内容正文:
第1节 化学反应速率
第2节 化学平衡
第3节 化学平衡常数及其相关计算
考法突破16 分压平衡常数的计算
第4节 化学反应的方向与调控
考法突破17 反应速率常数的应用
考法突破18 反应速率和平衡图像分析
目 录
CONTENTS
微专题3
化工生产中多重平衡体系分析
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第1节 化学反应速率
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2
高考真题
1.★★(2025海南,7,2分)恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成B、C、D,反应速率v1>v2>v3。下列说法正确的是 ( )
A.反应的活化能:①>②>③
B.提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C.加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D.总反应速率v总=v1+v2+v3
D
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解析 基元反应的活化能越小,反应速率越快,已知反应速率:v1>v2>v3,则活化能:①<②<
③,A错误。升高温度,反应①、②、③中活化分子百分数均提高,B错误。加入催化剂,
可降低反应③的活化能,加快反应③的反应速率,D的生成速率增大,单位时间内D的产
量升高,但不影响D的平衡产量,C错误。三个反应为平行反应,共同消耗反应物A和Q,
则总反应速率等于各基元反应速率之和,即v总=v1+v2+v3,D正确。
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2.★★(2021辽宁,12,3分)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与
催化剂浓度及时间关系如图。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 ( )
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率
越大
C.条件①,反应速率为0.012 mol·L-1·min-1
D.条件②,降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L-1时,半衰期为62.5 min
B
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解析 A项,由题图中曲线①②知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间
越短,故反应速率越大,正确;B项,由题图中曲线①③知,其他条件相同时,①的降冰片烯
浓度是③的两倍,①的反应时间也是③的两倍,则①和③的反应速率相等,说明反应速率
与降冰片烯浓度无关,错误;C项,由题图中数据可知,条件①下的反应速率= =
=0.012 mol·L-1·min-1,正确;D项,由题图中数据可知,条件②的降冰片烯起始浓
度为3.0 mol·L-1,该物质完全消耗需要125 min,观察c降冰片烯-t图可知,条件②的反应是匀速
反应,故半衰期为62.5 min,正确。
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3.★★★(2024安徽,12,3分)室温下,为探究纳米铁去除水样中Se 的影响因素,测得不
同条件下Se 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(Se )=2.0 mol·L-1·h-1
B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+Se +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,Se 的去除效果越好
C
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解析 A项,实验①中,0~2小时内v(Se )= = =2.0×
10-5 mol·L-1·h-1,错误;B项,实验③中水样初始pH=8,离子方程式中不可能出现H+,错误;C项,
对比实验①、②可知,其他条件相同,实验①中纳米铁的质量更大,反应速率更快,正确;
D项,对比实验②、③,实验②中水样初始pH更小,反应速率更快,剩余的c(Se )更小,但
是需要考虑酸性增强时,纳米铁会与H+直接反应,导致Se 的去除效果较差,错误。
易错警示 对于D项除了考虑根据实验得出的结论,还要考虑实际情况,如果酸性太强,
纳米铁势必会发生反应,做题过程中不能思维定式。
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4.★★★(2025河北,17节选)乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料,可通过石油化工
和煤化工等工业路线合成。
(1)石油化工路线中,环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法,环氧乙烷和
水反应生成乙二醇,伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。
主反应:EO(aq)+H2O(l) EG(aq) ΔH<0
副反应:EO(aq)+EG(aq) DEG(aq)
体系中环氧乙烷初始浓度为1.5 mol·L-1,恒温下反应30 min,环氧乙烷完全转化,产物中
n(EG)∶n(DEG)=10∶1。
①0~30 min内,v总(EO)=_________mol·L-1·min-1。
0.05
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②下列说法正确的是_______(填序号)。
a.主反应中,生成物总能量高于反应物总能量
b.0~30 min内,v总(EO)=v总(EG)
c.0~30 min内,v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1
d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
cd
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解析 (1)①恒温下反应30 min,环氧乙烷完全转化,则0~30 min内,v总(EO)= =
=0.05 mol·L-1·min-1。②ΔH=生成物总能量-反应物总能量,主反应的ΔH<0,则
生成物总能量低于反应物总能量,a错误;由题中信息可知主反应、副反应是连续反应,
EG是主反应的生成物,也是副反应的反应物,EO在主反应和副反应中均参与反应,0~30
min内,v总(EO)=v主(EG)+v副(DEG),v总(EG)=v主(EG)-v副(EG),而v副(DEG)=v副(EG),则v总(EO)>
v总(EG),b错误;主反应中,v主(EG)=v主(EO),副反应中,v副(EG)=v副(DEG),同一反应体系中物
质的量变化量之比等于浓度变化量之比,产物中n(EG)∶n(DEG)=10∶1,即c(EG)∶c
(DEG)=10∶1,反应时间相同,则v总(EG)∶v副(DEG)=10∶1,且v总(EG)=v主(EG)-v副(EG),则
= ,结合v副(EG)=v副(DEG)可得v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1,c正确;选择适
当的催化剂可提高主反应的选择性,从而提高乙二醇的最终产率,d正确。
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高考模拟
5.★★(2026届四川内江威远中学第一次月考,8)下列生产或实验事实引出的相应结论
不正确的是 ( )
生产或实验事实 结论
A 其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间缩短 当其他条件相同时,升高反应温度,化
学反应速率加快
B 工业合成氨中,将氨气液化分离 可以加快反应速率,提高N2、H2的转化率
C FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl平衡体系中加入少量KSCN固体,溶液颜色加深 恒温时增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
D A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快 当其他条件相同时,催化剂可以改变化学反应速率
B
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解析 升高温度,化学反应速率加快,故当其他条件相同时,对反应Na2S2O3+H2SO4
Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O升高温度,析出硫的时间缩短,A正确。工业合成氨中,将NH3(g)
液化分离,NH3(g)浓度减小(生成物浓度减小,反应物浓度不变),此时正反应速率瞬时不
变,逆反应速率瞬时减小,平衡正向移动,N2、H2的转化率增大,B错误。加入的KSCN固
体溶解后,SCN-浓度增大(反应物浓度增大),平衡正向移动,溶液颜色加深,C正确。FeCl3
作为催化剂可加快H2O2的分解速率,D正确。
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6.★★(2025福建龙岩一模,8)某同学探究浓度对反应速率的影响,有关试剂用量和现象
如下表所示。
实验序号 KMnO4稀溶液 H2SO43 mol/L CH3COOH6 mol/L KBr0.1 mol/L 实验现象
1 2滴 0.5 mL 0 mL 0.5 mL 溶液紫色瞬间褪去,溶液略黄色
2 2滴 0 mL 0.5 mL 0.5 mL 开始不褪色,后来出现黑色沉淀(悬浊液),溶液略显黄色
已知:Mn 在酸性溶液中按以下顺序分步被还原:Mn →MnO2→Mn2+。下列说法错误
的是 ( )
A.溶液显黄色说明生成了Br2
B.实验1中反应速率:MnO2→Mn2+>Mn →MnO2
C.将实验2中悬浊液pH调小,可能得到澄清溶液
D.该实验可以验证浓度对反应速率的影响规律
D
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解析 酸性KMnO4溶液可以将Br-氧化为Br2,则当溶液显黄色时说明生成了Br2,A正
确。根据题给信息可知,在酸性条件下,Mn 按照Mn →MnO2→Mn2+被分步还原,结
合实验1中溶液紫色瞬间褪去(未出现黑色沉淀),说明反应速率:MnO2→Mn2+>Mn →
MnO2,B正确。H2SO4是二元强酸,CH3COOH为一元弱酸,由题表数据知,c(H+):实验1>实
验2,可能因c(H+)不同导致发生的反应不同,则将实验2中悬浊液pH调小,即增大c(H+),可
能使MnO2转化为Mn2+,得到澄清溶液[提示:所加酸不同,不确定相应酸的阴离子是否有
影响],C正确。两个实验中c(H+)不同,酸根阴离子也不同,c(H+)不是唯一变量,故该实验
无法验证浓度对反应速率的影响规律,D错误。
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7.★★(2025安徽淮南二模,10)光催化降解苯酚是一种消除污染的重要方法,以BiOCl为
光催化剂,苯酚的残留率与苯酚的初始浓度的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.光照时BiOCl晶体中电子激发产生空穴,从而
氧化苯酚
B.实验①在210 min时苯酚的降解率接近100%
C.实验②在30~90 min内的平均反应速率为
mg/(L· min)
D.光照时苯酚的初始浓度越大降解速率越大
D
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解析 由题图知,无光时苯酚几乎不降解,光照时苯酚被降解,则可能是光照时BiOCl晶
体中电子激发产生空穴,氧化苯酚,A正确。由题图知,实验①在210 min时苯酚的残留率
接近0,降解率接近100%,B正确。由题图知,实验②在90 min时苯酚的残留率为60%,则
在30~90 min内其平均反应速率v= = mg/(L· min)[提示:注意残留率
的定义],C正确。由题图知,光照时苯酚的初始浓度越大,降解速率越小,D错误。
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8.★★★(2025陕西汉中二模,12改编)萃取剂P204对钒(V)有强的萃取力,萃取平衡为VO
2+(aq)+2(C8H17O)2PO2H(l) VO[(C8H17O)2PO2]2(l)+2H+(aq)。常温下,溶液中的c(H+)随
时间的变化如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.t3 min时,萃取反应已停止
B.t1 min时,正反应速率大于逆反应速率
C.t3 min时,若增大c(H+),正反应速率大于逆反应速率
D.t2~t3 min内平均速率v(VO2+)= mol·L-1· min-1
B
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解析 由题图知,t3 min后,c(H+)保持不变,说明反应达到平衡状态,但正、逆反应仍在进
行,A错误。由题图知,t1 min后,c(H+)在增大,说明t1 min时反应向正反应方向进行,即正反
应速率大于逆反应速率,B正确。t3 min时,反应达到平衡状态,增大c(H+),平衡向逆反应
方向移动,则正反应速率小于逆反应速率,C错误。由题图知,t2~t3 min,c(H+)变化量为(c3-
c2) mol·L-1,由化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的浓度变化量之比,可
知Δc(VO2+)= mol·L-1,则t2~t3 min内v(VO2+)= mol·L-1· min-1,D错误。
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9.★★★(2026届河南郑州外国语学校11月期中,9)已知2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)的速
率方程为v=kcn(N2O)(k为速率常数,只与温度和催化剂有关)。实验测得,N2O在催化剂X
表面反应的变化数据如下:
t/min 0 10 20 30 40 50 60 70
c(N2O)/mol·L-1 0.100 0.080 c1 0.040 0.020 c2 c3 0
半衰期是指物质浓度减少至一半时所需要的时间。下列说法错误的是 ( )
A.n=0,c1>c2=c3
B.t=10 min时,v(N2O)=2.0×10-3 mol·L-1·min-1
C.相同条件下,为了能加快反应速率,可增大N2O浓度或催化剂X的表面积
D.保持其他条件不变,若N2O起始浓度为0.200 mol·L-1,则其半衰期为50 min
C
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解析 随着反应的进行,反应物的浓度减小,正反应速率应逐渐减小,但是分析表中数据
0~10 min、30~40 min的反应速率相等,说明题给反应的反应速率与c(N2O)无关,则n=0;
同时可得c1=0.060,c2=c3=0,A正确。t=10 min时,v(N2O)= =2.0×10-3
mol·L-1·min-1,B正确。因为该反应的反应速率与c(N2O)无关,故增大N2O浓度不能加快反
应速率,C错误。根据B中的v(N2O),可知保持其他条件不变,若N2O起始浓度为0.200 mol
·L-1,则其半衰期为 =50 min,D正确。
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