂,故D错误;

故选D。

☆即时检测

1.(辽宁省沈阳市第一二。中学2024届高三质量监测)2sO2(g)+O2(g);―-2SO3(g)AH=-198kJ«mol'0在V2O5

存在时该反应机理为:①V2O5+SO2T2VO2+SO3(快);②4Vo2+02—2V2O5(慢)。下列说法不正确的是

A.该反应速率主要由第②步基元反应决定

B.由反应机理可知,V2O5和V02都是该反应的催化剂

C.V2O5的存在提高了该反应活化分子百分数,使单位时间内有效碰撞次数增加,反应速率加快

D.逆反应的活化能比正反应的活化能大198kJ-mor>

【答案】B

【解析】A.反应①为快反应,反应②为慢反应,总反应速率由最慢的一步决定,该反应速率主要取决于慢反应,

即第②步反应,故A正确;

B.根据反应机理可知,V2O5是反应的催化剂,而V02是中间产物,故B错误;

C.根据反应机理可知,V2O5是反应的催化剂,所以提高了该反应活化分子百分数,使有效碰撞次数增加,反应

速率加快,故C正确;

D.AH=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198kJ/mol,所以逆反应的活化能大于198kJ/mol,故D正确;

故选B。

2.(四川省成都市第七中学2024届高三月考)2SO2(g)+O2(g).-2SO3(g)AH=-198kJ.molL在V2O5存在时

该反应机理为:①V2O5+SO2->2VO2+SO3CR);②4VO2+O2—>2丫2。5(慢)。下列说法不正确的是

A.该反应速率主要由第②步基元反应决定

B.基元反应发生的先决条件是反应物分子必须有足够的能量

C.V2O5的存在提高了该反应活化分子百分数,使有效碰撞次数增加,反应速率加快

D.逆反应的活化能比正反应的活化能大198kJ.mo『

【答案】B

【解析】A.总反应速率是由慢反应决定,根据题中信息可知,该反应速率是由第②基元反应决定,故A正确;

B.基元反应发生的先决条件是由足够的能量和碰撞方向,故B错误;

C.V2O5为该反应的催化剂,降低该反应的活化能,提高反应的活化分子百分数,使有效碰撞次数增加,反应速

率加快,故C正确;

D.198kJ/mol为该反应的焰变,该反应为放热反应,逆反应的活化能比正反应的活化能大198kJ-mo「,故D正

确;答案为B。

考法3影响化学反应速率的因素

i.影响化学反应速率的因素

(1)内因

反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。

(2)外因(只改变一个条件,其他条件不变)

增大反应物浓度,反应速率加快,反之减慢

对于有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快,

反之减慢

升高温度,反应速率加快,反之减慢

使用催化剂,能改变化学反应速率,且正、逆反应

速率的改变程度相同

反应物间的接触面积、光辐射、放射线辐射、超声

波等

【特别提醒】

①改变固体或纯液体的量对化学反应速率无影响。

②浓度、温度、压强发生变化或加入催化剂时,正、逆反应速率均增大或减小,如升高温度,不论是放热反应还

是吸热反应,化学反应速率均加快。

2.反应体系条件改变对反应速率的影响

①恒温时:体积缩小至M压强增大型幺浓度增大2号反应速率增大。

②恒温恒谷时:

a.充入气体反应物二胆总压强增大色胆浓度增大月基反应速率增大。

b.充入“惰性气体”二空。总压强增大,但各气体分压不变一一>各物质的浓度不变一一>反应速率不变。

③恒温恒压时:充入“惰性气体”空些体积增大2M各反应物浓度减小"强反应速率减小。

总之,压强改变而对反应速率产生的影响是因为压强改变会引起浓度变化,从而对反应速率产生影响。

典例引领

【典例3】(北京市西城区2023届一模考试)探究影响H2O2分解速率的影响因素,实验方案如图。

加入2滴Imol

FeCl籀液,

2mL5%_

4。2溶液

下列说法不正颂的是

A.对比①②,可探究FeCb溶液对H2O2分解速率的影响

B.对比②③④,可探究温度对H2O2分解速率的影响

C.H2O2是直线形的非极性分子

D.H2O2易溶于水,主要是由于H2O2与HzO分子之间能形成氢键

【答案】C

【解析】A.实验②是在实验①的溶液中加入催化剂FeCb,与实验①做对比实验,可探究FeCb溶液对H2O2分

解速率的影响,A正确;

B.实验②是参照,③、④相当于在②的基础上升高和降低温度,可探究温度对H2O2分解速率的影响,B正确;

C.H2O2的分子结构为,分子结构不对称,为极性分子,C不正确;

D.H2O2为极性分子,水也为极性分子,H2O2易溶于水,满足相似相溶原理,更主要是H2O2与H2O分子之间能

形成氢键,D正确;故选C。

即时检测

1.(山东省泰安市2023届高三下学期三模)已知2NQ(g)22修)+。2值)的速率方程为丫=入。"(2。)低为

速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得,N。在催化剂X表面反应的变化数据如下:

t/min010203040506070

()1)

cN2O/^mol-I70.1000.080q0.0400.020Q0

下列说法正确的是

A.n=l,q>c2=c3

-31

B.Z=10min时,v(N2O)=2.0x10mol-U's^

C.相同条件下,增大N?。的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率

D.保持其他条件不变,若NQ起始浓度为OZOOmolLL当浓度减至一半时共耗时50min

【答案】D

【分析】根据表中数据分析,该反应的速率始终不变,NQ的消耗是匀速的,说明反应速率与KN?。)无关,故

速率方程中n=0;

【解析】A.由分析可知,n=0,与NQ浓度无关,为匀速反应,每lOmin一氧化二氮浓度减小0.02010卜口,则

fi=0.06>c2=c3=0,A错误;

B.由分析可知,n=0,与N?。浓度无关,为匀速反应,t=10min时瞬时速率等于平均速率v(Nq)=

(0.100-0.080)mol/L,,,,,

-------------------------=2.0xW3mol-LH-min72.0xW3mol-L-'-s_1,B错误;

10min

C.速率方程中n=0,反应速率与NQ的浓度无关,C错误;

D.保持其他条件不变,该反应的反应速率不变,即为2.0xl(r3mol•□.minL若起始浓度0.200mol-I>,减至

一半时所耗时间为”七'吸卜.t=50min,D正确;

ZOxlO^molL1•miiT

答案选D。

2.(广东省广州市东华松山湖高级中学2023届高三下学期一模)一定温度下,向2L恒温密闭容器中加入足量

活性炭和2molNO2,发生反应2NC)2(g)+2C(s).•2CO2(g)+N2(g),部分物质的物质的量随反应时间t的变化

曲线如图所示,下列说法正确的是

o

U

I

/

£

n

/mi

A.曲线II表示c(CO2)随t的变化

-1

B.0~2min内,v(C)=v(CO2)=0.375mol-U'-min

C.3min时,加入催化剂可同时增大N02的生成速率和消耗速率

D.3min时。充入N2增大压强,该容器的气体颜色不变

【答案】C

【解析】A.投入活性炭和NO2,随着反应时间的推移,NO2的物质的量减少,CO2和N2的物质的量增加,相同

反应时间内C02增加的量是N2的两倍,因此曲线I表示“(C02)随t的变化,曲线II表示"(N2)随t的变化,曲线

III表示w(NO2)随t的变化,A项错误;

B.碳是固体,浓度不随着反应时间推移而变化,不能用于表示反应速率,B项错误;

C.反应在此条件下2min后已经达到平衡,3min时加入催化剂可以同时且同等程度加快正、逆反应的速率,C

项正确;

D.3min时向恒温恒容密闭容器中充入N2,平衡向逆反应方向移动,c(NC)2)增大,容器中气体的颜色加深,D

项错误;故选C。

考法4化学反应速率的图像

由图像变化分析外界条件对其影响,已知反应为机A(g)+wB(g)=,pC(g)+qD(g)A”=QkJmoir。

1.“渐变”类回图像

图像分析结论

勿时V’正突然增大,M逆逐渐增大;V'IE>V'九时其他条件不变,增大反应

42

Q逆逆,平衡向正反应方向移动物的浓度

01t

九时v'正突然减小,M逆逐渐减小;/逆>/a时其他条件不变,减小反应

正,平衡向逆反应方向移动物的浓度

O]

。时V,逆突然增大,M正逐渐增大;1/逆>"九时其他条件不变,增大生成

Q逆正,平衡向逆反应方向移动物的浓度

O]

九t

九时M逆突然减小,M正逐渐减小;v*>Ma时其他条件不变,减小生成

Q逆

逆_逆,平衡向正反应方向移动物的浓度

O]

2.“断点”类修图像

图像分析结论

h时其他条件不变,增大反应体系的压

V强且加+〃〉p+q(正反应为体积减小

h时v'正、M逆均突然增大,且M正

的反应)

八逆:>M逆;平衡向正反应方向进行

0—TA时其他条件不变,升高温度且Q>

0(吸热反应)

h时其他条件不变,增大反应体系的压

V强且Mi+w<p+q(正反应为体积增大

A时M正、M逆均突然增大,且M逆

的反应)

&\>M正;平衡向逆反应方向进行

0~~7。时其他条件不变,升高温度且Q<

0(放热反应)

fi时其他条件不变,减小反应体系的压

强且m+〃<p+4(正反应为体积增大

九时M正、M逆均突然减小,且“

的反应)

>v'逆;平衡向正反应方向进行

10hIfi时其他条件不变,降低温度且。(

0(放热反应)

立时其他条件不变,减小反应体系的压

强且ni+w>p+q(正反应为体积减小

"\

九时v‘逆、丫'正均突然减小,且M逆

©逆的反应)

>M正;平衡向逆反应方向进行

0hI九时其他条件不变,降低温度且。>

0(吸热反应)

3.“平台”类修图像

图像分析结论

n时其他条件不变使用催化剂

"正二"逆ti时丫'正、M逆均突然增大且v*w=v,®,n时其他条件不变增大反应体系的

平衡不移动压强且m+〃=p+q(反应前后气体

0h1

体积无变化)

九时其他条件不变,减小反应体系的

t\时M正、M逆均突然减小且ZE=V'逆,

或逆压强且根+〃=p+q(反应前后气体

X平衡不移动

0hI体积无变化)

典例引领

【典例4】(河北省衡水市第二中学2023届高三模拟)一定条件下,在容积为10L的固定容器中发生反

B.曲线X表示NH3的物质的量随时间变化的关系

C.0~8min,H2的化学反应速率v(H2)=0.75mol-L'-min-1

D.10-12min,N2的化学反应速率v(N2)=0.25molLLmin」

【答案】B

【解析】根据图知,随着反应的进行,X的物质的量增大、Y的物质的量减少,反应达到平衡状态时,X、Y的

物质的量变化量分别为△n(X)=(0.6-0)mol=0.6mol,An(Y)=(1.2-0.3)mol=0.9mol,X、Y的物质的量变化量之比

等于其计量数之比=0.6mol:0.9mol=2:3,则X是NH3、Y是H?。

A.可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等,没有达到平衡状态时正逆反应速率不等,根据图知,timin时,

NH3和H2的物质的量仍然在变化,没有保持不变,则该反应没有达到平衡状态,所以正逆反应速率不等,A项

错误;

B.根据以上分析知,X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系,B项正确;

C.0~8min,H2的平均反应速率为v(H,)=^0=—四3-=0.01125mol/(Lxmin),C项错误;

v27VAt10Lx8min

D.10~12min,NH3的平均反应速,v(NH3)="(NH3)=Q70.6)mol=0.005moi/(Lxmin),再根据同一可逆反应

v37VAt10Lx2min

中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氮气反应速率为0.0025molL1-min1,D项错误;

答案选B。

☆即时检测

1.(广东省茂名市第一中学2023届高三下学期模拟)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应:

①X(g),Y(g);②Y(g)Z(g)„已知v=kc(反应物),k为速率常数,如图表明三种物质浓度随时间的变化以及k

受温度的影响。下列说法不正确的是

A.反应过程体系的压强始终不变

B.c(Y)随时间先增大后减小

C.随c(X)的减小,反应①、②的速率均逐渐降低

D.温度对反应②的k影响更大

【答案】C

【分析】由左边图中信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的曲线为X,浓度随时间变化逐渐增大的曲线为Z,浓

度随时间变化先增大后减小的曲线为Y。由右边图中信息可知,反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反

应②的。

【解析】A.因为两反应中,反应物和生成物都只有一种,且化学计量数都为1,所以反应过程中气体的物质的

量始终不变,压强始终不变,A正确;

B.由分析可知,c(Y)随时间先增大后减小,B正确;

C.随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)不断增大,则反应①的速率逐渐降低,但反应②的速率先升高后降

低,C不正确;

D.由分析可知,随着温度的升高,反应②的速率常数增大的幅度更大,所以温度对反应②的k影响更大,D正

确;故选C。

2.(湖南省长沙一中2023届高三联考)某温度下,向VL恒容密闭容器中通入4moiX(g),发生反应:

①2X(g)=Y(g)+4Z(g),②2Z(g)..M(g)。反应体系中X、Y、Z的物质的量随时间f的变化曲线如图所示。下列

说法错误的是

A.25min时,气体X反应完全

n32

B.。〜10min内,气体X的平均反应速率为口厂moLl/.minT

C.25min时,向该体系中仅通入1molY(g)后,反应②的平衡不发生移动(保持其他条件不变)

D.该温度下,反应②的平衡常数K=2VL-mol-1

【答案】D

【解析】A.由题干图像可知,25min时,生成了2moiY,根据反应方程①可知,消耗4moiX,则气体X反应完

全,A正确;

B.由题干图像可知,0Tomin内生成了L6molY,则消耗3.2molX,故气体X的平均反应速率为

Ac_An3.2mol

B正确;

At-VAtVLxlOminV

C.由A项分析可知,反应①不可逆反应,故25min时反应①进行完全,恒温恒容下向该体系中仅通入1molY(g)

后,反应②的平衡不发生移动(保持其他条件不变),C正确;

D.由题干图像信息可知,25min时生成了2moiY,同时反应①生成了8moiZ,而Z的物质的量实际上最终为1.6mol,

3.2

说明反应②消耗了6.4mol,生成了3.2molM,该温度下,反应②的平衡常数K=?等=-^=1.25丫L-mol1,

c(Z)(1.0)2

V

D错误;故答案为D。

好题冲关

【基础过关】

1.(湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校2022-2023学年联考)化学反应:

2HI(g)=H2(g)+I2(g)AH实际上是经过两步基元反应完成的:第一步:2HI-凡+21-;第二步:……。该反

应过程的能量变化如图所示,下列说法不正确的是

B.第二步基元反应是:21-^12

C.分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应是第一步

D.若使用催化剂,(Ez-E|)不会发生变化

【答案】C

【解析】第一步反应的逆反应的活化能是(E$-E,),A项正确;总反应减去第一步基元反应可以得到第二步基元

反应,B项正确;分子有效碰撞几率最大的步骤就是决速步,也就是活化能最小的步骤,由图知,第二步的活化

能最小,C项不正确;AH=E2-E1,催化剂的使用不改变AH,D项正确。

2.(河北省深州市中学2022-2023学年高三期末)某清水河化工厂排出尾气(含CO、80)的治理方法:在密闭

容器中发生反应CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g),CO、N?。在新型无机催化剂PtQ+表面进行两步基元反应

转化为无毒气体,其相对能量与反应历程的关系如图所示。下列说法正确的是

Hit

反应历程

A.活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞

B.两步反应均为放热反应,第一步反应活化能最大

C.新型无机催化剂PtjT可有效提高CO、NQ的平衡转化率

D.基元反应的平衡常数越小,反应速率越慢

【答案】B

【解析】A.活化分子之间的碰撞只有一部分是有效碰撞,A项错误;

B.由图可知,两步反应都是放热反应,第一步反应的活化能比第二步反应的活化能大,总反应的化学反应速率

由活化能大的第一步反应决定,B项正确;

C.催化剂Pt20+不能使化学平衡发生移动,不能提高CO、N2O的平衡转化率,C项错误;

D.平衡常数的大小与反应速率快慢无关,与温度有关,D项错误;

答案选B。

3.(广东省河源市第一中学2022-2023学年高三模拟)ZSO2(g)+(g)-2SO3(g)AH=-198kJ/mol,在V2O5

存在时,该反应机理为:①VQs+SO?f2VC)2+SO3(快);②句。2+。2f2乂。5(慢)。下列说法正确的是

A.该反应速率主要由第①步基元反应决定

B.增大SO2的浓度可显著提高反应速率

c.V2O5的存在提高该反应活化分子百分数,使有效碰撞次数增加,反应速率加快

D.该反应的逆反应的活化能为198kJ/mol

【答案】C

【解析】A.一个反应的速率主要由慢反应决定,则该反应速率主要由第②步基元反应决定,A不正确;

B.增大SO2的浓度可提高反应速率,但比起催化剂,速率改变的程度要小得多,所以不能说是显著提高反应速

率,B不正确;

C.V2O5是反应的催化剂,能降低反应的活化能,使更多的分子成为活化分子,从而提高该反应活化分子百分数,

使有效碰撞次数增加,反应速率加快,C正确;

D.该反应为放热反应,其逆反应的活化能为“正反应的活化能+198kJ/mol",D不正确;

故选Co

4.(天津市红桥区2022-2023学年度高三模拟)某反应过程的能量变化如图所示,下列说法不思颐的是

B.曲线B为使用催化剂的反应历程,且包含多个基元反应

C.使用合适的催化剂可以降低反应的活化能

D.活化分子间发生的碰撞不一定是有效碰撞

【答案】A

【解析】A.根据图知,反应物总能量小于生成物总能量,为吸热反应,故A错误;

B.催化剂降低反应的活化能,改变反应历程,包含多个基元反应,故B正确;

C.使用催化剂可降低反应的活化能,故C正确;

D.活化分子间发生合适取向的碰撞为有效碰撞,则活化分子间发生的碰撞不一定是有效碰撞,还与取向有关,

故D正确;

故选Ao

5.(浙江省东阳市2023届高三下学期模拟)反应物(S)转化为产物(P或P2)的能量与反应进程的关系如下图所示:

下列有关四种不同反应进程的说法正确的是

A.对于进程I、II,生成等量的P所吸收的热量相同

B.对于进程n、III,催化效率X<Y

C.对于进程I,升高温度,正、逆反应速率均增大,但正反应速率增加更明显

D.对于进程IV,Z没有催化作用

【答案】D

【解析】A.进程II使用了催化剂X,降低了反应的活化能,但不改变反应热,S转化为P为放热反应,对于进

程I、II,生成等量的P所放出的热量相同,故A错误;

B.由图可知,反应III中由S・Y转化为P・Y的活化能高于反应II中由S・X转化为P・X的活化能,则反应速率:

反应n>反应III,催化效率X>Y,故B错误;

C.由图可知,反应I中S的总能量大于产物P的总能量,则进程I是放热反应,升高温度,正、逆反应速率均

增大,但平衡逆移,说明逆反应速率增大程度大于正反应速率的增大幅度,即逆反应速率增加更明显,故c错

误;

D.反应前反应物为S+Z,反应后生成物为P・Z,而不是P+Z,则Z不是该反应的催化剂,没起到催化作用,故

D正确;

故选D。

6.(河北省邯郸市2023届高考第三次模拟)在某催化剂作用下,乙快选择性加成反应

C2H2(g)+H2(g)UC2H4(g)AH<0„速率方程为V正=1<JEC(C2H2)C(H2),v逆=心(:92H4)(k正、k逆为速率常数,只与温

度、催化剂有关)。一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入ImolC2H2(g)和lmolH2(g),只发生上述反应。测得

C2H4的物质的量如下表所示:

t/min05101520

n/mol00.30.50.60.6

下列说法错误的是

A.0~10min内,v(H2)=0.025mol-L1-min-1

B.升高温度,kK曾大的倍数小于k逆增大的倍数

C.净反应速率(VIE-V逆)由大到小最终等于。

D.在上述条件下,15min时2k逆二15k正

【答案】D

【解析】A.由表可知,0〜10min内v(Hz)=v(C2H4)=A^mol-L"•min/=0.025mol-L/•min”,A正确;

B.根据平衡状态的特点,平衡时正、逆反应速率相等,则K=鲁。上述反应的正反应是放热反应,升高温度,

平衡常数减小,而升高温度,速率常数增大,由此推知,k正增大的倍数小于k逆增大的倍数,B正确;

C.根据表格数据可知,开始正反应速率最大,逆反应速率为0,随着反应进行,净反应速率由大到小,最终等

于0(平衡),C正确;

%

D.15min时达到平衡,c(C2H2)=0.2mol/L,c(H2)=0.2mol/L,c(C2H4)=0.3mol/L,K=--=7.5,15k逆=21<正,

D错误;答案选D。

7.(北京市朝阳区2023届高三下学期三模)利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要

进展,荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下,下列说法不正确的是

Bn、

)-COzMe

B.化合物X为HQ

C.VI是反应的催化剂

D.其它条件不变,温度越高,反应速率越快

【答案】D

【解析】A.由催化机理可知,总反应为催化剂〉,该反应为加成反应,

'一'XCHO

A正确;

B.I+VI-x+n,由i、vi、ii的结构简式可知,x为H20,B正确;

C.由催化机理可知,反应消耗了VI又生成了VI,VI是反应的催化剂,C正确;

D.通常,其它条件不变,温度越高,反应速率越快,但是酶作催化剂时,高温使酶失去活性降低反应速率,D

错误;答案选D。

8.(海南省海口市2023届高三下学期一模)最近,中科院大连化物所研究发现了以Cu-ZnZr三元氧化物为催化

剂时,CO2加氢制甲醇的反应机理如图所示(带*微粒为催化剂表面的吸附物种):

下列判断错误的是

A.CO2是该反应的氧化剂

B.生成的CH30H可用作车用燃料

C.催化剂能加快反应速率,但不改变反应的反应热

D.该反应过程中既有非极性键的断裂,又有非极性键的形成

【答案】D

催化剂

【解析】A.由题干图示信息可知,该反应方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O,反应中CO2中C的化合价

降低,被还原,故是该反应的氧化剂,A正确;

B.甲醇汽车配备了专业的发动机和装置,故生成的CH30H可用作车用燃料,B正确;

C.催化剂能降低反应所需要的活化能,从而加快反应速率,但不改变反应的反应热,c正确;

D.由题干图示信息可知,该反应过程中有H-H非极性键和C=0极性键的断裂,但没有非极性键的形成,有C-H、

C-O和H-O极性键的形成,D错误;故答案为D。

【能力提升】

1.(湖南省永州市第一中学2022-2023学年高三模拟)中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上七还原NO生成N2

和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ-moH)如图所示,下列说法错误的是

B.在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为NH3

C.决定NO生成NH3速率的基元反应为NHzNO—NHNOH

Pd/SVG

D.生成NH3的总反应方程式为2NO+―2NH3+2H2。

【答案】C

【解析】A.图示可知,生成氨气的过程为:NOTHNO—NH2O—NH2OHTNH2-NH3,每步反应中N元素化合

价均是降低,被还原,A正确;

B.NO被还原为N2的最大活化能明显大于还原生成NH3,故在该催化剂作用下,NO更容易被还原为NH3,B

正确;

C.生成NH3的基元反应中,NH2O+H-NH20H这一步活化能最大,相同条件下反应速率最慢,是决定NO生成

NH3速率的基元反应,C错误;

Pd/SVG

D.由图可知,总反应为NO与抵反应生成NH3和H20,对应反应的化学方程式:2N0+5H22NH3+2H2O,

D正确;

故选Co

2.(浙江省名校协作体2022-2023学年高三二模)在恒温恒容条件下,发生反应A(g)=2P(g),c(A)随时间的

变化如图中曲线所示,其中CA,。表示A的初始浓度。下列说法不亚确的是

C.从a、b两点坐标可求得从a至IJb时间间隔内该化学反应的平均速率

D.在不同时刻都存在关系:2v(A)=v(P)

【答案】B

【解析】A.a点的斜率大于b点,则a点的瞬时速率大于b点的瞬时速率,A

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