第2章 体系建构 整理提升-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（人教版单选）

化学反应的认识视角 从宏观表征（物质的量变化、体系宏观性质不变、转化率恒定）、微观表征（分子碰撞理论、正逆反应速率相等、动态平衡）、符号表征(v、K、Q)和图像表征四个维度来认识化学反应速率和化学平衡，建构宏观、微观、符号和图像四重表征模型，形成化学表征的一般思路。 [注意] 催化剂不影响平衡状态，但能改变达到平衡的时间。 1．（2021·浙江6月选考）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是(　　) A．1 mol CH4(g)<1 mol H2(g) B．1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g) C．1 mol H2O(s)>1 mol H2O(l) D．1 mol C（s，金刚石）>1 mol C（s，石墨） 解析：选B。CH4(g)和H2(g)物质的量相同，且均为气态，CH4(g)含有的原子总数多，摩尔质量大，所以熵值1 mol CH4(g)>1 mol H2(g)，A错误；相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值1 mol H2O(g)<2 mol H2O(g)，B正确；等量的同物质，熵值关系为：S(g)>S(l)>S(s)，所以熵值1 mol H2O(s)<1 mol H2O(l)，C错误；从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值1 mol C（s，金刚石）<1 mol C（s，石墨），D错误。 [人教版－P44 熵] 科学家用熵（符号为S）来度量这种混乱的程度。对于同一种物质，气态时的熵值最大、液态时的次之、固态时的最小。从上面的例子似乎可以得出，体系有自发地向混乱度增加（即熵增，ΔS>0）的方向转变的倾向。 　　　　　　　　　　　　 2．（2023·北京高考）下列事实能用平衡移动原理解释的是(　　 ) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 解析：选B。MnO2会催化H2O2分解，与平衡移动无关，A错误；NO2转化为N2O4的反应是放热反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B正确；铁在浓硝酸中形成氧化膜，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C错误；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D错误。 [人教版－P40 平衡移动原理] 法国化学家勒夏特列总结出一条经验规律：如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理。 3．（2023·广东高考）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)⥫⥬P(g)。反应过程（如图）中，M为中间产物。其他条件相同时，下列说法不正确的是(　　 ) A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应过程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 解析：选C。由题图可知使用题给两种催化剂时均出现四组峰，反应历程都分4步进行，A正确；由题图可知总反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，反应达平衡时，R的浓度增大，B正确；由题图可知使用催化剂Ⅰ时基元反应的最大活化能低于使用催化剂Ⅱ时基元反应的最大活化能，所以使用催化剂Ⅰ时反应体系更快达到平衡，C错误；由题图可知在前两个历程中使用催化剂Ⅰ时基元反应的最大活化能较低，反应速率较快，后两个历程中使用催化剂Ⅰ时基元反应的最大活化能较高，反应速率较慢，所以使用催化剂Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确。 [人教版－P29 图2­4] 　　　　　　　　　　　　 4．（2021·山东高考）18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应过程可表示为，能量变化如图所示。已知⥫⥬为快速平衡，下列说法正确的是(　　) A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步 B．反应结束后，溶液中存在18OH－ C．反应结束后，溶液中存在CHOH D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变 解析：选B。一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应Ⅰ和反应Ⅳ的活化能较高，因此反应的决速步为反应Ⅰ、Ⅳ，A错误；反应Ⅰ为加成反应，而⥫⥬为快速平衡，反应Ⅱ的成键和断键方式为或，后者能生成18OH－，因此反应结束后，溶液中存在18OH－，B正确；反应Ⅲ的成键和断键方式为或，因此反应结束后溶液中不会存在CHOH，C错误；该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，因此和CH3O－的总能量与和OH－的总能量之差等于图示总反应的焓变，D错误。 [人教版－P30　飞秒化学] 化学家泽维尔(A．H.Zewail，1946－2016)研究ICN发生光分解反应时，采用了可以分辨分子、原子飞秒级变动图像的激光脉冲技术，测得光分解反应ICN―→I·＋·CN的反应时间为(205±30)×10-15 s。在研究H·与CO2气态反应时，为了确定反应的开始时刻，泽维尔先使HI和CO2形成分子聚合体，当I·因光解离去时H·仍处于过渡态H…O…CO，这就使他可以对下列反应的整个过程进行跟踪、观察： 因在飞秒化学方面的突出贡献，1999年泽维尔获得诺贝尔化学奖。 5．（2024·安徽高考）室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO的影响因素，测得不同条件下SeO浓度随时间变化关系如图。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是(　　) A．实验①中，0～2小时内平均反应速率v（SeO）＝2.0 mol·L-1·h-1 B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe＋SeO＋8H＋===2Fe3+＋Se＋4H2O C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO的去除效果越好 解析：选C。实验①中，0～2小时内平均反应速率v（SeO）＝＝2.0×10-5 mol·L-1·h-1，A项错误；实验③中水样初始pH＝8，溶液呈弱碱性，不能用H＋配电荷守恒，B项错误；由实验①、②可知，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量，反应速率加快，C项正确；由实验②、③可知，其他条件相同时，适当减小水样初始pH，SeO的去除效果更好，但若水样初始pH太小，与H＋反应的纳米铁的量会增多，从而影响SeO的去除效果，故D项错误。 [人教版－P31 练习与应用T7] 【图像分析与结论】三组实验中CO的浓度随时间的变化如图所示。 (1)第Ⅰ组实验中，达到平衡时NO的浓度为　　　　。 (2)由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂的比表面积，该化学反应的速率将　　　　（填“增大”“减小”或“无影响”）。 (3)由实验Ⅰ和Ⅲ可得出的结论是________________________________________________________________________。 6．（2020·北京高考）一定温度下，反应I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)＝0.11 mmol·L-1，c(HI)＝0.78 mmol·L-1。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是（注：1 mmol·L-1＝10-3 mol·L-1）(　　) A B C D c(I2)/mmol·L-1 1.00 0.22 0.44 0.11 c(H2)/mmol·L-1 1.00 0.22 0.44 0.44 c(HI)/mmol·L-1 1.00 1.56 4.00 1.56 解析：选C。缺少c(H2)，无法计算K，可通过比较Qc的大小关系，判断平衡移动方向。Qc(A)＝＝1，Qc(B)＝＝50.28，Qc(C)＝＝82.64，Qc(D)＝＝50.28，Qc越大，则越可能逆向移动。 [人教版－P33、P37化学平衡常数] 457．6 ℃时反应体系H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)中各物质的浓度如下表： 起始时各物质的浓度/(mol·L-1) 平衡时各物质的浓度/(mol·L-1) 平衡时 c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 1.197×10-2 6.944×10-3 0 5.617×10-3 5.936×10-4 1.270×10-2 48.37 1.228×10-2 9.964×10-3 0 3.841×10-3 1.524×10-3 1.687×10-2 48.62 1.201×10-2 8.403×10-3 0 4.580×10-3 9.733×10-4 1.486×10-2 49.54 当Q＝K时，可逆反应处于平衡状态；当Q<K时，化学平衡向正反应方向移动，直至达到新的平衡状态；当Q>K时，化学平衡向逆反应方向移动，直至达到新的平衡状态。 7．（2024·江苏高考）氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 (1)利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有　　　　；含CO和H2各1 mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得　　　　 mol H2。 (2)一定条件下，将氮气和氢气按n(N2)∶n(H2)＝1∶3混合匀速通入合成塔，发生反应N2＋3H22NH3。海绵状的α­Fe作催化剂，多孔Al2O3作为α­Fe的“骨架”和气体吸附剂。 ①H2中含有CO会使催化剂中毒。CH3COO[Cu(NH3)2]和氨水的混合溶液能吸收CO生成CH3COO[Cu(NH3)3CO]溶液，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 ②Al2O3含量与α­Fe表面积、出口处氨含量关系如图所示。Al2O3含量大于2%，出口处氨含量下降的原因是________________________________________________________________________。 (3)反应H2＋HCOHCOO－＋H2O可用于储氢。 ①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中通入H2，HCOO－产率随温度变化如图所示。温度高于70 ℃，HCOO－产率下降的可能原因是________________________________________________________________________。 ②使用含氨基物质（化学式为CN—NH2，CN是一种碳衍生材料）联合Pd­Au催化剂储氢，可能机理如图所示。氨基能将HCO控制在催化剂表面，其原理是________________________________________________________________________。 用重氢气(D2)代替H2，通过检测是否存在　　　　　　　　　　　　（填化学式）确认反应过程中的加氢方式。 解析：(1)CO、H2各1 mol参与上述反应，各生成 mol Fe，共 mol Fe。 mol Fe在反应器Ⅱ中发生反应3Fe＋4H2O(g)===Fe3O4＋4H2，共生成 mol H2。(3)①NaHCO3受热易分解，导致HCOO－产率下降。②氨基中的H原子连在电负性较大的N原子上，HCO中的H原子连在电负性较大的O原子上，二者之间可以形成氢键N—H…O、N…H—O。加氢方式判断的关键在于步骤Ⅲ中HCOO－中的氢是来自D2还是氨基，所以可以通过检测是否存在DCOO－或CN—NHD确认反应过程中的加氢方式。 答案：(1)C、H、Fe　　(2)①CH3COO[Cu(NH3)2]＋NH3·H2O＋CO===CH3COO[Cu(NH3)3CO]＋H2O　②多孔Al2O3可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的NH3；Al2O3含量大于2%，α­Fe表面积减小，反应速率减小，产生NH3减少　(3)①NaHCO3受热易分解　②—NH2可以与HCO形成氢键　DCOO－或CN—NHD [人教版－P40 化学平衡移动原理的应用] 化学平衡移动原理是经过反复验证的，在化学工业和环境保护等领域有十分重要的应用。根据化学平衡移动原理，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应，尽可能地让化学反应按照人们的需要进行。 　　　　　　　　　　　　 8．（2024·新课标卷节选）Ni(CO)4（四羰合镍，沸点43 ℃）可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： (1)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s)＋4CO(g)===Ni(CO)4(g)的ΔH　　　　0（填“大于”或“小于”），从热力学角度考虑，　　　　　　　　　　　有利于Ni(CO)4的生成（写出两点），p3、100 ℃时CO的平衡转化率α＝　　　　，该温度下平衡常数Kp＝　　　　(MPa)-3。 (2)对于同位素交换反应Ni(C16O)4＋C18O―→Ni(C16O)3C18O＋C16O，20 ℃时反应物浓度随时间的变化关系为ct[Ni(C16O)4]＝c0[Ni(C16O)4]e－kt（k为反应速率常数），则Ni(C16O)4反应一半所需时间t＝　　　　（用k表示）。 解析：(1)由图可知，其他条件相同时，随着温度升高，平衡时Ni(CO)4的体积分数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，ΔH<0；该反应为气体分子数减小的放热反应，降低温度、增大压强，平衡均正向移动，均有利于Ni(CO)4的生成；增大压强，平衡正向移动，Ni(CO)4的体积分数增大，则p3对应压强为1.0 MPa，由图可知，p3、100 ℃时，Ni(CO)4的体积分数为0.9，设起始时CO的物质的量为4 mol，达到平衡时转化的CO为4x mol，列三段式： Ni(s)＋4CO(g)===Ni(CO)4(g) 起始量/mol 　4 　0 转化量/mol 　4x 　x 平衡量/mol 　4－4x 　x 则＝0.9，解得x＝，所以CO的平衡转化率为＝；达到平衡时Ni(CO)4的体积分数为0.9，分压为0.9 MPa，CO的体积分数为0.1，分压为0.1 MPa，则平衡常数Kp＝＝9×103(MPa)-3。(2)设初始时Ni(C16O)4的浓度为c，其反应一半时剩余浓度为c，由题给公式可知，c＝ce－kt，解得t＝－＝，即Ni(C16O)4反应一半所需时间为。 答案：(1)小于　降低温度、增大压强　（或97.3%）　9×103　(2) [人教版－P33 方法导引] 图像分析 在分析化学问题时，常会运用反映相关量变化关系的图像。例如，溶解度曲线、物质浓度随时间变化的曲线等。在结合化学反应原理分析图像时，应注意下列几点： (1)横坐标和纵坐标的含义； (2)曲线的斜率或者趋势； (3)曲线上的特殊点，如起点、终点、交点和拐点等； (4)根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等。 　　　　　　　　　　　　 学科网（北京）股份有限公司 $