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.(24-25高三上·北京·阶段练习)一定温度下,容积为的密闭容器中发生反应: ,容器中部分物质的含量见下表():
反应时间
0
1.2
0.6
0
0
0.8
0.2
下列说法正确的是
A.内,D的平均化学反应速率为
B.该温度下,反应的化学平衡常数
C.达到化学平衡状态时,的转化率为
D.若升高温度,平衡逆向移动
2.(24-25高三上·北京朝阳·期中)氮的固定:将镁与足量的氮气反应。不同温度下,镁的转化率随时间的变化如下图所示。
资料:的熔点、沸点;与反应温度;的分解温度。
下列分析不正确的是
A.液态镁能与氮气充分反应
B.的反应速率为
C.,当的转化率不再发生变化时,说明反应已处于平衡状态
D.,转化率低的原因可能是包裹了
3.(24-25高三上·北京·阶段练习)研究催化剂对反应速率的影响。恒温、恒容时,容器体积为2L,随时间的变化如下。下列说法正确的是
时间/min催化剂
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
A.使用催化剂Ⅰ,0~20min的平均反应速率
B.使用催化剂Ⅱ,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反应更快,是因为其使该反应的活化能更高
D.相同条件下,使用催化剂Ⅱ可使该反应的化学平衡常数更大
02 化学反应速率大小比较
4.(24-25高三上·北京·阶段练习)温度为时,在容积为的恒容密闭容器充入一定量的和,发生反应 。反应过程中的部分数据如表,下列说法正确的是
0
5
10
6.0
4.0
3.0
1.0
A.内,用M表示的平均反应速率为
B.该反应在第时
C.当P、Q的物质的量之比保持不变时,可判断该反应达到平衡状态
D.若时该反应的化学平衡常数为1.0,则
5.用下表中实验装置探究原电池中的能量转化,注射器用来收集生成气体并读取气体体积,根据记录的实验数据,下列说法错误的是
实验装置
实验①
实验②
时间
气体体积
溶液温度/℃
时间
气体体积
溶液温度/℃
0
0
22.0
0
0
22.0
8.5
30
24.8
8.5
50
23.8
10.5
50
26.0
10.5
未测
未测
A.①和②中的总反应方程式均为:
B.,生成气体的平均速率①<②
C.8.5min时,对比①和②溶液温度,说明反应释放的总能量①>②
D.气体体积为50mL时,对比①和②溶液温度,说明②中反应的化学能部分转化为电能
6.已知反应2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)。某温度下的平衡常数为400,此温度下,在2 L的密闭容器中加入a mol CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度(mol/L)
0.44
0.6
0.6
下列说法正确的是
A.a=1.64
B.此时刻正反应速率大于逆反应速率
C.若混合气体的平均摩尔质量不再变化,则说明反应已达到平衡状态
D.若起始时加入2a mol CH3OH,则达到平衡时CH3OH的转化率增大
03 化学反应速率的测定
7.在图装置(注射器活塞位于底部)中盛装2g锌粒与40mL1mol/L行实验测定生成10mL时的平均反应速率。下列说法错误的是
A.除用到图中仪器外,还需要使用秒表
B.当注射器活塞在刻度10mL时,记录数据、计算
C.反应放出热量会影响实验结果测定的准确性
D.若改用4mol/L溶液,所用时间减少
8.下列实验能达到目的的是
A.测一定时间内Zn与稀溶液反应速率:测量的变化
B.研究乙炔的还原性:将电石和饱和食盐水反应产生的气体通入酸性溶液中,观察溶液是否褪色
C.验证水是极性分子:打开盛有水的酸式滴定管,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近水柱,观察水的流动方向
D.证明NaClO能发生水解:向NaClO溶液中滴加酚酞试液,观察溶液是否变红
9.下列有关实验的说法不正确的是
A.利用图①装置可以测算高锰酸钾与草酸反应的速率
B.利用图②的实验操作可观察到钾元素的焰色为紫色
C.利用图③装置可以使用二氧化锰与稀盐酸制备氯气
D.利用图④装置测量乙酸标准溶液的pH值,可以获得乙酸的电离平衡常数
04 影响化学反应速率的因素
10.下列实验设计,能达到实验目的的是
选项
实验设计
实验目的
A
测定待测液中I2的含量
B
探究浓度对反应速率的影响
C
检验1-溴丁烷的消去产物
D
煅烧贝壳至900℃,得到生石灰
A.A B.B C.C D.D
11.(23-24高三上·北京·开学考试)用过量铁片与稀硫酸反应制备氢气,下列方法能增大反应速率而不影响氢气生成量的是
A.稀硫酸改为浓硫酸 B.加入固体
C.滴加少量溶液 D.加入固体
12.(2024·北京·一模)下列实验方案能达实验目的的是
A
B
目的
收集并吸收NO2
比较Mg、Al金属性的强弱
实验方案
C
D
目的
比较Na2CO3、NaHCO3与酸反应快慢
研究浓度对化学平衡的影响
实验方案
A.A B.B C.C D.D
05 活化能、催化剂对反应速率的影响
13.(2025·北京海淀·二模)溴乙烷与NaOH的乙醇溶液主要发生消去反应,同时也会发生取代反应,反应过程中的能量变化如图。下列说法正确的是
A.反应①的活化能大于反应②的
B.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液的反应需加热,目的是提高反应速率
C.无论从产物稳定性还是反应速率的角度,均有利于的生成
D.若将溶剂乙醇换成水,两种产物的比例不发生改变
14.(2025·北京朝阳·二模)在水溶液的作用下,反应过程中能量变化示意图如下所示(其中a、b代表过渡态1或过渡态2中的一种)。
下列说法不正确的是
A.从反应物到产物,无论从产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇
B.溴原子的电负性比碳原子的大,能形成极性较强的,较易断裂
C.b代表过渡态2,经历该过渡态生成
D.生成乙醇的反应是取代反应,生成乙烯的反应是消去反应
15.(2025·北京延庆·一模)可采用Deacon催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A.X为反应物,Z为生成物
B.反应制得,理论上放出的热量
C.降低反应温度,被氧化制的反应平衡常数增大,正反应速率减慢
D.图中转化涉及的反应中有两个非氧化还原反应
06 速率常数及其应用
16.(2024·北京·三模)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
17.在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g),发生如下反应:
反应②和③的速率方程分别为和,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W(g)的浓度随时间的变化如下表:
t/min
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.内,W的平均反应速率为
B.若升高温度,平衡时减小
C.若,平衡时
D.若增大容器容积,平衡时Y的产率增大
18.室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:①;②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分、的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是
A.时间段内,Y的平均反应速率为:
B.如果反应能进行到底,反应结束时的M转化为Y
C.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比一直为
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
1.1.(24-25高三上·北京房山·开学考试)NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是
A.1mol平衡混合气体中含1molN原子
B.当v正(NO2)=2v逆(N2O4)时,反应达到平衡
C.恒温时,缩小容积,气体颜色变深,是平衡正向移动导致的
D.恒容时,水浴加热,由于平衡正向移动导致气体颜色变浅
2.已知:,温度时的平衡常数。温度时,在①、②、③、④四个相同体积的恒容容器中投料,起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是
温度
容器编号
起始浓度/
①
0.1
0.1
0
0
②
0.2
0.1
0
0
③
0.1
0.2
0.1
0.1
④
0.04
0.04
0.06
0.06
A.容器①达到平衡,用表示的化学反应速率为:
B.容器③中反应向正反应方向进行
C.容器④中反应向正反应方向进行,则
D.已知:,若的状态为液态,则能量变化曲线可能为图中①
3.(2024·北京顺义·二模)某小组模拟汽车尾气处理。某温度下,将一定量和投入体积为、盛有催化剂的密闭容器中,发生反应:。测得的物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.段的反应速率
B.达平衡时,理论上该反应放出的热量约为
C.该温度下,反应的平衡常数
D.升高温度,该反应的平衡常数减小
4.(23-24高三上·北京·阶段练习)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
5.(23-24高三上·北京·阶段练习)一定温度下,向溶液中加入适量溶液,不同时刻测得生成的体积(已折算为标准状况)如下表所示.资料显示,反应分两步进行:①,②,反应过程中能量变化如图所示.下列说法不正确的是
0
2
4
6
0
9.9
17.2
22.4
A.0~6min的平均反应速率:
B.的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应、反应②是放热反应
D.反应的
6.(23-24高三上·北京通州·期中)在其他条件不变的情况下,研究催化剂对化学反应速率的影响。在容积不变的密闭容器中,反应A(g)=2B(g)各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图所示,下列说法中正确的是
A.与无催化剂相比,催化剂使反应活化能升高
B.增大催化剂的比表面积,化学反应速率不变
C.a曲线表示未使用催化剂时A的浓度随时间的变化
D.使用催化剂时,0~2min内
7.(24-25高三上·北京海淀·阶段练习)某小组为探究与KI之间的反应,进行了如下实验。
实验
现象
①产生土黄色沉淀,溶液为棕黄色②变为白色悬浊液,最后得到无色澄清溶液
①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色
②开始变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,然后变为黄色溶液,最后得到无色溶液
已知:;CuI为白色沉淀,可吸附;
在溶液中不存在;呈无色,呈黄色。
下列结论或推断不合理的是
A.与KI能发生反应:
B.CuI与反应的速率快于与反应的速率
C.黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,有生成
D.与生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度
8.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T°C时,甲醇与水(各物质均为气态)在铜基催化剂上的反应机理和能量图如下:
下列说法正确的是
A.反应Ⅱ的热化学方程式为:
B.和的总能量大于和的总能量
C.选择优良的催化剂可以降低反应I和Ⅱ的活化能,有利于减少过程中的能耗
D.在反应中生成又消耗,可认为是催化剂
9.汽车尾气是导致空气质量问题的重要原因,利用反应可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应历程如图所示(代表过渡态,表示中间产物,每段历程的反应物相对总能量定义为0)。
下列说法错误的是
A.反应①②③中,只有①是吸热反应
B.升高温度能加快总反应速率,且正反应速率增加倍数小于逆反应速率增加倍数
C.总反应的热化学方程式为
D.即使采用对反应③选择性高的催化剂,也不能完全避免尾气中出现
10.氮氧化物为燃油汽车尾气中主要受管制的成分之一,其控制技术的研发变得十分重要。燃油汽车排气管内部安装三元催化剂处理的反应为。该反应相对能量如图所示。下列叙述错误的是
A.反应都是正反应活化能大于逆反应活化能
B.上述反应
C.选择催化剂降低反应1的能垒可进一步提高反应速率
D.反应
1.(2024·北京·高考真题)苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D.对于生成Y的反应,浓作催化剂
2.(2025·北京·高考真题)乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.①中反应为
B.②中生成的过程中,有键断裂与形成
C.生成总反应的原子利用率为
D.催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
3.(2024·北京·高考真题)可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A.Y为反应物,W为生成物
B.反应制得,须投入
C.升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
4.(2022·北京·高考真题)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,以恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A.反应①为CaO+CO2=CaCO3;反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4C+2H2
C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率
D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生
5.(2024·北京·高考真题)利用黄铜矿(主要成分为,含有等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。
(1)矿石在焙烧前需粉碎,其作用是 。
(2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。
(3)矿石和过量按一定比例混合,取相同质量,在不同温度下焙烧相同时间,测得:“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图;和时,固体B中所含铜、铁的主要物质如表。
温度/℃
B中所含铜、铁的主要物质
400
500
①温度低于,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大的原因是 。
②温度高于,根据焙烧时可能发生的反应,解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 。
(4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的 。
(5)粗铜经酸浸处理,再进行电解精炼;电解时用酸化的溶液做电解液,并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理,消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量,原因是 。
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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.(24-25高三上·北京·阶段练习)一定温度下,容积为的密闭容器中发生反应: ,容器中部分物质的含量见下表():
反应时间
0
1.2
0.6
0
0
0.8
0.2
下列说法正确的是
A.内,D的平均化学反应速率为
B.该温度下,反应的化学平衡常数
C.达到化学平衡状态时,的转化率为
D.若升高温度,平衡逆向移动
【答案】B
【解析】A.内,A的物质的量的变化量为1.2mol-0.8mol=0.4mol,根据化学方程式,可得D的物质的量为0.4mol,D的平均化学反应速率为,故A错误;
B.该温度下,反应的化学平衡常数,故B正确;
C.t1时,B参与反应的物质的量为0.4mol,剩余0.2mol,t2时,B的物质的量是0.2mol,故t1时反应已经达到平衡,达到化学平衡状态时,的转化率为 33.3%,故C错误;
D. ,若升高温度,平衡正向移动,故D错误;
故选B。
2.(24-25高三上·北京朝阳·期中)氮的固定:将镁与足量的氮气反应。不同温度下,镁的转化率随时间的变化如下图所示。
资料:的熔点、沸点;与反应温度;的分解温度。
下列分析不正确的是
A.液态镁能与氮气充分反应
B.的反应速率为
C.,当的转化率不再发生变化时,说明反应已处于平衡状态
D.,转化率低的原因可能是包裹了
【答案】C
【解析】A.根据图像可知,时,镁的转化率仍然很高,说明温度介于时,金属镁为液态,由图像可知,仍然可以充分反应,A正确;
B.时,镁反应了,用时,所以其反应速率为:,B正确;
C.,当的转化率不再发生变化时,有可能是未分解的包裹住内部的金属镁,阻止反应的进一步进行,此时,不一定处于平衡状态,C错误;
D.,镁与氮气反应方程式为:,的分解温度,此时有可能是固体包裹了阻止了反应的进一步进行,D正确;
故选C。
3.(24-25高三上·北京·阶段练习)研究催化剂对反应速率的影响。恒温、恒容时,容器体积为2L,随时间的变化如下。下列说法正确的是
时间/min催化剂
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
A.使用催化剂Ⅰ,0~20min的平均反应速率
B.使用催化剂Ⅱ,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反应更快,是因为其使该反应的活化能更高
D.相同条件下,使用催化剂Ⅱ可使该反应的化学平衡常数更大
【答案】B
【解析】A.根据题目图表分析,氨气的平均反应速率,而,故氮气再0~20min的平均反应速率为,A错误;
B.根据反应方程式列出三段式,则平衡后容器内的压强与初始压强之比为,则达平衡后容器内的压强是初始时的倍,B正确;
C.相同条件下,使用催化剂Ⅱ反应更快,是因为其使该反应的活化能更低,C错误;
D.反应的化学平衡常数只与温度有关,与催化剂无关,催化剂只会加快反应速率,D错误;
故选B。
02 化学反应速率大小比较
4.(24-25高三上·北京·阶段练习)温度为时,在容积为的恒容密闭容器充入一定量的和,发生反应 。反应过程中的部分数据如表,下列说法正确的是
0
5
10
6.0
4.0
3.0
1.0
A.内,用M表示的平均反应速率为
B.该反应在第时
C.当P、Q的物质的量之比保持不变时,可判断该反应达到平衡状态
D.若时该反应的化学平衡常数为1.0,则
【答案】D
【分析】根据表格信息,可列三段式:
再结合10min时的数据可知温度为T1时,反应在5min时已达到平衡,在该温度下的平衡常数为:,由此解答。
【解析】A.根据三段式可知,0-5 min内,用M表示的平均反应速率为,A错误;
B.根据分析可知,反应在5min时达到平衡状态,故在第8 min时v逆=v正,B错误;
C.初始P、Q为0,变化量等于化学计量数之比,故根据反应方程式P、Q的化学计量数之比可知,二者的物质的量之比始终保持不变,是个定值,不能判断该反应达到平衡状态,C错误;
D.该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向进行,平衡常数增大,已知T1时该反应的化学平衡常数为0.8,T2时该反应的化学平衡常数为1.0,故T2>T1,D正确;
答案选D。
5.用下表中实验装置探究原电池中的能量转化,注射器用来收集生成气体并读取气体体积,根据记录的实验数据,下列说法错误的是
实验装置
实验①
实验②
时间
气体体积
溶液温度/℃
时间
气体体积
溶液温度/℃
0
0
22.0
0
0
22.0
8.5
30
24.8
8.5
50
23.8
10.5
50
26.0
10.5
未测
未测
A.①和②中的总反应方程式均为:
B.,生成气体的平均速率①<②
C.8.5min时,对比①和②溶液温度,说明反应释放的总能量①>②
D.气体体积为50mL时,对比①和②溶液温度,说明②中反应的化学能部分转化为电能
【答案】C
【解析】A.对比两装置的溶液温度,说明装置①中把化学能转化为热能比装置②中的多,但两装置总反应方程式均为:, A正确;
B.0~8.5min内,相同条件下,装置①中生成气体没有装置②中生成气体多,所以生成气体的平均速率①<②,B正确;
C.释放的总能量与生成的气体的量成正比,由表中数据可知时间相同时,装置①中生成气体没有装置②中生成气体多,所以反应释放的总能量①<②,C错误;
D.生成气体体积相同时两反应释放的总能量相等,两装置的溶液温度①>②,说明装置②中是把化学能部分转化为电能,D正确;
故答案为:C。
6.已知反应2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)。某温度下的平衡常数为400,此温度下,在2 L的密闭容器中加入a mol CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度(mol/L)
0.44
0.6
0.6
下列说法正确的是
A.a=1.64
B.此时刻正反应速率大于逆反应速率
C.若混合气体的平均摩尔质量不再变化,则说明反应已达到平衡状态
D.若起始时加入2a mol CH3OH,则达到平衡时CH3OH的转化率增大
【答案】B
【解析】A.根据方程式,生成的H2O的物质的量为0.6mol/L×2L=1.2 mol,未反应的CH3OH的物质的量为0.44 mol/L×2L=0.88mol,a=0.88mol+1.2 mol×2=3.28mol,故A错误;
B.浓度商Qc==1.86<K=400,反应向正反应进行,此时正、逆反应速率的大小: v正>v逆,故B正确;
C.平均摩尔质量=,该反应中m和n均不发生变化,平均摩尔质量始终不变,故平均摩尔质量不变不能说明反应已达到平衡状态,故C错误;
D.若起始时加入2amol CH3OH,相当于增大压强,增大压强,平衡不移动,CH3OH的转化率不变,故D错误;
答案选B。
03 化学反应速率的测定
7.在图装置(注射器活塞位于底部)中盛装2g锌粒与40mL1mol/L行实验测定生成10mL时的平均反应速率。下列说法错误的是
A.除用到图中仪器外,还需要使用秒表
B.当注射器活塞在刻度10mL时,记录数据、计算
C.反应放出热量会影响实验结果测定的准确性
D.若改用4mol/L溶液,所用时间减少
【答案】B
【解析】A.硫酸与锌反应生成H2,通过测量一定时间内产生H2气体的体积,可测定该反应的速率,故还需要使用到的用品是计时器(或秒表),A正确;
B.实验过程中放热,应待实验完毕待冷却后,记录数据、计算,B错误;
C.反应放出热量,气体体积会增大,会影响实验结果测定的准确性,C正确;
D.若改用4mol/L溶液,氢离子浓度增加,化学反应速率增加,所用时间减少,D正确;
故选D。
8.下列实验能达到目的的是
A.测一定时间内Zn与稀溶液反应速率:测量的变化
B.研究乙炔的还原性:将电石和饱和食盐水反应产生的气体通入酸性溶液中,观察溶液是否褪色
C.验证水是极性分子:打开盛有水的酸式滴定管,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近水柱,观察水的流动方向
D.证明NaClO能发生水解:向NaClO溶液中滴加酚酞试液,观察溶液是否变红
【答案】C
【解析】A.在Zn与稀的反应中并未参与反应,其浓度基本不变,所以不能通过测量的变化来测定Zn与稀溶液反应速率,A错误。
B.电石中滴加饱和食盐水,产生的乙炔中混有、等还原性气体,均能使酸性溶液褪色,影响乙炔还原性的检验,B错误;
C.向酸式滴定管中加入蒸馏水,打开活塞让水缓缓流下,可看到水呈直线状垂直流入烧杯中,若用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)接近水流时,水流会向靠近玻璃棒方向偏转,原因在于水分子为极性分子,在电场中被极化,其正负电荷中心分离,导致极性分子的特性显现,C正确;
D.酚酞遇碱溶液变红,且HClO具有漂白性,则应该是先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解,D错误;
故选C。
9.下列有关实验的说法不正确的是
A.利用图①装置可以测算高锰酸钾与草酸反应的速率
B.利用图②的实验操作可观察到钾元素的焰色为紫色
C.利用图③装置可以使用二氧化锰与稀盐酸制备氯气
D.利用图④装置测量乙酸标准溶液的pH值,可以获得乙酸的电离平衡常数
【答案】C
【解析】A.观察试管内溶液的颜色变化并计时,可以测算高锰酸钾与草酸反应的速率,A正确;
B.进行焰色试验时,通常使用铂丝(或铁丝)作为载体,将蘸有待检测溶液的金属丝置于火焰上灼烧,隔蓝色钴玻璃观察燃烧时火焰的颜色,钾的焰色反应呈紫色,B正确;
C.实验室制氯气可以用二氧化锰与浓盐酸加热反应制得,稀盐酸无法制得,C错误;
D.用电子pH计测量乙酸标准溶液的pH值,根据乙酸电离方程式得出电离平衡常数表达式,可以算得乙酸的电离平衡常数,D正确;
故选C。
04 影响化学反应速率的因素
10.下列实验设计,能达到实验目的的是
选项
实验设计
实验目的
A
测定待测液中I2的含量
B
探究浓度对反应速率的影响
C
检验1-溴丁烷的消去产物
D
煅烧贝壳至900℃,得到生石灰
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.Na2S2O3溶液显碱性,应该使用碱式滴定管盛装,再进行滴定,来测定待测液中I2的含量,A不符合题意;
B.NaHSO3与H2O2发生氧化还原反应时,反应前后溶液均无色,也无气体产生,无论浓度大小,反应快慢均无明显现象,因此不能用于探究浓度对反应速率的影响,B不符合题意;
C.1-溴丁烷的NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应产生1-丁烯,1-丁烯能够与溴的CCl4溶液发生加成反应而使溶液褪色,因此可用于检验1-溴丁烷的消去产物,C符合题意;
D.高温下,陶瓷坩埚中的二氧化硅和碳酸钙反应生成硅酸钙,D不符合题意;
故合理选项是C。
11.(23-24高三上·北京·开学考试)用过量铁片与稀硫酸反应制备氢气,下列方法能增大反应速率而不影响氢气生成量的是
A.稀硫酸改为浓硫酸 B.加入固体
C.滴加少量溶液 D.加入固体
【答案】C
【解析】A.将稀硫酸改为浓硫酸,铁遇到浓硫酸钝化,不能生成氢气,故A错误;
B.加入CH3COONa固体,生成弱酸醋酸,减慢反应速率,故B错误;
C.铁粉足量,硫酸的物质的量决定氢气的产量,滴加少量CuSO4溶液,铁粉和硫酸铜反应置换出铜,构成原电池,反应速率加快,而不影响氢气的生成量,故C正确;
D.加入固体,对反应没有影响,故D错误;
故选C。
12.(2024·北京·一模)下列实验方案能达实验目的的是
A
B
目的
收集并吸收NO2
比较Mg、Al金属性的强弱
实验方案
C
D
目的
比较Na2CO3、NaHCO3与酸反应快慢
研究浓度对化学平衡的影响
实验方案
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.二氧化氮的密度比空气密度大,应长导管进气收集,故A错误;
B.氢氧化镁不溶于NaOH,氢氧化铝可溶于NaOH溶液,可知氢氧化镁的碱性大于氢氧化铝的碱性,则金属性Mg大于Al,故B正确;
C.饱和碳酸钠、碳酸氢钠溶液的浓度未知,应向等浓度的盐溶液中滴加等浓度的盐酸,比较反应的快慢,故C错误;
D.未控制变量,一支试管加入2mL 0.1mol/L KSCN的同时,应同时在另一试管中加入2mL蒸馏水,因此不能达到实验目的,故D错误;
故选:B。
05 活化能、催化剂对反应速率的影响
13.(2025·北京海淀·二模)溴乙烷与NaOH的乙醇溶液主要发生消去反应,同时也会发生取代反应,反应过程中的能量变化如图。下列说法正确的是
A.反应①的活化能大于反应②的
B.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液的反应需加热,目的是提高反应速率
C.无论从产物稳定性还是反应速率的角度,均有利于的生成
D.若将溶剂乙醇换成水,两种产物的比例不发生改变
【答案】B
【解析】A.由图可知,反应①的活化能是,反应②的活化能是,活化能:反应①<反应②,A错误;
B.加热使普通分子转化为活化分子,有效碰撞次数增加,故加热的目的是提高反应速率,B正确;
C.从稳定性角度看,乙醇的能量更低,乙醇是优势产物;从反应速率角度看,生成乙烯的活化能更低,乙烯是优势产物,C错误;
D.若将溶剂乙醇换成水,主要发生的是水解反应,乙醇的比例会增加,D错误;
故选B。
14.(2025·北京朝阳·二模)在水溶液的作用下,反应过程中能量变化示意图如下所示(其中a、b代表过渡态1或过渡态2中的一种)。
下列说法不正确的是
A.从反应物到产物,无论从产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇
B.溴原子的电负性比碳原子的大,能形成极性较强的,较易断裂
C.b代表过渡态2,经历该过渡态生成
D.生成乙醇的反应是取代反应,生成乙烯的反应是消去反应
【答案】C
【解析】A.生成乙醇的活化能小于生成乙烯的活化能,乙醇的能量小于乙烯和水的总能量,所以无论从产物的稳定性还是反应速率的角度均有利于生成乙醇,故A正确;
B.溴原子的电负性比碳原子的大,能形成极性较强的,溴乙烷生成乙烯、乙醇都需断裂C-Br键,说明较易断裂,故B正确;
C.过渡态2生成CH3CH2OH和Br-,过渡态2表示a,故C错误;
D.生成乙醇的反应是溴乙烷中Br原子被羟基代替,属于取代反应,生成乙烯的反应溴乙烷发生消去反应生成碳碳双键,故D正确;
选C。
15.(2025·北京延庆·一模)可采用Deacon催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A.X为反应物,Z为生成物
B.反应制得,理论上放出的热量
C.降低反应温度,被氧化制的反应平衡常数增大,正反应速率减慢
D.图中转化涉及的反应中有两个非氧化还原反应
【答案】D
【分析】如图所示,反应过程中具有如下基元反应:、、、、,则X为、W为、Y为、Z为。
【解析】A.据分析,X为反应物,Z为生成物,故A正确;
B.根据盖斯定律,生成放出的热量,则生成放出的热量,故B正确;
C.正反应为放热反应,降低反应温度,反应正向进行,被氧化制的反应平衡常数增大,温度降低正、逆反应速率均减慢,故C正确;
D. 据分析,基元反应中、、为非氧化还原反应,、为氧化还原反应,故D错误;
故答案为D。
06 速率常数及其应用
16.(2024·北京·三模)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.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Z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。
17.在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g),发生如下反应:
反应②和③的速率方程分别为和,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W(g)的浓度随时间的变化如下表:
t/min
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.内,W的平均反应速率为
B.若升高温度,平衡时减小
C.若,平衡时
D.若增大容器容积,平衡时Y的产率增大
【答案】B
【解析】A.由表格数据可知,2min时W的浓度为0.080mol/L,则0∼2min内,W的反应速率为=0.040mol/(L·min),A错误;
B.反应③的活化能大于反应②说明X转化为Z的反应为放热反应,升高温度,反应②平衡向逆反应方向移动,Z的浓度减小,B正确;
C.由反应达到平衡时,正逆反应速率相等可得:=,若,则X和Z的浓度关系为,C错误;
D.由转化关系可知,反应①为W完全分解生成X和Y,Y只参与反应①,所以增大容器容积,反应①正向移动,反应②逆向移动,X增加,又会影响反应①逆向移动,平衡时Y的产率不能确定,D错误;
故选B.
18.室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:①;②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分、的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是
A.时间段内,Y的平均反应速率为:
B.如果反应能进行到底,反应结束时的M转化为Y
C.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比一直为
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】B
【分析】由图可知:M的起始浓度为0.5 mol/L,反应①的速率,反应②的速率(k1、k2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,①;②,则体系中始终有,由图可知:30 min时,c(Z)=0.125 mol/L,则,即反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比为,据此分析作答。
【解析】A.由分析可知,时间段内,Y的平均反应速率=,A项正确;
B.反应若能进行到底时,,则c(Y)= ,反应结束时M转化为Y的转化率=,B项错误;
C.根据分析可知,体系中Y和Z的浓度之比一直为,C项正确;
D.由分析可知,30min时,反应生成Y的浓度为0.075 mol/L、Z的浓度为0.125 mol/L,可知反应①速率小于反应②的速率,则反应①的活化能比反应②的活化能大,D项正确;
答案选B。
1.1.(24-25高三上·北京房山·开学考试)NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是
A.1mol平衡混合气体中含1molN原子
B.当v正(NO2)=2v逆(N2O4)时,反应达到平衡
C.恒温时,缩小容积,气体颜色变深,是平衡正向移动导致的
D.恒容时,水浴加热,由于平衡正向移动导致气体颜色变浅
【答案】B
【解析】A.1molNO2含有1molN原子,1molN2O4含有2molN原子,现为可逆反应,为NO2和N2O4的混合气体,则1mol平衡混合气体中所含N原子数大于1mol且小于2mol,A错误;
B.速率之比等于化学计量数之比,即,当v正(NO2)=2v逆(N2O4)时可得:v正(N2O4)=v逆(N2O4),说明反应达到平衡,B正确;
C.恒温时,缩小容积,颜色变深是因为体积减小,浓度变大引起的,不是平衡正向移动导致的,C错误;
D.该反应是放热反应,恒容时,温度升高,平衡逆向移动,颜色变深,D错误;
故选B。
2.已知:,温度时的平衡常数。温度时,在①、②、③、④四个相同体积的恒容容器中投料,起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是
温度
容器编号
起始浓度/
①
0.1
0.1
0
0
②
0.2
0.1
0
0
③
0.1
0.2
0.1
0.1
④
0.04
0.04
0.06
0.06
A.容器①达到平衡,用表示的化学反应速率为:
B.容器③中反应向正反应方向进行
C.容器④中反应向正反应方向进行,则
D.已知:,若的状态为液态,则能量变化曲线可能为图中①
【答案】D
【解析】A.容器①达到平衡,由三段式分析,则有K==,解得x=0.06mol/L,用H2表示的化学反应速率为:=,A正确;
B.容器③中Qc===0.5<K=,则反应向正反应方向进行,B正确;
C.容器④中反应向正反应方向进行,说明Qc===<K,即该温度下的平衡常数大于T1温度下的,根据题干可知该反应正反应为吸热反应,即升高温度平衡正向移动,K增大,则,C正确;
D.已知:,,根据盖斯定律可知,若的状态为液态,,则反应物总能量高于生成物总能量,即能量变化曲线不可能为图中①,D错误;
故答案为D。
3.(2024·北京顺义·二模)某小组模拟汽车尾气处理。某温度下,将一定量和投入体积为、盛有催化剂的密闭容器中,发生反应:。测得的物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.段的反应速率
B.达平衡时,理论上该反应放出的热量约为
C.该温度下,反应的平衡常数
D.升高温度,该反应的平衡常数减小
【答案】C
【解析】A.由图可知,ab段反应速率:,A正确;
B.由图可知4min反应达平衡,,根据题干热化学方程式可知,平衡时理论放热:,B正确;
C.列三段式:,反应平衡常数:,C错误;
D.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,D正确;
答案选C。
4.(23-24高三上·北京·阶段练习)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
【分析】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。
【解析】A.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.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.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.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。
5.(23-24高三上·北京·阶段练习)一定温度下,向溶液中加入适量溶液,不同时刻测得生成的体积(已折算为标准状况)如下表所示.资料显示,反应分两步进行:①,②,反应过程中能量变化如图所示.下列说法不正确的是
0
2
4
6
0
9.9
17.2
22.4
A.0~6min的平均反应速率:
B.的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应、反应②是放热反应
D.反应的
【答案】D
【解析】A.0~6min内,生成氧气22.4mL,则消耗过氧化氢0.002mol,平均反应速率:,A正确;
B.由盖斯定律可知,反应①+②得到,则铁离子为过氧化氢分解反应的催化剂,的作用是增大过氧化氢的分解速率,B正确;
C.反应①中生成物的能量大于反应物的能量,是吸热反应,反应②中生成物的能量小于反应物的能量,是放热反应,C正确;
D.焓变=生成物的总能量-反应物的总能量,由题图可知反应的,D不正确;
答案选D。
6.(23-24高三上·北京通州·期中)在其他条件不变的情况下,研究催化剂对化学反应速率的影响。在容积不变的密闭容器中,反应A(g)=2B(g)各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图所示,下列说法中正确的是
A.与无催化剂相比,催化剂使反应活化能升高
B.增大催化剂的比表面积,化学反应速率不变
C.a曲线表示未使用催化剂时A的浓度随时间的变化
D.使用催化剂时,0~2min内
【答案】D
【解析】A.催化剂可降低反应活化能,加快反应速率,A错误;
B.增大催化剂的比表面积,接触面积增大,化学反应速率加快,B错误;
C.曲线a表示A物质浓度变化,浓度变化量与使用催化剂时B物质浓度变化量符合计量数之比,所以曲线a表示使用催化剂时A的浓度随时间的变化,C错误;
D.0~2min内,B浓度变化为4mol/L,,D正确;
答案选D。
7.(24-25高三上·北京海淀·阶段练习)某小组为探究与KI之间的反应,进行了如下实验。
实验
现象
①产生土黄色沉淀,溶液为棕黄色②变为白色悬浊液,最后得到无色澄清溶液
①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色
②开始变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,然后变为黄色溶液,最后得到无色溶液
已知:;CuI为白色沉淀,可吸附;
在溶液中不存在;呈无色,呈黄色。
下列结论或推断不合理的是
A.与KI能发生反应:
B.CuI与反应的速率快于与反应的速率
C.黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,有生成
D.与生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度
【答案】B
【解析】A.CuI为白色沉淀,可吸附而显土黄色,在溶液中不存在,故与KI能发生反应:,A正确;
B.已知,结合第一实验,逐滴加入溶液的实验现象,应该是附着在CuI表面的先反应,故CuI与反应的速率慢于与反应的速率,B错误;
C.第二个实验,①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色,发生反应,剩余,②逐滴加入溶液时,开始变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,此时生成了和;黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,说明溶液中的几乎全部转化为;最后黄色溶液变为无色溶液时,说明全部被还原为,C正确;
D.第二个实验中,溶液最后变为无色溶液,故最后溶液中主要为,故与生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度,D正确;
故选B。
8.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T°C时,甲醇与水(各物质均为气态)在铜基催化剂上的反应机理和能量图如下:
下列说法正确的是
A.反应Ⅱ的热化学方程式为:
B.和的总能量大于和的总能量
C.选择优良的催化剂可以降低反应I和Ⅱ的活化能,有利于减少过程中的能耗
D.在反应中生成又消耗,可认为是催化剂
【答案】C
【解析】A.通过反应过程能量图可知反应Ⅱ的热化学方程式为,是放热反应,A错误;
B.通过反应过程能量图可知甲醇和水生成氢气和二氧化碳是吸热反应,1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量,B错误;
C.选择优良的催化剂降低反应I和Ⅱ的活化能,有利于减少过程中的能耗,C正确;
D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是中间体,D错误;
故选C。
9.汽车尾气是导致空气质量问题的重要原因,利用反应可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应历程如图所示(代表过渡态,表示中间产物,每段历程的反应物相对总能量定义为0)。
下列说法错误的是
A.反应①②③中,只有①是吸热反应
B.升高温度能加快总反应速率,且正反应速率增加倍数小于逆反应速率增加倍数
C.总反应的热化学方程式为
D.即使采用对反应③选择性高的催化剂,也不能完全避免尾气中出现
【答案】C
【解析】A.吸热反应为反应物总能量低于生成物,反应①②③中:反应物能量均为0,生成物能量分别为199.2kJ/mol、-513.5kJ/mol、-307.6kJ/mol,则反应①为吸热反应,反应②③为放热反应,故A正确;
B.总反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,正、逆反应速率增加,正反应速率增加倍数小于逆反应速率增加倍数,故B正确;
C.由图可知,总反应的反应物为2NO+2CO、生成物为2CO2+N2,总的焓变等于各反应焓变之和,即199.2kJ/mol-513.5kJ/mol-307.6kJ/mol=-622.1kJ/mol,总反应的热化学方程式为,故C错误;
D.反应③的催化剂只改变反应③的产物比例,不能改变反应③的反应物,N2O是反应③的反应物、反应②的产物,故D正确;
故答案为C。
10.氮氧化物为燃油汽车尾气中主要受管制的成分之一,其控制技术的研发变得十分重要。燃油汽车排气管内部安装三元催化剂处理的反应为。该反应相对能量如图所示。下列叙述错误的是
A.反应都是正反应活化能大于逆反应活化能
B.上述反应
C.选择催化剂降低反应1的能垒可进一步提高反应速率
D.反应
【答案】A
【解析】A.由图知反应1是吸热反应,正反应活化能大于逆反应活化能,反应2和3都是放热反应,正反应活化能小于逆反应活化能,A错误;
B.反应1为,反应2为,反应3为,根据盖斯定律,3个反应相加得总反应,,B正确;
C.观察历程图可知,反应的正反应活化能(能垒)分别为,能垒越大,反应速率越小,在多步反应中,反应速率最慢的一步是速控步骤,选择催化剂主要降低速控反应的能垒,反应1是速控反应,选择催化剂降低反应1的能垒,C正确;
D.由图知,反应3的热化学方程式为,D正确;
故选A。
1.(2024·北京·高考真题)苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D.对于生成Y的反应,浓作催化剂
【答案】C
【解析】A.生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,反应速率更快,且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定,以上2个角度均有利于产物Ⅱ,故A正确;
B.根据前后结构对照,X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物,故B正确;
C.M的六元环中与相连的C为杂化,苯中大键发生改变,故C错误;
D.苯的硝化反应中浓作催化剂,故D正确;
故选C。
2.(2025·北京·高考真题)乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.①中反应为
B.②中生成的过程中,有键断裂与形成
C.生成总反应的原子利用率为
D.催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
【答案】C
【解析】A.①中反应物为CH3COOH、O2、Pd,生成物为H2O和Pd(CH3COO)2,方程式为:,A正确;
B.②中生成的过程中,有C-H断开和C-O的生成,存在键断裂与形成,B正确;
C.生成总反应中有H2O生成,原子利用率不是,C错误;
D.是反应的催化剂,改变了反应的历程,提高了反应速率,D正确;
答案选C。
3.(2024·北京·高考真题)可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A.Y为反应物,W为生成物
B.反应制得,须投入
C.升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】B
【分析】由该反应的热化学方程式可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl和Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2;综上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
【解析】A.由分析可知,Y为反应物,W为生成物,A正确;
B.在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B错误;
C.总反应为放热反应,其他条件一定,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确;
D.图中涉及的两个氧化还原反应是和,D正确;
故选B。
4.(2022·北京·高考真题)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,以恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A.反应①为CaO+CO2=CaCO3;反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4C+2H2
C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率
D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生
【答案】C
【解析】A.由题干图1所示信息可知,反应①为CaO+CO2=CaCO3,结合氧化还原反应配平可得反应②为,A正确;
B.由题干图2信息可知,t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,且反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳,故可能有副反应,反应②和副反应中CH4和H2的系数比均为1:2,B正确;
C.由题干反应②方程式可知,H2和CO的反应速率相等,而t2时刻信息可知,H2的反应速率未变,仍然为2mmol/min,而CO变为1~2mmol/min之间,故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率,C错误;
D.由题干图2信息可知,t3之后,CO的速率为0,CH4的速率逐渐增大,最终恢复到1,说明生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生,而后副反应逐渐停止反应,D正确;
答案选C。
5.(2024·北京·高考真题)利用黄铜矿(主要成分为,含有等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。
(1)矿石在焙烧前需粉碎,其作用是 。
(2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。
(3)矿石和过量按一定比例混合,取相同质量,在不同温度下焙烧相同时间,测得:“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图;和时,固体B中所含铜、铁的主要物质如表。
温度/℃
B中所含铜、铁的主要物质
400
500
①温度低于,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大的原因是 。
②温度高于,根据焙烧时可能发生的反应,解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 。
(4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的 。
(5)粗铜经酸浸处理,再进行电解精炼;电解时用酸化的溶液做电解液,并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理,消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量,原因是 。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分
(2)
(3) 温度低于,随焙烧温度升高,分解产生的增多,可溶物含量增加,故铜浸出率显著增加 温度高于,随焙烧温度升高发生反应:,和转化成难溶于水的,铜浸出率降低
(4)
(5)粗铜若未经酸浸处理,其中杂质会参与放电,则消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量
【分析】黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有SiO2等杂质)粉碎后加入硫酸铵通入空气焙烧,黄铜矿在硫酸铵生成的SO3作用下,转化成CuSO4,得到的混合气体中主要含NH3,用硫酸吸收,得到硫酸铵,是溶液A的主要溶质,可以循环利用,固体B为SiO2、CuSO4及含铁的化合物,加水分离,主要形成含硫酸铜的滤液和含SiO2的滤渣,分别为滤液C和滤渣D,向硫酸铜溶液中加入过量的铁,置换得到粗铜和FeSO4,粗铜再精炼可以得到纯铜。
【解析】(1)黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎,是为了增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)铵盐不稳定,易分解,分解为非氧化还原反应,产物中有NH3和SO3,故化学方程式为;
(3)①由图,温度低于425℃,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大,是因为温度低于425℃,随焙烧温度升高,(NH4)2SO4分解产生的SO3增多,可溶物CuSO4含量增加,故铜浸出率显著增加;
②温度高于425℃,随焙烧温度升高,CuFeS2和CuSO4转化成难溶于水的CuO,发生反应4CuFeS2+17O2+2CuSO46CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3,铜浸出率降低;
(4)加入置换硫酸铜溶液中的铜,反应的离子方程式为;
(5)粗铜中含有杂质,加酸可以除,但粗铜若未经酸浸处理,其中杂质会参与放电,则消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量。
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