第21讲 化学反应速率与反应进行的方向-2027年高考化学一轮复习专项训练

**基本信息** 聚焦化学反应速率计算与反应方向判断，以题构建“概念-计算-影响-应用”逻辑链，覆盖高频考点与工业实践案例。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |化学反应速率|10题（如速率比较、影响因素分析）|计算比较、实验设计评价、速率影响因素探究|从速率定义到不同物质速率换算，再到浓度、温度、催化剂等内外因影响| |反应进行的方向|6题（如反应自发性判断、工业条件选择）|ΔH/ΔS判据应用、平衡移动分析、工业流程速率问题|结合热力学判据（ΔG=ΔH-TΔS）分析反应方向，关联工业生产条件优化|

第21讲　化学反应速率与反应进行的方向 一、 选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1 [2025盐城期末]用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝—115.6 kJ/mol，可实现氯的循环利用。在不同条件下的化学反应速率如下，下列4种情况反应速率最大的是(　　) A. v(HCl)＝1.0 mol/(L·min) B. v(O2)＝0.1 mol/(L·s) C. v(Cl2)＝1.8 mol/(L·min) D. v(H2O)＝0.6 mol/(L·min) 2 [2025镇江中学期中]一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生下列反应：PCl5(g)⥫⥬PCl3(g)＋Cl2(g)。若c(PCl5)由0.12 mol/L降到0.1 mol/L时，需要10 s，那么c(PCl5)由0.1 mol/L降到0.09 mol/L时，所需反应的时间为(　　) A. 大于5 s B. 等于5 s C. 等于2.5 s　　 D. 小于5 s 3 [2025苏州南航附中月考]下列有关化学反应速率的说法正确的是(　　) A. 用铁片与硫酸反应制取H2时，用质量分数为98%的浓硫酸可增大产生H2的速率 B. 用锌片与硫酸反应制取H2时，加入数滴CuSO4溶液，可以加快制取H2的反应速率 C. 等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同物质的量浓度的盐酸反应，反应速率相等 D. 为减缓海水中钢铁水闸腐蚀，钢铁水闸与外加直流电源的正极相连 4 [2025扬州宝应、高邮期末]探究化学反应速率的影响因素。控制其他条件相同，下列选择的试剂不能达到实验目的的是(　　) 选项 选择的试剂 实验目的 A 表面积相同的镁条、铁片，1 mol/L 盐酸 反应物本身的性质对反应速率的影响 B 块状碳酸钙，粉末状碳酸钙，1 mol/L 盐酸 反应物接触面积对反应速率的影响 C 3% H2O2＋MnO2，8% H2O2 催化剂对反应速率的影响 D 3% H2O2，8% H2O2 浓度对反应速率的影响 5 [2025镇江三校、泰州部分学校期中]合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH<0。下列说法不符合工业合成氨生产实际的是(　　) A. 增大压强，可增加单位体积内的活化分子数目，反应速率增大 B. 实际生产温度主要由催化剂决定 C. 在实际生产中温度越高，化学反应速率一定越快 D. NH3液化分离有利于合成氨 6 [2026苏州中学阶段检测]下列测量化学反应速率的依据不可行的是(　　) 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O 溶液颜色变化 B AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3 沉淀质量变化 C H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g) 温度、容器容积一定时，体系压强变化 D H2O2＋2HI===2H2O＋I2 溶液体积一定时，I－的浓度变化 7 [2025镇江期中]在恒温恒容的密闭容器中进行：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬ 2SO3(g)，一段时间后达到平衡。下列说法正确的是(　　) A. 平衡后，再充入一定量SO3(g)，达到新平衡后，SO3的物质的量分数增大 B. 充入一定量的Ar，反应速率加快 C. SO2、SO3的浓度之和保持不变时，说明该反应达到了平衡状态 D. 该反应低温下能自发进行，则ΔH>0 8 [2026淮安淮阴中学期中]我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气制H2，反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应部分过程如图所示： 下列说法正确的是(　　) A. 该反应高温下不能自发进行，则反应的ΔS<0 B. 该反应的平衡常数K＝ C. 在整个转化过程中，氧元素的化合价始终不变 D. 步骤Ⅰ吸收的能量大于步骤Ⅱ放出的能量 9 [2025南通名校联盟学情调研]工业上常用焦炭还原SiO2制得粗硅。若要制取高纯硅，则需要将粗硅转化为四氯化硅(SiCl4)或三氯氢硅(SiHCl3)。发生的主要反应如下： ①SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g) ②Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(g)　ΔH1>0 ③SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g)　ΔH2>0 ④3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)===4SiHCl3(g)　ΔH3<0 ⑤2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)===3SiHCl3(g)　ΔH4 下列说法错误的是(　　) A. 反应③的ΔS>0 B. 反应④的K＝ C. ΔH4>0 D. 反应⑤在常温下不一定可以自发进行 10 [2025苏州期中]在强碱环境中氢氧化铁可被一些氧化剂氧化为高铁酸根离子(FeO)，FeO在酸性条件下氧化性极强且不稳定，Fe3O4 中铁元素有＋2、＋3价；H2O2可在催化剂Fe2O3或Fe3O4作用下产生·OH，·OH能将烟气中的NO、SO2氧化。·OH产生机理如下： 反应Ⅰ：Fe3+＋H2O2===Fe2+＋·OOH＋H＋(慢反应) 反应Ⅱ：Fe2+＋H2O2===Fe3+＋·OH＋OH－(快反应) 对于H2O2脱除SO2的反应：SO2(g)＋H2O2(l)===H2SO4(l) ，下列有关说法不正确的是(　　) A. 该反应能自发进行，则该反应的ΔH<0 B. 加入催化剂Fe2O3，可提高SO2 的脱除效率 C. 向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快 D. 与Fe2O3作催化剂相比，相同条件下Fe3O4作催化剂时SO2 脱除效率可能更高 11 [2026扬州中学阶段检测]物理学将物质衰变(或消耗)一半所用时间叫“半衰期”。298 K时，在催化剂作用下M生成N，反应物起始浓度与催化剂、反应时间关系如图所示。下列叙述错误的是(　　) A. 条件Ⅱ，M起始浓度为9.0 mol/L时半衰期为187.5 min B. 条件Ⅲ，M的反应速率为1.2×10-2 mol/(L·min) C. 其他条件相同，催化剂浓度越大，反应速率越大 D. 其他条件相同时，M起始浓度越大，反应速率越快 12 [2025扬州中学月考]反应C2H6(g)＋CO2(g)⥫⥬C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 高温下反应①可以自发进行 B. 当恒温恒容容器中气体压强不变时，反应达到平衡 C. 反应①的活化能为300 kJ/mol D. 选择合适的催化剂，可以降低反应②的活化能，加快总反应的反应速率 13 [2025南通海安期中]环戊二烯易生成双环戊二烯，该反应为 。不同温度下(其他条件环戊二烯与双环戊二烯相同)，在容积均为2 L的2个密闭容器中，环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A. T1<T2 B. a点的反应速率小于c点的反应速率 C. 从反应开始到a点，环戊二烯的平均反应速率为0.6 mol/(L·h) D. T1℃下，若容器容积为1 L，则反应进行1 h时，双环戊二烯的体积分数小于 二、 非选择题 14 (1) 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。已知该反应的ΔH>0，该设想________(填“能”或“不能”)实现，依据是______________________________________________________。 (2) 25 ℃、1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.76 kJ/mol能自发进行的原因是_____________________________________________。 (3) 将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气，热化学方程式为C(s)＋H2O(g)=== H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol，ΔS＝＋133.7 J/(mol·K)。该反应在低温下________(填“能”或“不能”)自发进行。 15 (1) [2025南京一中、金陵中学、海安中学期中联考]氢能是一种清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。硼氢化钠(NaBH4)是一种高效储氢材料，25 ℃时，NaBH4催化制氢先生成Na[B(OH)4]，再转化为NaBO2。在掺杂了MoO3的纳米Co2B合金催化剂表面部分反应机理如图所示。 ①其他条件不变，用D2O代替H2O，写出中间产物X的结构简式：______________。 ②其他条件不变，催化剂Co2B中掺杂MoO3能提高制H2效率的原因是______ _________________________________________。 ③已知：25 ℃时，NaBO2和NaBH4在水中的溶解度分别为28 g和55 g。NaBH4浓度对制H2速率影响如图所示，NaBH4浓度大于10%时反应速率变慢的可能原因是____________________________________________________________。 (2) [2025南通、泰州等一调]一种以软锰矿(主要含MnO2和少量Fe2O3、MgO、CaCO3、SiO2等)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备Mn3O4的流程如下： 将软锰矿、黄铁矿与H2SO4溶液混合搅拌，反应过程中铁元素的变化为FeS2Fe2+Fe3+。90 ℃下酸浸，锰元素浸出率及Fe3+、Fe2+的ρ(质量浓度)随时间的变化如图所示。 ①0～20 min内，FeS2中的硫元素被氧化为SO。此时，FeS2和MnO2发生的主要反应的离子方程式为______________________________________________。 ②0～20 min内，ρ(Fe2+)逐渐增大的原因是______________________________ ______________________________________________________________________。 ③100 min后，ρ(Fe2+)逐渐减小的原因是________________________________ ______________________________________________________________________。 16 (1) [2025盐城、南京期末]“酸浸”前要将焙烧矿渣进行粉碎处理的原因是_______________________________________________________。 (2) [2025扬州期末]NaBH4与水催化反应制氢的原理：NaBH4＋2H2O4H2↑＋NaBO2。 已知：常温下，NaBH4易溶于水，在强碱性条件下稳定存在；NaBO2易以晶体形式析出。催化反应开始时，BH、H2O反应物吸附于催化剂表面活性位点；反应结束后，产物须从催化剂表面及时脱除，空出活性位点。 ①反应时间相同，NaBH4溶液的起始浓度由0.8%增大到1%，生成H2体积增大，其原因可能是_______________________________________________________。 ②反应时间相同，NaBH4溶液的起始浓度由1%增大到8%，生成H2体积减小，其原因可能是_______________________________________________________。 (3) [2025苏州期中]工业合成氨反应在催化剂表面进行，主要经历吸附、表面反应、脱附等步骤。以铁触媒为催化剂，N2和H2为原料合成NH3的反应历程如图(图中“*”表示吸附在催化剂表面活性位点的物种)。 ①写出N2与H2反应生成NH3的热化学方程式：________。 ②上述历程中，反应速率最慢的是________(填字母)。 A. N2＋H2===N＋H B. N＋H===N*＋3H* C. N*＋3H*===NH*＋2H* D. NH＋H*===NH ③合成过程中，不断将生成的NH3液化并移去，能够提高合成NH3的生产效率。请从速率角度解释可能原因：__________________________________________。 1 B　 2 A 3 B 4 C 5 C　 6 C 7 A 8 A　 9 C 10 C 11 D　 12 C　 13 A　 14 (1) 不能　该反应是ΔH>0、ΔS<0的反应，任何温度下均不能自发进行　(2) 常温下，ΔS对反应的方向起决定作用　(3) 不能 15 (1) ①　②MoO3能吸附水分子并解离出H＋，加快H2的生成速率　③浓度较高时，生成的NaBO2覆盖在催化剂表面，降低催化活性，反应速率降低；BH过多吸附在Co上，而减少H－吸附　(2) ①2FeS2＋15MnO2＋28H＋===2Fe3+＋4SO＋15Mn2+＋14H2O　②FeS2与酸反应生成Fe2+的速率大于Fe2+被MnO2氧化的速率　③Fe2+被空气中氧气氧化为Fe3+，且溶液pH增大，Fe3+水解程度增大 16 (1) 增大与酸接触面积，加快反应速率，提高焙烧矿渣浸出率　(2) ①NaBH4浓度增大，吸附到活性位点上的BH增多，与更多的H2O反应生成H2，导致生成H2速率加快 ②NaBH4浓度过大，迅速产生较多NaBO2结晶，不能及时脱除空出活性位点(或覆盖在催化剂表面)，阻碍了反应物被催化剂吸附(或接触)，导致H2生成速率减慢(或NaBH4浓度过大，BH占据更多催化剂活性位点，造成活性位点上吸附的H2O减少，导致H2生成速率减慢)　(3) ①N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝－46 kJ/mol　②C　③将生成的NH3液化并移去，能空出催化剂表面活性位点，利于催化剂表面吸附和反应，加快反应速率 学科网（北京）股份有限公司 $