选择题突破8 反应机理 化学反应速率及平衡(Word练习)-【优化指导】2025年高考化学二轮复习高中总复习·第2轮（单选版）

选择题突破八　反应机理　化学反应速率及平衡 题组一　化学反应机理及分析 1．(2024·山东聊城一模)光催化氧化甲烷制甲醛的机理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．在光催化剂表面会发生反应H2O＋h＋===H＋＋·OH B．CH3OOH为中间产物 C．上述过程中有非极性键的断裂与形成 D．每生成30 g HCHO，总反应转移电子数目为4NA C　解析：根据图中信息可知，在光催化剂表面会发生反应H2O＋h＋===H＋＋·OH，A正确；根据图中信息可知生成甲醛之前的物质为中间产物 CH3OOH，B正确；题述过程中有非极性键O—O的断裂，但没有非极性键的形成，C错误；总反应为CH4＋O2HCHO＋H2O，每生成30 g HCHO，其物质的量为1 mol，转移电子数目为4NA，D正确。 2．(2024·辽宁沈阳一模)基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基C3N4中，用于催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注，下列说法错误的是(　　) A．整个反应历程中有极性键的断裂和生成 B．过渡态相对能量：TS55>TS44>TS77 C．物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程 D．反应决速步的活化能为0.95 eV C　解析：一氧化碳催化加氢生成甲醇的反应中有极性键的断裂和生成，A正确；由图可知，过渡态相对能量的大小顺序为TS55>TS44>TS77，B正确；由反应历程图中H2CO*＋H2―→H2CO*＋H可知，物种吸附在催化剂表面的过程能量降低，为放热过程，C错误；反应的活化能越大，反应速率越慢，反应决速步为慢反应，由图可知，反应H2CO*＋H===H3CO－H*的活化能最大，反应速率最慢，则反应决速步的活化能为0.35 eV－(－0.60 eV)＝0.95 eV，D正确。 题组二　化学反应速率与平衡 3．(2024·湖北省六校联盟联考)在恒温恒容密闭容器中进行反应3CO(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OCH3(g)＋CO2(g)，下列事实能说明反应达到平衡状态的是(　　) A．相同时间内形成C—H和H—H的数目之比为2∶1 B．相同时间内消耗一氧化碳和生成的二氧化碳的分子数目之比为3∶1 C．v(CO)∶v(H2)＝1∶1 D．体系内气体的密度保持不变 A　解析：根据反应的化学方程式可知，反应消耗H2与产生CH3OCH3的个数比为3∶1，若反应达到平衡，每消耗3分子H2，就会同时消耗1分子CH3OCH3，相同时间内形成C—H和H—H的数目之比为2∶1，则反应中正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确；反应消耗CO与生成CO2都表示反应正向进行，不能据此判断反应是否达到平衡状态，B错误；未指明反应速率的正、逆，不能判断反应是否达到平衡状态，C错误；反应在恒温恒容密闭容器中进行，体系的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，则无论反应是否达到平衡状态，体系内气体的密度始终保持不变，不能据此判断反应是否达到平衡状态，D错误。 4．(2024·广东佛山一模)密闭容器中，发生A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH1和A(g)＋B(g)⥫⥬D(g)　ΔH2两个竞争反应，反应历程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．增大压强，物质C的浓度不变 B．升高温度，平衡时体系内D的浓度增大 C．反应2C(g)―→D(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2 D．加入催化剂 Ⅱ 更有利于D的生成 D　解析：反应2为气体体积减小的反应，增大压强会使反应正向进行，导致A和B的浓度减小，从而导致反应1逆向进行，则C的浓度减小，A错误；根据反应历程可知，反应2为放热反应，反应1为吸热反应，升高温度会使反应2逆向进行，使反应1正向进行，最终会导致D的浓度减小，B错误；根据盖斯定律可得：2C(g)―→D(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH1，C错误；催化剂 Ⅱ 能够使反应2的活化能降得更低，故更有利于D的生成，D正确。 5．(2024·湖南师大附中二模)一种合金M催化BH3NH3水解释氢的反应机理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．总反应的ΔS>0 B．加入NaOH可制得更纯的H2 C．BH3NH3分子中存在配位键 D．若将H2O换成D2O则可释放出HD B　解析：由图可知，总反应为BH3NH3＋2H2O===NH＋BO＋3H2↑，则总反应ΔS>0，A正确；加入NaOH溶液，OH－和NH反应有利于整个反应向右进行，但同时有氨气生成，从而使制得的H2中混有NH3，B错误；BH3NH3分子中存在配位键，B提供空轨道，N提供孤电子对，C正确；根据机理图可知，参加反应的两个水分子中只有一个氢原子转化为铵根离子，其余三个氢原子和BH3中的氢原子结合生成H2，若将水换成D2O，则可释放出HD，同时生成NH3D＋，D正确。 6．(2024·辽宁沈阳东北育才学校六模)已知：①MO＋可将CH4氧化为CH3OH；②直接参与化学键变化的核素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢。MO＋与CH4或CT4反应时体系的能量随反应进程的变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A．该反应是放热反应 B．步骤 Ⅰ 涉及C—H的断裂，步骤 Ⅱ 涉及C—H的形成 C．MO＋与CT4反应的能量变化为曲线c D．相同情况下，MO＋与CHT3反应，氚代甲醇CT3OH的产量大于CHT2OT B　解析：根据图示可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，因此发生反应会放出热量，该反应是放热反应，A正确；根据图示可知，在步骤 Ⅰ 中涉及C—H的断裂和H—O的形成，在步骤 Ⅱ 中涉及O—M、C—M的断裂和C—O的形成，B错误；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，即反应的活化能变大，故MO＋与CT4反应的能量变化应为图中曲线c，C正确；根据题中信息可知，MO＋与CH4反应时，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，则在相同情况下，产物的量会更少些，因此MO＋与CHT3反应，氚代甲醇CT3OH的产量大于CHT2OT，D正确。 7．(2024·安徽黄山一模)N2H4是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru( Ⅱ )催化剂[L－Ru－NH3]＋能高效电催化氧化NH3合成N2H4，其电极反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．NH与N2H4中的N杂化方式相同 B．X和Y中Ru的化合价均为＋3 C．反应 Ⅱ 没有发生氧化还原反应 D．图示过程发生在电解池阳极区 B　解析：NH中氮原子的价层电子对数为4，则N采取sp3杂化，N2H4中氮原子的价层电子对数为3＋1＝4，则N的杂化类型为sp3，A正确；X与[L－Ru－NH2]＋存在平衡转化，[L－Ru－NH2]＋中Ru为＋2价，即X中Ru为＋2价，B错误；反应 Ⅱ 中发生了质子转移、无元素化合价发生变化，没有发生氧化还原反应，C正确；图示过程失去了电子，发生氧化反应，发生在电解池的阳极区，D正确。 8．(2024·安徽滁州一模)工业上用乙苯与CO2生产苯乙烯，主要反应： ① (g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ/mol ②H2(g)＋CO2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ/mol 在一定压强和催化剂作用下，向恒容容器中充入等物质的量的乙苯和CO2。达到平衡时，各物质的体积分数随温度的变化如图所示。 下列说法不正确的是(　　) A．用液化的方法除去水，有利于提高苯乙烯的平衡转化率 B．苯乙烯和H2的体积分数变化差异的主要原因是CO2消耗H2 C．乙苯的平衡转化率随温度升高而升高，宜采用700 ℃获得更多的苯乙烯 D．当反应混合气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到化学平衡状态 C　解析：用液化的方式除去水，反应②正向移动消耗H2，反应①正向移动，有利于提高乙苯的平衡转化率，A正确；发生反应①生成的苯乙烯和氢气的体积相等，相同温度时，苯乙烯的体积分数大于氢气的体积分数，说明氢气与二氧化碳发生反应②而被消耗，B正确；由图像可知，温度升高到630 ℃左右时，苯乙烯的体积分数较大，温度继续升高，采用700 ℃获得的苯乙烯体积分数已开始下降，故获得较多的苯乙烯不宜采用700 ℃，C错误；在恒容容器中发生反应①、②，只涉及气体物质，混合气体的质量不变，反应①是气体分子数增大的反应，随反应的进行，气体的物质的量增加，混合气体的平均相对分子质量(＝)减小，当混合气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到平衡状态，D正确。 9．(2024·河北省名校联盟联考)某温度下，向恒温、恒压容器中充入3 mol H2和1 mol CO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)＋CO2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0，平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况 B．其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，但平衡常数不变 C．Q点CO2的转化率为75% D．若起始压强为106 Pa，将容器改为恒容容器，平衡时：x(a)>x1 D　解析：由热化学方程式可知，随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则曲线a表示x(H2O)随压强的变化情况，A正确；其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，B正确；b表示H2(g)的物质的量分数随压强的变化，c表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化，假设Q点时，转化的CO2的物质的量是a mol，列出“三段式”： Q点平衡时H2O(g)、H2(g) 物质的量分数相等，即二者物质的量相等，可得3－3a＝a，a＝0.75，则Q点CO2的转化率为×100%＝75%，C正确；该反应为气体体积减小的反应，若起始压强为106Pa，将容器改为恒容容器，则随着反应进行，压强减小，平衡逆向移动，水的含量减小，即平衡时x(a)<x1，D错误。 10．(2024·河北唐山一模)T0时，向容积为5 L的恒容密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g)，发生反应：2A(g)＋B(g)⥫⥬3C(g)＋D(g)　ΔH<0。反应过程中的部分数据如下表，下列说法错误的是(　　) t/min n(A)/mol n(B)/mol 0 4.0 2.0 5 2.0 1.0 10 2.0 1.0 A.其他条件不变，温度变为T1时，平衡时测得C的浓度为0.8 mol/L，则T1>T0 B．8 min时，该反应的v正＝v逆 C．平衡时，D的体积分数约为14.3% D．5 min时，向该容器中再充入4.0 mol A和2.0 mol B，达新平衡后，B的百分含量变大 A　解析：该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，根据图表数据，T0时达到平衡，消耗1.0 mol B，则生成3.0 mol C，C的浓度为0.6 mol/L，其他条件不变，温度变为T1时，平衡时测得C的浓度为0.8 mol/L，说明平衡正向移动，则T1＜T0，A错误；根据图表数据，5 min后气体物质的量不再改变，说明5 min后反应达到平衡状态，8 min时，该反应的v正＝v逆，B正确；由“三段式”： 平衡时，D的体积分数约为×100%≈14.3%，C正确；5 min时，向该容器中再充入4.0 mol A和2.0 mol B，则相当于增大容器的压强，上述平衡逆向移动，故达新平衡后，B的百分含量变大，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$