阶段重点练(二)(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(鲁科版)
2026-09-14
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教辅
摘要:
该高中化学课件聚焦化学反应速率、化学平衡、活化能及反应机理,通过反应速率图像分析导入,逐步深入反应条件影响、平衡移动原理,再结合工业生产案例,构建从基础理论到实际应用的学习支架。
其亮点在于结合图像数据(如X浓度变化图、物质的量分数曲线)和工业实例(甲醇羰基化、乙烯水合),培养科学思维(证据推理、模型建构)与化学观念(物质变化规律)。例如通过不同条件下反应速率与平衡的分析,帮助学生理解理论联系实际,教师可借助这些案例提升教学效率。
内容正文:
阶段重点练(二)
第2章 化学反应的方向、限度与速率
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一、化学反应速率及图像
1. 溶液中的反应X+Y 2Z分别在①、②、③三种不同实验条件下进行,
它们的起始浓度均为c(X)=c(Y)=0.100 mol·L-1及c(Z)=0
mol·L-1,反应物X的浓度随时间变化如图所示。②、③与①比较只有一
个实验条件不同,下列说法不正确的是( )
A. 反应进行到5.0 min时③的反应速率最快
B. 条件②的反应最先达到平衡
C. ②与①比较,②可能压强更大
D. 该反应的正反应是吸热反应
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解析: 反应进行到5 min时,③中X浓度变化最大,即反应速率最快,A
正确;由图像看出条件②的反应最先达到平衡,B正确;②与①比较,只
有反应速率不同,达到的平衡状态相同,可能为②加入了催化剂,在溶液
中进行的反应,压强对反应速率没有影响,C错误;条件③比条件①先达
到平衡,说明条件③的反应速率比条件①的反应速率快,但反应的限度要
大于条件①,可能为升温所致,故该反应正反应为吸热反应,D正确。
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2. (2026·江苏常州期中)恒温恒压密闭容器中,t=0时加入A(g),
各组分的物质的量分数x随反应时间t变化
的曲线如图所示。已知:反应速率v=kx,
k为反应速率常数,x为反应物的物质的量
分数。下列说法正确的是( )
A. 该条件下, =
B. 0~t1时间段,生成M和N的反应速率:M>N
C. 若加入催化剂,k1增大,k2不变,则x1和x平衡(M)均变大
D. 若A(g) M(g)和A(g) N(g)均为吸热反应,则升高温
度,x平衡(A)变大
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解析: 设反应①为A(g) M(g),平衡时,v逆(M)=v正
(A),k-1x(M)=k1x(A),故K1= = ,设反应②为A
(g) N(g),平衡时,v逆(N)=v正(A),k-2x(N)=k2x
(A),故K2= = ,故反应N(g) M(g)为反应①-②,
故K= = = × = ,A正确;由图可知,0~t1时间
段,生成M和N的物质的量相同,由此可知,生成M和N的平均反应速率相
等,B错误;
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若加入催化剂,k1增大,k2不变,更有利于生成M,则x1变大,但催化剂
不影响平衡移动,x平衡(M)不变,C错误;若A(g) M(g)和A(g)
N(g)均为吸热反应,则升高温度,两个反应均正向移动,A的物质
的量分数变小,则x平衡(A)变小,D错误。
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二、活化能与反应机理
3. 以金属镍为催化剂由乙烷制备甲烷,反应过程中的部分反应历程如图所示,下列说法正确的是( )
A. 催化剂镍的使用改变了该反应的焓变
B. 中间体1生成中间体2的反应速率决定总反应的反应速率
C. 反应过程中,有极性键和非极性键的断裂和形成
D. 总反应为Ni(s)+C2H6(g) NiCH2(s)+CH4(g)
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解析: 催化剂只加快反应速率,降低反应活化能,但不改变反应的
始态和终态,故不改变反应的焓变,A错误;由图可知,中间体2到过
渡态2的能垒最大,为决速步骤,所以由中间体2生成中间体3的反应速
率决定总反应的反应速率,B错误;反应过程中没有非极性键的形成,
C错误;由图可知,总反应为Ni(s)+C2H6(g) NiCH2(s)+
CH4(g),D正确。
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4. (2026·吉林长春高二期中)二氧化碳甲烷化的研究对缓解能源危机意
义重大。以LaNiO3催化二氧化碳甲烷化的反应机理如图所示(LaNiO3与H2
作用生成La2O3和Ni),
下列说法正确的是
( )
A. La2O2CO3在该反应历程中起催化作用
B. 催化剂降低反应的活化能,加快反应速率,提高了平衡产率
C. 若·H+CO2· 是反应的决速步,则该步的化学反应速率最快
D. 图示过程的总反应式可表示为4H2+CO2 2H2O+CH4
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解析: 根据题干信息,反应的催化剂为LaNiO3,由图可知在反应中
La2O2CO3为中间产物,A错误;催化剂不影响化学平衡,不能提高平衡产
率,B错误;决速步的活化能最大,化学反应速率最慢,C错误;由图可
知,二氧化碳甲烷化的总反应为4H2+CO2 2H2O+CH4,D正确。
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三、化学反应速率与化学平衡在实际生产生活中的应用
5. 工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):CH3OH
(g)+CO(g) HCOOCH3(g),在容积固定的密闭容器中,投入等
物质的量CH3OH和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所
示。下列说法不正确的是( )
A. 增大压强甲醇转化率增大
B. b点反应速率v正=v逆
C. 平衡常数K(75 ℃)>K(85 ℃),
反应速率vb<vd
D. 生产时反应温度控制在80~85 ℃为宜
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解析: 由于该反应是气体体积减小的反应,增大压强可以使平衡正向
移动,即增大甲醇的转化率,A正确;题中说明该曲线是测得相同时间内
CO的转化率随温度变化曲线,并非在不同温度下的平衡转化率;b点之
后,仍有一段曲线表示CO的转化率随温度升高而升高,说明b点不是平衡
状态,则此时v正>v逆,B错误;温度超过约83 ℃ 时,随着温度的升高,
CO的转化率降低,则说明该反应是放热反应;对于放热反应而言,温度越
高,平衡常数K越小,故K(75 ℃)>K(85 ℃);b点的温度比d点的
低,故vb<vd,C正确;根据图可知,温度在80~85 ℃的范围内,CO的转
化率最高,超过该温度范围,随着温度的升高,CO的转化率降低,说明反
应的最适温度在80~85 ℃之间,故生产时反应温度控制在80~85 ℃为
宜,D正确。
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6. (2026·江苏苏州高二期中)乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4
(g)+H2O(g) C2H5OH(g) ΔH。乙烯的平衡转化率随温度、压
强的变化关系如下:[起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol;a点容器
体积为1 L]。下列分析不正确的是( )
A. 乙烯气相直接水合反应的ΔH<0
B. 图中a点对应的乙醇体积分数约为11.1%
C. 图中压强的大小关系为:p1>p2>p3
D. 达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b
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解析: 由图可得,在同一压强下温度越高,乙烯的转化率越低,即平
衡逆向移动,该反应是放热反应,A正确;在a点达到平衡时,乙烯的转化
率为20%,可得:
C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)
起始物质的量/mol 1 1 0
转化物质的量/mol 0.2 0.2 0.2
平衡物质的量/mol 0.8 0.8 0.2,
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乙醇的体积分数= ×100%≈11.1%,B正确;在相同温度下,
压强增大,平衡正向移动,乙烯的平衡转化率升高,由图可知p1<p2<p3,
C错误;与a点相比,b点温度高,压强大,反应速率快,达平衡所需时间
较短,D正确。
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7. (2026·广东深圳高二期中)已知分步
反应:①A(g) B(g)+2C(g),
②B(g)+2C(g) D(g)+3E(g),
其反应过程能量变化如图所示,
下列说法正确的是( )
A. 第一步反应的速率大于第二步反应的速率
B. 升高温度,反应①②的正反应速率均加快,逆反应速率均减慢
C. 使用合适的催化剂可降低反应的活化能,减小反应的热效应
D. A转化为D和E的反应为吸热反应
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解析: 由图可知,第一步的活化能高于第二步的,活化能越大,反
应速率越慢,则第一步反应的速率小于第二步反应的速率,A项错误;
升高温度,正、逆反应速率均加快,B项错误;使用催化剂可以降低反
应的活化能,但不影响始态和终态的能量,所以反应的热效应不受影
响,C项错误;由图可知,A的总能量低于D和E的总能量,属于吸热反
应,D项正确。
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8. (2026·云南玉溪高二期中)甲醇是重要的化工原料之一,也可作燃
料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇,涉及的反应
如下:
反应ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.9
kJ·mol-1 ;
反应ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.6
kJ·mol-1。
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(1)反应ⅰ在有、无催化剂条件下的反应历程如图所示,其中吸附在催化
剂表面上的物种用*标注,TS为过渡态。
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在有催化剂的情况下,该反应历程中决速步骤的化学方程式为
。
解析: 反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知,该反应历程
的决速步骤为H2COO+2H2(g) H2CO*+OH*+ H2(g)。
H2COO+
2H2(g) H2CO*+OH*+ H2(g)
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(2)现将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的恒温刚性密闭容器中,起始压强为p(单位为kPa)。若只发生反应ⅰ,测得氢气物质的量随时间变化如图中实线所示:
①该反应在 下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
低温
CD
A. 混合气体中c(CO2) ∶c(H2) ∶c(CH3OH)=1∶3∶1
B. 混合气体的密度保持不变
C. 压强保持不变
D. 3v正(CO2)=v逆(H2)
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③a点正反应速率 (填“大于”“等于”或“小于”)b点逆反应
速率。平衡时反应ⅰ的Kp= (以分压来表示,物质的分压=总
压×该物质的物质的量分数)。
④仅改变某一实验条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中
虚线所示,对应的实验条件改变的是 。
大于
kPa-2
加压(或增大二氧化碳的浓
度)
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⑤一定条件下,单位时间内不同温度下测定的CO2转化率如图所示。温度
高于710 K时,随温度的升高CO2转化率降低的原因可能是
。
该反应是放热
反应,随温度的升高,710 K之后平衡逆向移动,CO2的转化率降低
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解析: ①反应ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH1=-49.9 kJ·mol-1为熵减放热反应,由公式ΔG=ΔH-TΔS<0可
知,该反应在低温条件下可自发进行;②混合气体中c(CO2) ∶c
(H2) ∶c(CH3OH)=1∶3∶1,为反应的化学计量数之比,不能说明
反应达到平衡状态,A错误;在恒温刚性密闭容器中发生该反应,结合质
量守恒定律可知,混合气体的密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡
状态,B错误;在恒温刚性密闭容器中发生该反应,随着反应进行,体系
压强发生变化,当压强保持不变说明反应达到平衡状态,C正确;3v正
(CO2)=v逆(H2)=3v逆(CO2),正、逆反应速率相等,可说明反应
达到平衡状态,D正确;③由图可知,4 min以前,反应没有达到平衡状态,
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氢气的量在不断减少,反应向正反应方向进行,则正反应速率大于逆
反应速率,故a点正反应速率大于b点逆反应速率;由图可知,c点时,反应
ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)达到平衡状态,且平
衡时,H2的物质的量为2 mol,列三段式:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol 6 8 0 0
变化/mol 2 6 2 2
平衡/mol 4 2 2 2
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= kPa-2;④由图可知,新条件下,H2物质的量更
少,虚线较实线反应达到平衡时,正向进行程度更大,则可能改变的是加
压或增大二氧化碳的浓度,使平衡正向移动;⑤由图可知,CO2的转化率
先升高,温度高于710 K后转化率降低,可能是由于该反应为放热反应,
随着温度的升高,710 K后平衡逆向移动,CO2的转化率降低。
平衡时,总物质的量为10 mol,n(H2O)=n(CH3OH)=2 mol, n
(CO2)=4 mol,体系总压强为 p kPa,则平衡时反应ⅰ的Kp=
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