第01讲 化学反应速率及其影响因素(专项训练)(天津专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-08-31
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摘要:
**基本信息**
以考向为纲系统覆盖化学反应速率概念、计算、影响因素及活化能应用,通过基础-重难-真题三级演练构建从概念到机理的知识逻辑链,强化科学思维与实验探究能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|模拟·基础演练(4考向)|16题,含选择/计算题|聚焦概念辨析、速率计算及影响因素判断|从速率定义(考向1)到测定比较(考向2),再到浓度/温度/催化剂影响(考向3),递进至活化能机理(考向4),形成概念-计算-应用逻辑|
|重难·创新演练|8题,含图表分析/实验探究题|结合反应机理、平衡图像及实验方案设计|深化影响因素与反应历程关系,体现科学探究与模型认知|
|真题·实战演练|3题,高考真题及改编题|综合考查速率与平衡移动、工业流程应用|对接高考命题趋势,强化真实情境中问题解决能力|
内容正文:
第01讲 化学反应速率及其影响因素(专项训练)
目 录
模拟·基础演练
考向01 化学反应速率的概念与计算
考向02 化学反应速率的测定与大小比较
考向03 影响化学反应速率的因素
考向04 活化能、催化剂对速率的影响及速率常数的应用
重难·创新演练
真题·实战演练
模拟·基础演练
考向01 化学反应速率的概念与计算
1.(2026高三上·天津·阶段训练)下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率是指任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率为是指时某物质的浓度为
C.升高温度能使化学反应速率增大
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
2.下列有关化学反应速率的认识中错误的是
①可以测定某一反应的瞬时速率
②只能用单位时间内物质的量浓度变化值表示
③反应速率越快的反应其现象越明显
④溶液中发生的反应,速率的快慢主要由温度、浓度决定
A.只有① B.只有①② C.只有③④ D.均错误
3.反应从正反应方向,经过2s后B的浓度减少了0.04 mol⋅L-1。下列说法正确的是
A.用A表示的反应速率是0.04 mol⋅L-1⋅s-1
B.在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的
C.在2s末时的反应速率,用反应物B来表示是0.02 mol⋅L-1⋅s-1
D.2s后,D的物质的量为0.02mol
4.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:,经5min后,测得D的浓度为0.4 mol•L-1,C的平均反应速率是0.12mol•L-1•min-1,且此时A、B的物质的量之比为2:3。下列说法不正确的是( )
A.x的值是3
B.开始时A的物质的量为2.8mol
C.5min内,B的平均反应速率为0.04mol•L-1•min-1
D.5min时,容器中气体总的物质的量为3.6mol
考向02 化学反应速率的测定与大小比较
5.(25-26高三上·天津·阶段检测)反应 A(g)+3B(g)2C(g)+3D(g) 在下列四种不同情况下反应速率最快的为
A. B.
C. D.
6.(25-26高三上·天津·阶段检测)在一定条件下,向2 L密闭容器中充入3 mol X气体和1 mol Y气体,发生下列反应:2X(g)+Y(g)3Z(g)+2W(g)在某时刻测定出的下列各生成物的浓度,一定不正确的是
A.c(Z)=0.45 mol/L B.c(Z)=1.50 mol/L
C.c(W)=0.60 mol/L D.c(W)=0.80 mol/L
7.在容积为的密闭容器中进行反应 。起始时和均为0.2 mol,反应在不同条件下进行,反应体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.从开始至平衡,实验a的
C.、、三者的反应速率:
D.由图像得出的平衡常数
8.工业上利用制备的原理为 。在容积相等的刚性容器中分别按为1:1、2:1投料,且的物质的量相等,测得平衡转化率与投料比、温度之间的关系如图。下列叙述错误的是
A.上述正反应是焓增反应
B.代表
C.平衡常数:
D.正反应速率:
考向03 影响化学反应速率的因素
9.(25-26高三上·天津南开·期末)下列实验方案设计中,能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
探究浓度对化学反应速率的影响
两支试管中分别盛有和的酸性高锰酸钾溶液,同时各加入的草酸溶液,观察紫色褪去的快慢
B
探究与对分解的催化效率
分别向两支装有溶液的试管中滴加5滴相同浓度的溶液和溶液,比较两支试管产生气泡快慢
C
探究温度对化学反应速率的影响
用两支大小相同的试管各取溶液,分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中,再同时分别加入溶液,振荡,比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
D
检验铜与浓硫酸反应生成
铜与足量浓硫酸在加热条件下反应一段时间,冷却后,向反应后的溶液中慢慢倒入适量蒸馏水,观察溶液颜色
A.A B.B C.C D.D
10.(2025·天津·模拟预测)下列实验方法合理的是
选项
实验目的
实验方法
A
配制溶液时使溶液混合均匀
定容之前,上下颠倒摇动容量瓶
B
检验溶液中混有的
滴加酸性溶液,观察颜色变化
C
探究温度对反应速率的影响
与溶液在不同温度下反应,观察出现浑浊的快慢
D
探究水溶液是否具有酸性
滴加石蕊,观察颜色变化
A.A B.B C.C D.D
11.(2026·天津·三模)尿素是一种常用的氮肥,合成尿素包括如下两个基元反应:
①
②(慢)
在恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2,在不同催化剂(Cat1、Cat2)作用下合成尿素,单位时间内氨的转化率与温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.NH3和CO2的转化率相同时,反应达到平衡状态
B.在较高温度下自发进行
C.c点时扩大容器的体积,总反应v正<v逆
D.增大CO2、NH3浓度对合成尿素的反应速率影响不大
12.(2026·天津·一模)生产环氧乙烷()的反应为(g) ,其反应机理如下:
① 慢
②+AgO 快
③ 快
下列有关该反应的说法正确的是
A.反应的活化能等于
B.根据③可知,有副反应发生
C.也是该反应的催化剂
D.增大乙烯的浓度能显著提高环氧乙烷的生成速率
考向04 活化能、催化剂对速率的影响及速率常数的应用
13.(24-25高三上·天津·阶段检测)在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷和乙醛,其反应过程中的能量变化如图所示(图中“”表示吸附态):
下列说法错误的是
A.增大压强,环氧乙烷的产率增大
B.使用银作催化剂能降低反应的活化能,增大反应速率
C.升高温度,乙烯的平衡转化率增大,环氧乙烷和乙醛的产率增大
D.相同条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷的决速步骤是
14.(2025·天津·模拟预测)分子在(氟化石墨烯)表面可能进行分解,其分解的部分基元反应能量曲线如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是
A.图中反应历程包含五个基元反应
B.图中反应历程中,涉及非极性键的断裂和形成
C.随着分子的不断分解,O原子在表面的覆盖度升高,对后续的分解反应会产生影响
D.图中反应的决速步骤为
15.(2026·天津南开·二模)一种资源化反应为,该反应在一定条件下能自发进行。、反应达到平衡时,下列说法正确的是
A.该反应的
B.恒温恒容,充入惰性气体,平衡正向移动
C.恒温恒容,增大浓度,的转化率增大
D.其他条件一定,升高温度,活化分子百分数增大
16.(2026·天津南开·二模)的综合利用是实现“碳达峰”“碳中和”的重要手段。利用钌(Ru)基催化剂将转化为有机原料甲酸的反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A.键角:
B.该反应的总方程式:
C.反应过程中C原子的杂化方式不变
D.反应过程中既有极性键的断裂,又有非极性键的断裂
重难·创新演练
1.(2025·天津·二模)白磷的分子结构如图1,白磷转化为红磷的能量变化如图2,下列说法正确的是
A.白磷是共价晶体
B.白磷和红磷互称为同位素
C.加入催化剂,能改变反应历程,减小反应焓变,加快反应速率
D.燃烧生成时,白磷放出的能量比红磷多
2.(25-26高三上·天津静海·阶段检测)下列说法正确的是
A.豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能
B.和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
C.制反应中,能加快化学反应速率
D.与反应中,能减小该反应的焓变
3.(25-26高三上·天津蓟州·阶段检测)为探究锌与足量稀硫酸的反应速率,在下列溶液中,产生氢气速率最快的是
A.150 mL 0.01 mol/L B.50 mL 0.03 mol/L C.100 mL 0.02 mol/L D.100 mL 18.4 mol/L
4.(2026·天津南开·二模)的综合利用是实现“碳达峰”“碳中和”的重要手段。利用钌(Ru)基催化剂将转化为有机原料甲酸的反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A.键角:
B.该反应的总方程式:
C.反应过程中C原子的杂化方式不变
D.反应过程中既有极性键的断裂,又有非极性键的断裂
5.利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.甲装置:制备并测量其体积
B.乙装置:测定锌与稀硫酸反应速率
C.丙装置:测定醋酸的浓度
D.丁装置:探究铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀
6.(25-26高三上·天津·阶段检测)甲、乙、丙三个体积均为2 L的密闭刚性容器中分别充入和,在80℃条件下发生反应。起始浓度如下表所示,其中甲经5 min后达到平衡时,的转化率为50%,下列判断不正确的是
起始物质的量(mol)
甲
乙
丙
0.5
1
0.5
0.5
1
1
A.达平衡时,甲容器中用表示的平均反应速率为
B.平衡时,甲、乙、丙中的转化率:甲=乙<丙
C.平衡时混合气体的平均相对分子质量:甲=乙>丙
D.温度降至70℃时,测得该反应的平衡常数为1.2,则该反应的正反应为放热反应
7.(2025·天津河北·一模)氮氧化物()是大气的主要污染物,某研究小组利用催化剂ZAg对NO催化转化的反应过程与能量变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A.总反应的热化学方程式:
B.过渡态的稳定性:
C.反应过程的决速步骤为放热反应
D.催化剂ZAg降低了反应的活化能,但不能改变反应热
8.(2025·天津武清·一模)下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
向5mL浓度均为的、混合溶液中滴加2滴溶液,观察现象
B
麦芽糖水解生成葡萄糖
加热麦芽糖和稀硫酸的混合溶液,冷却后加入溶液至碱性,再加入银氨溶液,加热,观察现象
C
验证肉桂醛中含碳碳双键
向肉桂醛()中加入溴水,观察现象
D
其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率加快
取两支试管,均加入酸性溶液,然后向一支试管中加入溶液2mL,向另一支试管中加入溶液2mL,第一支试管中褪色时间较长
A.A B.B C.C D.D
真题·实战演练
1.(2022·天津·高考真题)向恒温恒容密闭容器中通入2mol 和1mol ,反应达到平衡后,再通入一定量,达到新平衡时,下列有关判断错误的是
A.的平衡浓度增大 B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大 D.的转化总量增大
2.(2023·天津·高考真题)工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下,其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。
Ⅱ.一定条件下,钒催化剂的活性温度范围是450~600℃。为了兼顾转化率和反应速率,可采用四段转化工艺:预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化,气体温度会迅速接近600℃,此时立即将气体通过热交换器,将热量传递给需要预热的SO2和O2,完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化,温度逐段降低,总转化率逐段提高,接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时,SO2转化率达到97%。
(5)气体经过每段的钒催化剂层,温度都会升高,其原因是______。升高温度后的气体都需要降温,其目的是______。
(6)采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。
a.控制适宜的温度,尽量加快反应速率,尽可能提高SO2转化率
b.使反应达到平衡状态
c.节约能源
3. (2024·天津·高考真题)是常用的还原剂,可选择合适的催化剂实现其可控水解制。
I.的结构
(1)由和组成。的空间结构为___________,的电子式为___________。
Ⅱ.的水解
的水解反应方程式为:,该反应放热。
(2)无催化剂时,在酸性溶液中水解迅速,在碱性溶液中水解缓慢,在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降。在纯水中反应速率快速下降的原因是___________。
(3)相同条件下,三种试制的催化剂X、Y和Z在碱性溶液中催化水解产的体积随反应时间的变化如图。下列相关结论正确的是___________(填序号)。
a.反应至时,使用X产生的体积是使用Y的2倍
b.与Y相比,X降低反应的活化能更多
c.Z无催化活性
(4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行水解反应的对比实验,的生成速率与浓度的关系如图所示。在反应过程中,体系温度随反应进行逐渐升高,催化剂活性保持不变。
①图中起始温度较高的实验对应的曲线是___________(填“M”或“N”);
②曲线M中,p点之前的生成速率提高,主要原因是___________;p点之后的生成速率降低,主要原因是___________。
Ⅲ.的再生
(5)用惰性电极电解碱性溶液,在阳极生成,在阴极生成和,实现的再生。总反应为,阴极的电极反应式为___________。
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第01讲 化学反应速率及其影响因素(专项训练)
目 录
模拟·基础演练
考向01 化学反应速率的概念与计算
考向02 化学反应速率的测定与大小比较
考向03 影响化学反应速率的因素
考向04 活化能、催化剂对速率的影响及速率常数的应用
重难·创新演练
真题·实战演练
模拟·基础演练
考向01 化学反应速率的概念与计算
1.(2026高三上·天津·阶段训练)下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率是指任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率为是指时某物质的浓度为
C.升高温度能使化学反应速率增大
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
【答案】C
【解析】A.化学反应速率不适用于固体或纯液体,因其浓度不变,A错误;
B.化学反应速率是平均速率,而非瞬时浓度,B错误;
C.升高温度增加活化分子百分数,所有反应速率均增大,C正确;
D.反应现象是否明显与反应本身有关,并非速率大就明显,如酸碱中和反应几乎无现象,D错误;
故选C。
2.下列有关化学反应速率的认识中错误的是
①可以测定某一反应的瞬时速率
②只能用单位时间内物质的量浓度变化值表示
③反应速率越快的反应其现象越明显
④溶液中发生的反应,速率的快慢主要由温度、浓度决定
A.只有① B.只有①② C.只有③④ D.均错误
【答案】D
【解析】①测定某一反应一段时间内的平均速率,故①错误;②不仅可以用单位时间内物质的量浓度变化值表示,还可以用单位时间内其他改变量来表示,故②错误;③反应速率越快的反应其现象可能不明显,比如酸碱中和反应,故③错误;④溶液中发生的反应,速率的快慢主要物质本身性质决定,温度、浓度仅仅是一个影响因素,故④错误;因此①②③④错误,故答案为D。
综上所述,答案为D。
3.反应从正反应方向,经过2s后B的浓度减少了0.04 mol⋅L-1。下列说法正确的是
A.用A表示的反应速率是0.04 mol⋅L-1⋅s-1
B.在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的
C.在2s末时的反应速率,用反应物B来表示是0.02 mol⋅L-1⋅s-1
D.2s后,D的物质的量为0.02mol
【答案】B
【解析】A.A是固体,不能表示反应速率,A错误;
B.B和C的计量数相同,则在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的,B正确;
C.经过2s后B的浓度减少了0.04 mol⋅L-1,则v(B)=0.04 mol⋅L-1÷2s=0.02 mol⋅L-1⋅s-1,此速率为2s内的平均速率,不是在2s末时的反应速率,C错误;
D.不知道容器的体积,无法计算,D错误。
故选B。
4.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:,经5min后,测得D的浓度为0.4 mol•L-1,C的平均反应速率是0.12mol•L-1•min-1,且此时A、B的物质的量之比为2:3。下列说法不正确的是( )
A.x的值是3
B.开始时A的物质的量为2.8mol
C.5min内,B的平均反应速率为0.04mol•L-1•min-1
D.5min时,容器中气体总的物质的量为3.6mol
【答案】C
【解析】A.经5min后,测得D的浓度为0.4 mol•L-1,则D的平均反应速率是0.08mol•L-1•min-1,C的平均反应速率是0.12mol•L-1•min-1,根据物质的反应速率与化学计量数呈正比,则0.12 mol•L-1•min-1:0.08 mol•L-1•min-1=x:2,解得x=3,A正确;
B.可列三段式:,根据经5min后,此时A、B的物质的量之比为2:3,可列,解得a=2.8mol,故B正确;
C.B是固体,无法计算平均反应速率,C错误;
D.根据三段式可知,5min时,容器中气体总的物质的量为1.6 mol +1.2 mol +0.8 mol =3.6mol,D正确;
答案选C。
考向02 化学反应速率的测定与大小比较
5.(25-26高三上·天津·阶段检测)反应 A(g)+3B(g)2C(g)+3D(g) 在下列四种不同情况下反应速率最快的为
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据用不同物质表示化学反应速率时,速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比,都转化为用A物质表示的反应速率,且速率单位相同,然后再进行比较判断大小。
【解析】A.;
B.,则;
C.,则;
D.,则;
可见用A物质表示反应速率时时反应速率最大; 故选B。
6.(25-26高三上·天津·阶段检测)在一定条件下,向2 L密闭容器中充入3 mol X气体和1 mol Y气体,发生下列反应:2X(g)+Y(g)3Z(g)+2W(g)在某时刻测定出的下列各生成物的浓度,一定不正确的是
A.c(Z)=0.45 mol/L B.c(Z)=1.50 mol/L
C.c(W)=0.60 mol/L D.c(W)=0.80 mol/L
【答案】B
【分析】在一定条件下,向2 L密闭容器中充入3 mol X气体和1 mol Y气体,反应开始时c(X)=1.50 mol/L,c(Y)=0.50 mol/L,根据反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物分析解答。
【解析】A.c(Z)=0.45 mol/L,则反应消耗X、Y浓度是c(X)=0.30 mol/L,c(Y)=0.15 mol/L,此时溶液中还有c(X)=1.20 mol/L,c(Y)=0.35 mol/L,c(W)=0.30 mol/L,各种物质都存在,符合可逆反应的特点,A正确;
B.若c(Z)=1.50 mol/L,则反应消耗X、Y浓度是c(X)=1.0 mol/L,c(Y)=0.5 mol/L,此时溶液中还有c(X)=0.50 mol/L,c(Y)=0 mol/L,物质Y不存在,不符合可逆反应的特点,B错误;
C.若c(W)=0.60 mol/L,则反应消耗X、Y浓度是c(X)=0.60 mol/L,c(Y)=0.3 mol/L,此时溶液中还有c(X)=0.90 mol/L,c(Y)=0.20 mol/L,c(Z)=0.90 mol/L,各种物质都存在,符合可逆反应的特点,C正确;
D.若c(W)=0.80 mol/L,则反应消耗X、Y浓度是c(X)=0.80 mol/L,c(Y)=0.4 mol/L,此时溶液中还有c(X)=0.70 mol/L,c(Y)=0.10 mol/L,c(Z)=1.20 mol/L,各种物质都存在,符合可逆反应的特点,D正确;
故合理选项是B。
7.在容积为的密闭容器中进行反应 。起始时和均为0.2 mol,反应在不同条件下进行,反应体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.从开始至平衡,实验a的
C.、、三者的反应速率:
D.由图像得出的平衡常数
【答案】D
【分析】设图像a达到平衡状态时消耗PCl3的物质的量为x,列三段式有:
,
恒温恒容条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,则,解得;同理设c达到平衡状态时消耗PCl3的物质的量为y,则,解得,据此分析作答。
【解析】A.与a相比,c混合气体平衡时压强增大,达到平衡时间缩短,则改变的条件应是升高温度;根据分析,PCl3的平衡转化率:图像a为,图像c为,即a>c,说明升高温度,PCl3的平衡转化率减小,平衡逆向移动,该反应是放热反应,即,A正确;
B.由分析可知,a平衡时生成的物质的量为:,则,B正确;
C.由图像可知,达到平衡状态所需的时间由大到小的顺序为:,时间越短,反应速率越快,故反应速率:,C正确;
D.结合分析,图像a的平衡常数,D错误;
故选D。
8.工业上利用制备的原理为 。在容积相等的刚性容器中分别按为1:1、2:1投料,且的物质的量相等,测得平衡转化率与投料比、温度之间的关系如图。下列叙述错误的是
A.上述正反应是焓增反应
B.代表
C.平衡常数:
D.正反应速率:
【答案】B
【解析】A.根据图像可知,投料比相同时,升温,二甲醚的平衡转化率增大,说明正反应是吸热反应,即正反应是焓增反应,A项正确;
B.物质的量相等,投料比越大,起始量越大。根据勒夏特列原理:增加反应物,自身平衡转化率降低,转化率升高。因此相同温度下,投料比越小,转化率越高。 图中相同温度下转化率高于,因此代表投料比,代表投料比,B项错误;
C.平衡常数只与温度有关,对于吸热反应,升温,平衡常数增大,温度相同时,平衡常数相等,故,C项正确;
D.投料比相同时,升温,正反应速率增大,故,比较a、b点,两点温度相同,但a点(投料比2:1)的反应物浓度较b点(投料比1:1)大,反应速率更快,即,D项正确。
故选B。
考向03 影响化学反应速率的因素
9.(25-26高三上·天津南开·期末)下列实验方案设计中,能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
探究浓度对化学反应速率的影响
两支试管中分别盛有和的酸性高锰酸钾溶液,同时各加入的草酸溶液,观察紫色褪去的快慢
B
探究与对分解的催化效率
分别向两支装有溶液的试管中滴加5滴相同浓度的溶液和溶液,比较两支试管产生气泡快慢
C
探究温度对化学反应速率的影响
用两支大小相同的试管各取溶液,分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中,再同时分别加入溶液,振荡,比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
D
检验铜与浓硫酸反应生成
铜与足量浓硫酸在加热条件下反应一段时间,冷却后,向反应后的溶液中慢慢倒入适量蒸馏水,观察溶液颜色
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.由于高锰酸钾与草酸的反应是自催化反应,生成的可作催化剂,且高锰酸钾物质的量不同,褪色时间自然不同,不能探究浓度对化学反应速率的影响,A错误;
B.催化剂中阴阳离子均不同,应控制阴离子相同比较的催化效果,B错误;
C.将溶液分别置于冷水和热水中,加入相同体积和浓度的,可以通过观察产生沉淀的快慢来探究温度对反应速率的影响,C正确;
D.反应后的溶液中含有大量浓硫酸,稀释浓硫酸应该将浓硫酸倒入水中,所以反应后的溶液应该倒入水中并不断搅拌,D错误;
故选C。
10.(2025·天津·模拟预测)下列实验方法合理的是
选项
实验目的
实验方法
A
配制溶液时使溶液混合均匀
定容之前,上下颠倒摇动容量瓶
B
检验溶液中混有的
滴加酸性溶液,观察颜色变化
C
探究温度对反应速率的影响
与溶液在不同温度下反应,观察出现浑浊的快慢
D
探究水溶液是否具有酸性
滴加石蕊,观察颜色变化
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.配制溶液时需在定容后上下颠倒摇匀容量瓶,定容前颠倒会使部分溶液附着在刻度线上方,导致定容时加蒸馏水体积偏大,所得溶液浓度偏低,A不合理;
B.溶液中含有,也具有还原性,可使酸性溶液褪色,无法证明存在,B不合理;
C.与反应会生成难溶的单质,控制浓度等其他条件一致,仅改变温度,通过观察出现浑浊的快慢可判断反应速率,能探究温度对反应速率的影响,但题干没有说明两种溶液的浓度,C不合理;
D.与水反应生成使溶液呈酸性,且不能漂白酸碱指示剂,滴加紫色石蕊溶液会变红,可证明水溶液具有酸性,D合理;
故选D。
11.(2026·天津·三模)尿素是一种常用的氮肥,合成尿素包括如下两个基元反应:
①
②(慢)
在恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2,在不同催化剂(Cat1、Cat2)作用下合成尿素,单位时间内氨的转化率与温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.NH3和CO2的转化率相同时,反应达到平衡状态
B.在较高温度下自发进行
C.c点时扩大容器的体积,总反应v正<v逆
D.增大CO2、NH3浓度对合成尿素的反应速率影响不大
【答案】C
【解析】A.初始投料比��(NH3):��(CO2)=2:1 ,与反应计量比一致,因此在任意时刻,两者的转化率始终相等[��(NH3)=��(CO2)],不能作为平衡判据,A错误;
B.总反应 ΔH = −102 kJ/mol<0,且气体分子数减少(ΔS<0)。根据 ΔG = ΔH−TΔS,高温下−TΔS>0 ,导致ΔG>0,反应不自发,B错误;
C.图中c点位于Cat1曲线下降段,表明温度高于400℃时反应已达平衡。扩大容器体积即降低压强,总反应为气体分子数减少的反应(3 mol→1 mol),平衡左移,故��正<��逆,C正确;
D.根据反应机理,总反应速率由慢反应②决定,但慢反应②的反应物由快反应①生成。增大和的浓度会使快反应①的平衡正向移动,导致慢反应②的反应物浓度增大,从而使总反应速率显著加快,D错误;
故选C。
12.(2026·天津·一模)生产环氧乙烷()的反应为(g) ,其反应机理如下:
① 慢
②+AgO 快
③ 快
下列有关该反应的说法正确的是
A.反应的活化能等于
B.根据③可知,有副反应发生
C.也是该反应的催化剂
D.增大乙烯的浓度能显著提高环氧乙烷的生成速率
【答案】B
【解析】A.ΔH=−106 kJ/mol是该反应的反应热,即生成物总能量与反应物总能量的差值,和活化能(活化分子与普通分子的能量差)是不同概念,A错误;
B.反应③生成了和,不是目标产物环氧乙烷,说明该过程存在副反应,B正确;
C.催化剂是反应初期消耗、反应结束重新生成的物质,该反应中才是催化剂;是反应①的产物、反应②的反应物,属于反应中间体,不是催化剂,C错误;
D.总反应的反应速率由慢反应(即步骤①)决定,步骤①的反应物不含乙烯,因此增大乙烯浓度不会加快控速步骤的速率,不能显著提高环氧乙烷的生成速率,D错误;
故选B。
考向04 活化能、催化剂对速率的影响及速率常数的应用
13.(24-25高三上·天津·阶段检测)在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷和乙醛,其反应过程中的能量变化如图所示(图中“”表示吸附态):
下列说法错误的是
A.增大压强,环氧乙烷的产率增大
B.使用银作催化剂能降低反应的活化能,增大反应速率
C.升高温度,乙烯的平衡转化率增大,环氧乙烷和乙醛的产率增大
D.相同条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷的决速步骤是
【答案】C
【分析】初始状态:和的相对能量为。中间体:相对能量为。
生成环氧乙烷()的路径:OMC→过渡态(实线路径):能量从升高到,活化能为。过渡态→:能量降至。:能量升至(脱附过程吸热)。
生成乙醛的路径:→过渡态(虚线路径):能量从升高到,活化能为。过渡态→:能量降至。:能量升至(脱附过程吸热)。
【解析】A.总反应方程式为:。这是一个气体分子数减小的反应(反应前1.5分子,反应后1分子)。根据勒夏特列原理,增大压强,平衡会向气体分子数减小的方向(正向)移动,因此环氧乙烷的产率会增大,A正确;
B.催化剂的基本作用原理就是通过改变反应路径来降低反应的活化能,从而增大有效碰撞频率,提高反应速率,B正确;
C.从图中可以看出,反应物(相对能量-16)到最终产物和的总能量都是降低的,说明这两个反应都是放热反应()。对于放热反应,升高温度,平衡会向吸热方向(逆向)移动。因此,乙烯的平衡转化率会减小,产物的产率也会减小,C错误;
D.决速步骤是反应历程中活化能最大(即反应最慢)的步骤。在生成的实线路径中,从到过渡态的活化能为;而在生成的虚线路径中,从到过渡态的活化能为。生成的这一步(→过渡态→)跨越的能垒()是生成过程中的最高能垒,决定了该分支的反应速率,D正确;
故答案选C。
14.(2025·天津·模拟预测)分子在(氟化石墨烯)表面可能进行分解,其分解的部分基元反应能量曲线如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是
A.图中反应历程包含五个基元反应
B.图中反应历程中,涉及非极性键的断裂和形成
C.随着分子的不断分解,O原子在表面的覆盖度升高,对后续的分解反应会产生影响
D.图中反应的决速步骤为
【答案】C
【解析】A.反应历程中过渡态的数量等于基元反应的数量,图中共有4个过渡态,对应4个基元反应,A错误;
B.图示反应历程中仅涉及极性键的断裂,无非极性键的断裂和形成,B错误;
C.分解过程中不断生成化学吸附的,原子在FC表面的覆盖度升高,会占据反应活性位点,对后续分解反应产生影响,C正确;
D.决速步为活化能最大的基元反应,图中最大活化能为,对应基元反应为,不是选项给出的反应,D错误;
故选C。
15.(2026·天津南开·二模)一种资源化反应为,该反应在一定条件下能自发进行。、反应达到平衡时,下列说法正确的是
A.该反应的
B.恒温恒容,充入惰性气体,平衡正向移动
C.恒温恒容,增大浓度,的转化率增大
D.其他条件一定,升高温度,活化分子百分数增大
【答案】D
【解析】A.该反应气体总物质的量减小,,反应能自发进行需满足,可推得,A错误;
B.恒温恒容充入惰性气体,反应物、生成物的浓度均不改变,平衡不移动,B错误;
C.恒温恒容增大浓度,平衡正向移动,的转化率增大,但自身的转化率减小,C错误;
D.升高温度,普通分子吸收能量转化为活化分子,活化分子百分数增大,D正确;
故选D。
16.(2026·天津南开·二模)的综合利用是实现“碳达峰”“碳中和”的重要手段。利用钌(Ru)基催化剂将转化为有机原料甲酸的反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A.键角:
B.该反应的总方程式:
C.反应过程中C原子的杂化方式不变
D.反应过程中既有极性键的断裂,又有非极性键的断裂
【答案】C
【分析】由图可知,二氧化碳转化为甲酸总反应为催化剂作用下二氧化碳和氢气生成甲酸,反应的方程式为:。
【解析】A.二氧化碳分子的空间构型为直线形,水分子的空间构型为V形,则二氧化碳的键角大于水分子,A正确;
B.由分析可知,二氧化碳转化为甲酸的总反应方程式为:,B正确;
C.二氧化碳分子中碳原子的杂化方式为sp杂化,而甲酸分子中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化,则反应过程中碳原子的杂化方式会发生变化,C错误;
D.由图可知,二氧化碳转化为甲酸总反应为催化剂作用下二氧化碳和氢气生成甲酸,则反应过程中既有碳氧极性键的断裂,又有氢氢非极性键的断裂,D正确;
故选C。
重难·创新演练
1.(2025·天津·二模)白磷的分子结构如图1,白磷转化为红磷的能量变化如图2,下列说法正确的是
A.白磷是共价晶体
B.白磷和红磷互称为同位素
C.加入催化剂,能改变反应历程,减小反应焓变,加快反应速率
D.燃烧生成时,白磷放出的能量比红磷多
【答案】D
【解析】A.白磷由分子构成,属于分子晶体,不是共价晶体,A错误;
B.白磷和红磷是磷元素形成的不同单质,互称为同素异形体,同位素的研究对象是原子,B错误;
C.加入催化剂能改变反应历程、降低反应活化能,加快反应速率,但焓变只与反应物和生成物的总能量差有关,催化剂不能改变反应焓变,C错误;
D.由能量变化图可知白磷的总能量高于红磷,二者燃烧产物相同,反应物总能量越高,放出的能量越多,因此燃烧生成时,白磷放出的能量比红磷多,D正确;
故选D。
2.(25-26高三上·天津静海·阶段检测)下列说法正确的是
A.豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能
B.和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
C.制反应中,能加快化学反应速率
D.与反应中,能减小该反应的焓变
【答案】C
【解析】A.固氮酶在豆科植物固氮过程中起催化作用,催化剂的作用是降低反应的活化能,而不是提高活化能,A错误;
B.分子间存在范德华力和分子间氢键,分子间只存在范德华力,两者分子间作用力类型不同,作制冷剂利用的是液氨易挥发的性质,作制冷剂利用的是干冰易升华的性质,与分子间作用力类型无关,B错误;
C.是分解制反应的催化剂,能显著加快反应速率,C正确;
D.是与反应的催化剂,催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率,但不影响反应的焓变,D错误;
答案选C。
3.(25-26高三上·天津蓟州·阶段检测)为探究锌与足量稀硫酸的反应速率,在下列溶液中,产生氢气速率最快的是
A.150 mL 0.01 mol/L B.50 mL 0.03 mol/L C.100 mL 0.02 mol/L D.100 mL 18.4 mol/L
【答案】B
【解析】A.硫酸浓度为0.01 mol/L,氢离子浓度较低(0.02 mol/L),反应速率较慢;A不符合题意;
B.硫酸浓度为0.03 mol/L,氢离子浓度最高(0.06 mol/L),反应速率最快;B符合题意;
C.硫酸浓度为0.02 mol/L,氢离子浓度中等(0.04 mol/L),反应速率中等;C不符合题意;
D.浓度为18.4 mol/L,属于浓硫酸,与锌反应不产生氢气,生成SO2气体,不产生氢气,D不符合题意;
故选B。
4.(2026·天津南开·二模)的综合利用是实现“碳达峰”“碳中和”的重要手段。利用钌(Ru)基催化剂将转化为有机原料甲酸的反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A.键角:
B.该反应的总方程式:
C.反应过程中C原子的杂化方式不变
D.反应过程中既有极性键的断裂,又有非极性键的断裂
【答案】C
【分析】由图可知,二氧化碳转化为甲酸总反应为催化剂作用下二氧化碳和氢气生成甲酸,反应的方程式为:。
【解析】A.二氧化碳分子的空间构型为直线形,水分子的空间构型为V形,则二氧化碳的键角大于水分子,A正确;
B.由分析可知,二氧化碳转化为甲酸的总反应方程式为:,B正确;
C.二氧化碳分子中碳原子的杂化方式为sp杂化,而甲酸分子中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化,则反应过程中碳原子的杂化方式会发生变化,C错误;
D.由图可知,二氧化碳转化为甲酸总反应为催化剂作用下二氧化碳和氢气生成甲酸,则反应过程中既有碳氧极性键的断裂,又有氢氢非极性键的断裂,D正确;
故选C。
5.利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.甲装置:制备并测量其体积
B.乙装置:测定锌与稀硫酸反应速率
C.丙装置:测定醋酸的浓度
D.丁装置:探究铁钉发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀
【答案】D
【解析】A.生成氨气极易溶于水,不能用排水法测定氨气体积,A错误;
B.由装置乙可知,题给装置为恒压制备氢气的装置,氢气会从长颈漏斗中逸出,无法测定生成氢气的体积且缺少计时器,因此无法测定反应速率,B错误;
C.丙装置指示剂选择错误,醋酸与氢氧化钠反应生成的醋酸钠溶液呈碱性,滴定终点在碱性范围,应选用酚酞(变色范围 8.2~10)作指示剂,甲基橙的变色范围(3.1~4.4)不适合该滴定反应,因此该装置不能达到测定醋酸浓度的实验目的,C错误;
D.铁钉在NaCl溶液(中性环境)中,若发生析氢腐蚀会产生氢气从而使压强增大,发生吸氧腐蚀会消耗氧气从而导致压强减小,通过压强传感器采集的压强变化数据可判断腐蚀类型,D正确;
故答案为D。
6.(25-26高三上·天津·阶段检测)甲、乙、丙三个体积均为2 L的密闭刚性容器中分别充入和,在80℃条件下发生反应。起始浓度如下表所示,其中甲经5 min后达到平衡时,的转化率为50%,下列判断不正确的是
起始物质的量(mol)
甲
乙
丙
0.5
1
0.5
0.5
1
1
A.达平衡时,甲容器中用表示的平均反应速率为
B.平衡时,甲、乙、丙中的转化率:甲=乙<丙
C.平衡时混合气体的平均相对分子质量:甲=乙>丙
D.温度降至70℃时,测得该反应的平衡常数为1.2,则该反应的正反应为放热反应
【答案】C
【解析】A.甲中转化率为50%,则的转化量也为0.25 mol,浓度为,反应速率为,故A正确;
B.乙的起始浓度为甲的两倍,但反应前后气体物质的量相等,加压不改变平衡状态,转化率仍为50%;丙中过量,推动转化率更高,故甲=乙<丙,故B正确;
C.反应前后气体物质的量不变,气体质量不变,所以平均相对分子质量是恒量,甲、乙起始时与物质的量比相同,平衡时平均相对分子质量均为;丙中初始SO₂的物质的量分数更大,丙的平均相对分子质量最大,甲=乙<丙,故C错误;
D.80℃时的转化率为50%,平衡常数,降温至70℃时,降低温度K增大,说明平衡正向移动,正反应为放热反应,故D正确;
选C。
7.(2025·天津河北·一模)氮氧化物()是大气的主要污染物,某研究小组利用催化剂ZAg对NO催化转化的反应过程与能量变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A.总反应的热化学方程式:
B.过渡态的稳定性:
C.反应过程的决速步骤为放热反应
D.催化剂ZAg降低了反应的活化能,但不能改变反应热
【答案】C
【解析】A.由初始和结束的能量可知,总反应的热化学方程式为,A正确;
B.能量越低越稳定,因此过渡态的稳定性:,B正确;
C.决速步骤为活化能最大的慢反应,则反应过程的决速步骤为,此过程为吸热反应,C错误;
D.反应热只与反应物的始态和终态有关系,与反应过程无关,因此催化剂能降低反应活化能,但不能改变反应热,D正确;
故选C。
8.(2025·天津武清·一模)下列实验方案能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
向5mL浓度均为的、混合溶液中滴加2滴溶液,观察现象
B
麦芽糖水解生成葡萄糖
加热麦芽糖和稀硫酸的混合溶液,冷却后加入溶液至碱性,再加入银氨溶液,加热,观察现象
C
验证肉桂醛中含碳碳双键
向肉桂醛()中加入溴水,观察现象
D
其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率加快
取两支试管,均加入酸性溶液,然后向一支试管中加入溶液2mL,向另一支试管中加入溶液2mL,第一支试管中褪色时间较长
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.向5mL浓度均为的、混合溶液中滴加2滴溶液,生成黄色沉淀,则,A正确;
B.麦芽糖与葡萄糖都含有醛基,都能发生银镜反应,则无法判断麦芽糖是否水解生成葡萄糖,B错误;
C.肉桂醛()中含有碳碳双键和醛基,二者都能使溴水褪色,无法验证肉桂醛中含碳碳双键,C错误;
D.在实验中,过量,不足,则高锰酸钾溶液不会褪色,不能达到探究目的,D错误;
故选A。
真题·实战演练
1.(2022·天津·高考真题)向恒温恒容密闭容器中通入2mol 和1mol ,反应达到平衡后,再通入一定量,达到新平衡时,下列有关判断错误的是
A.的平衡浓度增大 B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大 D.的转化总量增大
【答案】B
【解析】A.平衡后,再通入一定量,平衡正向移动,的平衡浓度增大,A正确;
B.平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变,B错误;
C.通入一定量,反应物浓度增大,正向反应速率增大,C正确;
D.通入一定量,促进二氧化硫的转化,的转化总量增大,D正确;
故选B。
2.(2023·天津·高考真题)工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下,其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。
Ⅱ.一定条件下,钒催化剂的活性温度范围是450~600℃。为了兼顾转化率和反应速率,可采用四段转化工艺:预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化,气体温度会迅速接近600℃,此时立即将气体通过热交换器,将热量传递给需要预热的SO2和O2,完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化,温度逐段降低,总转化率逐段提高,接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时,SO2转化率达到97%。
(5)气体经过每段的钒催化剂层,温度都会升高,其原因是______。升高温度后的气体都需要降温,其目的是______。
(6)采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。
a.控制适宜的温度,尽量加快反应速率,尽可能提高SO2转化率
b.使反应达到平衡状态
c.节约能源
【答案】(5) 反应放热 保持钒催化剂活性温度,提高SO2转化率,保证反应速率
(6)ac
【解析】(5)通入催化剂层后,体系(剩余反应物与生成物)温度升高的原因在于:二氧化硫和氧气的反应是放热反应,反应释放能量使得温度升高;每轮反应后进行热交换降温的目的是:保持钒催化剂活性温度,提高SO2转化率,保证反应速率;
(6)a.由题目信息可知,在每段SO2向SO3转化的过程中,各段控制适宜的温度,温度逐段降低,可以保持钒催化剂的活性温度,保证SO2的转化率和反应速率均保持较高水平,故a正确;
b.由题目信息可知,反应转化率接近平衡转化率,也就是使得反应接近平衡状态,故b错误;
c.降温后的气体依次进行后三段转化,温度逐段降低,节约了能源,故c正确;
故选ac。
3. (2024·天津·高考真题)是常用的还原剂,可选择合适的催化剂实现其可控水解制。
I.的结构
(1)由和组成。的空间结构为___________,的电子式为___________。
Ⅱ.的水解
的水解反应方程式为:,该反应放热。
(2)无催化剂时,在酸性溶液中水解迅速,在碱性溶液中水解缓慢,在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降。在纯水中反应速率快速下降的原因是___________。
(3)相同条件下,三种试制的催化剂X、Y和Z在碱性溶液中催化水解产的体积随反应时间的变化如图。下列相关结论正确的是___________(填序号)。
a.反应至时,使用X产生的体积是使用Y的2倍
b.与Y相比,X降低反应的活化能更多
c.Z无催化活性
(4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行水解反应的对比实验,的生成速率与浓度的关系如图所示。在反应过程中,体系温度随反应进行逐渐升高,催化剂活性保持不变。
①图中起始温度较高的实验对应的曲线是___________(填“M”或“N”);
②曲线M中,p点之前的生成速率提高,主要原因是___________;p点之后的生成速率降低,主要原因是___________。
Ⅲ.的再生
(5)用惰性电极电解碱性溶液,在阳极生成,在阴极生成和,实现的再生。总反应为,阴极的电极反应式为___________。
【答案】(1) ①. (正)四面体形 ②.
(2)水解生成的会继续水解使溶液呈碱性,进而使水解速率放缓
(3)b (4) ①. M ②. 该反应放热,随着反应的进行,温度升高,水解速率加快 ③. 临近反应结束,随着反应物浓度降低,水解速率减慢
(5)
【解析】
【小问1详解】
的价层电子对数是,无孤对电子,空间构型是正四面体形;由和组成,属于离子化合物,电子式:;
【小问2详解】
根据的水解反应方程式为:可知,水解的本质是还原水中的H,生成H2,故无催化剂时,在酸性环境中水解迅速,在碱性环境下水解缓慢,在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降的原因是随着反应的进行,生成的会继续水解使溶液呈碱性,H+的浓度降低,反应速率逐渐减慢;
【小问3详解】
a.由图可知,反应至3 min时,使用X产生H2的体积不是使用Y的2倍,故a错误;
b.与Y相比,使用X同等时间内产生的气体更多,说明使用X反应速率更快,降低反应活化能更多,故b正确;
c.Z是负催化剂,阻碍了水解产生H2,导致H2的产生量为0,故c错误;
故答案为:b;
【小问4详解】
①水解反应是吸热反应,温度越高,水解反应速率越快,由图可知,同等浓度的条件下,M产生H2的速率更快,所以起始温度较高的实验对应的曲线是M;
②曲线M中,p点之前H2的生成速率提高,主要原因是反应放热,温度升高,反应速率逐渐加快,p点之后H2的生成速率降低,主要原因是随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,浓度对速率的影响其起着主要因素,导致H2的生成速率降低;
【小问5详解】
用惰性电极电解碱性溶液,在阳极生成,所以阳极的反应为,用总反应减去阳极的反应,可以得到阴极的反应为。
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第01讲 化学反应速率及其影响因素(专项训练)
参考答案
模拟·基础演练
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
D
B
C
B
B
D
B
C
D
11
12
13
14
15
16
C
B
C
C
D
C
重难·创新演练
1
2
3
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5
6
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8
D
C
B
C
D
C
C
A
真题·实战演练
1
B
2.
(5) 反应放热 保持钒催化剂活性温度,提高SO2转化率,保证反应速率
(6)ac
3.
(1) ①. (正)四面体形 ②.
(2)水解生成的会继续水解使溶液呈碱性,进而使水解速率放缓
(3)b (4) ①. M ②. 该反应放热,随着反应的进行,温度升高,水解速率加快 ③. 临近反应结束,随着反应物浓度降低,水解速率减慢
(5)
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