内容正文:
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让教与学更高效
专题07化学反应机理速率与平衡
七年真题分类园
考点1化学反应机理
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】AD
考点2化学反应速率与平衡
1.【答案】D
2.【答案】c
3.【答案】CD
4.【答案】AC
一年模拟练测园
1.【答案】C
2.【答案】B
3.【答案】BC
4.【答案】B
5.【答案】c
6.【答案】D
7.【答案】AD
8.【答案】D
9.【答案】D
10.【答案】C
11.【答案】BD
12.【答案】D
13.【答案】C
112
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让教与学更高效
14.【答案】B
15.【答案】c
16.【答案】c
17.【答案】C
212
专题07 化学反应机理 速率与平衡
7年真题1年模拟
考点分类
山东考情
命题规律
考点01 化学反应机理
2024·山东(1题)、2022·山东(1题)
· 情境设置:以物质结构片段图或催化循环机理图为载体,呈现微观反应历程
· 考查重点:化学键类型判断、电子转移分析、中间体与催化剂辨识、反应历程能量变化
· 命题趋势:依托真实科研情境,强化对反应机理图示的解读能力;注重宏观现象与微观本质的关联,考查证据推理与模型认知素养
考点1 化学反应机理
1.(2025·山东·高考真题)用肼的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 是还原反应的产物
B. 还原性:
C. 处理后溶液的增大
D. 图示反应过程中起催化作用的是
【答案】C
【分析】由图中信息可知,和反应生成的是和反应的催化剂,是中间产物,该反应的离子方程式为,是还原剂,是氧化剂,是还原产物。
【解析】A.该反应中,中N元素的化合价升高被氧化,因此,是氧化反应的产物,A不正确;
B.在同一个氧化还原反应中,还原剂的还原性强于还原产物,因此,还原性的强弱关系为,B不正确;
C.由反应的离子方程式可知,该反应消耗,处理后溶液的增大,C正确;
D.根据循环图可知,图示反应过程中起催化作用的是,D不正确;
综上所述,本题选C。
2.(2022·山东·高考真题)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
A. 含N分子参与的反应一定有电子转移
B. 由NO生成的反应历程有2种
C. 增大NO的量,的平衡转化率不变
D. 当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
【答案】D
【解析】A.根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项正确;
B.根据图示,由NO生成HONO的反应历程有2种,B项正确;
C.NO是催化剂,增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变,C项正确;
D.无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项错误;
答案选D。
2.(2021·山东·高考真题)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为: 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CH318OH
D. 反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
【答案】B
【解析】A.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,故A错误;
B.反应I为加成反应,而与为快速平衡,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-,故B正确;
C.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CH318H,故C错误;
D.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,故D错误;
综上所述,正确的是B项,故答案为B。
4.(2020·山东·高考真题)(多选)1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子();第二步Br -进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是
A. 1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定
B. 与0℃相比,40℃时1,3-丁二烯的转化率增大
C. 从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小
D. 从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
【答案】AD
【分析】根据图象分析可知该加成反应为放热反应,且生成的1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能量低,结合题干信息及温度对化学反应速率与化学平衡的影响效果分析作答。
【解析】A. 能量越低越稳定,根据图象可看出,1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能量低,即1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物稳定,故A正确;
B. 该加成反应不管生成1,4-加成产物还是1,2-加成产物,均为放热反应,则升高温度,不利用1,3-丁二烯的转化,即在40时其转化率会减小,故B错误;
C. 从0升至40,正化学反应速率均增大,即1,4-加成和1,2-加成反应的正速率均会增大,故C错误;
D. 从0升至40,对于1,2-加成反应来说,化学平衡向逆向移动,即1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度,故D正确;
答案选AD。
考点2 化学反应速率与平衡
1.(2025·山东·高考真题)在恒容密闭容器中,热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是
A. a线所示物种为固相产物
B. 温度时,向容器中通入,气相产物分压仍为
C. 小于温度时热解反应的平衡常数
D. 温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
【答案】D
【分析】热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物,则其分解产物为和,其分解的化学方程式为,根据图数据分析可知,a线代表,b线代表,c线代表。由各线的走势可知,该反应为吸热反应,温度升高,化学平衡正向移动。
【解析】A.a线所示物种为,固相产物,A正确;
B.温度时,向容器中通入,恒容密闭容器的体积不变,各组分的浓度不变,化学平衡不发生移动,虽然总压变大,但是气相产物分压不变,仍为,B正确;
C.根据题给图像,升高温度时物质的量增加,由于反应是在恒容密闭容器中进行,分压 不断增大,在此固气体系中,热解平衡常数 ,随温度升高增大,说明该反应为△H>0的反应。因此,尽管T2温度时,完全分解,但升温至T3过程中,热解平衡常数Kp将不断增大,则在T3时的显然小于 Kp,(Q<K反应未达平衡),由此即可判断出此时,的分压p3小于平衡常数 Kp,C正确;
D.若b线为气相产物,加入后分压增大,逆反应速率瞬时增大,平衡左移。重新平衡时,温度不变,平衡常数不变,气相产物分压不变,逆反应速率不变,D错误;
故选D。
2.(2026·山东·高考真题)研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
恒压条件下,,,按体积比投料,分别使用甲或乙作催化剂,在下反应固定时间后测定的实验转化率;不改变其他条件,每间隔重复上述实验。的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知:甲催化时,选择性在为;甲、乙分别催化时,选择性在均达。下列说法正确的是
A. ,
B. 范围内,使用甲催化时,选择性随温度升高而增大
C. 范围内,相同温度下,无论使用甲还是乙催化,产物选择性相同
D. 其他条件不变,仅减小投料量,选择性达时的温度仍为
【答案】C
【解析】A.低温下,随着温度升高,理论平衡转化率下降。根据勒夏特列原理,转化率下降说明低温下占据主导的反应平衡逆向移动了。因此,低温下主导的正反应是放热反应。结合题干信息甲催化时,选择性在为可知,低温区主要发生的是反应Ⅰ,故推断;同理,高温区平衡转化率随温度升高,高温下以反应Ⅱ为主,升高温度反应Ⅱ平衡正向移动,故,A错误;
B.反应I放热、反应Ⅱ吸热,升高温度平衡更有利于吸热的反应Ⅱ,的平衡选择性随温度升高降低;且题目仅说明甲催化时下选择性为100%,不能说明范围内选择性随温度升高增大,该范围内转化率升高是温度升高加快反应速率导致,和选择性无关,B错误;
C.由图可知,范围内,甲、乙催化的实验转化率都与理论平衡转化率重合,说明反应已经达到平衡状态。催化剂只改变反应速率,不改变平衡组成,因此相同温度下,无论使用哪种催化剂,平衡状态相同,产物选择性相同,C正确;
D.反应恒压进行,减小投料量,体系总体积减小,反应物分压增大:反应Ⅰ是气体分子数减少的反应,加压促进反应Ⅰ正向移动,相同温度下选择性会降低,因此选择性达到100%需要更高的温度来对抗压强带来的影响,不再是,D错误;
故选C。
3.(2024·山东·高考真题)(多选)逆水气变换反应:。一定压力下,按,物质的量之比投料,,温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,,温度时反应速率常数k分别为。下列说法错误的是
A.
B. 温度下达平衡时反应速率的比值:
C. 温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D. 温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同
【答案】CD
【分析】由图可知,T1比T2反应速率速率快,则T1>T2;T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时;由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1,则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。
【解析】A.根据分析,T1比T2反应速率速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率方程知k1>k2,A项正确;
B.反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2),则,T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时,则,B项正确;
C.温度不变,仅改变体系初始压力,虽然平衡不移动,但反应物的浓度改变,反应速率改变,反应达到平衡的时间改变,反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化,C项错误;
D.T2温度下,改变初始投料比,相当于改变某一反应物的浓度,达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等,故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同,D项错误;
答案选CD。
4.(2023·山东·高考真题)(多选)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:
已知反应初始E的浓度为0.10mol∙L-1,TFAA的浓度为0.08mol∙L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是
A. t1时刻,体系中有E存在
B. t2时刻,体系中无F存在
C. E和TFAA反应生成F的活化能很小
D. 反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08mol∙L-1
【答案】AC
【分析】一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径中,共发生三个反应:
①E+TFAAF ②FG ③GH+TFAA
t1之后的某时刻,H为0.02 mol∙L-1,此时TFAA的浓度仍为0,则表明0.10mol∙L-1E、起始时的0.08mol∙L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol∙L-1 TFAA全部参加反应,生成0.10mol∙L-1F;在t2时刻,H为0.08mol∙L-1,TFAA为0.06mol∙L-1,G为0.01 mol∙L-1,则F为0.01 mol∙L-1。
【解析】A.由图可知,反应0时刻后,TFAA的浓度由0.08mol/L降为0,说明E与TFAA反应极快,根据合成路线可知,E与TFAA以1:1进行反应,E的起始浓度为0.1 mol/L,则反应后E的浓度降为0.02 mol/L,故t1时刻体系中有E存在,A正确;
B.由分析可知,t2时刻,H为0.08mol∙L-1,TFAA为0.06mol∙L-1,G为0.01 mol∙L-1,则F为0.01 mol∙L-1,所以体系中有F存在,B不正确;
C.t1之后的某时刻,H为0.02 mol∙L-1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E和TFAA完全反应生成F,所以E和TFAA生成F的反应速率快,反应的活化能很小,C正确;
D.在t2时刻,H为0.08mol∙L-1,TFAA为0.06mol∙L-1,G为0.01 mol∙L-1,F为0.01 mol∙L-1,只有F、G全部转化为H和TFAA时,TFAA的浓度才能为0.08mol∙L-1,而GH+TFAA为可逆反应,所以反应达平衡后,TFAA的浓度一定小于0.08mol∙L-1,D不正确;
故选AC。
模拟题精选
1.(2026·山东青岛·一模)我国科研团队开发出甲醇在Ag催化下脱氢制甲醛的反应为:①;②,时,刚性密闭容器中,通入甲醇发生反应,CO与HCHO的分压随时间变化如图。该温度下,反应①为。下列说法错误的是
A. 该温度下,为
B. 通过适当减少反应时间,可以增加甲醛的产率
C. 其他条件不变,增大容器体积,重新达到平衡时,甲醛的产率增加
D. 该温度下平衡时甲醇的分压为
【答案】C
【分析】平衡时由图可知:,;根据反应① ,生成的HCHO,则生成的。根据反应② ,生成的CO,则生成的。因此,平衡时总的。
【解析】A.目标反应,分压平衡常数: ,A正确;
B.由图像可知,随着反应时间延长,甲醛分压先增大后减小,最后趋于稳定,而CO的分压先增大,后趋于稳定,因此通过适当减少反应时间,可以增加甲醛的产率,B正确;
C.增大容器体积,体系总压强减小,对于 分解反应 (正反应气体分子数增加),减压平衡正向移动,更多甲醛分解,因此重新平衡时甲醛的产率降低,C错误;
D.反应①的,则: , D正确;
故选C。
2.(2026·山东青岛·一模)催化加氢制甲醇机理如图。下列说法正确的是
A. 该过程的原子利用率为100%
B. 适当增加氧空位,可提高该反应的化学反应速率
C. 该过程既有极性键又有非极性键的断裂和生成
D. 增大与投料比,平衡时甲醇体积分数一定增加
【答案】B
【分析】分析图示,该反应总反应:。
【解析】A.原子利用率100%要求所有反应物原子全部转化为目标产物,该反应除甲醇外还生成副产物,因此原子利用率小于100%,A错误;
B.由反应机理可知,氧空位是催化剂的活性位点,用于吸附活化反应物,适当增加氧空位可增加活性位点数量,能提高反应速率,B正确;
C.该过程中,有极性键()断裂、非极性键()断裂;产物和中只有极性键,没有非极性键生成,不存在非极性键的生成,C错误;
D.若过大增大与的投料比,过量的会使体系总物质的量大幅增加,平衡时甲醇的体积分数反而会降低,D错误;
故选B。
3.(2026·山东淄博·一模)(多选)将和按不同投料比或1,以不同流速通入反应器中,分别在360℃、400℃下发生反应: 。min时,HCl流速与HCl转化率关系如图所示。较低流速下转化率可近似为平衡转化率;曲线a、b所示反应中投料比相同、温度不同,曲线a、c温度相同,投料比不同。下列说法正确的是
A. 曲线a投料比
B. 平衡常数:
C. 使用高效催化剂可提高M点HCl的转化率
D. HCl转化率P点大于N点,原因为P点温度高,反应速率快
【答案】BC
【解析】A.a、c温度相同,c的HCl平衡转化率更高,说明c中更小(O2相对更多),因此a的投料比为,A错误;
B.较低流速下转化率可近似为平衡转化率,该反应,温度越高平衡常数越小;a、b投料比相同,较低流速下a的转化率更高,说明a温度更低,M点温度低于N点,故,B正确;
C.高效催化剂可加快反应速率,故能提高M点的HCl的转化率,C正确;
D.P点转化率高于N点的主要原因是P点投料比更小,O2相对含量更高,促进HCl转化,且P点因为流速更低,反应更接近平衡,并非温度高、速率快,D错误;
故选BC。
4.(2026·山东滨州·一模)工业上利用碳热还原BaSO4获得BaS。过程中的主要反应如下:
i.
ii.
iii.
在恒容密闭容器中达平衡时,体系中各组分物质的量分数随温度的变化如图。
下列说法错误的是
A. c线所示物种为BaS
B. 300℃时,向容器中加入a线所示物种,重新达到平衡时,反应i速率增大
C. 400℃后,各组分变化可能是平衡移动所致
D. 1200℃时,容器中CO2与CO的物质的量之和等于投入C(s)的物质的量
【答案】B
【分析】反应初始只有反应物和,产物(、、)初始物质的量为0,因此产物曲线均从0开始升高:低温下主要发生反应,生成,温度升高后,逐渐转化为,因此的物质的量分数先升后降,对应曲线;的物质的量分数持续升高,对应曲线;每消耗生成,当完全反应后,的物质的量不再变化,物质的量分数保持恒定,对应曲线。
【解析】A.由上述分析,线为,A正确;
B.根据曲线变化规律:低温下主要发生反应, 对于反应,平衡常数,温度不变则平衡常数不变,因此向平衡体系中加入后,平衡左移,最终重新平衡时的浓度和原平衡相等,反应的速率不变,不是增大,B错误;
C.后,物质的量分数降低、升高,符合反应正向移动的变化规律,C正确;
D.时,由图像可知的物质的量分数已经接近,说明完全反应;所有C原子都转化为和,根据碳原子守恒,与的物质的量之和等于投入的物质的量,D正确;
故选B。
5.(2026·山东济宁·一模)石墨炭负载单原子铁催化2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)反应的能量变化如图所示(*表示在催化剂表面吸附),下列关于该反应的说法错误的是
A. 该反应低温下可自发进行
B. 正反应的决速步为2NO*→N2O*+O*
C. 升高温度化学反应速率增大程度为v逆正
D. 该过程包含三个基元反应
【答案】C
【解析】A.该反应ΔH<0,且气体分子数减少ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,低温下ΔG<0可自发进行,A正确;
B.决速步为活化能最大的基元反应,步骤活化能最高,为正反应决速步,B正确;
C.该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,逆反应速率增大程度大于正反应,即,C错误;
D.反应过程有3个过渡态,对应三个基元反应,D正确;
答案选C。
6.(2026·山东济宁·一模)镍基催化剂可以催化储氢物质氨硼烷(NH3BH3)的分解反应:
I.
Ⅱ.
恒温条件下,以氨硼烷的四氢呋喃溶液为原料(含NH3BH3的物质的量为n)进行实验,得到、、随时间t变化的曲线。其中x1为BH3与NH3的物质的量之和,x2为BH3的物质的量,x3为剩余NH3BH3的物质的量。
下列说法正确的是
A. 0~t0内,NH3BH3的转化率为
B. t1后曲线③的变化趋势可能为a
C.
D.
【答案】D
【分析】是原料,其物质的量减小,则曲线③为,根据题目条件,则曲线①代表,曲线②代表,据此解答。
【解析】A.内,的转化率为反应的量与初始量的比值,剩余的物质的量分数为,故转化率为,A错误;
B.后,物质的量减小,BH3与NH3的物质的量之和增大,说明是物质的量是增大的,根据氮元素守恒可知,NH3BH3的物质的量下降,趋势为曲线c,B错误;
C.Ⅱ-2×Ⅰ得到目标反应,则,C错误;
D.根据N元素守恒,,而,两边同除以n变形(根据图像纵坐标)可得,D正确;
故选D。
7.(2026·山东烟台·一模)(多选)二苯乙二酮()在碱的作用下可发生Benzilie重排反应,反应机理如下:
下列说法错误的是
A. 二苯乙二酮的二氯代物有15种
B. 正反应的活化能:①>③
C. 若二苯乙二酮的苯环上有氟原子,更容易发生Benzilie重排反应
D. 发生Benzilie重排反应的产物为
【答案】AD
【解析】A.二苯乙二酮分子对称,两个苯环等效,计算其二氯代物:、、,共有12种,A错误;
B.反应速率由活化能决定,活化能越高反应速率越慢。机理中①是慢反应,③是快反应,因此正反应活化能:①③,B正确;
C.氟是吸电子基团,苯环连氟后,会增强羰基碳的正电性,更有利于的亲核进攻(第一步亲核进攻是决速步),因此更容易发生Benzilie重排,C正确;
D.根据重排机理,二邻酮重排后产物为,即羟基和羧基直接连在同一个碳原子上,原两个羰基之间的碳骨架成环后: 对于1,2-环己二酮,重排后得到,D错误;
故选AD。
8.(2026·山东烟台·一模)CO2与H2在金属催化剂M的作用下可发生多种反应,机理如图。下列说法错误的是
A. X的分子构型为直线形
B. 产物HCOOH、HCHO、CO均为极性分子
C. 反应过程中涉及极性键的断裂与生成
D. 当生成等物质的量的含碳产物时,参与反应的为3:2
【答案】D
【解析】A.根据原子守恒,脱去1分子得到,为,中心原子C的价层电子对数为2,分子构型为直线形,A正确;
B.极性分子是正负电荷中心不重合的分子:(甲酸)结构不对称,(甲醛)结构不对称,是不同原子构成的双原子分子,三者均为极性分子,B正确;
C.反应过程中,中极性键断裂,产物中生成、等极性键,因此涉及极性键的断裂与生成,C正确;
D.三种含碳产物、、,假设各生成(等物质的量):生成:,消耗、;生成:,消耗、;生成:,消耗、,总,,,D错误;
故选D。
9.(2026·山东烟台·一模)燃煤脱硫过程中生成的CaSO4(s)与CO(g)在密闭体系中发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图。T1 K下,向2 L密闭容器中加入足量CaSO4(s)和1 mol CO(g),经t min反应达平衡,体系压强为原来的1.4倍。下列说法错误的是
A. 曲线M代表反应Ⅰ
B. p=4
C. 升高温度,一定增大
D. 0~t min,CO的平均反应速率为
【答案】D
【解析】A.反应Ⅰ,放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,随温度升高而减小,与曲线M的变化一致,A正确;
B.反应Ⅰ中气体总物质的量不变,只有反应Ⅱ使气体总物质的量增加()。 初始为,平衡后压强为原来的1.4倍,同温同容下总气体物质的量为,增加,因此反应Ⅱ消耗为,平衡时。 时,故,反应Ⅱ的平衡常数: 代入,得。 平衡总气体:,得,结合,解得,。 反应Ⅰ的平衡常数: ,,故,B正确;
C.升高温度,反应Ⅰ平衡常数减小的趋势与反应Ⅱ平衡常数增大的趋势几乎一致,是净增大(反应Ⅱ正向移动),而反应Ⅰ逆向移动会导致减小,反应Ⅱ正向移动会导致增大,由化学计量数可知,减小会更多,故,一定增大,C正确;
D.平衡时剩余,则,容器体积为,则: D错误;
故选D。
10.(2026·山东德州·一模)温度下,由物种A与物种B可制备C,涉及反应如下:Ⅰ:A(g)+B(g) =D(g) Ⅱ:A(g)+D(g) 2C(g)。向恒容密闭容器中充入n mol A (g)和1.0 mol B(g),平衡体系内物种A、C、D摩尔分数随A的起始投料n的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①代表物种A
B. P点时,物种C的摩尔分数为74%
C. Q点时向容器中通入气体Ar,则物种A的分压减小
D. Q点时反应Ⅱ的K≈32.4
【答案】C
【分析】由方程式可知,反应Ⅰ中1.0 mol B 完全反应生成1.0 mol D、消耗1.0 molA,则 T1温度下,增大A的物质的量,反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动,A的摩尔分数增大、D的摩尔分数减小、C的摩尔分数先增大后减小,则曲线①、②、③分别表示物种A、C、D摩尔分数随A的起始投料n的变化关系;由图可知,P点时,A的起始投料为2 mol,A、D的摩尔分数为0.13,则反应Ⅱ起始时A、D的物质的量都为1.0 mol,设容器的体积为V L,平衡时反应生成C的物质的量为2x mol,由物种A、D的摩尔分数可得:=0.13,解得x=0.74 mol,则平衡体系内物种C的摩尔分数为:×100%=74%,反应Ⅱ的平衡常数为:K=≈32.4。
【解析】A.由分析可知,曲线①代表物种A,A正确;
B.由分析可知,P点时,平衡体系内物种C的摩尔分数为74%,B正确;
C.向恒容密闭容器中充入不参与反应的氩气,平衡体系的各物质浓度不变,平衡不移动,则物种A的分压不变,C错误;
D.由分析可知,P点时,反应的平衡常数约为32.4,温度不变,平衡常数不变,P点和Q点的反应温度相同,所以Q点时,反应的平衡常数约为32.4,D正确;
故选C。
11.(2026·山东泰安·一模)(多选)发生水解的机理如下:
下列说法正确的是
A. 的键角小于
B. N-Cl键极性:B>A
C. 加入少量稀,反应速率变慢
D. 该过程有可能生成副产物
【答案】BD
【解析】A.和中心原子均为 N,均为杂化,有一对孤电子对。根据结合原子电负性越大,键角越小,F的电负性大于Cl ,故的键角大于,A错误;
B.A中N与Cl形成三个共价键,N和Cl的电负性相同,因此N-Cl极性较弱,而B中,由于N带正电使N-Cl极性增强,B正确;
C.反应机理的第一步是H+可以与N上的孤电子对结合,使N更易被亲核进攻。加入稀H2SO4会增加H+浓度,反而加快反应速率,C错误;
D.中间产物C继续发生反应可得到,2个可能发生反应得到副产物,D正确;
故选BD。
12.(2026·山东威海·二模)时,在体积为 的恒容密闭容器中充入和,发生反应 ,体系总压强( )与时间()的关系如图中曲线①所示(平衡时温度恢复至)。曲线②为只改变某一反应条件时的变化曲线。下列说法错误的是
A. :
B. 下该反应的平衡常数
C. 曲线②改变的反应条件可能为使用催化剂
D. 其他条件不变,若初始充入和,将减小
【答案】D
【解析】A.由于曲线②改变的条件为加入催化剂,因此a的反应速率会大于b和c,而在b点时反应未达到平衡,c点时为平衡态因此b点的正反应速率大于c点的正反应速率,正反应速率从大到小为,A正确;
B.初始为和,共8 mol气体对应的压强为8p0,而在平衡时气体的总压强为6p0,说明平衡时气体的总物质的量为6 mol,设CO2转化了2x mol,可列三段式:
,因此最终气体总的物质的量为,因此,所以可以确定各个气体的物质的量,,,,,,B正确;
C.因此曲线①②最终平衡时,体系压强一致,因此说明改变的条件不会影响化学平衡,只改变反应速率,曲线②改变的条件应为加入催化剂,C正确;
D.由于初始投入的CO2和H2的投料比未改变,并且与化学计量数之比相同,始终相等,,D错误;
故答案为D。
13.(2026·山东临沂·二模)芳基碘与烷基碘化物、烯烃发生偶联反应的机理如下图所示(部分产物未标出)。
下列说法错误的是
A. 过程中的催化剂为Pd和
B. 过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C. 过程③④⑤中Pd元素的化合价均发生了变化
D. 过程③和⑦中加入适量碱可提高生成物的平衡产率
【答案】C
【解析】A.催化剂在反应前后组成、质量不变,该循环机理中,Pd在反应中循环参与反应,在反应②结束后在⑥重新生成,因此都是催化剂,A正确;
B.反应中 C-I、Pd-I、Pd-C等极性键既有断裂也有形成;同时烯烃的碳碳双键(非极性键)的π键发生断裂,产物中新形成C-C非极性键,因此过程中存在极性键和非极性键的断裂和形成,B正确;
C.过程③中Pd脱去HI,形成Pd-C键,化合价没变仍为+2价;过程④Pd形成两个配位键,化合价改变;过程⑤发生配体的消除,Pd化合价发生改变,因此不是三步中化合价均发生变化,C错误;
D.过程③和⑦都会生成酸性副产物HI,加入适量碱可以中和HI,使平衡正向移动,提高生成物的平衡产率,D正确;
故答案选C。
14.(2026·山东临沂·二模)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为①;②。向恒容密闭容器中充入2 molCO2和3 molH2,平衡时所有含碳物种的摩尔分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. Ⅰ线表示CH4的变化情况
B. 温度时,H2的平衡转化率为50%
C. 温度时,反应②的平衡常数K=1
D. 温度时,向容器中加入少量Ⅱ线所示物种,重新达平衡时,p(CO)不变
【答案】B
【分析】反应中二氧化碳转化为甲烷、CO,由图,温度时,含碳化合物只有CO和Ⅰ线表示的物质,说明此时二氧化碳只发生反应②转化为CO,则Ⅰ线表示CO2的变化情况,那么Ⅱ线表示CH4的变化情况;
【解析】A.由分析,Ⅰ线表示CO2的变化情况,A错误;
B.由分析,温度时,甲烷、CO的物质的量均为2mol×0.15=0.3mol,由方程式,反应①消耗氢气1.2mol、②消耗氢气0.3mol,共消耗氢气1.5mol,H2的平衡转化率为50%,B正确;
C.由图,温度时,二氧化碳、CO均为2mol×0.5=1mol,则生成水1mol、消耗氢气1mol,平衡时氢气为2mol,反应②的平衡常数,C错误;
D.温度时,只发生反应②,向容器中加入少量甲烷,甲烷完全转化为二氧化碳和氢气,二氧化碳进一步发生反应②,一氧化碳的物质的量增加,温度和容器容积不变,所以重新达平衡时,p(CO)会增大,D错误;
故选B。
15.(2026·山东菏泽·二模)某温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的气体E、G,发生以下两个反应:
ⅰ. ,
ⅱ. ,
其中、为速率常数。容器内三种产物的物质的量浓度与反应时间的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 0~6 s内,
B. 10 s时,
C. 该温度下,
D. 温度不变,若减小容器容积,该曲线不变
【答案】C
【解析】A.0~6 s内,G的消耗量等于L的生成量,由图像可知,G的浓度改变量为5mol/L,,故A错误;
B.10 s时,反应达到平衡,但两个平行反应的正反应速率和不一定相等,无法比较,故B错误;
C.=,K2=,则=,由图像可知,平衡时,,=2.5,故C正确;
D.温度不变,若减小容器容积,各组分的浓度都会增大,该曲线会变,故D错误;
答案选C。
16.(2026·山东青岛·二模)芳基碘化物三氟甲基化反应机理如图。下列说法错误的是
A. 过程中碳原子的杂化方式未发生变化
B. ArCF3分子中最多有14个原子共平面
C. w是
D. 反应过程中可生成
【答案】C
【解析】A.反应过程中环状结构没有改变,碳原子都是sp2杂化,其余碳原子始终是以-CF3基团存在,碳原子采用sp3杂化,故A正确;
B.ArCF3的结构简式为,苯环上12个原子共面,由于单键可以旋转,-CF3中的3个F有一个可以与苯环共面,故最多有14个原子共平面,故B正确;
C.根据原子守恒可知,w是,故C错误;
D.与是同分异构体,二者均为三角双锥结构,结合流程可知可能生成,故D正确;
答案选C。
17.(2026·山东青岛·二模)硫酰氯(SO2Cl2)在一定条件下分解反应为。100℃,恒容密闭容器进行实验,测得不同时刻的浓度及该时刻的瞬时反应速率如下。下列说法正确的是
时刻
3.2
2.6
2.0
1.4
0.8
0.2
6.4
5.2
4.0
2.8
1.6
0.4
A. 该反应的速率方程可表示为(k为速率常数)
B.
C.
D. 110℃重复上述实验,初始速率更大因为温度升高使反应活化能减小
【答案】C
【解析】A.将表中数据代入验证可得v/c(SO2Cl2)为定值,故速率方程为v = kc(SO2Cl2),属于一级反应,A错误;
B.t1~t2和t2~t3时间段内SO2Cl2浓度减少量均为0.6×10-2 mol/L,而反应速率随反应物浓度降低而减小,故消耗等量反应物所需时间更长,即,B错误;
C.根据一级反应积分式ln(c0/c) = kt计算可得,,,故,C正确;
D.温度升高不会改变反应活化能,初始速率增大是因为温度升高使活化分子百分数增大,有效碰撞频率升高,D错误;
故答案选C。
试卷第1页,共3页
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专题07 化学反应机理 速率与平衡
7年真题1年模拟
考点分类
山东考情
命题规律
考点01 化学反应机理
2024·山东(1题)、2022·山东(1题)
· 情境设置:以物质结构片段图或催化循环机理图为载体,呈现微观反应历程
· 考查重点:化学键类型判断、电子转移分析、中间体与催化剂辨识、反应历程能量变化
· 命题趋势:依托真实科研情境,强化对反应机理图示的解读能力;注重宏观现象与微观本质的关联,考查证据推理与模型认知素养
考点1 化学反应机理
1.(2025·山东·高考真题)用肼的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 是还原反应的产物
B. 还原性:
C. 处理后溶液的增大
D. 图示反应过程中起催化作用的是
2.(2022·山东·高考真题)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
A. 含N分子参与的反应一定有电子转移
B. 由NO生成的反应历程有2种
C. 增大NO的量,的平衡转化率不变
D. 当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
3.(2021·山东·高考真题)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为: 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CH318OH
D. 反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
4.(2020·山东·高考真题)(多选)1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子();第二步Br -进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是
A. 1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定
B. 与0℃相比,40℃时1,3-丁二烯的转化率增大
C. 从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小
D. 从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
考点2 化学反应速率与平衡
1.(2025·山东·高考真题)在恒容密闭容器中,热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是
A. a线所示物种为固相产物
B. 温度时,向容器中通入,气相产物分压仍为
C. 小于温度时热解反应的平衡常数
D. 温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
2.(2026·山东·高考真题)研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
恒压条件下,,,按体积比投料,分别使用甲或乙作催化剂,在下反应固定时间后测定的实验转化率;不改变其他条件,每间隔重复上述实验。的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知:甲催化时,选择性在为;甲、乙分别催化时,选择性在均达。下列说法正确的是
A. ,
B. 范围内,使用甲催化时,选择性随温度升高而增大
C. 范围内,相同温度下,无论使用甲还是乙催化,产物选择性相同
D. 其他条件不变,仅减小投料量,选择性达时的温度仍为
3.(2024·山东·高考真题)(多选)逆水气变换反应:。一定压力下,按,物质的量之比投料,,温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,,温度时反应速率常数k分别为。下列说法错误的是
A.
B. 温度下达平衡时反应速率的比值:
C. 温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D. 温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同
4.(2023·山东·高考真题)(多选)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:
已知反应初始E的浓度为0.10mol∙L-1,TFAA的浓度为0.08mol∙L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是
A. t1时刻,体系中有E存在
B. t2时刻,体系中无F存在
C. E和TFAA反应生成F的活化能很小
D. 反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08mol∙L-1
1.(2026·山东青岛·一模)我国科研团队开发出甲醇在Ag催化下脱氢制甲醛的反应为:①;②,时,刚性密闭容器中,通入甲醇发生反应,CO与HCHO的分压随时间变化如图。该温度下,反应①为。下列说法错误的是
A. 该温度下,为
B. 通过适当减少反应时间,可以增加甲醛的产率
C. 其他条件不变,增大容器体积,重新达到平衡时,甲醛的产率增加
D. 该温度下平衡时甲醇的分压为
2.(2026·山东青岛·一模)催化加氢制甲醇机理如图。下列说法正确的是
A. 该过程的原子利用率为100%
B. 适当增加氧空位,可提高该反应的化学反应速率
C. 该过程既有极性键又有非极性键的断裂和生成
D. 增大与投料比,平衡时甲醇体积分数一定增加
3.(2026·山东淄博·一模)(多选)将和按不同投料比或1,以不同流速通入反应器中,分别在360℃、400℃下发生反应: 。min时,HCl流速与HCl转化率关系如图所示。较低流速下转化率可近似为平衡转化率;曲线a、b所示反应中投料比相同、温度不同,曲线a、c温度相同,投料比不同。下列说法正确的是
A. 曲线a投料比
B. 平衡常数:
C. 使用高效催化剂可提高M点HCl的转化率
D. HCl转化率P点大于N点,原因为P点温度高,反应速率快
4.(2026·山东滨州·一模)工业上利用碳热还原BaSO4获得BaS。过程中的主要反应如下:
i.
ii.
iii.
在恒容密闭容器中达平衡时,体系中各组分物质的量分数随温度的变化如图。
下列说法错误的是
A. c线所示物种为BaS
B. 300℃时,向容器中加入a线所示物种,重新达到平衡时,反应i速率增大
C. 400℃后,各组分变化可能是平衡移动所致
D. 1200℃时,容器中CO2与CO的物质的量之和等于投入C(s)的物质的量
5.(2026·山东济宁·一模)石墨炭负载单原子铁催化2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)反应的能量变化如图所示(*表示在催化剂表面吸附),下列关于该反应的说法错误的是
A. 该反应低温下可自发进行
B. 正反应的决速步为2NO*→N2O*+O*
C. 升高温度化学反应速率增大程度为v逆正
D. 该过程包含三个基元反应
6.(2026·山东济宁·一模)镍基催化剂可以催化储氢物质氨硼烷(NH3BH3)的分解反应:
I.
Ⅱ.
恒温条件下,以氨硼烷的四氢呋喃溶液为原料(含NH3BH3的物质的量为n)进行实验,得到、、随时间t变化的曲线。其中x1为BH3与NH3的物质的量之和,x2为BH3的物质的量,x3为剩余NH3BH3的物质的量。
下列说法正确的是
A. 0~t0内,NH3BH3的转化率为
B. t1后曲线③的变化趋势可能为a
C.
D.
7.(2026·山东烟台·一模)(多选)二苯乙二酮()在碱的作用下可发生Benzilie重排反应,反应机理如下:
下列说法错误的是
A. 二苯乙二酮的二氯代物有15种
B. 正反应的活化能:①>③
C. 若二苯乙二酮的苯环上有氟原子,更容易发生Benzilie重排反应
D. 发生Benzilie重排反应的产物为
8.(2026·山东烟台·一模)CO2与H2在金属催化剂M的作用下可发生多种反应,机理如图。下列说法错误的是
A. X的分子构型为直线形
B. 产物HCOOH、HCHO、CO均为极性分子
C. 反应过程中涉及极性键的断裂与生成
D. 当生成等物质的量的含碳产物时,参与反应的为3:2
9.(2026·山东烟台·一模)燃煤脱硫过程中生成的CaSO4(s)与CO(g)在密闭体系中发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图。T1 K下,向2 L密闭容器中加入足量CaSO4(s)和1 mol CO(g),经t min反应达平衡,体系压强为原来的1.4倍。下列说法错误的是
A. 曲线M代表反应Ⅰ
B. p=4
C. 升高温度,一定增大
D. 0~t min,CO的平均反应速率为
10.(2026·山东德州·一模)温度下,由物种A与物种B可制备C,涉及反应如下:Ⅰ:A(g)+B(g) =D(g) Ⅱ:A(g)+D(g) 2C(g)。向恒容密闭容器中充入n mol A (g)和1.0 mol B(g),平衡体系内物种A、C、D摩尔分数随A的起始投料n的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①代表物种A
B. P点时,物种C的摩尔分数为74%
C. Q点时向容器中通入气体Ar,则物种A的分压减小
D. Q点时反应Ⅱ的K≈32.4
11.(2026·山东泰安·一模)(多选)发生水解的机理如下:
下列说法正确的是
A. 的键角小于
B. N-Cl键极性:B>A
C. 加入少量稀,反应速率变慢
D. 该过程有可能生成副产物
12.(2026·山东威海·二模)时,在体积为 的恒容密闭容器中充入和,发生反应 ,体系总压强( )与时间()的关系如图中曲线①所示(平衡时温度恢复至)。曲线②为只改变某一反应条件时的变化曲线。下列说法错误的是
A. :
B. 下该反应的平衡常数
C. 曲线②改变的反应条件可能为使用催化剂
D. 其他条件不变,若初始充入和,将减小
13.(2026·山东临沂·二模)芳基碘与烷基碘化物、烯烃发生偶联反应的机理如下图所示(部分产物未标出)。
下列说法错误的是
A. 过程中的催化剂为Pd和
B. 过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C. 过程③④⑤中Pd元素的化合价均发生了变化
D. 过程③和⑦中加入适量碱可提高生成物的平衡产率
14.(2026·山东临沂·二模)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为①;②。向恒容密闭容器中充入2 molCO2和3 molH2,平衡时所有含碳物种的摩尔分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. Ⅰ线表示CH4的变化情况
B. 温度时,H2的平衡转化率为50%
C. 温度时,反应②的平衡常数K=1
D. 温度时,向容器中加入少量Ⅱ线所示物种,重新达平衡时,p(CO)不变
15.(2026·山东菏泽·二模)某温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的气体E、G,发生以下两个反应:
ⅰ. ,
ⅱ. ,
其中、为速率常数。容器内三种产物的物质的量浓度与反应时间的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 0~6 s内,
B. 10 s时,
C. 该温度下,
D. 温度不变,若减小容器容积,该曲线不变
16.(2026·山东青岛·二模)芳基碘化物三氟甲基化反应机理如图。下列说法错误的是
A. 过程中碳原子的杂化方式未发生变化
B. ArCF3分子中最多有14个原子共平面
C. w是
D. 反应过程中可生成
17.(2026·山东青岛·二模)硫酰氯(SO2Cl2)在一定条件下分解反应为。100℃,恒容密闭容器进行实验,测得不同时刻的浓度及该时刻的瞬时反应速率如下。下列说法正确的是
时刻
3.2
2.6
2.0
1.4
0.8
0.2
6.4
5.2
4.0
2.8
1.6
0.4
A. 该反应的速率方程可表示为(k为速率常数)
B.
C.
D. 110℃重复上述实验,初始速率更大因为温度升高使反应活化能减小
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