第01讲 化学反应速率及其影响因素(专项训练)(全国通用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-10-30
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内容正文:
第01讲 化学反应速率及其影响因素
目录
01 课标达标练
题型01化学反应速率概念及计算
题型02化学反应速率大小比较
题型03化学反应速率的测定
题型04影响化学反应速率的因素
题型05活化能、催化剂对反应速率的影响
题型06速率常数及其应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01化学反应速率概念及计算
1.已知 2H2S(g) + 3O2(g) 2SO2(g) + 2H2O(g),若反应速率分别用
v(H2S)、v(O2)、v(SO2)、v(H2O)表示,则正确的关系式为( )
A.2v(H2S)=3v(O2) B.2v(O2)=3v(SO2) C.3v(O2)=2v(SO2) D.3v(O2)=2v(H2O)
2.(2025·陕西西安高一期末)在反应中,表示该反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·辽宁沈阳模拟)逆水煤气变换反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= -49.5kJ·mol−1;将6molCO2和8molH2充入容积为2L的密闭容器中,分别在T1、T2温度下发生该反应,H2的物质的量变化如下表所示。下列说法中错误的是( )
物质的量/mol
T1/℃
T2/℃
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
H2
8.0
3.5
2.0
2.0
1.7
1.5
1.5
A.T1<T2
B.T1温度下,5~10min内以CH3OH表示该反应速率mol·L-1·min-1
C.T1温度下,某时刻mol,
D.T2温度下,该反应(25min)(20min)
4.将4 molA气体和2mol B气体在2 L的容器中混合,并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,下列几种说法不正确的是( )
①用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
②用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
5.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(s)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A为4mol,B为6mol;5min末时测得C的物质的量为3mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.1 mol/(L·min)。下列说法错误的是( )
A.前5min内用A表示的化学反应速率v(A)为0.1mol/(L·min)
B.化学方程式中n值为1
C.反应达到平衡时3v正(B)=2v逆(C)
D.此反应在两种不同情况下的速率分别表示为:①v(B)=6 mol/(L·min),②v(D)=4.5 mol/(L·min),其中反应速率快的是②
6.(2025·贵州贵阳高一期末)某温度下,向2L恒容密闭容器中加入N2O3固体,发生反应N2O3(s)NO2(g)+X(g)(未配平),反应过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.向容器中再加入N2O3,正反应速率加快
B.第2min时,该反应的v正=v逆
C.反应达平衡时,N2O3的转化率为40%
D.X是,0~3min用NO表示的反应速率为0.4 mol·L-1·min-1
7.N2O在金表面分解的实验数据如下表。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期。下列说法错误的是
0
20
40
60
80
A.N2O消耗一半时的反应速率为
B.100min时N2O消耗完全
C.该反应的速率与N2O的浓度有关
D.该反应的半衰期与起始浓度的关系满足
8.某温度时,在容器中,、、三种气体物质的量的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.反应方程式为X+3Y2Z
B.该反应条件下,2min时的转化率达到最大
C.第2min时的化学反应速率
D.2min后虽然的浓度不再变化,但仍在发生反应
9.在2L的密闭容器中投入CO2和H2在一定条件下发生反应:CO2(g) +4H2(g)CH4(g) +2H2O(g)。在一定温度下,测得CO2的物质的量如下表
0
10
20
30
40
2
1.6
1
0.5
0.5
下列说法不正确的是( )
A.反应20min时,测得CH4体积为22.4L(标准状况)
B.,生成H2O(g)的平均速率为
C.第15min时的瞬时速率大于第25min时的瞬时速率
D.第30min时反应到达平衡
02化学反应速率大小比较
10.在2A(s) +B(g)3C(g)+4D(g),反应中,表示的反应速率最慢的是( )
A. mol/(L·min) B. mol/(L·min)
C. mol/(L·min) D. mol/(L·s)
11.对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
12.在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法正确的是
A.从a、c两点坐标可求得a、c两点该化学反应的速率
B.a、b、c三点的速率大小为:v正(b)>v逆(a)>v正(c)
C.若提高反应温度,则c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
D.反应达到平衡时一定存在关系:3v(B)=2v(X)
03化学反应速率的测定
13.((2025·贵州贵阳高一期末)某兴趣小组为了探究化学反应速率的影响因素,分别用浓度均为的Na2S2O3溶液和稀硫酸设计如下表所示实验。反应原理为Na2S2O3+H2SO4= Na2SO4+S↓ +SO2↑+H2O,下列说法正确的是( )
实验编号
反应温度/℃
液体体积/mL
Na2S2O3溶液
稀硫酸
蒸馏水
①
25
2
3
0
②
25
1
3
V1
③
50
V2
3
0
A.若配制Na2S2O3溶液时,定容时俯视刻度线,则所配溶液浓度偏低
B.表格中,V1=1,V2=1
C.实验②和③是探究温度对反应速率的影响
D.该实验可通过相同时间内所收集到的气体体积判断反应的快慢
14.为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在4支试管中分别加入3mLH2O2溶液,并测量收集VmL气体时所需的时间,实验记录如下:
实验序号
H2O2溶液浓度
H2O2溶液温度(℃)
催化剂
所用时间
①
5%
20
2滴1mol/LFeCl3
t1
②
5%
40
2滴1mol/LFeCl3
t2
③
10%
20
2滴1mol/LFeCl3
t3
④
5%
20
不使用
t4
下列说法中,不正确的是( )
A.实验①②研究温度对反应速率的影响 B.实验②④研究催化剂对反应速率的影响
C.获得相同体积的O2:t1>t3 D.实验③与④比较:t3<t4
15.(2025·安徽六安高一期末)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是重要的还原剂,能被酸性KMnO4溶液氧化,反应原理如下:
某学习小组为探究影响该化学反应速率的因素,设计了如下表所示系列实验。
实验
序号
温度
/℃
V/mL
恰好紫色
褪去的
时间/s
稀硫酸
(1.5000mol·L-1)
蒸馏水
Na2S2O3溶
液(0.1250 mol·L-1)
KMnO4溶
液(0.2500
mol·L-1)
①
25
5.00
0
25.00
10.00
t1
②
25
5.00
10.00
15.00
V1
t2
③
40
V2
V3
15.00
V4
t3
下列说法正确的是( )
A.t1>t2>t3
B.实验中除能观察到紫色溶液褪去外还能观察到溶液变浑浊
C.实验②和③探究温度对反应速率的影响,则需V2=V3=10.00
D.若实验①中,t1=20s,则前20s内平均反应速率:
16.将0.48g镁粉分别加入10.0mL下列溶液,反应6小时,用排水法收集产生的气体,溶液组成与H2体积(已换算成标准状况)的关系如下表。下列说法不正确的是
实验
1
2
3
4
5
6
7
溶液组成
H2O
1.0mol/L NH4Cl
0.1mol/L NH4Cl
1.0mol/L NaCl
1.0mol/L NaNO3
0.8mol/L NH4Cl+0.2mol/L NH3·H2O
0.2mol/L NH4Cl+0.8mol/L NH3·H2O
V/ml
12
433
347
160
14
401
349
A.由实验2、3可得,浓度越大,镁和水反应速率越快
B.由实验1、4、5可得,Cl-对镁和水的反应有催化作用
C.由实验3、7可得,反应过程产生的Mg(OH)2覆盖在镁表面,减慢反应
D.无论酸性条件还是碱性条件,都能加快镁和水的反应
17.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/g
2.0 mol·L-1硫酸溶液/mL
温度/℃
硫酸铜固体/g
加入蒸馏水/mL
Ⅰ
2.0
50.0
25
0
0
Ⅱ
2.0
40.0
25
0
10.0
Ⅲ
2.0
50.0
25
0.2
0
Ⅳ
2.0
50.0
25
4.0
0
(1)本实验待测数据可以是_____________________________________________________,
实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究________对锌与稀硫酸反应速率的影响。
(2)实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是___________________________________________________,
写出有关反应的离子方程式___________________________________________________。
04影响化学反应速率的因素
18.下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是( )
A.牛奶放在冰箱里保存 B.向玻璃中加入Cu2O
C.高炉炼铁前先将铁矿石粉碎 D.在糕点包装内放置小包铁粉
19.下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B.100mL2mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.100mL2mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入几滴硫酸铜溶液,反应速率加快
20.乙醛与氢氰酸(HCN,弱酸)能发生加成反应,生成2-羟基丙腈,历程如下:
已知:向丙酮与HCN反应体系中加入少量KOH溶液,反应速率明显加快。
下列说法不正确的是( )
A.因氧原子的电负性大于碳,醛基中带部分正电荷的碳原子与CN-之间发生作用
B.KOH溶液加入越多,反应速率越快
C.HCN易挥发且有剧毒,是该反应不宜在酸性条件下进行的原因之一
D.与HCN加成的反应速率:CH3COCH3<CH3CHO
05活化能、催化剂对反应速率的影响
21.(2025·浙江模拟预测)碰撞理论是我们理解化学反应速率的重要工具,下图为HI分解反应中分子碰撞示意图。
下面说法正确的是( )
A.图1中分子取向合适,发生有效碰撞
B.活化分子具有的能量与反应物分子具有的能量之差,是反应的活化能
C.用光辐照的方法,也可以增大活化分子数目,加快反应速率
D.由图知,2HI→H2+I2是基元反应
22.研究催化剂对反应速率的影响。恒温恒容时,c(NH3)随时间的变化如下。
时间/min
催化剂
c(NH3)/(×10−3 mol·L−1)
0
20
40
60
80
催化剂Ⅰ
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
催化剂Ⅱ
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
下列说法不正确的是( )
A.使用催化剂Ⅰ,0~20 min的平均反应速率v(N2)=1.00×10−5 mol·L−1·min−1
B.使用催化剂Ⅰ,达平衡后容器内的压强是初始时的倍
C.相同条件下,使用催化剂Ⅱ可使该反应的活化能降低更多,反应更快
D.相同条件下,使用催化剂Ⅱ不会使该反应的化学平衡常数更大
23.利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下,其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注,过渡态均用TS表示,下列说法中错误的是( )
A.选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.95eV
B.选用催化剂乙时,相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程
C.为吸热反应
D.若只从平均反应速率快慢角度考虑,生产中适宜选用催化剂乙
24.(2025·贵州贵阳二模)1-苯基丙炔和可发生催化加成反应,生成产物A和B。反应历程的能量变化如图1,体系中三种物质的占比随时间变化如图2,下列说法错误的是( )
A.从Ph-C≡C-CH3生成产物A和产物B的反应都是放热反应
B.产物B对应的结构是
C.
D.若想获取高产率的产物A,应适当缩短反应时间并将其及时分离
25.利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下,其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注,过渡态均用TS表示,下列说法中错误的是( )
A.选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.95eV
B.选用催化剂乙时,相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程
C.为吸热反应
D.若只从平均反应速率快慢角度考虑,生产中适宜选用催化剂乙
06速率常数及其应用
26.已知,,,其中、为速率常数,只与温度有关。时,,将一定量充入注射器中,改变活塞位置,气体透光率随时间变化如图所示(气体颜色越深,透光率越低),下列说法正确的是( )
A.d点 B.时,该反应的化学平衡常数
C.时,,则 D.c、d两点对应气体的平均相对分子质量
27.室温下,某溶液中初始时仅溶有等物质的量的M和N,同时发生以下两个反应:①;②(产物均易溶)。反应①的速率,反应②的速率(、为速率常数)。反应体系中M和Z的浓度随时间变化如图。下列说法正确的是( )
A.反应过程中,体系中Y和Z的浓度之比逐渐减小
B.0~30min内,M的平均反应速率约为
C.若反应能进行完全,则反应结束时37.5%的N转化为Y
D.反应的活化能:①②
28.在恒温恒容密闭容器中充入一定量,发生如下反应:
反应②和③的反应速率分别满足和,其中、分别为反应②和③的速率常数,反应③的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表。
0
1
2
3
4
5
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
下列说法正确的是( )
A.0~2min内,W的平均反应速率为
B.若增大容器容积,平衡时Z的产率增大
C.若,平衡时
D.若升高温度,平衡时减小
1.(2025·贵州黔南高一期末)T℃时在2L容积不变的密闭容器中发生反应:。反应过程中A、C、D的物质的量浓度变化如图所示。则下列结论不正确的是( )
A.曲线②代表物质C的变化
B.反应进行前2min内,用B表示的反应速率v(B)=0.2 mol·L-1·min-1
C.a点v正>v逆
D.反应过程中体系压强逐渐增大
2.一定条件下,等物质的量的N2和O2在容积为4L的恒容密闭容器中发生如下反应:N2(g)+O2(g)2NO(g)图表示该反应过程中N2的物质的量n(N2)随反应时间()的变化。下列叙述正确的是( )
A.当反应达到平衡时,O2的转化率为
B.内反应的平均速率为
C.10s末NO的物质的量浓度为
D.a点对应的化学反应速率:
3.(2025·天津市天津市北辰区天津市第四十七中学高三月考)某温度下,在恒容密闭容器中加入1molX(s)和3molY(g),发生反应X(s)+3Y(g)2Z(g)+2M(g),后达到平衡状态。下列说法正确的是( )
A.化学反应速率之比v(X):v(Y)=1:3
B.再加入1molX(s)和3molY(g)达到新平衡后,X的转化率减小
C.降低温度,若cZ+减小,则ΔH<0
D.若平衡时Z(g)的体积分数为,则内,v(Y)=0.1 mol·L-1·min-1
4.(2025·湖南高二开学考试)海洋封存是实现“碳中和”的途径之一,其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2。某小组用排水法、排食盐水法收集100mLCO2后(如图1),移出导管,每隔一段时间观察并记录量筒内CO2的体积,并探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响(如图2)。下列分析错误的是( )
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
排水法时CO2体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
排食盐水法时CO2体积/mL
100
99
93
90.5
89
88
A.可用排水法收集CO2是因为其溶于水的速度远小于逸出的速度
B.相同条件下,等体积水比等体积食盐水吸收的CO2少
C.植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解速率
D.大气中二氧化碳增加,会使表层海水温度升高,海水吸收二氧化碳的能力降低
5.NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O,为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,进行如下实验:常温常压下,向锥形瓶中加入一定体积(V)的2.0mol·L-1 NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,再通过分液漏斗向锥形瓶中加入1.0醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0mLN2所需要的时间(t)。实验数据如下表。下列说法正确的是( )
V/mL
NaNO2溶液
NH4Cl溶液
醋酸
水
1
4.0
V1
4.0
8.0
334
2
V2
4.0
4.0
V3
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
A.实验3用表示的反应平均速率
B.若实验4从反应开始到反应结束历时bs,则用NH4Cl表示的反应平均速率
C.V1=4.0;若V2=6.0,则V3=6.0
D.醋酸的作用是加快反应速率,改变其浓度对该反应速率无影响
6.2024年,国产DeepSeek开源AI模型大放异彩,AI模型训练需要使用图形处理器(GPU),GPU芯片的主要成分是硅,SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4是制备半导体材料硅的重要原料。
(1)将SiCl4氢化为SiHCl3的热化学方程式为:3SiCl4+2H2(g)+Si(s)⇌4SiHCl3(g) △H<0
①在相同条件,相同时间t时,不同温度下该反应中SiCl4转化率如图所示。下列叙述正确的是 (填序号)。
a.相同时间t内,A点的平均反应速率大于B点
b.相同时间t时,B点:v正> v逆
c.相同时间t时,v正:C点大于A点
d.工业生产中采用了适宜温度:480~520°C
②773K的2L密闭容器中,经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与3molSiCl4和4molH2气体反应,SiCl4转化率随时间的变化如图所示。0~50min,经方式 处理后的反应速率最快,在此期间,经方式丙处理后的平均反应速率v(SiHCl3)= mol‧L−1•min−1。当反应达平衡时,H2的浓度为 mol‧L−1,平衡常数K的计算式为 。
(2)对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH=+48kJ·mol-1 ,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时,SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343K时反应的平衡转化率α= %。
②比较a、b处反应速率大小:va vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正·x2(SiHCl3) -k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的= (保留1位小数)。
1.(2024·甘肃卷,4,3分)下列措施能降低化学反应速率的是( )
A.催化氧化氨制备硝酸时加入 B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强
2.(2024·辽吉黑卷,10,3分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A.时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
3.(2022•辽宁省选择性卷,12,3分)某温度下,在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g),有关数据如下:
时间段/ min
产物Z的平均生成速率/ mol·L-1·min-1
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法错误的是( )
A.1 min时,Z的浓度大于 B.2 min时,加入,此时
C.3 min时,Y的体积分数约为33.3% D.5 min时,X的物质的量为
4.(2023•海南卷,13,3分)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺:C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)。某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线①表示的是逆反应的v-t关系 .t2时刻体系处于平衡状态
C.反应进行到t1时,Q>K (Q为浓度商) D.催化剂存在时,v1、v2都增大
5.(2022·浙江省1月卷,19,2分)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
6.(2022•河北省选择性卷,11,3分)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①XY;②YZ。反应①的速率,反应②的速率,式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是( )
A.随的减小,反应①、②的速率均降低
B.体系中
C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间
D.温度低于T1时,总反应速率由反应②决定
(
17
/
18
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第01讲 化学反应速率及其影响因素
目录
01 课标达标练
题型01化学反应速率概念及计算
题型02化学反应速率大小比较
题型03化学反应速率的测定
题型04影响化学反应速率的因素
题型05活化能、催化剂对反应速率的影响
题型06速率常数及其应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01化学反应速率概念及计算
1.已知 2H2S(g) + 3O2(g) 2SO2(g) + 2H2O(g),若反应速率分别用
v(H2S)、v(O2)、v(SO2)、v(H2O)表示,则正确的关系式为( )
A.2v(H2S)=3v(O2) B.2v(O2)=3v(SO2) C.3v(O2)=2v(SO2) D.3v(O2)=2v(H2O)
【答案】B
【解析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,由化学方程式可知,v(H2S):v(O2) :v(SO2) :v(H2O)=2:3:2:2,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,得3v(H2S)=2v(O2) =3v(SO2) =3v(H2O),所以B正确;故选B。
2.(2025·陕西西安高一期末)在反应中,表示该反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A项,将转换为;B项,转化为秒,;;C项,将转换为;D项,;综上所述该反应速率最快的是D,故选D。
3.(2025·辽宁沈阳模拟)逆水煤气变换反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= -49.5kJ·mol−1;将6molCO2和8molH2充入容积为2L的密闭容器中,分别在T1、T2温度下发生该反应,H2的物质的量变化如下表所示。下列说法中错误的是( )
物质的量/mol
T1/℃
T2/℃
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
H2
8.0
3.5
2.0
2.0
1.7
1.5
1.5
A.T1<T2
B.T1温度下,5~10min内以CH3OH表示该反应速率mol·L-1·min-1
C.T1温度下,某时刻mol,
D.T2温度下,该反应(25min)(20min)
【答案】A
【解析】A项,根据表中数据可知,T1温度下,平衡时H2物质的量为2.0mol,T2温度下,平衡时H2物质的量为1.5mol,氢气的物质的量减少,平衡正向移动,正反应为放热反应,则温度T1>T2,A错误;B项,T1温度下,5~10min内H2物质的量的变化量为:3.5mol-2.0mol=1.5mol,CH3OH物质的量的变化量为:0.5mol,则以CH3OH表示该反应速率为:,B正确;C项,T1温度下,10min时H2的物质的量不再变化,该反应达到平衡状态,此时n(H2)=2.0mol,根据三段式:,则平衡时,c(H2)=1mol/L,c(CO2)=2mol/L,c(CH3OH)=1mol/L,c(H2O)=1mol/L,则平衡常数为:,该温度下,某时刻,n(CO2)=n(H2)=n(CH3OH)=n(H2O)=2mol,则 c(CO2)=c(H2)=c(CH3OH)=c(H2O)=1mol/L ,则,则Q>K,C正确;D项,T2 温度下,根据题表数据可知,20 min时,该反应尚未达到平衡状态,H2的物质的量在逐渐减小,反应正向进行,正反应速率在逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,;25 min时,该反应达到平衡状态,,则,D正确;故选A。
4.将4 molA气体和2mol B气体在2 L的容器中混合,并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,下列几种说法不正确的是( )
①用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
②用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
【答案】C
【解析】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g) 2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,依据化学平衡三段式列式计算。
2A(g)+B(g)2C(g)
起始量/mol 4 2 0
变化量/mol 1.2 0.6 1.2
2 s末/mol 2.8 1.4 1.2
①用物质A表示反应的平均速率= mol·L-1·s-1=0.3 mol·L-1·s-1,故①正确;②用物质B表示反应的平均速率= mol·L-1·s-1=0.15 mol·L-1·s-1,故②错误;③2 s未物质A的转化率=×100%=30%,故③错误;④2 s末物质B的浓度= mol·L-1=0.7 mol·L-1,故④正确。
5.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(s)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A为4mol,B为6mol;5min末时测得C的物质的量为3mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.1 mol/(L·min)。下列说法错误的是( )
A.前5min内用A表示的化学反应速率v(A)为0.1mol/(L·min)
B.化学方程式中n值为1
C.反应达到平衡时3v正(B)=2v逆(C)
D.此反应在两种不同情况下的速率分别表示为:①v(B)=6 mol/(L·min),②v(D)=4.5 mol/(L·min),其中反应速率快的是②
【答案】A
【解析】A项,A 为固体,不能用浓度变化表示化学反应速率,A错误;B项,
n(C) : n(D)=3: 1,为方程式化学计量系数比,B正确;C项,平衡时正反应速率等于逆反应速率,不同物质表示速率等于计量数之比,C正确;D项,当v(D)=4.5 mol/(L·min),若用B的浓度变化表示应为v(B)=4.5× 2=9 mol/(L ·min),D正确;故选A。
6.(2025·贵州贵阳高一期末)某温度下,向2L恒容密闭容器中加入N2O3固体,发生反应N2O3(s)NO2(g)+X(g)(未配平),反应过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.向容器中再加入N2O3,正反应速率加快
B.第2min时,该反应的v正=v逆
C.反应达平衡时,N2O3的转化率为40%
D.X是,0~3min用NO表示的反应速率为0.4 mol·L-1·min-1
【答案】D
【解析】A项,N2O3是固体,其量增加,浓度并未改变,对化学反应速率影响不大,A错误;B项,由图示信息可知,第2min时,N2O3的物质的量还在减小,NO2的物质的量还在增大,即反应未达到平衡状态,正反应速率大于逆反应速率,B错误;C项,反应达平衡时,N2O3的转化率为,C错误;D项,由图分析在交叉点N2O3减少2mol,NO2增加2mol,因此方程式中N2O3的系数和NO2的系数相等,根据原子守恒X是NO,0~3min,用NO表示的反应速率为,D正确;故选D。
7.N2O在金表面分解的实验数据如下表。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期。下列说法错误的是
0
20
40
60
80
A.N2O消耗一半时的反应速率为
B.100min时N2O消耗完全
C.该反应的速率与N2O的浓度有关
D.该反应的半衰期与起始浓度的关系满足
【答案】C
【解析】A项,从表中可知,20min时,N2O浓度为,而在60min时,N2O浓度变为原来的一半,因此N2O消耗一半时的反应速率=,A正确;B项,由表中数据可知,每20minN2O浓度消耗0.020mol/L,因此当100min时N2O消耗完全,B正确;C项,由表中数据可知,该反应匀速进行,与起始浓度无关,C错误;D项,结合选项A的解析,N2O起始浓度为时,40分钟达到半衰期,代入关系式验证,可得:40min=500×0.080,D正确。因此,本题选C。
8.某温度时,在容器中,、、三种气体物质的量的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.反应方程式为X+3Y2Z
B.该反应条件下,2min时的转化率达到最大
C.第2min时的化学反应速率
D.2min后虽然的浓度不再变化,但仍在发生反应
【答案】C
【解析】A项,根据图中X、Y、Z的物质的量变化分别为0.1mol、0.3mol、0.2mol,根据物质的变化量之比等于化学计量数之比,则可以判断出X、Y为反应物,Z为生成物且其化学计量数之比为1:3:2,A正确;B项,2min时各物质的物质的量不再变化,反应达到平衡,此时反应达到最大限度,X的转化率达到最大,B正确;C项,化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率而不是瞬时速率,C错误;D项,该反应为可逆反应,当反应达平衡时反应仍在进行,D正确;故选C。
9.在2L的密闭容器中投入CO2和H2在一定条件下发生反应:CO2(g) +4H2(g)CH4(g) +2H2O(g)。在一定温度下,测得CO2的物质的量如下表
0
10
20
30
40
2
1.6
1
0.5
0.5
下列说法不正确的是( )
A.反应20min时,测得CH4体积为22.4L(标准状况)
B.,生成H2O(g)的平均速率为
C.第15min时的瞬时速率大于第25min时的瞬时速率
D.第30min时反应到达平衡
【答案】D
【解析】A项,反应20min时,测得CO2为1mol,则消耗CO2、生成CH4均为1mol,CH4体积为22.4L(标准状况),A正确;B项,20~40min,测得CO2从1mol变为0.5mol,则消耗CO20.5mol、生成H2O(g)为1mol,生成H2O(g)的平均速率为,B正确;C项,其它条件相同、反应物的浓度越大则反应速率越快, 第15min时反应物的浓度大于第25min时的浓度,则第15min时瞬时速率大于第25min时的瞬时速率,C正确;D项,由图知第30min时的二氧化碳含量已不再变化、则反应已经处于平衡状态,D不正确;故选D。
02化学反应速率大小比较
10.在2A(s) +B(g)3C(g)+4D(g),反应中,表示的反应速率最慢的是( )
A. mol/(L·min) B. mol/(L·min)
C. mol/(L·min) D. mol/(L·s)
【答案】C
【解析】A是浓度为定值的固体,不能用于表示反应的反应速率;由反应速率之比等于化学计量数之比可知,B、C、D的反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,由题给数据可得:==0.4 mol/(L·min)、==0.3 mol/(L·min) 、==1.5 mol/(L·min),则 mol/(L·min) 表示的反应速率最慢,故选C。
11.对于可逆反应A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】速率比等于化学计量数比,都转化为用A物质表示的反应速率,速率的单位都用,然后进行比较。A项,;B项,B是固体,不能用其表示反应速率;C项,;D项,;可见,反应速率最大的是;故选C。
12.在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法正确的是
A.从a、c两点坐标可求得a、c两点该化学反应的速率
B.a、b、c三点的速率大小为:v正(b)>v逆(a)>v正(c)
C.若提高反应温度,则c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
D.反应达到平衡时一定存在关系:3v(B)=2v(X)
【答案】D
【解析】A项,从a、c两点坐标可求得a、c两点间的该化学反应的平均速率,A错误;B项,随着的反应正向进行,反应平衡前v正>v逆,平衡时v正=v逆,至平衡过程中正速率减小逆速率增加,则v正(b)> v正(c)= v逆(c)> v逆(a),故B错误;C项,若提高反应温度,则平衡会发生移动,则c(B)最终浓度会不同,C错误;D项,反应达到平衡时物质反应速率比等于系数比,则:3v(B)=2v(X) ,D正确;故选D。
03化学反应速率的测定
13.((2025·贵州贵阳高一期末)某兴趣小组为了探究化学反应速率的影响因素,分别用浓度均为的Na2S2O3溶液和稀硫酸设计如下表所示实验。反应原理为Na2S2O3+H2SO4= Na2SO4+S↓ +SO2↑+H2O,下列说法正确的是( )
实验编号
反应温度/℃
液体体积/mL
Na2S2O3溶液
稀硫酸
蒸馏水
①
25
2
3
0
②
25
1
3
V1
③
50
V2
3
0
A.若配制Na2S2O3溶液时,定容时俯视刻度线,则所配溶液浓度偏低
B.表格中,V1=1,V2=1
C.实验②和③是探究温度对反应速率的影响
D.该实验可通过相同时间内所收集到的气体体积判断反应的快慢
【答案】D
【解析】A项,配制溶液时,定容时俯视刻度线会导致溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高,A错误;B项,实验②的总体积需与实验①保持一致(5mL),故V1=1,但实验③的V2=2(保持与①的Na2S2O3浓度相同),B错误;C项,实验②和③的温度不同,由B项可知,V2=2,Na2S2O3浓度也不同,存在两个变量,无法单独探究温度对化学反应速率的影响,C错误;D项,反应生成SO2气体,可通过相同时间内收集气体体积判断反应速率的快慢,D正确;故选D。
14.为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在4支试管中分别加入3mLH2O2溶液,并测量收集VmL气体时所需的时间,实验记录如下:
实验序号
H2O2溶液浓度
H2O2溶液温度(℃)
催化剂
所用时间
①
5%
20
2滴1mol/LFeCl3
t1
②
5%
40
2滴1mol/LFeCl3
t2
③
10%
20
2滴1mol/LFeCl3
t3
④
5%
20
不使用
t4
下列说法中,不正确的是( )
A.实验①②研究温度对反应速率的影响 B.实验②④研究催化剂对反应速率的影响
C.获得相同体积的O2:t1>t3 D.实验③与④比较:t3<t4
【答案】B
【解析】A项, 实验①②中只有温度不同,故是研究温度对反应速率的影响,故A正确;B项,实验②④中反应温度不同,不能研究催化剂对反应速率的影响,故B错误;C项,①和③比较,③中过氧化氢的浓度大,反应速率快,若获得相同体积的氧气,①的用时长,故C正确;D项,实验③与④比较, ③中过氧化氢的浓度大,使用催化剂,故反应速率快,时间短,故D正确; 故选B
15.(2025·安徽六安高一期末)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是重要的还原剂,能被酸性KMnO4溶液氧化,反应原理如下:
某学习小组为探究影响该化学反应速率的因素,设计了如下表所示系列实验。
实验
序号
温度
/℃
V/mL
恰好紫色
褪去的
时间/s
稀硫酸
(1.5000mol·L-1)
蒸馏水
Na2S2O3溶
液(0.1250 mol·L-1)
KMnO4溶
液(0.2500
mol·L-1)
①
25
5.00
0
25.00
10.00
t1
②
25
5.00
10.00
15.00
V1
t2
③
40
V2
V3
15.00
V4
t3
下列说法正确的是( )
A.t1>t2>t3
B.实验中除能观察到紫色溶液褪去外还能观察到溶液变浑浊
C.实验②和③探究温度对反应速率的影响,则需V2=V3=10.00
D.若实验①中,t1=20s,则前20s内平均反应速率:
【答案】B
【解析】实验①和②中Na2S2O3浓度不同,探究浓度对化学反应速率的影响;实验②和③中温度不同,探究温度对化学反应速率的影响。A项,实验①中Na2S2O3浓度更高,反应速率更快,t1应小于t2;实验③温度更高,反应速率更快,t3应小于t2,A错误;B项,反应中KMnO4完全反应后,过量的Na2S2O3与硫酸反应生成硫沉淀,导致溶液浑浊,因此能观察到溶液变浑浊,B正确;C项,除温度外实验②和③需保持其他条件一致,实验②中稀硫酸为5.00mL,蒸馏水为10.00mL,因此实验③中V2应为5.00mL,V3应为10.00mL,C错误;D项,实验①中KMnO4的初始浓度为=0.0625mol/L,若t1=20s,则完全反应的平均速率为=0.003125mol/(L·s),D错误;故选B。
16.将0.48g镁粉分别加入10.0mL下列溶液,反应6小时,用排水法收集产生的气体,溶液组成与H2体积(已换算成标准状况)的关系如下表。下列说法不正确的是
实验
1
2
3
4
5
6
7
溶液组成
H2O
1.0mol/L NH4Cl
0.1mol/L NH4Cl
1.0mol/L NaCl
1.0mol/L NaNO3
0.8mol/L NH4Cl+0.2mol/L NH3·H2O
0.2mol/L NH4Cl+0.8mol/L NH3·H2O
V/ml
12
433
347
160
14
401
349
A.由实验2、3可得,浓度越大,镁和水反应速率越快
B.由实验1、4、5可得,Cl-对镁和水的反应有催化作用
C.由实验3、7可得,反应过程产生的Mg(OH)2覆盖在镁表面,减慢反应
D.无论酸性条件还是碱性条件,都能加快镁和水的反应
【答案】A
【解析】A项,试验2、3中主要反应为:,由于试验2中的n(NH4+)大于试验3中的n(NH4+),而镁是过量的,所以不能得出浓度越大,反应速率越快的结论,故A符合题意;B项,由试验1、2对比可知,反应速率加快,其原因有可能是Na+、Cl-具有催化作用,由试验4、5对比可知,Na+对反应无催化作用,由此可知,Cl-对镁和水的反应有催化作用,故B不符合题意;C项,试验7中NH4Cl浓度较试验3高,产生氢气的速率应更快,但由表格可知,二者产生氢气的速率几乎相等,其原因在于试验7中加入了高浓度NH3·H2O,NH3·H2O与Mg2+反应生成了Mg(OH)2覆盖在镁表面,减慢反应,故C不符合题意;D项,由试验1、2、7对比可知,无论酸性条件还是碱性条件,都能加快镁和水的反应,故D不符合题意;故答案为A。
17.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/g
2.0 mol·L-1硫酸溶液/mL
温度/℃
硫酸铜固体/g
加入蒸馏水/mL
Ⅰ
2.0
50.0
25
0
0
Ⅱ
2.0
40.0
25
0
10.0
Ⅲ
2.0
50.0
25
0.2
0
Ⅳ
2.0
50.0
25
4.0
0
(1)本实验待测数据可以是_____________________________________________________,
实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究________对锌与稀硫酸反应速率的影响。
(2)实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是___________________________________________________,
写出有关反应的离子方程式___________________________________________________。
【答案】(1)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)探究硫酸铜的质量对反应速率的影响 Zn+Cu2+===Zn2++Cu,Zn+2H+===Zn2++H2↑
【解析】实验Ⅰ和实验Ⅱ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,Cu2+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Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。(2)实验Ⅲ和实验Ⅳ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。
04影响化学反应速率的因素
18.下列做法的目的与改变化学反应速率无关的是( )
A.牛奶放在冰箱里保存 B.向玻璃中加入Cu2O
C.高炉炼铁前先将铁矿石粉碎 D.在糕点包装内放置小包铁粉
【答案】B
【解析】A项,降低温度,减缓食物变质的速率,故A不选;B项,向玻璃中加入Cu2O是为了使玻璃呈现颜色,与反应速率无关,故B选;C项,高炉炼铁前先将铁矿石粉碎,增大接触面积加快化学反应速率,故C不选;D项,在糕点包装内放置小包铁粉,有吸收氧气的作用,能减慢糕点变质的速率,故D不选。故选B。
19.下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B.100mL2mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.100mL2mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入几滴硫酸铜溶液,反应速率加快
【答案】D
【解析】A项,常温下铁片遇98%的浓硫酸会钝化,不会产生氢气,故A错误;B项,的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,相当于加水稀释,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故B错误;C项,SO2的催化氧化是一个放热的反应,但升高温度,无论是放热反应还是吸热反应,反应速率均加快,故C错误;D项,100mL2mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入几滴硫酸铜溶液,发生反应生成铜,形成锌铜原电池,反应速率加快,故D正确;故选D。
20.乙醛与氢氰酸(HCN,弱酸)能发生加成反应,生成2-羟基丙腈,历程如下:
已知:向丙酮与HCN反应体系中加入少量KOH溶液,反应速率明显加快。
下列说法不正确的是( )
A.因氧原子的电负性大于碳,醛基中带部分正电荷的碳原子与CN-之间发生作用
B.KOH溶液加入越多,反应速率越快
C.HCN易挥发且有剧毒,是该反应不宜在酸性条件下进行的原因之一
D.与HCN加成的反应速率:CH3COCH3<CH3CHO
【答案】B
【解析】乙醛与氢氰酸(HCN,弱酸)能发生加成反应,氧原子的电负性较大,所以醛基中的碳原子带部分正电荷,与CN-作用,产物结合氢离子,生成2-羟基丙腈。
【解析】A项,氧原子的电负性较大,电子对偏向O原子,则醛基中的碳原子带部分正电荷,与CN-作用,故A正确;B项,KOH溶液加入越多,消耗第二平衡的氢离子,无法生成2-羟基丙腈,故B错误;C项,HCN易挥发且有剧毒,所以该反应不在酸性条件下进行,故C正确;D项,CH3COCH3结构对称,正电性减弱,不利于加成,CH3CHO比CH3COCH3更容易与发生加成反应,故D正确;故选B。
05活化能、催化剂对反应速率的影响
21.(2025·浙江模拟预测)碰撞理论是我们理解化学反应速率的重要工具,下图为HI分解反应中分子碰撞示意图。
下面说法正确的是( )
A.图1中分子取向合适,发生有效碰撞
B.活化分子具有的能量与反应物分子具有的能量之差,是反应的活化能
C.用光辐照的方法,也可以增大活化分子数目,加快反应速率
D.由图知,2HI→H2+I2是基元反应
【答案】C
【解析】A项,由示意图可知,只有图3有新物质生成,故图3中的碰撞为有效碰撞,故A错误;B项,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,所以活化分子的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差为反应的活化能,故B错误;C项,用光辐照的方法,也可以提高活化分子百分数,也可以增大活化分子数目,加快反应速率,故C正确;D项,结合图3可知,是总反应,不是基元反应,故D错误;故选C。
22.研究催化剂对反应速率的影响。恒温恒容时,c(NH3)随时间的变化如下。
时间/min
催化剂
c(NH3)/(×10−3 mol·L−1)
0
20
40
60
80
催化剂Ⅰ
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
催化剂Ⅱ
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
下列说法不正确的是( )
A.使用催化剂Ⅰ,0~20 min的平均反应速率v(N2)=1.00×10−5 mol·L−1·min−1
B.使用催化剂Ⅰ,达平衡后容器内的压强是初始时的倍
C.相同条件下,使用催化剂Ⅱ可使该反应的活化能降低更多,反应更快
D.相同条件下,使用催化剂Ⅱ不会使该反应的化学平衡常数更大
【答案】B
【解析】经过相同的时间,催化剂I催化下氨气的浓度更大,催化效率更低。A项,使用催化剂I,0~20min氨气浓度变化值为 0.4×10−3mol/L,v(NH3)=,故v(N2)=1×10-5mol/(L·min),故A正确;B项,使用催化剂Ⅱ,达平衡时氨气的浓度为0.4×10−3mol/L,催化剂不影响平衡,故使用催化剂I,达平衡时氨气的浓度也是0.4×10−3mol/L,列三段式:
恒温恒容下,压强之比等于气体分子数之比,故达平衡后容器内的压强是初始时的,故B错误;C项,根据恒温、恒容时,c(NH3)随时间的变化数据分析,相同条件下,使用催化剂Ⅱ可使该反应的活化能降低更多,反应更快,故C正确;D项,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡常数,平衡常数只与温度有关,故D正确;故选B。
23.利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下,其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注,过渡态均用TS表示,下列说法中错误的是( )
A.选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.95eV
B.选用催化剂乙时,相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程
C.为吸热反应
D.若只从平均反应速率快慢角度考虑,生产中适宜选用催化剂乙
【答案】A
【解析】A项,过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,由图可知,选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.29eV,A项错误;B项,由图可知,选用催化剂乙时,相对能量从的过程为正丁烷的在催化剂表面的吸附过程,B项正确;C项,生成物能量高于反应物的能量,则为吸热反应,C项正确;D项,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,若只从平均反应速率快慢角度考虑,生产中适宜选用催化剂乙,其反应历程中活化能较小,D项正确。故选A。
24.(2025·贵州贵阳二模)1-苯基丙炔和可发生催化加成反应,生成产物A和B。反应历程的能量变化如图1,体系中三种物质的占比随时间变化如图2,下列说法错误的是( )
A.从Ph-C≡C-CH3生成产物A和产物B的反应都是放热反应
B.产物B对应的结构是
C.
D.若想获取高产率的产物A,应适当缩短反应时间并将其及时分离
【答案】B
【解析】A项,由图1可知两种生成物的能量均比反应物低,从Ph-C≡C-CH3生成产物A和产物B的反应都是放热反应,A正确;B项,由图1可知,的能量更低,更稳定,达到平衡时,其占比应更高,则产物B对应的结构是,B错误;C项,根据图1可知,反应Ⅰ:Ph-C≡C-CH3+ HCl→ ΔH1=Ea1-Ea3,同理反应Ⅱ:Ph-C≡C-CH3+ HCl→ ΔH2=Ea2-Ea4,根据盖斯定律,反应Ⅱ-反应Ⅰ得到目标反应,则, C正确;D项,根据图2可知,在反应时间较短时,产物A的比例较高,故若想获取高产率的产物A,应适当缩短反应时间并将其及时分离,D正确;故选B。
25.利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下,其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注,过渡态均用TS表示,下列说法中错误的是( )
A.选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.95eV
B.选用催化剂乙时,相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程
C.为吸热反应
D.若只从平均反应速率快慢角度考虑,生产中适宜选用催化剂乙
【答案】A
【解析】A项,过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,由图可知,选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.29eV,A项错误;B项,由图可知,选用催化剂乙时,相对能量从的过程为正丁烷的在催化剂表面的吸附过程,B项正确;C项,生成物能量高于反应物的能量,则为吸热反应,C项正确;D项,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,若只从平均反应速率快慢角度考虑,生产中适宜选用催化剂乙,其反应历程中活化能较小,D项正确。故选A。
06速率常数及其应用
26.已知,,,其中、为速率常数,只与温度有关。时,,将一定量充入注射器中,改变活塞位置,气体透光率随时间变化如图所示(气体颜色越深,透光率越低),下列说法正确的是( )
A.d点 B.时,该反应的化学平衡常数
C.时,,则 D.c、d两点对应气体的平均相对分子质量
【答案】C
【解析】A项,由图可知,d点后透光率减小,说明二氧化氮浓度增大,平衡向逆反应方向移动,则二氧化氮的正反应速率小于逆反应速率,A错误;B.反应速率比等于系数比,由反应达到平衡时,正逆反应速率相等可得:=,则,B错误;C.T1时,由可得:平衡常数K'=>,正反应为放热,则说明降低温度平衡正向移动,则,C正确;D.c点透光率迅速增大,然后又逐渐减小,则c点为增大体积,导致d点平衡逆向移动,物质的量增大,使得d点平均相对分子质量减小,故c、d两点对应气体的平均相对分子质量,D错误;故选C。
27.室温下,某溶液中初始时仅溶有等物质的量的M和N,同时发生以下两个反应:①;②(产物均易溶)。反应①的速率,反应②的速率(、为速率常数)。反应体系中M和Z的浓度随时间变化如图。下列说法正确的是( )
A.反应过程中,体系中Y和Z的浓度之比逐渐减小
B.0~30min内,M的平均反应速率约为
C.若反应能进行完全,则反应结束时37.5%的N转化为Y
D.反应的活化能:①②
【答案】C
【解析】A项,由图可知,M的起始浓度为,反应①的速率,反应②的速率,、为速率常数,则同一反应体系中反应①、②的速率之比始终不变,所以Y、Z的浓度变化之比始终不变,A错误;B项,①M+N=X+Z②M+N=X+Y,则体系中始终有,由图可知,30min时,M的平均反应速率为,B错误;C项,30min时,,则,即反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比为,当反应能进行到底时,,则,,反应结束时N转化为Y的特化率为,C正确;D项,30min时,,即、,反应的活化能越高,反应速率越慢,所以反应①的活化能小于反应②的活化能,D错误;故选C。
28.在恒温恒容密闭容器中充入一定量,发生如下反应:
反应②和③的反应速率分别满足和,其中、分别为反应②和③的速率常数,反应③的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表。
0
1
2
3
4
5
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
下列说法正确的是( )
A.0~2min内,W的平均反应速率为
B.若增大容器容积,平衡时Z的产率增大
C.若,平衡时
D.若升高温度,平衡时减小
【答案】D
【解析】A项,由表知内∆c(W)=0.16-0.08=0.08mol/L,则v(W)<,故A错误;B.过程①是完全反应,过程②是可逆反应,若增大容器容积相当于减小压强,对反应平衡向气体体积增大的方向移动,即逆向移动,X的浓度增大,平衡时Y的产率减小,故B错误;C.由速率之比等于系数比,平衡时2v逆(X)=v正(Z),即,2=,若,平衡时,故C错误;D.反应③的活化能大于反应②,∆H=正反应活化能-逆反应活化能<0,则,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则平衡时减小,故D正确;故选D。
1.(2025·贵州黔南高一期末)T℃时在2L容积不变的密闭容器中发生反应:。反应过程中A、C、D的物质的量浓度变化如图所示。则下列结论不正确的是( )
A.曲线②代表物质C的变化
B.反应进行前2min内,用B表示的反应速率v(B)=0.2 mol·L-1·min-1
C.a点v正>v逆
D.反应过程中体系压强逐渐增大
【答案】B
【解析】A是反应物、C和D是生成物,三条曲线中有两条浓度增大、一条浓度减小,所以①代表A的变化,浓度变化量之比等于化学计量数之比,曲线②代表物质C的变化,曲线③代表物质D的变化。A项,曲线②代表物质C的变化,故A正确;B项,B是固体,不能用B的浓度变化表示反应速率,故B错误;C项,a点后,A的浓度继续减小,反应正向进行,v正>v逆,故C正确;D项,正反应气体物质的量增多,容器体积不变、温度不变,所以反应过程中体系压强逐渐增大,故D正确;故选B。
2.一定条件下,等物质的量的N2和O2在容积为4L的恒容密闭容器中发生如下反应:N2(g)+O2(g)2NO(g)图表示该反应过程中N2的物质的量n(N2)随反应时间()的变化。下列叙述正确的是( )
A.当反应达到平衡时,O2的转化率为
B.内反应的平均速率为
C.10s末NO的物质的量浓度为
D.a点对应的化学反应速率:
【答案】A
【解析】A项,根据图示,当反应达到平衡时,氮气的物质的量由5mol变为2mol,N2和O2的投料相等,则O2的转化率为,故A正确;B项,10s内氮气的物质的量由5mol变为4mol,反应的平均速率为,故B错误; C项,10s内消耗1mol氮气,10s末NO的物质的量是2mol,NO的浓度为 ,故C错误;D项,a点反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,对应的化学反应速率:,故D错误;故选A。
3.(2025·天津市天津市北辰区天津市第四十七中学高三月考)某温度下,在恒容密闭容器中加入1molX(s)和3molY(g),发生反应X(s)+3Y(g)2Z(g)+2M(g),后达到平衡状态。下列说法正确的是( )
A.化学反应速率之比v(X):v(Y)=1:3
B.再加入1molX(s)和3molY(g)达到新平衡后,X的转化率减小
C.降低温度,若cZ+减小,则ΔH<0
D.若平衡时Z(g)的体积分数为,则内,v(Y)=0.1 mol·L-1·min-1
【答案】B
【解析】A项,对于该可逆反应,X为固体,其浓度不变,一般不用固体物质浓度变化表示反应速率,A错误;B项,根据等效平衡,再加入1molX(s)和3molY(g),即相当于将2L恒容容器压缩为1L,压强增大平衡逆向移动,故X的转化率下降,B正确;C项,降低温度,平衡向放热方向进行,若c(Z)减小,则平衡逆向移动,正反应为吸热反应,即ΔH>0,C错误;D项,设达到平衡时,参与反应n(Y)=3x mol,则平衡时n(Z)= n(M)=2x mol,恒温恒容下,Z的体积分数即混合气体中物质的量分数,故混合气体总物质的量为,则,解得x=mol,故,D错误;故选B。
4.(2025·湖南高二开学考试)海洋封存是实现“碳中和”的途径之一,其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2。某小组用排水法、排食盐水法收集100mLCO2后(如图1),移出导管,每隔一段时间观察并记录量筒内CO2的体积,并探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响(如图2)。下列分析错误的是( )
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
排水法时CO2体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
排食盐水法时CO2体积/mL
100
99
93
90.5
89
88
A.可用排水法收集CO2是因为其溶于水的速度远小于逸出的速度
B.相同条件下,等体积水比等体积食盐水吸收的CO2少
C.植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解速率
D.大气中二氧化碳增加,会使表层海水温度升高,海水吸收二氧化碳的能力降低
【答案】B
【解析】A项,由表中数据可知,二氧化碳溶于水的速率较慢,48h才溶解了41mL,故能用排水法收集CO2的理由是CO2溶于水的速率远小于CO2逸出的速率,A正确;B项,48h时,水中剩余CO259mL,食盐水中剩余二氧化碳88mL,说明相同条件下,等体积水和食盐水吸收CO2更多的是水,B错误;C项,CO2不溶于植物油,则植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解速率,C正确;D项,大气中CO2增加,会引起温室效应,会使表层海水温度升高,CO2的溶解度随温度的升高而减小,则海水吸收CO2的能力降低,D正确;故选B。
5.NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O,为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,进行如下实验:常温常压下,向锥形瓶中加入一定体积(V)的2.0mol·L-1 NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,再通过分液漏斗向锥形瓶中加入1.0醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0mLN2所需要的时间(t)。实验数据如下表。下列说法正确的是( )
V/mL
NaNO2溶液
NH4Cl溶液
醋酸
水
1
4.0
V1
4.0
8.0
334
2
V2
4.0
4.0
V3
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
A.实验3用表示的反应平均速率
B.若实验4从反应开始到反应结束历时bs,则用NH4Cl表示的反应平均速率
C.V1=4.0;若V2=6.0,则V3=6.0
D.醋酸的作用是加快反应速率,改变其浓度对该反应速率无影响
【答案】C
【解析】A项,实验在常温常压下进行,不是标准状况,故气体摩尔体积不为22.4L/mol,故速率不是,故A错误;B项,实验4开始时NH4Cl的浓度为=0.4mol/L,从反应开始到反应结束历时bs,则用NH4Cl表示的反应平均速率,故B错误;C项,根据实验3、4可知,溶液的总体积为20.0mL,则V1=20.0—4.0-4.0-8.0=4.0;若V2=6.0,V3=20.0-4.0-4.0-6.0=6.0,故C正确;D项,醋酸的作用是加快反应速率,增大浓度该反应速率加快,故D错误;故选C。
6.2024年,国产DeepSeek开源AI模型大放异彩,AI模型训练需要使用图形处理器(GPU),GPU芯片的主要成分是硅,SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4是制备半导体材料硅的重要原料。
(1)将SiCl4氢化为SiHCl3的热化学方程式为:3SiCl4+2H2(g)+Si(s)⇌4SiHCl3(g) △H<0
①在相同条件,相同时间t时,不同温度下该反应中SiCl4转化率如图所示。下列叙述正确的是 (填序号)。
a.相同时间t内,A点的平均反应速率大于B点
b.相同时间t时,B点:v正> v逆
c.相同时间t时,v正:C点大于A点
d.工业生产中采用了适宜温度:480~520°C
②773K的2L密闭容器中,经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与3molSiCl4和4molH2气体反应,SiCl4转化率随时间的变化如图所示。0~50min,经方式 处理后的反应速率最快,在此期间,经方式丙处理后的平均反应速率v(SiHCl3)= mol‧L−1•min−1。当反应达平衡时,H2的浓度为 mol‧L−1,平衡常数K的计算式为 。
(2)对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH=+48kJ·mol-1 ,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时,SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①343K时反应的平衡转化率α= %。
②比较a、b处反应速率大小:va vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v正-v逆=k正·x2(SiHCl3) -k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处的= (保留1位小数)。
【答案】(1)①bd ②甲 3.2×10−3 1.8
(2)①22 ②大于 1.3
【解析】(1)根据将SiCl4氢化为SiHCl3的热化学方程式为:3SiCl4+2H2(g)+Si(s)⇌4SiHCl3(g) △H2<0。①a.相同时间t内,B点转化率大于A点,所以A点的平均反应速率小于B点,故a错误;b.相同时间t时,B点反应正向进行, v正> v逆,故b正确;c.相同时间t时,C点温度大于A点,A点反应物浓度大于c点,所以v正:C点不一定大于A点,故c错误;d.相同时间内,温度:480~520°C时反应物转化率最大,所以工业生产中采用了适宜温度:480~520°C,故d正确;选bd。②0~50min,经方式甲SiCl4的转化率最大,所以方式甲处理后的反应速率最快,在此期间,经方式丙处理后的平均反应速率v(SiHCl3)=mol‧L−1•min−1。当反应达平衡时,SiCl4的转化率为20%,则反应消耗氢气的物质的量为 ,H2的浓度为mol‧L−1,列出三段式:
平衡常数K=。
(2)①温度越高,反应越先达到平衡,根据图示,左侧曲线对应的温度为343K,343K时反应的平衡转化率为22%。②温度越高,反应速率越大,a点所在曲线对应的温度高于b点所在曲线对应的温度,所以a点反应速率大于b点反应速率。a点所在曲线达到平衡时,v正=v逆,即k正·x2(SiHCl3)=k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4),从题图上可知a点所在曲线平衡时SiHCl3的转化率为22%,设投入SiHCl3ymol,则根据三段式法得:
由k正·x2(SiHCl3)=k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)得,k正×0.782=k逆×0.112,则①,在a处SiHCl3的转化率为20%,根据三段式法得:
则,将①代入计算得出≈1.3。
1.(2024·甘肃卷,4,3分)下列措施能降低化学反应速率的是( )
A.催化氧化氨制备硝酸时加入 B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强
【答案】C
【解析】A项,催化剂可以改变化学反应速率,一般来说,催化剂可以用来加快化学反应速率,故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率,A项不符合题意;B项,中和滴定时,边滴边摇锥形瓶,可以让反应物快速接触,可以加快化学反应速率,B项不符合题意;C项,锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度,会降低化学反应速率,C项符合题意;D项,石墨合成金刚石,该反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率,D项不符合题意;故选C。
2.(2024·辽吉黑卷,10,3分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A.时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【解析】A项,由图可知,3小时后异山梨醇浓度继续增大,15 h后异山梨醇浓度才不再变化,所以3 h时,反应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,A错误;B项,图像显示该温度下,15 h后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:①>②,B正确;C项,由图可知,在0~3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,所以平均速率(异山梨醇)=,C正确;D项,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,D正确;故选A。
3.(2022•辽宁省选择性卷,12,3分)某温度下,在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g),有关数据如下:
时间段/ min
产物Z的平均生成速率/ mol·L-1·min-1
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法错误的是( )
A.1 min时,Z的浓度大于 B.2 min时,加入,此时
C.3 min时,Y的体积分数约为33.3% D.5 min时,X的物质的量为
【答案】B
【解析】A项,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Z的平均生成速率逐渐减小,则0~1 min内Z的平均生成速率大于0~2 min内的,故1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1,A正确;B项,4 min时生成的Z的物质的量为,6min时生成的Z的物质的量为,故反应在4min时已达到平衡,设达到平衡时生了,列三段式:
根据,得,则Y的平衡浓度为0.3 mol·L-1,Z的平衡浓度为0.6 mol·L-1,平衡常数,2min时Y的浓度为0.2 mol·L-1,Z的浓度为0.4 mol·L-1,加入后Z的浓度变为0.6 mol·L-1,,反应正向进行,故,B错误;C项,反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2,反应体系中只有Y和Z为气体,相同条件下,体积之比等于物质的量之比,,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确;D项,由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态,此时生成Z为0.6 mol,则X的转化量为0.6 mol,初始X的物质的量为2 mol,剩余X的物质的量为1.4 mol,D正确;故选B。
4.(2023•海南卷,13,3分)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺:C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)。某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线①表示的是逆反应的v-t关系 .t2时刻体系处于平衡状态
C.反应进行到t1时,Q>K (Q为浓度商) D.催化剂存在时,v1、v2都增大
【答案】BD
【解析】A项,反应为乙苯制备苯乙烯的过程,开始反应物浓度最大,生成物浓度为0,所以曲线①表示的是正反应的v-t关系,曲线表示的是逆反应的v-t关系,故A错误;B项,t2时,正逆反应速率相等,体系处于平衡状态,故B正确;C项,反应进行到t1时,反应正向进行,故Q<K,故C错误;D项,催化剂能降低反应的活化能,使反应的v1、v2都增大,故D正确;故选BD。
5.(2022·浙江省1月卷,19,2分)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
【答案】C
【解析】A项,图象中可以得到单位时间内的浓度变化,反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到,从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率,A正确; B项,b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间,为一氧化碳的瞬时速率,B正确; C项,化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析,3v(B)=2v(X),C不正确; D项,维持温度、容积不变,向反应体系中加入催化剂,平衡不移动,反应速率增大,达到新的平衡状态,平衡状态与原来的平衡状态相同,D错误;故选C。
6.(2022•河北省选择性卷,11,3分)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①XY;②YZ。反应①的速率,反应②的速率,式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是( )
A.随的减小,反应①、②的速率均降低
B.体系中
C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间
D.温度低于T1时,总反应速率由反应②决定
【答案】AB
【解析】由图中的信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X,浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y;由图乙中的信息可知,反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。A项,由图甲中的信息可知,随c(X)的减小,c(Y) 先增大后减小,c(Z)增大,因此,反应①的速率随c(X)的减小而减小,而反应②的速率先增大后减小,A错误;B项,根据体系中发生的反应可知,在Y的浓度达到最大值之前,单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量,因此,v (X)= v (Y) +v(Z),但是,在Y的浓度达到最大值之后,单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量,故v (X) + v (Y) = v(Z),B错误;C项,升高温度可以可以加快反应①的速率,但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的,且反应②的的速率随着Y的浓度的增大而增大,因此,欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间,C正确;D项,由图乙信息可知,温度低于T时,k1>k2,反应②为慢反应,因此,总反应速率由反应②决定,D正确;故选AB。
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