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文档简介
考点25化学反应速率及其影响因素
目录
考情探究1
1.高考真题考点分布...................................................................1
2.命题规律及备考策略.................................................................1
_2
考法01化学反应速率及其计算...........................................................2
考法02影响化学反应速率的因素.........................................................6
考法03基元反应与反应机理...........................................................11
考情探究
1.高考真题考点分布
考点内容考点分布
化学反应速率的概2024•河北卷,3分;2024•安徽卷,3分;2023•河北卷,3分;2022辽宁卷12题,3
念及计算分;2022浙江1月选考19题,2分;2022浙江6月选考20题,2分;
2024•甘肃卷,3分;2024•安徽卷,3分;2023辽宁卷12题,3分;2022湖南卷12
影响化学反应速率
题,4分;2022湖南卷14题,4分;2022北京卷14题,3分;2022河北卷11题,4
的因素
分;
2024•北京卷,3分;2024•贵州卷,3分;2024•广东卷,3分;2024•甘肃卷,3分;
催化剂与反应机理
2024.安徽卷,3分;2023.广东卷,3分;2023.湖南卷,3分;2023.新课标卷,3分;
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看,化学反应速率的计算和外界条件对化学反应速率的影响仍是高考命
题的热点。
【备考策略】活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
【命题预测】
预计2025年高考会以新的情境载体将化学反应速率及其影响因素与化工生产、生活实际相结合知识,题
目难度一般适中。
考点梳理
考法01化学反应速率及其计算
1.化学反应速率
(1)表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
(2)数学表达式及单位
Af_
,单位为mol1一大-1或mol1—LmirTi。
(3)与化学方程式中化学计量数的关系
在反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+<®(g)中,存在v(A):v(B):v(C):v(D)=":b:c:
【易错提醒】
①不能用固体或纯液体来表示化学反应速率,因为固体或纯液体的浓度视为常数。
②化学反应速率一般指平均速率而不是瞬时速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
③同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的化学反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
2.定量比较化学反应速率大小的两种方法
(1)归一法:先换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。
(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)+6B(g)=cC(g),若皆上>匕等-,则
用A表示时的反应速率比用B表示时大。
3.化学反应中各物质浓度的计算模型——“三段式”
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
例如:反应加A+nBpC
起始浓度
abc
(mol-L1)
转化浓度nxpx
AY
(mol-L1)mm
某时刻浓度nx
a-xb7—~c+在
(mol-L1)mm
(3)根据已知条件列式计算。
易错辨析
----------IIV
请判断下列说法的正误(正确的打“位,错误的打“X”)
(1)化学反应速率为0.8moLL〕s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol-L-1()
(2)由丫=韦计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值()
(3)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()
(4)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率()
(5)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快()
(6)对于任何化学反应来说,都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率()
(7)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率()
【答案】(1)X(2)X⑶J(4)V(5)X(6)x(7)x
典例引领
----------IIO
考向01考查化学反应速率的计算
【例1】(2024•山东临沂•期中)某温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:
3A(g)+bB(g)=cC(g),12s时生成C的物质的量为0.6mol(反应过程如图所示)。下列说法中正确的是
A.图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
B.2s时,用A表示的反应速率为0.15mol・L,si
C.化学计量数之比b:c=l:3
D.12s时的压强与起始时的压强之比为8:13
【答案】D
【解析】A.图中交点时A、B的浓度相等,但浓度继续变化,则没有达到平衡状态,如达到平衡状态,
各物质的浓度不变,故A错误;
3mol/L
B.2s时,A的浓度变化=0.8mol/L-0.5mol/L=0.3mol/L,则2s内反应速率v=—=0-=0.15mol«L'
4t2s
1”一1,而不是瞬时速率,故B错误;
C.A的浓度变化=0.8mol/L-0.2moi/L=0.6mol/L,A表示的反应速率="吧匹=0.05mol/(L・s),B的浓度
12s
0.6mol
变化=0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,计算B的反应速率=义mol/(L・s),
C的反应速率=^
12s60
12s
=4mol/(L・s),速率之比等于化学方程式计量数之比,3:b:c=0.05:]:4,b=l,c=1.5,化学计量
406040
数之比b:c=2:3,故C错误;
D.平衡时A的物质的量为0.2mol/Lx2L=0.4mol,B的物质的量为0.3mol/Lx2L=0.6mol,C的物质的量为
0.6mol,则总物质的量为1.6mol,起始时总物质的量为2.6mol,则12s时的压强与起始时的压强之比为
8:13,故D正确;
答案选D。
考向02考查速率常数及其计算
【例2】(2024•山西朔州•二模)一定条件下,反应H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)的速率方程为产
阻a(H2)"(Br2)d(HBr),某温度下,该反应在不同浓度下的反应速率如下:
C反应
(H2)/c(Br2)/c(HBr)/
(mol・L1)(molL1)(molL1)速率
0.10.12V
0.10.428v
0.20.4216v
0.40.142v
0.20.1c4v
根据表中的测定结果,下列结论错误的是()
A.表中c的值为1
B.a>小丫的值分别为1、2、-1
C.反应体系的三种物质中,Br2(g)的浓度对反应速率影响最大
D.在反应体系中保持其他物质浓度不变,增大HBr(g)浓度,会使反应速率降低
【答案】B
【解析】速率方程为v=e(H2)M(Br2)d(HBr),将H2、Br2>HBr和速率都带入到速率方程可以得到,①片
3
jtxO.laxO.lpx2\®8v=)txO.laxO.4px2\®16v=fcx0.2ax0.4px2\@2v=fcxO.4axO.lpx4L由①②得到夕=,②③
3
得至!Ja=l,①④得到y=-1,对于4V=A(0.2)a(0.1)P<"HBr)与①,将a=l,P=],Y=—1代入,解得c=l,
由此分析。A.根据分析,表中c的值为1,故A不符合题意;B.根据分析,a、小丫的值分别为1、京-1,
故B符合题意;C.由于速率与Bn(g)和H2(g)的浓度成正比,与HBr(g)的浓度成反比,反应体系的三种物质
中,Bn(g)的浓度对反应速率影响最大,故C不符合题意;D.由于丫=-1,增大HBr(g)浓度,理HBr)减小,
在反应体系中保持其他物质浓度不变,会使反应速率降低,故D不符合题意。
【思维建模】
1.速率常数:假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)+/?B(g)=cC(g)+6/D(g),其速率可表示为v=
立"(A)心(B),式中的上称为反应速率常数或速率常数。
2.正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系:对于基元反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+#(g),v正=左
cd
(c)<(D)k正
正("(AAcZB),1^逆=左逆d(C)・c”(D),平衡常数长=C。2(A).°b(B),反应达到平衡时^正=口逆,故K=v。
对点提升
---------------II<1
【对点1](2024•山东烟台•期末)某温度下,向甲、乙两个容积均为1L的恒容密闭容器中分别充入4moi
HC1和ImolOz,发生反应:4HC1(g)+O2(g)2C1,(g)+2H2O(g)AH,其一为绝热过程,另一为恒温
过程。反应过程中两容器内的压强随时间的变化曲线如下图所示。下列说法错误的是
E
*d
窗
窗
A.甲容器为绝热过程,AH<0
B.a点气体颜色深于b点
C.c点,单位时间内生成0.1molO?的同时生成0.2molC"
D.乙容器中0〜10min内化学反应速率v(HCl)=0.24molL1.min1
【答案】B
【分析】该反应为反应前后气体总物质的量减小的反应,该体系的容积不变,若是恒温过程,随着反应的
进行,气体的分子数不断减小,压强不断减小至不变;而若是绝热过程,则物质的量减小时,若温度降
低,则压强减小,若温度升高,压强既可能升高也可能降低,但是图中只有一条曲线最初的压强在减小,
说明绝热时最初温度在升高、压强在增加,所以该反应为放热反应,且曲线甲表示恒容绝热时的压强变
化,曲线乙表示恒温恒容时的压强变化,据此分析解答。
【解析】A.据以上分析可知,甲容器为绝热过程,且反应为放热反应,即AHO,故A正确;
B.a、b两点压强相同,容器体积相等,依据阿伏加德罗定律,此时气体的物质的量与温度成反比,甲过
程为绝热过程,反应放热温度升高,甲过程温度更高,说明甲过程气体总的物质的量小于乙过程,甲过程
正向进行的程度更大,容器内C12的浓度较大,颜色较深,气体的颜色深浅:b点气体颜色深于a点,故B
错误;
c.C点时反应达到平衡状态,生成。2为逆反应方向,生成CL为正反应方向,该数据也符合计量数之比
1:2,故C正确;
D.曲线乙表示恒温恒容时的压强变化,乙容器反应到lOmin时,压强为44KPa,压强之比等于气体的物
44kPa
质的量,此时混合气体的物质的量为岑,x5mol=4.4mol,列三段式有:
50kPa
4HCl(g)+(g)U2C1,(g)+2H2O(g)
起始/mol4100
,可知4~4x+l-x+2x+2x=4.4,x=0.6mol,则乙容器中。〜10
变化/mol4xX2x2x
a点/mol4-4x1-x2x2x
2.4mol
min内化学反应速率=0.24molL-1.min-'故D正确;
v(HCl)=IL
lOmin
故选B。
【对点2](2024.黑龙江哈尔滨.模拟)工业上利用CH4(混有CO和丛)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="(8>/32),k为速率常数,
在某温度下测得实验数据如表所示:
CO浓度/(moLL-i)H2浓度/(mol.L—1)逆反应速率/(mol・L-Lmin-1)
0.1Cl8.0
C2Cl16.0
Cl0.156.75
由上述数据可得该温度下,C2=_molLr,该反应的逆反应速率常数上=—17皿01加出一1。
【解析】根据丫逆=左。90)/(112),由表中数据可得:c;=,。2=
"0.1叫mo:l-L黑xk।
1111
6.75mol-L'-min8.0mol-L'min6.75mol-Lmin___…5z口,
―1ir—1、~3~~7,yR左X_—ijX-/八1vii~~T~~16.0ITIOLL*111111,角牛k^~
(0.15mol-L1)5xk0.11mol1-TL】xk(0.15lmol-L9"xk
433-1-l
l.OxlOLmolmin,代入c?的等式可得。2=0.2mol-Lo
【答案】0.2l.OxlO4
考法02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v(Mg)>v(Al)。
2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)
浓电J增大反应物浓度,反应速率增大,反之减小。
对于有气体参加的反应,增大压强,反应速
率增大,反之减小。
升高温度,反应速率增大,反之减小。
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把圆。
反应物间的接触面积、光福射、放射线辐射、
超声波等。
【易错提醒】惰性气体对反应速率的影响
恒温恒容条件下通入惰性气体,总压增大,反应物浓度不变,反应速率不变
恒温恒压条件下通入惰性气体,总体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小
3.有效碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响
(1)有效碰撞
能够发生化学反应的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。有效碰撞必
须具备两个条件:一是发生碰撞的分子具有足够的能量,二是碰撞时要有合适的取向。
(2)活化分子
有足够的能量,能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。
活化分子数目
活化分子百分数=
反应物分子总数X100%o
(3)活化能:活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能。活化能越
小,反应速率越大。
t能量
反应过程
图中:自为正反应的活化能,尽为使用催化剂时正反应的活化能,豆为逆反应的活化能。
(4)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件一活化分子一有效碰撞一反应速率变化
单位体积内有效碰化学反
条件改变
分子总数活化分子数活化分子百分数撞次数应速率
增大反应物浓度增加增加不变增加增大
增大压强增加增加不变增加增大
升高温度不变增加增加增加增大
加催化剂不变增加增加增加增大
易错辨析
----------------II<1
请判断下列说法的正误(正确的打“小,错误的打“X”)
(1)催化剂都不参加化学反应()
(2)升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大()
(3)可逆反应中减小产物的浓度可增大正反应的速率()
(4)增大反应体系的压强,反应速率不一定增大()
(5)增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分数,所以反应速率增大()
(6)对可逆反应FeCb+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl,增加氯化钾浓度,逆反应速率加快()
(7)增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分含量,所以反应速率增大()
(8)对可逆反应FeCb+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl,增加氯化钾浓度,逆反应速率加快()
(9)FeCb和MnCh均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同()
(10)用稀硫酸和锌粒制取比时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率()
【答案】(l)x(2)4(3)x(4)V(5)x(6)x(7)x(8)x(9)x(10)Y
典例引领
------------IIO
考向01考查影响化学反应速率的因素
【例1】(2024.吉林通化•一模)根据y—/图像分析外界条件的改变对可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)
△”<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示:
反应速率,
N(逆);贺正)
&(正)
\正)”(逆)
母也乙(逆)
y正):•
逆):正);i
{8时向
八%£4力5%h
可见在以、ts、力时反应都达到平衡,如果叁、以、t6、年时都只改变了一个反应条件,则下列对叁、扭、
“、年时改变条件的判断正确的是()
A.使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度
B.升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂
C.增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度
D.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂
【答案】D
【解析】友时正、逆反应速率均增大,且平衡逆向移动,排除A、C选项;以时正、逆反应速率均减小,
平衡逆向移动,可以是减小压强;%时正反应速率增大,逆反应速率瞬间不变,平衡正向移动,所以是增
大反应物浓度,排除B选项;花时正、逆反应速率均增大且仍相等,平衡不移动,则使用了催化剂,D选
项符合题意。
考向02考查“变量控制”实验探究
【例2】(2024•江西景德镇•二模)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数
据如下表所示:
序号纯锌粉/g2.0mol-L1硫酸溶液/mL温度/℃硫酸铜固体/g加入蒸储水/mL
I2.050.02500
II2.040.025010.0
III2.050.0250.20
IV2.050.0254.00
(1)本实验待测数据可以7W,
实验I和实验n可以探究对锌与稀硫酸反应速率的影响。
⑵实验III和实验w的目的是,
写出有关反应的离子方程式»
【答案】(D反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间)硫酸浓度
2+2++2+
(2)探究硫酸铜的质量对反应速率的影响Zn+Cu=Zn+Cu,Zn+2H=Zn+H2t
【解析】实验I和实验D中,锌的质量和状态相同,硫酸的浓度不同,实验III和实验IV中加入硫酸铜,
Ci?+的氧化性强于H+,首先发生反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu,生成的铜附着在锌表面,在稀硫酸溶液中
构成原电池,加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多,生成的铜会覆盖在锌表面,阻止锌与稀硫酸进一步
反应,产生氢气的速率会减慢。(1)本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等
体积的氢气所需要的时间”,实验I和实验n可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。(2)实验ni和实验w
加入的硫酸铜的质量不同,可以探究加入硫酸铜的质量与反应速率的关系。
【思维建模】关于“变量控制法”题目的解题策略
影响化学反应速率的外界因素主要有浓
度、温度、压强、催化剂
依据实验目的,搞清某个外界因素对化
学反应速率的影响,均需控制其他因素
不变,再进行实验,从而理清影响实验
探究结果的因素,确定出变量和定量
。1探究时,先确定只变化一种因素,其他I
14%亦一口[因素不变,看这种因素和探究的问题存:
I正步义一厂!在怎样的关系;这样确定一种以后,再I
!确定另一种,从而得出相应的实验结论)
V:露着才I,卷彝薮至7凌屣复芟醯5毒〕
数据有效卜有效,且变量统一,否则无法做出正确:
---------[判断:
对点提升
♦--------------11<
【对点1](2024.山东聊城•模拟)下列说法正确的是()
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增大活化分子的百分数,从而使反应
速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而增大反应速率
【答案】D
【解析】浓度和压强的变化是改变单位体积内活化分子的总数,活化分子的百分数不变;温度、催化剂是
改变活化分子的百分数,单位体积内分子总数不变。
【对点2](2024・四川雅安.模拟)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实
验:
[实验原理]2KMnCU+5H2c2CU+3H2sC)4=K2so4+2M11SO4+IOCO2T+8H2O
[实验内容及记录]
试管中所加试剂及其用量/mL溶液褪至
实验实验0.6mol/L无色所需
3mol/L0.05mol/L
编号温度/℃H2C2O4溶
H2O时间/min
稀H2SO4溶液KMnO4溶液
液
①253.0VI2.03.01.5
②252.03.02.03.02.7
③502.0V22.03.01.0
(1)请完成此实验设计,其中:,V2=。
(2)实验①、②探究的是对化学反应速率的影响,根据上表中的实验数据,可以得到的结论是
(3)探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验(填实验编号)。
(4)利用实验①中的数据,计算用KMnCU表示的化学反应速率为。
【答案】(1)2.03.0
(2)浓度其他条件不变时,增大(减小)反应物浓度,化学反应速率加快(减慢)
(3)②③(4)0.01mol/(L-min)
【解析】(1)实验①、②探究浓度对反应速率的影响,则其他条件应该是相同的,则%=2.0;实验②、③
探究温度对反应速率的影响,则其他条件应该是相同的,则匕=3.0。
(2)根据表中数据可知实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响,根据表中的实验数据,可以得到的
结论是其他条件不变时,增大(减小)反应物浓度,化学反应速率加快(减慢)。
(3)根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验②、③。
(4)草酸的物质的量为0.6mol/Lx0.003L=0.0018mob高镒酸钾的物质的量为0.05mol/Lx0.003L=0.000
15mol,草酸和高锯酸钾的物质的量之比为0。018moi:0.00015mol=12:1,显然草酸过量,高锦酸钾
完全反应,混合后溶液中高镒酸钾的浓度为,我%七吗U3T=0.015mol/L,这段时间内平均反应速
\3IZiJIZ)XJLUL
率v(KMnO4)=0.015mol/L:1.5min=0.01mol/(L-min)o
考法03基元反应与反应机理
1.基元反应
(1)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)基元反应速率方程
对于基元反应aA+6B=gG+/?H,其速率方程可写为v=kc〃(A)d(B)(其中人称为速率常数,恒温下,k
不因反应物浓度的改变而变化),这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量
数为指数的幕的乘积成正比。
2.反应机理
基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理),基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组
成的总反应也称复杂反应。
例如H2(g)+l2(g)=2HI(g),它的反应历程有如下两步基元反应:
①12=1+1•(快)
②H2+2I-2HI(慢)
其中慢反应为整个反应的决速步骤。
3.过渡态理论
(1)化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能
的过渡态,处于过渡态的分子叫做活化络合物。活化络合物是一种高能量的不稳定的反应物原子组合体,
它能较快地分解为新的能量较低的较稳定的生成物。
(2)活化能(Ea)是处在过渡态的活化络合物分子平均能量与反应物分子平均能量的差值。
4.催化机理
从碰撞理论解释:催化剂通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能,使活化分子百分数增多,从
而加快反应速率,图示如下。
(1)催化剂只能改变反应途径(又称反应机理),不能改变反应的始态和终态。它同时加快了正、逆反应速
率,缩短了达到平衡的时间,并不能改变平衡状态。
(2)催化剂有选择性,不同的反应常用不同的催化剂,即每个反应有它特有的催化剂。生产上常利用催化剂
的选择性,使所希望的化学反应加快,同时抑制某些副反应的发生。
(3)每种催化剂只有在特定条件下才能体现出它的适性,否则将失去活性或发生催化剂中毒。
典例引领
--------------II<1
考向01考查催化剂与反应机理
1
【例1】(2024•安徽阜阳•一模)已知反应:2NO(g)+Br2(g)-2NOBr(g)AH=-okJ-mor(a>0),其反应
机理如下:
@NO(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.NOBB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okJ-moPi
D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
【答案】C
【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;NOBn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akJmoir,故C正确;增大Bn(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。
考向02考查反应历程图像
【例2】(2024•湖北孝感•二模)汽车尾气处理时存在反应:NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g),该反应过程
及能量变化如图所示。
加+9)叫&
活化络合物
(过渡状态)
A.使用催化剂活化分子百分数增多
B.使用催化剂,反应物分子的能量变高
C.使用催化剂可以有效减少反应放出的热量
D.无论是反应物还是生成物,转化为活化络合物都要吸收能量
【答案】AD
【解析】使用催化剂,降低反应的活化能,活化分子百分数增多,但反应物分子能量不变,也不改变反应
热,B、C错误。
对点提升
----------------II<1
【对点1](2024•河南鹤壁.模拟)向H2O2溶液中加入少量FeCb溶液,混合溶液中有大量气泡逸出,查阅
资料知H2O2的分解机理如下:
2++
①2Fe3++H2Ch2Fe+O2T+2H慢
2++3+
②H2O2+2Fe+2H2H2O+2Fe快
下列有关说法正确的是()
A.增大c(Fe3+)不影响产生气体的速率
B.第①步反应中Fe3+与H2O2碰撞仅部分有效
C.Fe2+是该反应的催化剂
D.第②步反应的活化能较大
【答案】B
【解析】由题给信息可知,第①步为慢反应,增大反应物的浓度,其反应速率增大,A项错误;任何一个
反应,粒子之间的碰撞不可能都是有效碰撞,B项正确;由总反应可知,Fe2+是该反应的中间产物,Fe3+
是催化剂,C项错误;活化能大则反应慢,故第①步反应的活化能较大,D项错误。
【对点2](2024.辽宁本溪•模拟)二甲醛(CH30cH3)被称为21世纪的“清洁能源”,科学家研究在酸性条
件下,用甲醇可合成二甲酸,反应历程中相对能量变化如图所示。
A.循环过程中,催化剂参与了中间反应
B.该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为L31kJ-moF1
H
C.制约总反应速率关键步骤的基元反应方程式为CH30cH一CH30cH3+广
总反应方程式为茎%
D.2cH30HCH30cH3+H2O
【答案】B
【解析】整个过程中H+是催化剂,先参与第一步反应,在最后一步反应生成,故A正确;由图可知该历程
中最小的能垒(基元反应活化能)为131kJ-moP1,故B错误;决定总反应速率的是活化能或能垒最高的基元
H,
I
+
反应,由图可知,该基元反应为CH30cH3__>CH3OCH3+H,故C正确。
好题冲关
基础过关
---------IK
1.(2024•山东临沂•期中)已知CH4(g)+2NCh(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),在2L密闭容器中分别加入
--1
A.0〜20min内,NO2的反应速率为0.0125mol«L'•min
B.随着反应的进行,反应物的浓度降低,反应速率减慢
C.单位时间内,若生成ImolNz同时生成2moiNCh,则反应达到平衡
D.达到平衡时,CH4的转化率与N02的转化率之比为1:2
【答案】D
(0.5-0.25)mol
【解析】A.。〜20min内,NO2的反应速率为。便0)=2v(CH)2.2L「0.0125moi
叭2)~叭4)-*—20m
i,A正确;
B.由表中数据可知随着反应的进行,相同时间内甲烷物质的量变化量减小,说明随着反应的进行,反应
物的浓度降低,反应速率减慢,B正确;
C.根据方程式CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),生成ImolN?同时生成2moiNO2,分别代表正逆
反应,且与化学计量数成正比,则反应达到平衡,C正确;
D.加入0.50molCH4和1.0molNO2,二者按1:2参加反应,则转化率相等,D错误;
故选D。
2.(2024.黑龙江齐齐哈尔.期末)汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染。查阅资料可知
使用同种催化剂,质量相等时催化剂的比表面积对催化效率有影响。某实验小组的实验数据、图像分析与
结论如下。下列说法不正确的是
催化剂的
编号t/℃c(NO)/mol.U1c(CO)/mol.U1比表面积实验图4象
(m2/g)
?4.00
1300k
I2806.50x10-34.00x10-380
22.00
oino
IIa6.50义10一34.00x10-3120
(时间
IIIc6.50xlCf34.00xIO-380
催化剂
A.汽车尾气处理的化学方程式为2NO+2CO?三2c。2+N,
A
B.由图像可知:o=280,c<280
C.其他条件相同时,增大催化剂的比表面积,该化学反应的速率将增大
D.若I组实验5min达到平衡,该段时间内化学反应速率v(NO)=6xl()7mol-Iji-minT
【答案】B
【解析】A.汽车尾气中NO和CO在催化剂作用下生成二氧化碳和氮气,处理的化学方程式为
催化剂
2NO+2CO,^2CO,+N,,故A正确;
A
B.由图像可知,I、n平衡不移动,则温度相同,所以a=280,反应ni速率快,可知温度高,则
c>280,故B错误;
C.根据实验,I、II可知,其他条件相同时,增大催化剂的比表面积,该化学反应的速率将增大,故c正
确;
D.若I组实验5min达到平衡,CO浓度降低3xl(F3moi/L,NO的浓度降低exlO^mol/L,该段时间内化
3xlO-3mol/L
学反应速率v(NO)==6xlO-4molL1-min1故D正确;
5min
故选B。
3.(2024.四川成都•期末)一定温度下,在2L恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量(n)随时间
(t)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为X(g)+2Y(g)^^3Z(g)
B.0~2min内,v(Y)=0.075mol.L"・min"
C.当混合气体密度不再发生改变,说明该反应已达平衡
D.该反应中X的转化率可达到100%
【答案】B
【解析】A.由图可知,反应的X、Y、Z的物质的量分别为O.lmol、0.3moh0.2moL故化学方程式为:
X(g)+3Y(g)#2Z(g),选项A错误;
B.。〜2min内,v(Y)=-^-=_87moi=o.075moKLmin-1,选项B正确;
VAt2Lx2min
C.反应为全部为气体且体积不变的反应,在恒容条件下进行气体密度始终不变,故气体密度不再改变,
不能说明该反应达到平衡,选项C错误;
D.2min时反应达到平衡,X的平衡转化率为坐粤=10%,选项D错误;
l.Omol
故选B。
4.(2024・广东.三模)一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入6moic和8m01凡,发生反应
1
CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)AH=-49.0kJ-mol,测得“耳)随时间的变化如下图实线所
示,下列说法正确的是
n(H2)/mol
A.升高温度,可以提高上述反应的平衡产率
B.该反应在。~1min内C02的平均反应速率是1molIT•min-
C.该反应在8min后,容器内总压强不再改变
D.加入催化剂(其他条件相同),n(H?)随时间的变化会如上图虚线所示
【答案】C
【解析】A.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物的产率减小,故A错误;
B.由图可知,Imin时,氢气的物质的量为6mol,由方程式可知,。〜Imin内二氧化碳的反应速率为
(8mol-6mol)x-
-~0.33mol/(L-min),故B错误;
1min
C.由图可知,8min时氢气的物质的量和12min时氢气的物质的量都为2mol,说明反应已经达到平衡,容
器内总压强不再改变,故C正确;
D.加入催化剂,化学反应速率加快,但化学平衡不移动,氢气的物质的量不变,则氢气的物质的量随时
间的变化不能用图中虚线表示,故D错误;故选C。
5.(2024•河北保定•三模)铝被广泛应用于航空航天、电子、原子能、超导材料及新型功能材料等领域,
是一种十分重要的战略物资。P2O4[(C8H17O)2PO2H]常用于萃取稀土金属铅
4++
Nb(aq)+4(C8H17O)2PO2H(1)Nb[(C8HI7O)2PO2]4(1)+4H(aq)0某温度下,萃取过程中溶液中
c(H+)与时间的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
7
T
O
U
I
)
(、
H+
X
A.其他条件不变,/24时萃取反应已停止
B.4H+)增大,萃取反应平衡向左移动,平衡常数减小
C.t2min、t3min时萃取反应的正反应速率:v2<v3
D.内,Nb,+的平均反应速率v(Nb")=j^moLL一川广
【答案】D
【解析】A.平衡时正反应、逆反应依然在不断进行,A项错误;
B.平衡常数只与温度有关,增大浓度K不变,B项错误;
C.萃取反应发生后,正反应速率由大到小至不变时反应达到平衡,v2>v3,C项错误;
D.%~/2min内,v(H+)=^*mol.LT.min-,根据速率之比等于化学计量数之比,用,+的平均反应速
率v(Nb"+)=J毛)m°l.厂,min-,D项正确;故选D。
6.(2024•安徽安庆・模拟预测)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【(COOCH)】催化加氢制
乙二醇的技术难关,反应为(COOCH3)2(g)+4H2(g)UHOCH2cH20H(g)+2CH30H(g)AW。如图所示,
在恒容密闭容器中,反应温度为1时,c(HOCH2cH?OH)和c(H?)随时间/的变化分别为曲线I
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