第2章 化学反应速率与化学平衡 高考强化-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1同步课件（人教版2019）

化学 选择性必修1 化学反应原理 RJ 1 2 第二章高考强化 刷真题 2 1.[江苏化学2023·10，3分] 金属硫化物催化反应 ， 既可以除去天然气中的，又可以获得 。下列说法正确的是( ) C A.该反应的 B.该反应的平衡常数 C.如图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的 与催化剂 中的 之间发生作用 D.该反应中每消耗，转移电子的数目约为 3 解析 该反应是反应后气体分子数增大的反应，即熵增反应，所以 ，A错误；该反应的化 学平衡常数 ，B错误；由反应机理图示可知步骤Ⅰ中分子中带部分负电荷的 与催化剂中的之间发生了作用，C正确；由于分子中C元素显价、分子中C元素显 价，所以由化学方程式可知有参与反应时，转移电子，所以每消耗 将转 移电子，即转移电子数约为 ，D错误。 4 2.[辽宁化学2022·12，3分] 某温度下，在恒容密闭容器中 发生反应 ，有关数据如下： 时间段/ 产物的平均生成速率/ 0.20 0.15 0.10 下列说法错误的是( ) B A.时，的浓度大于 B.时，加入，此时 C.时，的体积分数约为 D.时，的物质的量为 5 解析 反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物 的平均生成速率逐渐减 小，则内的平均生成速率大于内的，故时， 的浓度大于 ，A正确；时生成的 的物质的量为 ，时生成的 的物质的量为 ，故反应在 时已达到平衡，设达到平衡时生 成了 ，列三段式： 6 根据，得，则的平衡浓度为，的平衡浓度为 ，平衡常 数，时的浓度为，的浓度为 ，加入 后，的浓度变为， ，反应正向进行，故 ，B错误；反应生成的与的物质的量之比恒等于，反应体系中只有和 为气 体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故的体积分数始终约为 ，C正 确；由B项分析可知时反应处于平衡状态，此时生成为，则的转化量为 ， 初始的物质的量为，剩余的物质的量为 ，D正确。 3.[重庆化学2023·14，3分] 逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按 投料比进行反应，平衡时含 碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( ) C A.反应Ⅰ的，反应Ⅱ的 B.点反应Ⅰ的平衡常数 C.点的压强是 的3倍 D.若按 投料，则曲线之间交点位置不变 8 解析 随着温度升高，平衡时甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，说明随着温度升高，反应Ⅱ平 衡逆向移动、反应Ⅰ平衡正向移动，则反应Ⅱ为放热反应,、反应Ⅰ为吸热反应, ， A错误；点体系中不含甲烷，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料 ， 则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数 ，B错误； 点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应方程式的系数可知， 生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律可知，同温同体积下，物质的量之比 等于压强之比，即的压强是 的3倍，C正确；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为 气体分子数减小的反应，若按 投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷 含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误。 9 4.[湖南化学2023·13，3分] 向一恒容密闭容器中加入 和一定量的 ，发生反应：。 的平衡转化率按 不同投料比 随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 ( ) B A. B.反应速率：正 正 C.点、、对应的平衡常数： D.反应温度为 ，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 10 【思路导引】由题图可知，投料比不变时，随温度的升高 的平衡转化率增大，所以该反应为 吸热反应;在相同的温度下，投料比减小，相当于在的投料量不变的情况下增大 的 投料量，当反应物不止一种时，其他条件不变，增大其中一种气态反应物的投料量会增大其他反 应物的平衡转化率，同时降低自身平衡转化率，故投料比越小， 的平衡转化率越大。 11 解析 由题图可知，点对应的平衡转化率大于点，结合分析可知，点对应投料比小于点 ， 故,A正确；点、均为平衡状态，，点的平衡转化率大于点 ，假设两点 的投料量相同，则反应产物、的平衡浓度：点 点，两点温度相同，故逆 逆，正正，B错误；由分析可知，该反应为吸热反应，随温度升高，平衡常数增大，点 、 温度相同，则平衡常数： ，C正确；该反应为反应前后气体分子数改变的反应，恒 温恒容条件下，随着反应的进行容器内压强改变，当压强不变时，反应达到平衡状态，D正确。 12 5.[山东化学2022·10，2分] 在 催化下，丙烷与氧气反应制备 丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是( ) D A.含 分子参与的反应一定有电子转移 B.由生成 的反应历程有2种 C.增大的量， 的平衡转化率不变 D.当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少 13 解析 根据反应机理的图示知，含分子发生的反应有 、 、、，含 分子 、、中元素的化合价依次为价、价、 价，上述反应中均有元素化合价的 变化，都为氧化还原反应，有电子转移，A正确；先由经反应历程①转化为 ，再发生 的反应，也可发生 的反应，则反应历程有两种，B正确； 是催化剂，增大的量，的平衡转化率不变，C正确；在催化下丙烷与 反应制备丙 烯的总反应为 ，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变， D错误。 14 6.[福建化学2023·13节选] 探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。 丙烷制烯烃过程主要发生的反应有 ⅲ. 已知：为用气体分压表示的平衡常数，分压 物质的量分数×总压强。 15 （2）在、下，丙烷单独进料时，平衡体系中各组分的体积分数 见下表。 组分 /% 21.0 23.7 55.2 0.1 0.0 ②从初始进料到体系达平衡时，反应ⅰ、ⅱ、ⅲ消耗丙烷的平均速率从大到小的顺序为反应____ 反应____ 反应____（填标号）。 ⅱ ⅰ ⅲ 解析 根据平衡体积分数 （甲烷） （乙烯） （丙烯），消耗丙烷生成 丙 烯或乙烯或甲烷，可知反应速率 ⅲ。 16 ③平衡体系中检测不到，可认为存在反应： ，下列相关说 法正确的是____（填标号）。 . . .使用催化剂，可提高丙烯的平衡产率 .平衡后再通入少量丙烷，可提高丙烯的体积分数 17 解析 根据盖斯定律知目标反应 反应反应ⅲ，故，正确；分压 物质的 量分数×总压强 体积分数×总压强，故 ，正确；催化剂不能影响平衡， 错误；通入丙烷平衡正向移动，根据勒夏特列原理并不能够将丙烷增加的影响消除，因此丙烯的 体积分数会降低， 错误。 18 ④由表中数据推算：丙烯选择性 ________________________________ （列出计算式并计算出结果）。 解析 在相同条件下，物质的量之比等于体积之比，同时消耗丙烷生成丙烯或 乙 烯或 甲烷，生成乙烯时同时生成等量的甲烷，因此丙烯的选择性 。 19 （3）丙烷甲醇共进料时，还发生反应： ⅳ. 在、 下，平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。 20 解析 ⅲ. ，ⅳ. ，目标反应反应ⅲ 反应ⅳ，故 ； 甲醇投料增加，氢气增多，导致反应ⅰ逆移，则丙烯体积分数降低。 21 ①进料比（丙烷）（甲醇） 时，体系总反应 _____ 。 ②随着甲醇投料增加，平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是____________________________ ________________________________。 甲醇投料增加，氢气增多，导致反应ⅰ逆移，则丙烯体积分数降低 22 7.[湖北化学2023·19节选] 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下， 可 以由 分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。 的反应机理和能量变化如图甲： 回答下列问题： 23 （1）已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和, 键能 为。估算的_________ 。 解析 由分析可知，1分子转变为 断裂2个碳氢键，形成了1个碳碳键及氢氢键， 结合键能数据， 。 （2）图示历程包含___个基元反应，其中速率最慢的是第___个。 3 3 解析 由转变为 反应机理及能量变化图可知，题图反应历程包含3个基元反应， 其中第3个基元反应的活化能最大，速率最慢。 24 （4）时，假定体系内只有反应 发生，反应过程中压强恒 定为（即的初始压强）,平衡转化率为 ,该反应的平衡常数 为_ ___________ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压 总压×物质的量分数）。 解析 设起始时的物质的量为 ，根据题意可列三段式如下： 平衡时，气体的总物质的量为，则、、 的物质的量分数分别 为 、、， 。 25 （5）及 反应的（ 为平衡常数）随温度倒数的关系如图乙所示。 已知本实验条件下，（为理想气体常数， 为截距）。 图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是____________________ _________________________。 反应前后化学键的变化相同，反应热近似相等 解析 由可知，两条线的斜率为 ，两步反应都是断裂1个碳氢键，形成1个碳 碳键，所以两反应的几乎相同，为理想气体常数，则两反应的 几乎相同，斜率几乎相同， 故两条线几乎平行。 26 （6）下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成 的反应速率的是___ （填序号）。 .升高温度.增大压强 .加入催化剂 解析 由题意知，该反应为反应后气体分子数增多的吸热反应，所以升高温度，平衡正向移动， 可提高反应物的平衡转化率，增大压强，平衡逆向移动，会降低反应物的平衡转化率，加入催化 剂不影响平衡移动，不影响反应物的平衡转化率，且升高温度、增大压强和加入催化剂均能增大 生成的反应速率，故选 。 27 2 第二章高考强化 刷原创 28 1.双氧水、盐酸和在催化剂作用下，制备1，或2， 的反应如下： 达到平衡时，的转化率和 随温度的变化如图 所示，下列说法正确的是( ) C A. 时，催化剂的活性最强 B.②点的一定大于①点的 C.高于时，转化率下降可能是由于 分解 D.时，若反应进行后达到平衡，则 内 1，的平均速率约为 29 解析 时， 的平衡转化率最高，催化剂不影响反应物的平衡转化率，无法判断催化剂此 时活性是否最强，故A项错误；②点与①点的转化率相同，不考虑分解及 挥发的情况 下，各反应物的浓度相等，②点的温度高，但催化剂的活性与速率常数均受温度的影响，因此② 点的不一定大于①点的，故B项错误；高于时，可能会受热加快分解，导致 转 化率下降，故C项正确；时，反应达到平衡，的转化率是，参与反应的 的物质的量 为，此时，由题意可得关系式：,（或2, ），则生成 1,的物质的量，故内1， 的平 均生成速率约为 ，故D项错误。 30 2.乙炔可在催化剂作用下发生选择性加氢反应转化为乙烯。该反应速率方程为 ，、为速率常数，只与温度、催化剂有关 。 （1）该过程在 催化剂表面的反应机理如图甲， 其中吸附在 表面上的物种用*标注。 吸附阶段发生反应 ， 该反应在低温时自发趋势较大，理由是___________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________。 该反应的，气体被催化剂吸附导致熵减，则，低温时才能满足，因此该反应在低温时自发趋势较大 31 （2）已知实际生产过程中往往伴随副反应： ， 在密闭容器中充入和，发生上述两个反应，测得 平衡 转化率与温度、压强的关系如图乙所示。在、下 的选择性等于 选择性。下，主反应的平衡常数 ______ （为用气体分压计算的平衡常数，气体分压 气体总压强×气体的物质 的量分数）。 1.75 32 解析 时，设平衡时、的物质的量分别为、 ： 33 由题图乙可知，在、下的平衡转化率为，则，在 、 下的选择性等于，则，解得， ，平衡时 ，，， ，则反应体系中 气体总物质的量为，则 下，主反应的平衡常 数 。 34 （3）在两个相同的恒容密闭容器中，各加入 和 ，分别选用两种催化剂，反应进行相同时间，测得 的 转化率随反应温度的变化如图丙所示。 已知：在 温度范围内，同一温度下，催化剂Ⅰ、Ⅱ对该反 应的催化效果不同。使用催化剂Ⅰ时反应的活化能______催化剂Ⅱ 小于 反应放热，温度升高，平衡逆向移动 解析 相同温度条件下,催化剂Ⅰ对应的转化率更高，说明使用催化剂Ⅰ时反应速率更快，活化能 更小。两种催化剂在相同温度下的催化效果不同，但温度为 时，转化率相同，且随温度升高 转化率降低，说明 时反应达到平衡，随温度升高，转化率降低的原因是反应放热,温度升高, 平衡逆向移动。 （填“大于”“小于”或“等于”）。温度高于时， 的转化率降低的原因可能是______ ____________________________。 35 $$