第41讲 化学反应速率与应用（作业）-2025年新高考化学一轮复习考点逐点突破经典学案（新高考专用）

第41讲 化学反应速率与应用 2025届高三化学第一轮复习 第41讲 化学反应速率与应用 一、选择题 1．（2023·南通高三联考）反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是 ①增加铁的量；②将容器的体积缩小一半；③保持体积不变，充入N2使体系压强增大；④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大 A．①④ B．②③ C．③④ D．②④ 2．（2023·南京29中）N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程： 第一步：I2(g)―→2I(g)(快反应) 第二步：I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)(慢反应) 第三步：IO(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋O2(g)＋I2(g)(快反应) 实验表明，含碘时N2O分解速率方程v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是 A．N2O分解反应中，k值与是否含碘蒸气有关 B．第三步对总反应速率起决定作用 C．第二步活化能比第三步小 D．IO为反应的催化剂 3．（2022·邗江期中）一定条件下，向某密闭容器中充入HI，发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g) ΔH＞0，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成： ①2HI―→2H·＋2·I ΔH1 ②2·I―→I2 ΔH2 下列分析不正确的是 A．ΔH1＜0、ΔH2＞0 B．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 C．缩小容器容积，①的反应速率增大 D．加入催化剂，能降低该反应的活化能 4．（2023·盐城中学模拟）下列生产或实验事实引出的结论不正确的是 选项 事实 结论 A 其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快 B 工业制硫酸的过程中，在SO3的吸收阶段，喷洒浓硫酸吸收SO3 增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大 C 在容积不变的密闭容器中发生反应： 2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，向其中通入氩气 反应速率减慢 D A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 5．（2023·盐城高三调研）如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是 A．a与b相比，b的活化能更高 B．该反应反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D．a与b相比，a的反应速率更快 6．（2024·南京六校联合体调研）乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是 A．第①、②、③步反应都是放热反应 B．第①步反应只断裂了碳碳键 C．第①步反应为总反应的决速步 D．由图可知，总反应不需要加热就能进行 7．（2022·浙江6月选考）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是 编号 时间/min c(NH3)/10－3 mol·L－1 表面积/cm2 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1 B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 8．（2022·广东）在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如右图，则 A．无催化剂时，反应不能进行 B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1 9．（2024·重庆模拟预测）储氢合金M的吸放氢反应式为：xH2(g)＋2M(s)2M＋Hx(s)，现将100 g M置于恒容容器中，通入氢气并维持容器内压强恒定，在不同温度下M的最大吸氢量与氢气压强的关系如图所示，下列说法错误的是 A．压强越小，温度对最大吸氢量的影响越大 B．若到达P点的时间为3 min，则吸氢速率v=0.35 g/min C．在相同条件下，若氢气中含有氩气，则最大吸氢量减小 D．若到达N点所用时间小于P点，则吸氢速率v(N)＜v(P) 10．（2023·徐州七中）含有少量I－的溶液中，H2O2的分解机理如下： ①H2O2＋I－＝H2O＋IO－(慢)， ②H2O2＋IO－＝H2O＋O2＋I－(快)。 对于含有少量I－的溶液中发生的反应2H2O2(aq)＝2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1，下列说法正确的是 A．增大溶液中c(I－)，可提高H2O2的分解速率 B．IO－也是该反应的催化剂 C．反应①和反应②的活化能之和等于98 kJ·mol－1 D．升高温度和使用催化剂均能提高H2O2分解的平衡转化率 11．（2023·重庆一中高三质检）一定温度圧强下，CH3-CH＝CH2(g)与HCl(g)反应可以生成CH3CHClCH3(g)和CH3CH2CH2Cl(g)，反应中的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．生成CH3CH2CH2Cl(g)的反应中，第一步为反应的决速步 B．短时间内，CH3CHClCH3(g)是主产物 C．升高温度达平衡时，可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例 D．CH3-CH＝CH2(g)＋HCl(g)CH3CH2CH2Cl(g)的焓变等于第一步与第二步正反应活化能的差值 12．（2024·镇江丹阳开学考试）SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1。在有、无催化剂条件下SO2氧化成SO3过程中能量的变化如图所示。450 ℃、V2O5催化时，该反应机理为 反应①V2O5(s)＋SO2(g)＝V2O4(s)＋SO3(g) ΔH1 反应②2V2O4(s)＋O2(g)＝2V2O5(s) ΔH2＝－246 kJ·mol－1 下列说法正确的是 A．ΔH1＝＋24 kJ·mol－1 B．V2O5催化时，反应②的速率大于反应① C．保持其他条件不变，升高温度，活化分子百分数不变 D．反应中每消耗22.4 L O2，转移电子数目约等于4×6．02×1023 二、填空题 13．（2023·重庆卷）银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示，回答下列问题： ①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________kJ·mol－1。 ②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为________________________________________________。 14．（2021·江苏节选）甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。 利用铜-铈氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如题图-1所示。将n(CO)∶n(O2)∶n(H2)∶n(N2)＝1∶1∶49∶49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图2所示。 图-1 图-2 ①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，题图-1所示机理的步骤(i)中，元素Cu、Ce化合价发生的变化为__________________________________________。 ②当催化氧化温度超过150 ℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是_________________________ _____________________________________________________________。 15．（2024·淮安市高三上学期开学考）某学者分别使用Fe2O3和Fe3O4作催化剂对燃煤烟气脱硝脱硫进行了研究。 （1）催化剂制备。在60～100 ℃条件下，向足量NaOH溶液中通入N2一段时间，再加入适量新制FeSO4溶液，充分反应后制得混合物X；向混合物X中加入NaNO3溶液，充分反应后经磁铁吸附、洗涤、真空干燥，制得Fe3O4催化剂。 ①通入N2的目的是__________________________________________________。 ②混合物X与NaNO3反应生成Fe3O4和NH3，该反应的化学方程式为 _______________________________________________________________________________________。 （2）催化剂研究。如图1所示，当其他条件一定时，分别在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下，测定H2O2浓度对模拟烟气(含一定比例的NO、SO2、O2、N2)中NO和SO2脱除率的影响，NO脱除率与H2O2浓度的关系如图2所示。 已知：·OH能将NO、SO2氧化。·OH产生机理如下。 反应Ⅰ：Fe3＋＋H2O2＝Fe2＋＋·OOH＋H＋(慢反应) 反应Ⅱ：Fe2＋＋H2O2＝Fe3＋＋·OH＋OH－(快反应) ①与Fe2O3作催化剂相比，相同条件下Fe3O4作催化剂时NO脱除率更高，其原因是__________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________。 ②NO部分被氧化成NO2。NO2被NaOH溶液吸收生成两种含氧酸钠盐，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 ③实验表示·OH氧化SO2的速率比氧化NO速率慢。但在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下，测得SO2脱除率几乎均为100%的原因是_________________________________________。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 催化剂载体 催化剂载体 催化剂载体 CO O O O C O Ce Cu 空位 CO2 + CO O2 CO2 (i) (ii) (iii) 20 60 100 140 180 0 20 80 40 60 CO转化率/% 温度/℃ 100 $$第41讲 化学反应速率与应用 2025届高三化学第一轮复习 第41讲 化学反应速率与应用 一、选择题 1．（2023·南通高三联考）反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是 ①增加铁的量；②将容器的体积缩小一半；③保持体积不变，充入N2使体系压强增大；④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大 A．①④ B．②③ C．③④ D．②④ 【答案】D 【解析】铁是固体，增加铁的量，浓度不变，反应速率不变，①与题意不符；将容器的体积缩小一半，反应体系中气体物质的浓度增大，则化学反应速率增大，②符合题意；体积不变，充入N2使体系压强增大，但各物质的浓度不变，所以反应速率不变，③与题意不符；保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大，反应物浓度增大，反应速率增大，④符合题意；②④符合题意，故选D项。 2．（2023·南京29中）N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程： 第一步：I2(g)―→2I(g)(快反应) 第二步：I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)(慢反应) 第三步：IO(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋O2(g)＋I2(g)(快反应) 实验表明，含碘时N2O分解速率方程v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是 A．N2O分解反应中，k值与是否含碘蒸气有关 B．第三步对总反应速率起决定作用 C．第二步活化能比第三步小 D．IO为反应的催化剂 【答案】A 【解析】A项，I2单质在N2O分解的反应中起催化作用，能使k值增大，正确；B项，第二步反应为慢反应，对总反应的速率起决定性作用，错误；C项，活化能越大，反应越慢，第二步活化能比第三步大，错误；D项，反应前后均无IO，故IO为中间产物，不是催化剂，错误。 3．（2022·邗江期中）一定条件下，向某密闭容器中充入HI，发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g) ΔH＞0，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成： ①2HI―→2H·＋2·I ΔH1 ②2·I―→I2 ΔH2 下列分析不正确的是 A．ΔH1＜0、ΔH2＞0 B．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 C．缩小容器容积，①的反应速率增大 D．加入催化剂，能降低该反应的活化能 【答案】A 【解析】A项，①是断裂化学键的过程，需要吸收热量，ΔH1＞0，②是形成化学键的过程，需要释放热量，ΔH2＜0，错误；B项，反应物的分子必须发生碰撞，使化学键断裂，才能发生基元反应，正确；C项，缩小容器容积，HI的浓度增大，①的反应速率增大，正确；D项，加入催化剂，能降低该反应的活化能，正确。 4．（2023·盐城中学模拟）下列生产或实验事实引出的结论不正确的是 选项 事实 结论 A 其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快 B 工业制硫酸的过程中，在SO3的吸收阶段，喷洒浓硫酸吸收SO3 增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大 C 在容积不变的密闭容器中发生反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，向其中通入氩气 反应速率减慢 D A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 【答案】C 【解析】A项，只有温度不同，温度升高，反应产生沉淀的时间缩短，说明升高反应温度，化学反应速率加快，正确；B项，在SO3的吸收阶段，当喷洒浓硫酸时，浓硫酸与SO3接触面积增大，吸收SO3更快，更多，可以说明增大接触面积，化学反应速率加快，正确；C项，在容积不变的密闭容器中充入氩气，反应混合物的浓度不变，因此化学反应速率不变，并不会变小，错误；D项，两支试管中H2O2溶液的浓度和体积相同，B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，A中无催化剂，结果B中产生气泡快，说明催化剂可以改变化学反应速率，正确。 5．（2023·盐城高三调研）如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是 A．a与b相比，b的活化能更高 B．该反应反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D．a与b相比，a的反应速率更快 【答案】B 【解析】A项，a的活化能更高，错误；B项，该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，正确；C项，a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，错误；D项，a与b相比，b的活化能小，b的反应速率更快，错误。 6．（2024·南京六校联合体调研）乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是 A．第①、②、③步反应都是放热反应 B．第①步反应只断裂了碳碳键 C．第①步反应为总反应的决速步 D．由图可知，总反应不需要加热就能进行 【答案】C 【解析】A项，由图可知，第①步反应物总能量小于生成物总能量，说明第①步为吸热反应，第②、③步生成物的总能量低于反应物总能量，是放热反应，错误；B项，由图可知，第①步反应有C—H形成和碳碳双键发生断裂，错误；C项，由图可知，第①步反应的活化能最大，反应速率最慢，为总反应的决速步，正确；D项，该反应为放热反应，反应条件与反应热是否无关，错误。 7．（2022·浙江6月选考）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是 编号 时间/min cNH3/10－3 mol·L－1 表面积/cm2 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1 B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 【答案】C 【解析】A项，实验①中，0～20 min，v(N2)＝v(NH3)＝×(2.40×10－3 mol·L－1－2.00×10－3 mol·L－1)÷20 min＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1，正确；B项，催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气的初始浓度与实验①一样，则实验①达平衡时氨气浓度为4.00×10－4 mol·L－1，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60 min时处于平衡状态，x＜0.40，即x≠0.40，正确；C项，实验①、实验②中0～20 min、20～40 min氨气浓度变化量相同，速率相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，则相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，错误；D项，对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，正确。 8．（2022·广东）在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则 A．无催化剂时，反应不能进行 B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1 【答案】D 【解析】A项，由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物的浓度也在增加，说明反应也在进行，错误；B项，由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，反应速率大，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，错误；C项，由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0～2 min 内Y的浓度变化了2.0 mol·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·L－1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，错误；D项，使用催化剂Ⅰ时，在0～2 min内，Y的浓度变化了4.0 mol·L－1，则v(Y)＝＝2.0 mol·L－1·min－1，v(X)＝v(Y)＝×2.0 mol·L－1·min－1＝1.0 mol·L－1·min－1，正确。 9．（2024·重庆模拟预测）储氢合金M的吸放氢反应式为：xH2(g)+2M(s)2M-Hx(s)，现将100 g M置于恒容容器中，通入氢气并维持容器内压强恒定，在不同温度下M的最大吸氢量与氢气压强的关系如图所示，下列说法错误的是 A．压强越小，温度对最大吸氢量的影响越大 B．若到达P点的时间为3 min，则吸氢速率v=0.35 g/min C．在相同条件下，若氢气中含有氩气，则最大吸氢量减小 D．若到达N点所用时间小于P点，则吸氢速率v(N)＜v(P) 【答案】D 【解析】A项，由图可知，压强越小，温度对最大吸氢量的影响越大，正确；B项，由图可知，到达P点的时间为3 min时，M的最大吸氢量为1.05 g，则反应速率为=0.35 g/min，正确；C项，该反应是气体体积减小的反应，恒容条件下若氢气中含有氩气相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，吸氢量减小，正确；D项，由图可知，压强相同时，N点反应温度高于P点，温度越高，反应速率越快，则N点反应速率小于P点，错误。 10．（2023·徐州七中）含有少量I－的溶液中，H2O2的分解机理如下： ①H2O2＋I－＝H2O＋IO－(慢)， ②H2O2＋IO－＝H2O＋O2＋I－(快)。 对于含有少量I－的溶液中发生的反应2H2O2(aq)＝2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1，下列说法正确的是 A．增大溶液中c(I－)，可提高H2O2的分解速率 B．IO－也是该反应的催化剂 C．反应①和反应②的活化能之和等于98 kJ·mol－1 D．升高温度和使用催化剂均能提高H2O2分解的平衡转化率 【答案】A 【解析】A项，增大溶液中c(I－)，反应①的速率加快，①的速率决定总反应速率，故可提高H2O2的分解速率，正确；B项，I－是该反应的催化剂，IO－是中间产物，错误；C项，反应①和反应②的活化能之和不等于98 kJ·mol－1，错误；D项，催化剂不能使平衡发生移动，使用催化剂不能提高H2O2分解的平衡转化率，错误。 11．（2023·重庆一中高三质检）一定温度圧强下，CH3-CH=CH2(g)与HCl(g)反应可以生成CH3CHClCH3(g)和CH3CH2CH2Cl(g)，反应中的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．生成CH3CH2CH2Cl(g)的反应中，第一步为反应的决速步 B．短时间内，CH3CHClCH3(g)是主产物 C．升高温度达平衡时，可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例 D．CH3-CH=CH2(g)+HCl(g)CH3CH2CH2Cl(g)的焓变等于第一步与第二步正反应活化能的差值 【答案】D 【解析】A项，生成CH3CH2CH2Cl(g)的反应中，第一步反应活化能高，是决速步，正确；B项，短时间内，生成CH3CHClCH3(g)的反应活化能低，反应速率快，因此CH3CHClCH3(g)是主产物，正确；C项，CH3CHClCH3(g)CH3CH2CH2Cl(g) ΔH＞0，升高温度有利于平衡正向移动，可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例，正确；D项，CH3-CH=CH2(g)+HCl(g)CH3CH2CH2Cl(g)的焓变等于第一步与第二步反应的ΔH的代数和，错误。 12．（2024·镇江丹阳开学考试）SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1。在有、无催化剂条件下SO2氧化成SO3过程中能量的变化如图所示。450 ℃、V2O5催化时，该反应机理为 反应①V2O5(s)＋SO2(g)＝V2O4(s)＋SO3(g) ΔH1 反应②2V2O4(s)＋O2(g)＝2V2O5(s) ΔH2＝－246 kJ·mol－1 下列说法正确的是 A．ΔH1＝＋24 kJ·mol－1 B．V2O5催化时，反应②的速率大于反应① C．保持其他条件不变，升高温度，活化分子百分数不变 D．反应中每消耗22．4 L O2，转移电子数目约等于4×6．02×1023 【答案】A 【解析】A项，根据盖斯定律，将(总反应－反应②)×得V2O5(s)＋SO2(g)＝V2O4(s)＋SO3(g) ΔH1＝(ΔH－ΔH2)×＝[(－198 kJ·mol－1)－(－246 kJ·mol－1)]×＝＋24 kJ·mol－1，正确；B项，由图可知，V2O5催化时，反应②的活化能大于反应①的活化能，活化能越大反应速率越慢，则反应②的速率小于反应①，错误；C项，保持其他条件不变，升高温度，活化分子百分数增大，错误；D项，O2所处温度和压强未知，不能用22.4 L·mol－1计算22.4 L O2物质的量，从而无法计算转移电子的数目，错误。 二、填空题 13．（2023·重庆卷）银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示，回答下列问题： ①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________kJ·mol－1。 ②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为________________________________________________。 【答案】①83 ②EO(g)AA(g) ΔH＝－102 kJ·mol－1 【解析】①过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为(－93 kJ·mol－1)－(－176 kJ·mol－1)＝83 kJ·mol－1；②由图可知，EO(g)生成AA(g)放出热量(－117 kJ·mol－1)－(－219 kJ·mol－1)＝102 kJ·mol－1，放热焓变为负值，故热化学方程式为EO(g)AA(g) ΔH＝－102 kJ·mol－1。 14．（2021·江苏节选）甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。 利用铜-铈氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如题图-1所示。将n(CO)∶n(O2)∶n(H2)∶n(N2)＝1∶1∶49∶49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图2所示。 图-1 图-2 ①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，题图-1所示机理的步骤(i)中，元素Cu、Ce化合价发生的变化为__________________________________________。 ②当催化氧化温度超过150 ℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是_________________________ _____________________________________________________________。 【答案】①Cu从+2到+1、Ce从+4到+3 ②温度高于150℃，H2将氧化铜或氧化亚铜还原为Cu 【解析】①图2所示机理的步骤(i)中CO结合氧元素转化为二氧化碳，根据Cu、Ce两种元素的核外电子排布式可判断元素Cu、Ce化合价发生的变化为铜的化合价由+2变为+1价，铈的化合价由+4价变为+3价；②当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，铜离子具有一定的氧化性，而氢气具有还原性，高温下两者可发生氧化还原反应，进而影响催化剂活性。 15．（2024·淮安市高三上学期开学考）某学者分别使用Fe2O3和Fe3O4作催化剂对燃煤烟气脱硝脱硫进行了研究。 （1）催化剂制备。在60～100 ℃条件下，向足量NaOH溶液中通入N2一段时间，再加入适量新制FeSO4溶液，充分反应后制得混合物X；向混合物X中加入NaNO3溶液，充分反应后经磁铁吸附、洗涤、真空干燥，制得Fe3O4催化剂。 ①通入N2的目的是__________________________________________________。 ②混合物X与NaNO3反应生成Fe3O4和NH3，该反应的化学方程式为 _______________________________________________________________________________________。 （2）催化剂研究。如图1所示，当其他条件一定时，分别在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下，测定H2O2浓度对模拟烟气(含一定比例的NO、SO2、O2、N2)中NO和SO2脱除率的影响，NO脱除率与H2O2浓度的关系如图2所示。 已知：·OH能将NO、SO2氧化。·OH产生机理如下。 反应Ⅰ：Fe3＋＋H2O2＝Fe2＋＋·OOH＋H＋(慢反应) 反应Ⅱ：Fe2＋＋H2O2＝Fe3＋＋·OH＋OH－(快反应) ①与Fe2O3作催化剂相比，相同条件下Fe3O4作催化剂时NO脱除率更高，其原因是__________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________。 ②NO部分被氧化成NO2。NO2被NaOH溶液吸收生成两种含氧酸钠盐，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 ③实验表示·OH氧化SO2的速率比氧化NO速率慢。但在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下，测得SO2脱除率几乎均为100%的原因是_________________________________________。 【答案】（1）①排出溶解在NaOH溶液中的O2 ②12Fe(OH)2＋NaNO3＝4Fe3O4＋NH3↑＋NaOH＋10H2O （2）①Fe3O4催化剂表面同时存在Fe2＋和Fe3＋，Fe2＋直接通过反应Ⅱ快速产生·OH，c(·OH)更大；Fe2O3催化剂表面仅存在Fe3＋，Fe3＋需先通过慢反应Ⅰ产生Fe2＋再通过快反应Ⅱ产生·OH，总反应速率由慢反应Ⅰ决定，c(·OH)小于前者 ②2NO2＋2OH－＝NO＋NO＋H2O ③二氧化硫几乎完全被氢氧化钠溶液吸收 【解析】（1）氢氧化钠溶液中会溶解有少量空气中的氧气，氧气能氧化亚铁离子生成铁离子，通入N2的目的是排除NaOH溶液中的O2，防止Fe2+被氧化为Fe3+；②氢氧化钠和硫酸亚铁生成氢氧化亚铁沉淀，混合物X中含有氢氧化亚铁，根据质量守恒、氧化还原规律可知，氢氧化亚铁会与NaNO3反应生成Fe3O4和NH3、氢氧化钠、水，该反应的化学方程式为12Fe(OH)2＋NaNO3＝4Fe3O4＋NH3↑＋NaOH＋10H2O；（2）①由已知反应机理反应Ⅰ、反应Ⅱ可知：Fe3O4催化剂表面同时存在Fe2+和Fe3+，Fe2+直接通过反应Ⅱ快速产生•OH，c(·OH)：Fe2O3催化剂表面仅存在Fe3+，Fe3+需先通过慢反应Ⅰ产生Fe2+再通过快反应Ⅱ产生•OH，总反应速率由慢反应Ⅰ决定，c(·OH)小于前者；故Fe3O4作催化剂比Fe2O3作催化剂时NO脱除率更大；②NO2被NaOH溶液吸收生成两种含氧酸钠盐，根据质量守恒可知为含氮元素的盐，二氧化氮中部分氮元素化合价升高、部分氮元素化合价降低，反应得到亚硝酸盐和硝酸盐，该反应的离子方程式为2NO2＋2OH－＝NO＋NO＋H2O；③二氧化硫能溶于水会和氢氧化钠反应被吸收，测得SO2脱除率几乎均为100%的原因是SO2几乎完全被NaOH溶液吸收。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 催化剂载体 催化剂载体 催化剂载体 CO O O O C O Ce Cu 空位 CO2 + CO O2 CO2 (i) (ii) (iii) 20 60 100 140 180 0 20 80 40 60 CO转化率/% 温度/℃ 100 $$