内容正文:
专题02 化学反应速率
3大高频考点概览
考点01 化学反应速率的计算
考点02 反应速率的影响因素及图像
考点03 催化剂、反应历程
地 城
考点01
化学反应速率的计算
1.(24-25高二上·湖南岳阳华容县·期末)对于反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)下列实验装置及其操作(部分夹持装置已略去)不能达到对应实验目的是
实验目的或操作
A.测定锌与稀硫酸的反应速率
B.碱式滴定管排气泡
实验装置
实验目的或操作
C.测量盐酸和氢氧化钠反应的反应热
D.电解法制金属钠
实验装置
A.A B.B C.C D.D
3.(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期末)某温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)⇌cC(g)+2D(s),12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A.12s时,A的转化率为75%
B.0~2s,D的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1
C.化学计量系数之比b∶c=1∶4
D.图中两曲线相交时,A的消耗速率等于A的生成速率
4.(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)已知反应:。向三个1L恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分别加入与发生该反应,在不同温度下反应时,的物质的量如图所示,下列说法错误的是
A.该反应正反应活化能小于逆反应活化能
B.容器中内的平均反应速率
C.下,该反应的化学平衡常数
D.时,向容器III中再充入和
5.利用CH4可消除NO2的污染,反应原理为:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),在10L密闭容器中分别加入0.50molCH4和1.2molNO2,测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示:下列说法正确的是
组别
温度/K
物质的量/mol
时间/min
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
M
0.15
A.组别①中0∼20min内,NO2降解速率为0.25molL−1min−1
B.由实验数据可知温度T1>T2
C.40min时,表格中M对应的数据为0.15
D.该反应在高温下不能自发进行
6.(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)时,在1L的密闭容器中进行反应:的起始浓度均为,起始压强为,反应5s后达到平衡状态时压强为,且,下列说法不正确的是
A.时,A的平衡转化率为
B.B物质从开始到平衡的反应速率为
C.升高到某温度,平衡常数为100,可知该反应为吸热反应
D.达到平衡时,再充入0.1molC和0.1molB,则平衡将正向移动
7.(24-25高二上·湖南长沙望城区第一中学·期末)丁烯(C4H8)是重要的化工原料,可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备,反应如下:
;
已知:i.该工艺过程的副产物有炭(C),生成的积炭会附着在催化剂表面,影响催化效果。
ii.温度过高会引发正丁烷裂解生成低碳烃类的副反应。
(1)寻找高效的催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。
①催化剂使用一段时间后活性会下降,通入适量氢气可使其改善,氢气的作用是 。
②其他条件相同时,以SiO2为载体与不同质量百分比的CrOx组合,催化效果相关数据如下表。
实验组
催化剂组成
正丁烷转化率/%
正丁烯收率/%
1
无催化剂
5
0.35
2
SiO2
5
0.35
3
25.5
18.3
4
27.5
20.65
5
24
17.87
下列说法正确的是 (填序号)。
a.脱氢反应中SiO2不起催化作用
b.CrOx的含量越高,反应的催化效果越好
c.CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响
(2)其他条件相同,30 min时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随温度的变化如图1。
[收率=]
①实际生产温度选择590 ℃,由图1说明其理由是 。
②590℃时,向体积为1 L的密闭容器中充入3 mol正丁烷气体,据图1计算0~30 min内生成正丁烯的平均反应速率为 mol/(L·min)。
8.(23-24高二上·五十校教研教改共同体&三湘名校教育联盟&湖湘名校教育联合体·期末)丙烯腈主要用于制造聚丙烯腈、丁腈橡胶、染料、合成树脂、医药等。以氨、丙烯、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈和副产物丙烯醛的热化学方程式如下:
主反应: ;
副反应: 。
(1)一定条件下,若容器内只发生主反应,在1L恒容密闭容器中通入、、,丙烯腈的产率与温度的关系如图所示。
(1) 0(填“>”或“<”)。
(2)若该反应达到A点所需的时间为tmin,则理论上的平均反应速率为 。
地 城
考点02
化学反应速率的影响因素及图像
9.(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度会加快反应速率,原因是提高了单位体积内活化分子百分数,使有效碰撞频率增大
B.用10mL的量筒量取的稀盐酸
C.准确量取25.00mLKMnO4溶液,可选用50mL碱式滴定管
D.用广泛pH试纸测得溶液的
10.(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为,下列各组实验中最先出现浑浊的是
实验
反应温度
溶液
稀溶液
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
A.A B.B C.C D.D
11.(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)下列说法错误的是
A.轨道形状为球形
B.用制备的反应为:,在制备时加入大量的水,同时加热,可促使水解趋于完全
C.锌与盐酸反应时,加入铜粉产生氢气速率加快,原因是铜降低了反应的活化能
D.焰火、霓虹灯光都与电子跃迁有关
12.(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)下列实验方案设计、现象和结论都正确且能实现对应实验目的的是
选项
实验方案设计
现象和结论
A
用计测量、的,比较溶液大小
的比大,说明水解程度大于
B
分别取溶液和溶液于两支试管中,然后同时加入等体积、等浓度的溶液
前者出现浑浊的时间更短,说明增大浓度,可以加快反应速率
C
将中间裹有锌皮的铁钉放入滴有酚酞溶液和溶液的饱和食盐水琼脂液中
中间锌皮表面无明显变化,铁钉两端溶液变红,说明铁钉发生了吸氧腐蚀
D
向溶液中先滴加4滴KCl溶液,再滴加4滴KI溶液
先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀,说明
A.A B.B C.C D.D
13.(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)对于工业上制备硫酸的两个核心反应,反应ⅰ:,反应ⅱ: ,下列有关说法错误的是
A.反应中将矿石粉碎,可以加快反应速率
B.升温时,反应ⅱ正反应速率和逆反应速率均增大,平衡向左移动
C.反应ⅱ使用催化剂,可提高活化分子百分数,反应速率加快
D.反应ⅱ在工业生产中采用常压,是由于加压不能提高的平衡转化率
14.(24-25高二上·湖南郴州·期末)根据下列实验过程,能达到相应实验目的的是
选项
实验过程
实验目的
A
向溶液中先滴加4滴溶液,再滴加4滴溶液
比较和溶度积常数的大小
B
量取同体积不同浓度的溶液,分别加入等体积等浓度的溶液
验证浓度对反应速率的影响
C
向溶液中滴入硫酸酸化的溶液,观察溶液颜色变化
验证氧化性:
D
往的溶液中加的溶液后充分振荡,再加入4滴溶液
探究和的反应是否有限度
A.A B.B C.C D.D
15.(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)化学与生产、生活、社会、环境关系密切,下列说法正确的是
A.酒曲酿酒,利用了催化剂使平衡正向移动的原理
B.采用低温冷冻技术保存食物可减慢食物腐烂速率
C.用简单填埋的方法可以处理废弃的纽扣电池
D.用氢氧化钡和氯化铵晶体作为自热食品加热包的原料
16.(24-25高二上·湖南宁远县第一中学·期末)某小组设计如下实验探究影响该反应速率的因素,涉及的化学反应为,结合实验数据判断不正确的是
实验
反应温度℃
溶液
稀
出现浑浊的时间
①
25
5
0.1
10
0.1
x
10
②
25
5
0.2
5
0.2
10
6
③
35
5
0.2
5
0.2
10
2
A.x=5
B.依据实验②③可探究反应温度对反应速率的影响
C.实验①②对比可说明稀的物质的量浓度越大,该反应的化学反应速率越大
D.实验②中时恰好消耗完全,则内的平均反应速率为(L•min)
17.(24-25高二上·湖南长沙望城区第二中学·期末)下表中"方法导引”与“示例"对应关系不正确的是
选项
方法导引
示例
A
分类
实验室中制取气体装置的连接顺序一般为:发生装置除杂装置收集装置尾气处理装置
B
预测
钠、钾能与水反应,铷与钠、钾都属于IA族元素,则可预测铷也能与水反应
C
变量控制
探究催化剂对化学反应速率的影响时,需要控制温度、浓度和其他影响因素保持不变
D
认识有机化合物的一般思路
先分析有机物的碳骨架和官能团,再认识它的类别、性质和用途
A.A B.B C.C D.D
18.(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为,若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是
A.图1可知,升高温度,平衡常数减小
B.图2可表示:温度,且纵坐标为的百分含量
C.图3中时的改变可能是加入了催化剂或改变压强,平衡不移动
D.图4表示平衡转化率随的变化,则可能为
19.(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如图1所示。研究发现,在催化剂上可能发生的反应过程如图2所示。下列说法正确的是
A.图1三步反应中,第①步反应的活化能最大,为慢反应
B.图2中作催化剂
C.图2总反应的原子利用率为
D.图1使用催化剂可以降低反应的活化能,从而改变反应的焓变
20.(24-25高二上·湖南常德汉寿县第一中学·期末)一定条件下HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应:
I.(快);II.(慢)
T℃时在密封石英管内完全充满水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式),时刻测得CO、的浓度分别为、。研究发现,在反应I、II中,仅对反应I有催化加速作用;反应I速率远大于反应II,近似认为反应I建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离,其浓度视为常数。下列说法不正确的是
A.T℃时,反应I的平衡常数
B.反应II达平衡时,测得的浓度为,则体系达平衡后
C.相同条件下,若反应起始时HCOOH溶液中同时还含有盐酸,则CO的浓度峰值最有可能为a点
D.相同条件下,CO浓度达峰值时,含盐酸的HCOOH中浓度比不含盐酸的HCOOH中浓度大
21.(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)乙二酸()俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。
Ⅰ.某小组利用溶液和酸性溶液的反应探究影响反应速率的因素,设计如下实验。
实验编号
反应
温度/℃
溶液
酸性溶液
V/mL
c/()
V/mL
c/()
V/mL
①
25
5
0.3
10
0.05
x
②
25
5
0.6
5
0.1
10
③
35
5
0.6
5
0.1
10
(1)上述实验①、②的目的是 ;表中 。
(2)多次进行实验①测得溶液平均褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的变化,用表示的化学反应速率 。
(3)上述实验也可通过比较 来判断反应的快慢。
Ⅱ.氧化还原滴定与酸碱中和滴定类似,其原理是用已知浓度的还原剂(氧化剂)溶液滴定未知浓度的氧化剂(还原剂)溶液。该学习小组进行如下实验测定草酸晶体()中的x的值:
①称取1.260g草酸晶体,将其配成100mL溶液作为待测液;
②取25.00mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀硫酸;
③用浓度为标准溶液进行滴定,重复三次,滴定至终点时,平均消耗溶液的体积为20.00mL。
(4)步骤③滴定过程中,盛装溶液的仪器为 (填名称)。
(5)滴定过程中发生反应的离子方程式为 。
(6)通过上述数据,计算求得草酸晶体中的 。
(7)下列操作会使得所测x值偏大的是___________(填标号)。
A.滴定前未用标准溶液润洗滴定管
B.配制100mL待测溶液时,有少量液体溅出
C.滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定后没有气泡
D.滴定终点俯视读数
地 城
考点01
催化剂、反应历程
22.(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)化学学习的过程中,为了形象描述一些变化过程,往往采用很形象的宏观或微观图片来展示,下列图片及其展示的内容均正确的是
A.图甲为电解熔融NaCl原理图
B.图乙代表HI分子的有效碰撞
C.图丙表示溶液中醋酸分子的电离
D.图丁表示1g冰逐渐变为水蒸气时焓(H)值增加的过程
23.(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)为剧毒气体,严重污染环境,可采用氧化法进行脱硫,其中一种氧化法脱硫的反应历程如图所示(已知TS表示“过渡态”;图中所有物质均为气态)。
下列有关说法错误的是
A.第5个基元反应的逆反应活化能为
B.比稳定
C.②→③的反应为整个反应的决速步骤
D.总反应为
24.(24-25高二上·湖南郴州·期末)标准状态下,与反应生成和的反应历程与相对能量的示意图如下。下列说法正确的是
A.
B.正反应活化能最大的一步在历程Ⅰ中
C.没有稳定
D.历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为
25.(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.该过程中实现了甲烷的氧化
B.步骤2逆向反应的
C.根据可推知,与生成甲醇的反应为放热反应
D.步骤1反应比步骤2快
26.(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)和是环境污染性气体,可在表面转化为无害气体,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是
A.为了实现转化,需不断向反应器中补充和
B.总反应为
C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.总反应的
27.(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)在银催化条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(,英文简称为EO)和乙醛,其反应过程中的能量变化如图所示(图中“ads”表示吸附态,“OMC”表示中间体):
下列说法错误的是
A.升高温度,乙烯的反应速率加快,最终环氧乙烷和乙醛的产率增大
B.相同条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷的决速步骤是OMC→EO(ads)
C.其他条件不变,改用比表面积(比表面积:单位质量的物质所具有的总面积)更大的催化剂,单位时间内乙烯的转化率将增大
D.增大压强,环氧乙烷的平衡产率增大
28.(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)在溶液中发生水解反应,历程如下:
已知:①反应能量图如下:
②结构不同溴代烷在相同条件下水解相对速率如下表:
取代基
相对速率
108
45
1.7
1.0
下列说法正确的是
A.该历程中,水解速率,较大程度地受到浓度大小的影响
B.中4个碳原子位于同一平面内
C.发生该历程水解速率:小于
D.在水中离解成的难易程度与键的键能和极性等无关
29.(24-25高二上·湖南宁远县第一中学·期末)自由基是一种极活泼、不稳定、生命周期短的化合物。HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应中被还原为产物P1或P2
B.中间产物Y转化为中间产物Z的能量变化
C.相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:
D.中间产物X比中间产物Z更稳定
30.(24-25高二上·湖南岳阳云溪区·期末)已知化合物与在一定条件下反应生成化合物与,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。下列说法正确的是
A.TS2所在的基元反应中活化分子百分数最大
B.反应达到平衡状态后,升温使平衡逆向移动
C.使用催化剂只降低正反应的活化能,反应的焓变不变
D.该历程中的最大能垒(活化能)
31.(24-25高二上·湖南邵阳邵东联考·期末)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程的能量变化如图1;研究发现在催化剂上可能的反应过程如图2,下列说法正确的是
A.该反应中反应物键能总和大于生成物键能总和
B.催化剂不仅能降低反应活化能,也能减小反应的焓变
C.总反应为4NH3+6NO=5N2+6H2O
D.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均发生了氧化还原反应
32.(24-25高二上·湖南郴州·期末)解耦电解水可实现用电低谷期的过剩电力向氢能的高效转化,一种以多硫化物离子为介质的转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.含有质子数目为
B.多硫化物离子的作用是加快反应速率
C.用电低谷期:生成得到电子数目为
D.用电高峰期:发生还原反应生成标况下
33.(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期末)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义,按要求回答下列问题:
(1)合成尿素的反应为:,若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的和,发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.断裂6molN—H键的同时断裂2molO—H键
B.压强不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.的体积分数不再变化
(2)CO用于处理大气污染物的反应为。在作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
总反应: ;该总反应的决速步是反应 (填“①”或“②”)
(3)已知:的速率方程为,k为速率常数,只与温度有关。为提高反应速率,可采取的措施是___________(填字母序号)。
A.升温 B.恒容时,再充入CO
C.恒容时,再充入 D.恒压时,再充入
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专题02 化学反应速率
3大高频考点概览
考点01 化学反应速率的计算
考点02 反应速率的影响因素及图像
考点03 催化剂、反应历程
地 城
考点01
化学反应速率的计算
1.(24-25高二上·湖南岳阳华容县·期末)对于反应,在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】在单位相同的条件下,不同物质的反应速率等于其化学计量数之比,将不同的物质化为是同一物质的速率进行比较即可,数值越大则反应的速率越快。
A.;
B.B是固体,不能用单位时间浓度的变化量来表示反应速率;
C.;
D.;
通过比较知,反应速率最快的是C项,故答案选C。
2.(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)下列实验装置及其操作(部分夹持装置已略去)不能达到对应实验目的是
实验目的或操作
A.测定锌与稀硫酸的反应速率
B.碱式滴定管排气泡
实验装置
实验目的或操作
C.测量盐酸和氢氧化钠反应的反应热
D.电解法制金属钠
实验装置
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.通过测定收集一定体积的H2所需的时间或一定时间收集H2的体积大小来测定锌与稀硫酸反应速率,能达到目的,A错误;
B.碱式滴定管排气泡时,尖嘴斜向上,轻轻挤压玻璃珠,能达到目的,B错误;
C.利用温度计测量反应前后的温度差,通过计算可求算中和反应的反应热,整个装置起到了很好的保温效果,减少了热量的损失,使得数据更正确, 与实验目的相符,能达到目的,C错误;
D.电解饱和食盐水生成NaOH、氢气、氯气,不能冶炼Na,不能达到目的,D正确;
故选D。
3.(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期末)某温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)⇌cC(g)+2D(s),12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A.12s时,A的转化率为75%
B.0~2s,D的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1
C.化学计量系数之比b∶c=1∶4
D.图中两曲线相交时,A的消耗速率等于A的生成速率
【答案】A
【分析】由图像可知A的浓度变化为0.8 mol·L-1-0.2 mol·L-1=0.6 mol·L-1,B的浓度变化为0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.2 mol·L-1,12 s时生成C的物质的量为0.8 mol,则C的浓度变化为0.4 mol·L-1,则b=1,c=2。
【详解】A.由图像可知,12 s时,A的转化率为 ×100%=75%,A正确;
B.D为固体,不能用于表示反应速率的大小,B错误;
C.由以上分析可知化学计量数之比b∶c=1∶2,C错误;
D.图中两曲线相交时,反应没有达到平衡状态,则A的消耗速率不等于A的生成速率,D错误;
故选A。
4.(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)已知反应:。向三个1L恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中分别加入与发生该反应,在不同温度下反应时,的物质的量如图所示,下列说法错误的是
A.该反应正反应活化能小于逆反应活化能
B.容器中内的平均反应速率
C.下,该反应的化学平衡常数
D.时,向容器III中再充入和
【答案】D
【分析】由图可知,Ⅲ中二氧化碳的转化率最大,说明反应达到平衡,升高温度,平衡向正反应方向移动,则该反应为正反应活化能小于逆反应活化能的吸热反应。
【详解】A.由分析可知,该反应为正反应活化能小于逆反应活化能的吸热反应,故A正确;
B.由图可知,5min时,Ⅰ中二氧化碳的物质的量为0.5mol,则内氢气的反应速率为=0.3 mol/(L·min),故B正确;
C.由图可知,5min时,Ⅲ中二氧化碳的物质的量为0.7mol,由方程式可知,平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水蒸气的浓度分别为=0.7mol/L、=2.1mol/L、=0.3mol/L、=0.3mol/L,则反应的化学平衡常数,故C正确;
D.5min时,向容器III中再充入1mol二氧化碳和1mol水蒸气,反应的浓度熵Qc=,则平衡向逆反应方向移动正反应速率小于逆反应速率,故D错误;
故选D。
5.利用CH4可消除NO2的污染,反应原理为:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),在10L密闭容器中分别加入0.50molCH4和1.2molNO2,测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示:下列说法正确的是
组别
温度/K
物质的量/mol
时间/min
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
M
0.15
A.组别①中0∼20min内,NO2降解速率为0.25molL−1min−1
B.由实验数据可知温度T1>T2
C.40min时,表格中M对应的数据为0.15
D.该反应在高温下不能自发进行
【答案】C
【详解】A.0~20min内,△n(CH4)=0.50mol-0.25mol=0.25mol,则CH4的消耗速率为v(CH4)==1.25×10-3mol/(L•min),由化学反应速率之比等于化学计量数之比,可知NO2降解速率为2v(CH4)=2.5×10-3mol/(L•min),故A错误;
B.温度升高,化学反应速率增大,相同时间段内消耗的CH4量增大,根据表中数据,0~10min内,T2温度下消耗CH4的量大于T1温度下CH4消耗的量,所以温度T1<T2,故B错误;
C.根据B选项可知T1<T2,温度越高反应速率越快,所以第二组反应达到平衡所用时间更短,根据表格数据可知40min时第一组已到达平衡,则第二组一定也已经平衡,所以40min时甲烷的物质的量应和50min时相等,为0.15mol,故C正确;
D.根据B、C选项分析可知温度越高平衡时甲烷的物质的量越大,所以升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,该反应的△H<0,该反应为气体物质的量增多的反应,所以△S>0,所以该反应的△G=△H-T△S<0恒成立,即不需要高温即可自发进行,故D错误;
综上所述答案为C。
6.(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)时,在1L的密闭容器中进行反应:的起始浓度均为,起始压强为,反应5s后达到平衡状态时压强为,且,下列说法不正确的是
A.时,A的平衡转化率为
B.B物质从开始到平衡的反应速率为
C.升高到某温度,平衡常数为100,可知该反应为吸热反应
D.达到平衡时,再充入0.1molC和0.1molB,则平衡将正向移动
【答案】D
【分析】设平衡时生成C的浓度为amol/L,由题意可建立如下三段式,恒温恒容,由、pV=nRT可得:,解得a=0.2,据此回答。
【详解】A.由三段式数据可知,条件下反应达到平衡时A的转化率为,A正确;
B.由三段式数据可知,B物质从开始到平衡的反应速率为,B正确;
C.由三段式数据可知,条件下反应达到平衡时反应的平衡常数 ,升高温度,平衡常数为100说明平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,C正确;
D.达到平衡时,再充入0.1molC和 0.1molB,反应的浓度熵,则平衡向逆反应方向移动,D错误;
故选D。
7.(24-25高二上·湖南长沙望城区第一中学·期末)丁烯(C4H8)是重要的化工原料,可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备,反应如下:
;
已知:i.该工艺过程的副产物有炭(C),生成的积炭会附着在催化剂表面,影响催化效果。
ii.温度过高会引发正丁烷裂解生成低碳烃类的副反应。
(1)寻找高效的催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。
①催化剂使用一段时间后活性会下降,通入适量氢气可使其改善,氢气的作用是 。
②其他条件相同时,以SiO2为载体与不同质量百分比的CrOx组合,催化效果相关数据如下表。
实验组
催化剂组成
正丁烷转化率/%
正丁烯收率/%
1
无催化剂
5
0.35
2
SiO2
5
0.35
3
25.5
18.3
4
27.5
20.65
5
24
17.87
下列说法正确的是 (填序号)。
a.脱氢反应中SiO2不起催化作用
b.CrOx的含量越高,反应的催化效果越好
c.CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响
(2)其他条件相同,30 min时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随温度的变化如图1。
[收率=]
①实际生产温度选择590 ℃,由图1说明其理由是 。
②590℃时,向体积为1 L的密闭容器中充入3 mol正丁烷气体,据图1计算0~30 min内生成正丁烯的平均反应速率为 mol/(L·min)。
【答案】(1) H2可以除去积炭,提高催化剂活性 ac
(2) 图1中590℃时正丁烯收率最高,副产物收率较低 0.02
【详解】(1)①由题意可知:该工艺过程的副产物有炭,生成的积炭会附着在催化剂表面,通入适量氢气可使其改善,说明H2可以除去积炭,提高催化剂活性;
②a.通过比较实验组l和实验组2可知:有SiO2和无SiO2,正丁烷转化率和正丁烯的收率相同,说明脱氢反应中SiO2不起催化作用,a正确;
b.由实验组3、4、5可知:随着CrOx的含量增大,正丁烷转化率和正丁烯的收率先增大后减小,则CrOx的含量越高,反应的催化效果不是越好,b错误;
c.催化剂只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不改变反应物与生成物的能量,因此不能改变反应的焓变,CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响,c正确;
故合理选项是ac;
(2)①由图l可知:在590℃时正丁烯收率最高,副产物收率较低,故答案为:图l中590℃时,正丁烯收率最高,副产物收率较低;
②590℃时,向体积为1 L的密闭容器中充入3 mol正丁烷气体,此时正丁烯的收率为20%,则△n(正丁烯)=3 mol×20%=0.6mol,0 ~ 30 min内生成正丁烯的平均反应速率为v==0.02mol/(L·min )。
8.(23-24高二上·五十校教研教改共同体&三湘名校教育联盟&湖湘名校教育联合体·期末)丙烯腈主要用于制造聚丙烯腈、丁腈橡胶、染料、合成树脂、医药等。以氨、丙烯、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈和副产物丙烯醛的热化学方程式如下:
主反应: ;
副反应: 。
(1)一定条件下,若容器内只发生主反应,在1L恒容密闭容器中通入、、,丙烯腈的产率与温度的关系如图所示。
(1) 0(填“>”或“<”)。
(2)若该反应达到A点所需的时间为tmin,则理论上的平均反应速率为 。
【答案】(1) < (2)
【详解】(1) 由图可知,460℃前未达到平衡,升高温度反应速率加快,产率增大,460℃后升高温度产率减小是因为平衡逆向移动,因此该反应为放热反应,<0;
(2)因为丙烯晴产率为0.6,理论上消粍,所以其反应速率为:;
地 城
考点02
化学反应速率的影响因素及图像
9.(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度会加快反应速率,原因是提高了单位体积内活化分子百分数,使有效碰撞频率增大
B.用10mL的量筒量取的稀盐酸
C.准确量取25.00mLKMnO4溶液,可选用50mL碱式滴定管
D.用广泛pH试纸测得溶液的
【答案】A
【详解】A.其他条件不变,升高温度会加快反应速率是因为升高温度,单位体积内活化分子的数目和百分数增大,使得有效碰撞频率增大,导致反应速率增大,故A正确;
B.量筒是粗量仪器,精确度为±0.1mL,则不能用10mL的量筒量取8.58 mL稀盐酸,故B错误;
C.高锰酸钾溶液检验强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,所以不能用碱式滴定管量取高锰酸钾溶液,故C错误;
D.用广泛pH试纸测得溶液的pH为只能精确到整数,不能精确到小数点后一位,故D错误;
故选A。
10.(24-25高二上·湖南长郡中学·期末)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为,下列各组实验中最先出现浑浊的是
实验
反应温度
溶液
稀溶液
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】同一化学反应,浓度相同时,温度越高,反应速率越快,温度相同时,反应物浓度越大,反应速率越快,由表格数据可知,温度相同时,实验B中硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的浓度小于均大于实验A、实验D中硫代硫酸钠溶液和稀硫酸的浓度均大于实验C,则实验A的反应速率慢于实验B、实验C的反应速率慢于实验D,浓度相同时,实验D中反应温度高于实验B,所以各组实验中最先出现浑浊的是实验D,故选D。
11.(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)下列说法错误的是
A.轨道形状为球形
B.用制备的反应为:,在制备时加入大量的水,同时加热,可促使水解趋于完全
C.锌与盐酸反应时,加入铜粉产生氢气速率加快,原因是铜降低了反应的活化能
D.焰火、霓虹灯光都与电子跃迁有关
【答案】C
【详解】A.3s轨道的伸展方向为1,形状为球形,故A正确;
B.四氯化钛是强酸弱碱盐,在溶液中水解生成TiO2·xH2O沉淀和盐酸,该反应为吸热反应,升高温度和加水稀释,均使平衡向正反应方向移动,可促使水解趋于完全,故B正确;
C.加入铜粉后,与盐酸反应产生氢气速率加快是因为锌与铜在盐酸中形成原电池,原电池反应使反应速率加快,而不是作反应的催化剂,所以反应中反应的活化能不变,故C错误;
D.焰火、霓虹灯光是原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,都与电子跃迁有关,故D正确;
故选C。
12.(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)下列实验方案设计、现象和结论都正确且能实现对应实验目的的是
选项
实验方案设计
现象和结论
A
用计测量、的,比较溶液大小
的比大,说明水解程度大于
B
分别取溶液和溶液于两支试管中,然后同时加入等体积、等浓度的溶液
前者出现浑浊的时间更短,说明增大浓度,可以加快反应速率
C
将中间裹有锌皮的铁钉放入滴有酚酞溶液和溶液的饱和食盐水琼脂液中
中间锌皮表面无明显变化,铁钉两端溶液变红,说明铁钉发生了吸氧腐蚀
D
向溶液中先滴加4滴KCl溶液,再滴加4滴KI溶液
先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀,说明
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.未指明溶液的物质的量浓度是否相同,因此不能根据所测pH说明水解程度大于,不符合题意,A错误;
B.实验中溶液的浓度溶液的浓度,前者浓度大,出现浑浊的时间更短,说明增大Na2S2O3浓度,可以加快反应速率,符合题意,B正确;
C.Zn-Fe组成原电池时,Zn比Fe活泼,Zn作负极,铁作正极,铁电极上氧气得电子生成使溶液变红,说明Zn发生了吸氧腐蚀,不符合题意,C错误;
D.AgNO3溶液过量,滴入的KI溶液与过量的硝酸银反应生成AgI黄色沉淀,不能说明AgCl与KI反应生成AgI,因此不能证明,不符合题意,D错误;
故选B。
13.(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)对于工业上制备硫酸的两个核心反应,反应ⅰ:,反应ⅱ: ,下列有关说法错误的是
A.反应中将矿石粉碎,可以加快反应速率
B.升温时,反应ⅱ正反应速率和逆反应速率均增大,平衡向左移动
C.反应ⅱ使用催化剂,可提高活化分子百分数,反应速率加快
D.反应ⅱ在工业生产中采用常压,是由于加压不能提高的平衡转化率
【答案】D
【详解】A.将矿石粉碎,反应速率加快,A项正确;
B.升温时,反应ⅱ正反应速率和逆反应速率均增大,平衡向左移动,B项正确;
C.使用催化剂可降低反应所需活化能,提高活化分子百分数,反应速率加快,C项正确;
D.反应ii在工业生产中采用常压,是由于常压下的平衡转化率已经很高,加压虽然可提高的平衡转化率,但对材料、动力和设备的要求更高,所以一般采用常压,D项错误;
答案选D。
14.(24-25高二上·湖南郴州·期末)根据下列实验过程,能达到相应实验目的的是
选项
实验过程
实验目的
A
向溶液中先滴加4滴溶液,再滴加4滴溶液
比较和溶度积常数的大小
B
量取同体积不同浓度的溶液,分别加入等体积等浓度的溶液
验证浓度对反应速率的影响
C
向溶液中滴入硫酸酸化的溶液,观察溶液颜色变化
验证氧化性:
D
往的溶液中加的溶液后充分振荡,再加入4滴溶液
探究和的反应是否有限度
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.溶液过量,无法体现沉淀的转化,故不能比较二者的大小,A错误;
B.反应无明显现象(如颜色变化、气体生成或沉淀),难以直接观察或测量反应速率的变化。因此,无法有效验证浓度对速率的影响。实验目的未达成,B错误;
C.酸性溶液中硝酸根离子、H2O2均可氧化亚铁离子为铁离子,由操作和现象不能比较、的氧化性,C错误;
D.此操作中KI过量,加入KSCN后溶液变血红,能证明的存在,从而说明该反应有限度,D正确;
故选D。
15.(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)化学与生产、生活、社会、环境关系密切,下列说法正确的是
A.酒曲酿酒,利用了催化剂使平衡正向移动的原理
B.采用低温冷冻技术保存食物可减慢食物腐烂速率
C.用简单填埋的方法可以处理废弃的纽扣电池
D.用氢氧化钡和氯化铵晶体作为自热食品加热包的原料
【答案】B
【详解】A.酒曲酿酒,利用了催化剂加快反应速率的原理,催化剂不能使平衡发生移动,A错误;
B.温度降低,反应速率降低,用低温冷冻技术保存食物,可以减慢食物腐烂速率,B正确;
C.纽扣电池中含有重金属元素,不能进行填埋处理,C错误;
D.氢氧化钡和氯化铵晶体反应为吸热反应,不能作为自热食品加热包的原料,D错误;
故选B。
16.(24-25高二上·湖南宁远县第一中学·期末)某小组设计如下实验探究影响该反应速率的因素,涉及的化学反应为,结合实验数据判断不正确的是
实验
反应温度℃
溶液
稀
出现浑浊的时间
①
25
5
0.1
10
0.1
x
10
②
25
5
0.2
5
0.2
10
6
③
35
5
0.2
5
0.2
10
2
A.x=5
B.依据实验②③可探究反应温度对反应速率的影响
C.实验①②对比可说明稀的物质的量浓度越大,该反应的化学反应速率越大
D.实验②中时恰好消耗完全,则内的平均反应速率为(L•min)
【答案】C
【详解】A.根据变量控制法,各组的体积不变,故有5+10+x=5+5+10,x=5,A正确;
B.实验②③变量为温度不同,可探究反应温度对反应速率的影响,B正确;
C.实验①②变量为浓度不相同,混合后硫酸浓度相同不是变量,可说明的物质的量浓度越大,该反应的化学反应速率越大,而不是的物质的量浓度越大,该反应的化学反应速率越大,C错误;
D.实验②中时恰好消耗完全,则内的平均反应速率为,D正确;
故选C。
17.(24-25高二上·湖南长沙望城区第二中学·期末)下表中"方法导引”与“示例"对应关系不正确的是
选项
方法导引
示例
A
分类
实验室中制取气体装置的连接顺序一般为:发生装置除杂装置收集装置尾气处理装置
B
预测
钠、钾能与水反应,铷与钠、钾都属于IA族元素,则可预测铷也能与水反应
C
变量控制
探究催化剂对化学反应速率的影响时,需要控制温度、浓度和其他影响因素保持不变
D
认识有机化合物的一般思路
先分析有机物的碳骨架和官能团,再认识它的类别、性质和用途
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.发生装置除杂装置收集装置尾气处理装置是实验室中制取气体的一般流程,方法引导不是分类,A错误;
B.铷与钠、钾都是IA族元素,所以依据同主族元素性质相似可判断铷也能与水反应,B正确;
C.探究催化剂对化学反应速率的影响时,需要控制温度、浓度和他影响因素保持不变,属于变量控制,C正确;
D.先分析有机物的碳骨架和官能团,再认识它的类别、性质和用途,是认识有机化合物的一般思路,D正确;
故选A。
18.(24-25高二上·湖南长沙实验中学·期末)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为,若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是
A.图1可知,升高温度,平衡常数减小
B.图2可表示:温度,且纵坐标为的百分含量
C.图3中时的改变可能是加入了催化剂或改变压强,平衡不移动
D.图4表示平衡转化率随的变化,则可能为
【答案】A
【详解】A.由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故A正确;
B.由图可知T2对应曲线先达平衡状态,所以温度T2>T1,而正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,的百分含量越大,与图像不符,故B错误;
C.若时加入催化剂,正反应速率加快,平衡不移动,与图像符合,若是增大压强,正反应速率突然增大,但是随后会随着浓度减小而减小,与图像不符,故C错误;
D.增大,平衡向正反应方向移动,二氧化氮自身转化率应降低,与图像不符,故D错误;
故选A。
19.(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如图1所示。研究发现,在催化剂上可能发生的反应过程如图2所示。下列说法正确的是
A.图1三步反应中,第①步反应的活化能最大,为慢反应
B.图2中作催化剂
C.图2总反应的原子利用率为
D.图1使用催化剂可以降低反应的活化能,从而改变反应的焓变
【答案】A
【详解】A.由图1可知,第①步反应的活化能最大,活化能越大反应速率越慢,故第①步反应为慢反应,A正确;
B.图2的第①、②、③步的反应依次为2NH3+2Fe3+=2Fe2+NH2+2H+、2Fe2+NH2+2NO=2N2+2H2O+2Fe2+、4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O,总反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,故图2中Fe3+为催化剂,Fe2+为中间产物,B错误;
C.图2的总反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O,反应过程中除了生成NO,还有H2O生成,原子利用率小于,C错误;
D.催化剂可以降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变,D错误;
故选A。
20.(24-25高二上·湖南常德汉寿县第一中学·期末)一定条件下HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应:
I.(快);II.(慢)
T℃时在密封石英管内完全充满水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式),时刻测得CO、的浓度分别为、。研究发现,在反应I、II中,仅对反应I有催化加速作用;反应I速率远大于反应II,近似认为反应I建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离,其浓度视为常数。下列说法不正确的是
A.T℃时,反应I的平衡常数
B.反应II达平衡时,测得的浓度为,则体系达平衡后
C.相同条件下,若反应起始时HCOOH溶液中同时还含有盐酸,则CO的浓度峰值最有可能为a点
D.相同条件下,CO浓度达峰值时,含盐酸的HCOOH中浓度比不含盐酸的HCOOH中浓度大
【答案】D
【详解】A.由图可知,t1时刻CO浓度最大,说明反应Ⅰ此时处于平衡状态,根据t1时刻CO、CO2的浓度分别为0.70mol⋅L−1、0.16mol⋅L−1,则反应I和反应II消耗HCOOH分别为0.70mol⋅L−1、0.16mol⋅L−1,反应I的平衡常数K(I)==5,A正确;
B.t1之后,Ⅰ始终平衡,根据II的反应式,H2的浓度为x mol⋅L−1,则反应II消耗HCOOH xmol⋅L−1且c(CO2)=x mol⋅L−1,设c(CO)=y mol⋅L−1,反应I消耗HCOOH y mol⋅L−1,由K(I)==5,解得y=,故,B正确;
C.加入0.10mol·L-1盐酸后,H+作催化剂,反应Ⅰ的反应速率加快,达平衡的时间缩短,反应Ⅱ消耗的HCOOH减少,体系中HCOOH浓度增大,导致CO浓度大于t1时刻的峰值,则CO新的浓度峰值点可能是a点,C正确;
D.加入盐酸后,H+作催化剂,反应Ⅰ的反应速率加快,达平衡的时间缩短,反应Ⅱ消耗的HCOOH减少,体系中HCOOH浓度增大,导致CO浓度更大,CO2浓度一定更小,故D错误;
不正确的选D。
21.(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)乙二酸()俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。
Ⅰ.某小组利用溶液和酸性溶液的反应探究影响反应速率的因素,设计如下实验。
实验编号
反应
温度/℃
溶液
酸性溶液
V/mL
c/()
V/mL
c/()
V/mL
①
25
5
0.3
10
0.05
x
②
25
5
0.6
5
0.1
10
③
35
5
0.6
5
0.1
10
(1)上述实验①、②的目的是 ;表中 。
(2)多次进行实验①测得溶液平均褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的变化,用表示的化学反应速率 。
(3)上述实验也可通过比较 来判断反应的快慢。
Ⅱ.氧化还原滴定与酸碱中和滴定类似,其原理是用已知浓度的还原剂(氧化剂)溶液滴定未知浓度的氧化剂(还原剂)溶液。该学习小组进行如下实验测定草酸晶体()中的x的值:
①称取1.260g草酸晶体,将其配成100mL溶液作为待测液;
②取25.00mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀硫酸;
③用浓度为标准溶液进行滴定,重复三次,滴定至终点时,平均消耗溶液的体积为20.00mL。
(4)步骤③滴定过程中,盛装溶液的仪器为 (填名称)。
(5)滴定过程中发生反应的离子方程式为 。
(6)通过上述数据,计算求得草酸晶体中的 。
(7)下列操作会使得所测x值偏大的是___________(填标号)。
A.滴定前未用标准溶液润洗滴定管
B.配制100mL待测溶液时,有少量液体溅出
C.滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定后没有气泡
D.滴定终点俯视读数
【答案】(1) 探究草酸浓度对反应速率的影响 5
(2)
(3)收集相同体积的所需时间(或相同时间内收集的体积)
(4)酸式滴定管
(5)
(6)2
(7)BD
【分析】实验Ⅰ利用控制变量法探究温度、浓度对反应速率的影响;实验Ⅱ利用高锰酸钾滴定草酸,得出草酸的质量,利用1.260g纯草酸晶体的质量减去草酸的质量,得出结晶水的质量,进而得出()中的x值。
【详解】(1)实验①、②其他条件相同,草酸浓度不同,故实验①、②的目的是探究草酸浓度对反应速率的影响。实验①、②的目的是探究草酸浓度对反应速率的影响,应控制单一变量,保持混合后溶液总体积相等,故。
(2)利用实验①中数据计算,用表示的化学反应速率。
(3)该实验中产生气体,反应速率越快,收集相同体积的所需时间越短,故可通过比较收集相同体积的所需时间判断反应的快慢;同时反应速率越快,相同时间内产生越多,故也可以通过比较相同时间内收集的体积来判断反应的快慢。
(4)具有强氧化性,会腐蚀乳胶管,应用酸式滴定管盛装。
(5)酸性溶液能氧化,生成气体,同时本身被还原为,反应的离子方程式为:。
(6)消耗溶液的平均体积,
根据反应:,
溶液中,
所以原样品中,,,,。
(7)A.滴定前未用标准溶液润洗滴定管,消耗标准溶液体积偏大,则测定得到的偏大,偏小,x偏小,A不选;
B.配制100mL待测溶液时,有少量液体溅出,消耗标准溶液体积偏小,测定得到的偏小,偏大,x偏大,B选;
C.滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定后没有气泡,消耗标准溶液体积偏大,则测定得到的偏大,偏小,x偏小,C不选;
D.滴定终点俯视读数,消耗标准溶液体积偏小,测定得到的偏小,偏大,x偏大,D选;
故选:BD。
地 城
考点01
催化剂、反应历程
22.(24-25高二上·湖南天壹名校联盟·期末)化学学习的过程中,为了形象描述一些变化过程,往往采用很形象的宏观或微观图片来展示,下列图片及其展示的内容均正确的是
A.图甲为电解熔融NaCl原理图
B.图乙代表HI分子的有效碰撞
C.图丙表示溶液中醋酸分子的电离
D.图丁表示1g冰逐渐变为水蒸气时焓(H)值增加的过程
【答案】D
【详解】A.电解熔融NaCl时只有钠离子和氯离子,不存在水合钠离子和水合氯离子,图甲为电解NaCl溶液原理图,A错误;
B.HI分子的有效碰撞应该是I原子与I原子、H原子与H原子发生有效碰撞,生成I2和H2,而图乙中没有生成I2和H2,说明图乙中HI分子的碰撞不是有效碰撞,B错误;
C.醋酸为弱电解质,部分电离,图丙中没有醋酸分子,不能表示醋酸的电离,C错误;
D.1g冰→1g水→1g水蒸气,需吸收能量,焓(H)值增加,D正确;
答案选D。
23.(24-25高二上·湖南衡阳第一中学·期末)为剧毒气体,严重污染环境,可采用氧化法进行脱硫,其中一种氧化法脱硫的反应历程如图所示(已知TS表示“过渡态”;图中所有物质均为气态)。
下列有关说法错误的是
A.第5个基元反应的逆反应活化能为
B.比稳定
C.②→③的反应为整个反应的决速步骤
D.总反应为
【答案】C
【详解】A.由图可知,第5个基元反应的逆反应活化能为,A项正确;
B.由反应④⑤可知,转化为为吸热反应,能量:<,比稳定,B项正确;
C.由图可知,④⑤的反应活化能最大,反应速率最慢,故为整个反应的决速步骤,C项错误;
D.由图可知,总反应为,D项正确;
故选:C。
24.(24-25高二上·湖南郴州·期末)标准状态下,与反应生成和的反应历程与相对能量的示意图如下。下列说法正确的是
A.
B.正反应活化能最大的一步在历程Ⅰ中
C.没有稳定
D.历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为
【答案】D
【详解】A.根据图示,、对应两者的反应物、生成物均不同,焓变不同,故,A错误;
B.根据图示正反应活化能最大的一步在历程Ⅱ中,B错误;
C.物质的能量越低越稳定,的能量更低,比更稳定,C错误;
D.活化能低的步骤速率快,历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为 ,D正确;
故选D。
25.(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.该过程中实现了甲烷的氧化
B.步骤2逆向反应的
C.根据可推知,与生成甲醇的反应为放热反应
D.步骤1反应比步骤2快
【答案】D
【详解】A.该过程甲烷转化为甲醇,属于加氧氧化,该过程实现了甲烷的氧化,A正确;
B.由能量变化图可知,步骤2逆向反应的,B正确;
C.,反应要能自发进行,则,故,该反应为放热反应,C正确;
D.由能量变化图可知,步骤1的活化能,步骤2的活化能,步骤1的活化能大于步骤2的活化能,步骤1的反应比步骤2慢,D错误;
故选D。
26.(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)和是环境污染性气体,可在表面转化为无害气体,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是
A.为了实现转化,需不断向反应器中补充和
B.总反应为
C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.总反应的
【答案】C
【详解】A.由图所示可知,和为催化剂和中间产物,因此不需要补充和,故A错误;
B.根据盖斯定律,总反应可以由图甲中左侧反应和右侧反应相加得到,则,故B错误;
C.由图可知,正反应的活化能为134kJ/mol,逆反应的活化能为360kJ/mol,正反应活化能小于逆反应活化能,故C正确;
D.由图可知,该反应反应物能量高于生成物能量为放热反应,因此总反应的,故D错误;
故选C。
27.(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)在银催化条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(,英文简称为EO)和乙醛,其反应过程中的能量变化如图所示(图中“ads”表示吸附态,“OMC”表示中间体):
下列说法错误的是
A.升高温度,乙烯的反应速率加快,最终环氧乙烷和乙醛的产率增大
B.相同条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷的决速步骤是OMC→EO(ads)
C.其他条件不变,改用比表面积(比表面积:单位质量的物质所具有的总面积)更大的催化剂,单位时间内乙烯的转化率将增大
D.增大压强,环氧乙烷的平衡产率增大
【答案】A
【详解】A.升高温度,能加快反应速率,根据图像可知,乙烯转化为环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)均为放热反应,升高温度平衡逆向移动,最终环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的产率减小,A错误;
B.相同条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)的历程中,活化能最大的步骤为决速步骤,所以决速步骤是,B正确;
C.改用比表面积更大的催化剂,反应速率加快,所以单位时间内乙烯的转化率增大,C正确;
D.根据提示信息可知生成环氧乙烷的化学方程式为:,增大压强,平衡正向移动,环氧乙烷(EO)的产率增大,D正确;
选A。
28.(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)在溶液中发生水解反应,历程如下:
已知:①反应能量图如下:
②结构不同溴代烷在相同条件下水解相对速率如下表:
取代基
相对速率
108
45
1.7
1.0
下列说法正确的是
A.该历程中,水解速率,较大程度地受到浓度大小的影响
B.中4个碳原子位于同一平面内
C.发生该历程水解速率:小于
D.在水中离解成的难易程度与键的键能和极性等无关
【答案】B
【详解】A.由图可知,(CH3)3C-Br在NaOH溶液中反应的第I步反应活化能较大,反应速率较慢,对水解速率影响较大,而OH-是第Ⅱ步参与反应,没有真正参与第I步反应,A错误;
B.(CH3)3C+中心C原子形成3个共价键,没有孤电子对,杂化类型为sp2,为平面结构,4个碳原子位于同一平面内,B正确;
C.根据已知②可知,碳卤键的碳原子上的甲基越多,溴代烷水解相对速率越大,则发生该历程水解速率:CH3CH2CHClCH3>CH3CH2CH2CH2Cl,C错误;
D.C-Br键的键能越小、极性越大,C-Br越容易断,(CH3)3C-Br在水中越易离解成(CH3)3C+,解离难易与C-Br键的键能和极性有关,D错误;
故本题选B。
29.(24-25高二上·湖南宁远县第一中学·期末)自由基是一种极活泼、不稳定、生命周期短的化合物。HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应中被还原为产物P1或P2
B.中间产物Y转化为中间产物Z的能量变化
C.相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:
D.中间产物X比中间产物Z更稳定
【答案】B
【详解】A.HNO与O2反应生成产物P1或产物P2,反应中O2被还原,则HNO被氧化为产物P1或产物P2,A项错误;
B.由图可知,中间产物Y转化为中间产物Z的能量变化∆H=(-205.11kJ/mol)-(-201.34kJ/mol)=-3.77kJ/mol,B项正确;
C.由图可知,相同条件下,由中间产物Z转化为产物P1的活化能<转化为产物P2的活化能,活化能越小反应速率越快,则由中间产物Z转化为产物的速率:v(P2)<v(P1),C项错误;
D.由图可知,中间产物X具有的能量大于中间产物Z具有的能量,能量越低越稳定,则中间产物Z比中间产物X更稳定,D项错误;
答案选B。
30.(24-25高二上·湖南岳阳云溪区·期末)已知化合物与在一定条件下反应生成化合物与,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。下列说法正确的是
A.TS2所在的基元反应中活化分子百分数最大
B.反应达到平衡状态后,升温使平衡逆向移动
C.使用催化剂只降低正反应的活化能,反应的焓变不变
D.该历程中的最大能垒(活化能)
【答案】B
【详解】A.TS2所在的基元反应活化能最大,故活化分子百分数最小,A错误;
B.根据图示,产物能量比反应物能量低,即该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,B正确;
C.使用催化剂,正、逆反应的活化能都降低,但反应的焓变不变,C错误;
D.该历程中的最大能垒(活化能),D错误;
故选B。
31.(24-25高二上·湖南邵阳邵东联考·期末)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程的能量变化如图1;研究发现在催化剂上可能的反应过程如图2,下列说法正确的是
A.该反应中反应物键能总和大于生成物键能总和
B.催化剂不仅能降低反应活化能,也能减小反应的焓变
C.总反应为4NH3+6NO=5N2+6H2O
D.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均发生了氧化还原反应
【答案】D
【详解】A.从图1可看出该反应为放热反应,所以反应物的总键能小于生成物的总键能,A项错误;
B.催化剂只能降低反应活化能,不能改变焓变,B项错误;
C.从图2可知总反应中有氧气参与反应,反应方程式应为:,C项错误;
D.从图2可知过程Ⅰ中Fe3+转化为Fe2+、过程Ⅱ中NO转化为N2、过程Ⅲ中Fe2+转化为Fe3+,均发生了氧化还原反应,D正确;
故选D。
32.(24-25高二上·湖南郴州·期末)解耦电解水可实现用电低谷期的过剩电力向氢能的高效转化,一种以多硫化物离子为介质的转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.含有质子数目为
B.多硫化物离子的作用是加快反应速率
C.用电低谷期:生成得到电子数目为
D.用电高峰期:发生还原反应生成标况下
【答案】B
【分析】根据图示,用电低谷期的反应方程式为:2H2O+2=2+2+O2+4H+,用电高峰期的反应方程式为:2H2O++=+H2↑+2OH-,可知多硫化物离子相当于催化剂,能加快反应速率。
【详解】A.含有质子数目应为,A错误;
B.根据分析,多硫化物离子的作用是加快反应速率,B正确;
C.用电低谷期的反应方程式为:2H2O+2=2+2+O2+4H+,O元素从-2升到0价,则生成得到电子数目为,C错误;
D.用电高峰期的反应方程式为:2H2O++=+H2↑+2OH-,则1mol H2O发生还原反应生成0.5molH2,标准状况下体积为V=nVm=11.2L,D错误;
故选B。
33.(23-24高二上·湖南长沙雅礼教育集团·期末)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义,按要求回答下列问题:
(1)合成尿素的反应为:,若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的和,发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.断裂6molN—H键的同时断裂2molO—H键
B.压强不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.的体积分数不再变化
(2)CO用于处理大气污染物的反应为。在作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
总反应: ;该总反应的决速步是反应 (填“①”或“②”)
(3)已知:的速率方程为,k为速率常数,只与温度有关。为提高反应速率,可采取的措施是___________(填字母序号)。
A.升温 B.恒容时,再充入CO
C.恒容时,再充入 D.恒压时,再充入
【答案】(1)AD
(2) -361.22 ①
(3)AC
【详解】(1)A.由方程式可知,2mol氨分子转化为1mol尿素时断裂2molN-H键,则断裂6 mol N-H键的同时断裂2 mol O-H键不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故A选;
B.该反应是气体体积减小的反应,反应中容器内压强减小,则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故B不选;
C.由质量守恒定律可知,该反应是气体质量减小的反应,在恒容密闭容器中混合气体的密度减小,则混合气体的密度保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故C不选;
D.由三段式计算可知,
则二氧化碳的体积分数=,即恒为定值50%,所以不能判断反应已达到平衡,故D选;
故选AD;
(2)由图2可知,总反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,反应ΔH=-361.22kJ/mol;反应①的活化能为149.6 kJ/mol,反应②的活化能为108.22 kJ/mol,反应活化能越大,反应速率越慢,总反应的决速步是慢反应,所以总反应的决速步是反应①,故答案为:-361.22;①;
(3)A.升高温度,反应速率常数增大,反应速率加快,故A正确;
B.恒容时,再充入一氧化碳,一氧化二氮的浓度不变,反应速率不变,故B错误;
C.恒容时,再充入一氧化二氮,一氧化二氮的浓度增大,反应速率加快,故C正确;
D.恒压时,再充入氮气,一氧化二氮的浓度减小,反应速率减慢,故D错误;
故选AC;
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