2023届高中化学人教版二轮专题复习第16讲-化学反应速率及图像（练习）

第16讲-化学反应速率及图像1．（2022·重庆·一模）汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入10molCO和8molNO发生反应，测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。下列说法正确的是A．温度：T2＜T1 B．反应速率：v(C)＜v(B)C．CO的体积分数： D．平衡常数：K(A)＞K(G)2．（2022·湖南·模拟预测）下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是A．图①若，则a曲线一定使用了催化剂B．图②是在一定条件下，随时间t的变化，正反应，M点正反应速率<N点逆反应速率C．图③是在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和(g)进行反应，若平衡时CO(g)和(g)的转化率相等，则D．图④中曲线表示一定压强下NO平衡转化率随温度的变化，A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率，压强最小的是A点，化学平衡常数最小的是B点3．（2022·浙江台州·二模）已知：反应Ⅰ.

反应Ⅱ.

根据上述数据，下列推理不正确的是A．无法比较反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应速率的快慢B．可比较等物质的量的1，3-丁二烯和2-丁炔总键能大小C．可计算1，3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应D．可判断一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小4．（2022·北京东城·一模）CH4联合H2O和CO2制取H2时，发生的主要反应如下：①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1=+206kJ·mol-1②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H2=+247kJ·mol-1将CH4、H2O和CO2按一定比例通入填充有催化剂的恒容反应器，在不同温度下，反应相同时间内(反应均未达到化学平衡状态)测得的值如图所示。下列说法正确的是A．由①②可知，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=+41kJ·mol-1B．反应条件不变，若反应足够长时间，①比②先达到化学平衡状态C．其他条件不变时，升高温度，①的化学反应速率减小，②的化学反应速率增大D．其他条件不变时，增大原料中H2O的浓度可以提高产物中的值5．（2022·江苏江苏·二模）甲烷双重整制备合成气(CO和H2)包括了水蒸气重整(反应I)和二氧化碳重整(反应Ⅱ)两个反应。在p=3.2×106Pa下，向密闭容器中按n(CH4)：n(H2O)：n(CO2)=5：4：2通入混合气，发生反应：(Ea表示反应中基元反应的最大活化能)反应I：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1=206.2kJ·mol-1Ea1=240.1kJ·mol-1反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H2=247.0kJ·mol-1Ea2=577.6kJ·mol-1副反应：CH4(g)=C(s)+2H2(g)重整体系中，各气体的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是A．曲线X表示CH4的平衡体积分数随温度的变化B．适当增加水蒸气或CO2的用量均可减少碳的生成C．在相同条件下，反应I的速率小于反应II的速率D．CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=40.8kJ·mol-16．（2022·上海长宁·二模）研究等大气污染气体的处理方法具有重要意义。（5）NO氧化反应：分两步进行：I．II．(Q1、Q2都大于0)在恒容的密闭容器中充入一定量的和气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为和，测得(NO)随(时间)的变化曲线如图，转化相同量的NO，在温度_______(填“”或“”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因_______。7．（2022·吉林延边·一模）碳排放问题是第26届联合国气候变化大会讨论的焦点。我国向国际社会承诺2030年“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。为了实现这个目标，加强了对CO2转化的研究。下面是CO2转化为高附加值化学品的反应。相关反应的热化学方程式如下：反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)△H1反应Ⅱ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2=-90.0kJ·mol-1反应Ⅲ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-49.0kJ·mol-1反应Ⅳ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H4=-165.0kJ·mol-1反应Ⅴ：2CO2g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H5=-122.7kJ·mol-1回答下列问题：（1）反应Ⅲ一般认为通过反应Ⅰ、Ⅱ来实现，则反应Ⅰ的△H1=____kJ·mol-1；已知：由实验测得反应Ⅰ的v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆·c(H2O)·c(CO)(k正、k逆为速率常数，与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度，则=____(填“增大”、“不变”或“减小”)。8．（2022·青海西宁·一模）绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源，利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如图所示。（1）已知：反应①：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)

ΔH1=+173.5kJ·mol-1反应②：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

ΔH2=-41.2kJ·mol-1则反应Ⅰ的热化学方程式为____。（4）研究表明，CO催化变换反应的速率方程为=k(-)式中，yCO、、、分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，CO催化变换反应的Kp___(填“增大”“减小”)。根据速率方程分析，T＞Tm时逐渐减小的原因是____。9．（2022·陕西·西安中学模拟预测）氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。（4）某温度下，在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)⇌N2(g)+2NO2(g)ΔH<0，其正反应速率表达式为v正=k正·cn(NO)(k正为速率常数，只与温度有关)，测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。序号c(NO)/(mol·L-1)v正/(mol·L-1·s-1)①4.00×10-9②6.40×10-8③3.24×10-7则k正=_______mol-3·L3·s-1；10．（2022·山东青岛·一模）丁二烯是生产合成橡胶的主要原料。一定条件下，2，3-二甲基-1，3-丁二烯()与溴单质发生液相加成反应(1，2加成和1，4加成)，已知溶剂极性越大越容易发生1，4加成。现体系中同时存在如下反应：①②③由阿伦尼乌斯公式推知，同一反应在不同温度(T)下，反应速率常数(k)与活化能(Ea)的关系如下：(其中R为常数)。已知体系中两种产物可通过互相转化，反应历程及能量变化如下图所示：（1）由反应历程及能量变化图示判断，m_______n(填“>”、“=”或“＜”)，_______。(用含不同活化能的式子表示)（2）其他条件不变的情况下，升高反应温度，对反应_______(填①或②)的速率提高更有利，分析原因_______。（3）由反应历程及能量变化图示判断，产物中_______(用系统命名法命名)含量更大，若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数，还可采取的措施是_______。

第16讲-化学反应速率及图像答案及解析1．【答案】C【解析】A．该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。在其它条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致NO的含量增大。根据图示可知：在压强不变时，NO的体积分数：T2＞T1，所以温度：T2＞T1，A错误；B．在温度不变时，增大压强，化学反应速率增大。由于压强：C＞B，所以反应速率v(C)＞v(B)，B错误；C．该反应中CO、NO都是反应物，二者反应转化的物质的量相同，因此若反应体系中NO的体积分数大，则其中的CO的体积分数也大，所以根据图示可知：，C正确；D．化学平衡常数只与温度有关，在其它条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致化学平衡常数减小。根据选项A分析可知：温度T2＞T1，所以化学平衡常数：K(A)＜K(G)，D错误。2．【答案】CD【解析】A．图①若，则a曲线可能是使用了催化剂，也可能是增大压强，故A错误；B．图②，温度，升高温度，X的平衡浓度增大，说明平衡逆移，故正反应的，但是M点正反应速率=M点逆反应速率>W点逆反应速率>N点逆反应速率，故B错误；C．图③，当投料比等于化学计量数之比时，所有反应物的转化率相等，故C正确；D．图④中曲线表示一定压强下NO平衡转化率随温度的变化，A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率，压强最小的是A点，化学平衡常数最小的是B点。由图可知，增大压强，平衡正移，NO的平衡转化率增大。升高温度，NO的平衡转化率减小，说明平衡逆移，K减小，故D正确。3．【答案】D【解析】A．反应速率受温度、浓度、压强、催化剂等影响，单纯从焓变无法比较反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应速率的快慢，A正确；B．两者反应物相同，且均生成2分子氢气，反应焓变大于零为吸热反应，且反应Ⅱ焓变更大，则2-丁炔能量更高，焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，故2-丁炔总键能更小，B正确；C．由盖斯定律，通过反应Ⅱ-Ⅰ，可计算1，3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应，C正确；D．1，3-丁二烯和2-丁炔中所含碳碳单键的数目不同，故不可判断一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小，D错误。4．【答案】D【解析】由图可得，在不同温度下，反应相同时间内(反应均未达到化学平衡状态)测得的值，随温度升高而减小。A.①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

△H1=+206kJ·mol-1，②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)

△H2=+247kJ·mol-1，由①-②可知，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

△H=206kJ·mol-1-247kJ·mol-1=-41kJ·mol-1，故A错误；B.反应条件不变，若反应足够长时间，无法确定2个反应的速率，无法确定谁先达到化学平衡状态，故B错误；C.其他条件不变时，升高温度，增大活化分子百分数，化学反应速率增大，①的化学反应速率增大，②的化学反应速率增大，故C错误；.其他条件不变时，增大原料中H2O的浓度，①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)平衡正向移动，氢气增大的幅度大于CO，可以提高产物中的值，故D正确。5．【答案】B【解析】A．由题意可知，反应I、反应II为吸热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲烷体积分数增大，而图中曲线X代表的气体体积分数随温度升高而降低，A错误；B．适当增加水蒸气或CO2的用量可促进反应I或反应II正向移动，甲烷含量减少，氢气含量增多，对于副反应来讲，反应物减少，生成物增多，平衡逆向移动，因此适当增加水蒸气或CO2的用量均可减少碳的生成，B正确；C．活化能越高，化学反应速率越慢，由题意可知，反应II的活化能大于反应I的活化能，因此在相同条件下，反应I的速率大于反应II的速率，C错误；D．依据盖斯定律，反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)可由反应I-反应II得到，因此焓变△H=△H1-△H2=206.2kJ·mol-1-247.0kJ·mol-1=-40.8kJ·mol-1，D错误。6．【答案】（5）

该反应是放热反应，温度的升高使平衡逆向移动，减慢NO转化速率的影响大于升高温度对反应速率的影响，使转化相同量的NO时，消耗的时间较长【解析】（5）如图所示，(NO)随(时间)的延长而减小，转化相同量的NO，可作一条平行于时间轴的辅助线，分别交两曲线与a、b两点，如图：，则可知在温度下消耗的时间较长；可能的原因是，该反应两步均是放出热量，总反应是放热反应，，温度的升高使平衡逆向移动，减慢NO转化速率的影响大于升高温度对反应速率的影响，使转化相同量的NO时，消耗的时间较长。7．【答案】（1）或+41

减小【解析】（1）根据盖斯定律Ⅲ-Ⅱ可得CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)△H1=-49.0kJ·mol-1+90.0kJ·mol-1=41kJ·mol-1；反应Ⅰ属于吸热反应，升温平衡正向移动，k正＞k逆，则减小；8．【答案】（1）CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)（4）

减小

Kp减小对的降低大于k增大对的提高【解析】（1）已知：反应①：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)ΔH1=+173.5kJ·mol-1反应②：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41.2kJ·mol-1，则反应I为：CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)可由①-2②得到，根据盖斯定律可知，=ΔH1-2ΔH2=(+173.5kJ·mol-1)-2×(-41.2kJ·mol-1，故答案为：CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)；（4）由反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41.2kJ·mol-1可知，则温度升高时，平衡逆向移动，故CO催化变换反应的Kp减小，根据速率方程分析，T＞Tm时，温度升高，k值增大，结合CO催化变换反应的速率方程为=k(-)，可知温度升高，k增大，Kp减小，由于Kp减小对的降低大于k增大对的提高，导致随温度升高而减小，故答