高三化学《速率与平衡》习题

高三化学《速率平衡》习题

1.利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获

2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如图，下列说法错误的是

()

A.总反应为加成反应B.I和V互为同系物

C.VI是反应的催化剂D.化合物X为H2O

2.科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),

能将海洋中的NO-转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。下列说法正确的是

2

A.过程I中NO)发生氧化反应

B.a和b中转移的e-数目相等

C.过程H中参与反应的n(NO)：/KNH+)=1:4

4

D.过程I—HI的总反应为NO-+NH+=N2t+2H2O

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（多选）3.一定条件下，丙烯与HC1反应生成CH3cHe1CH3和CH3cH2cH2cl的反

A.丙烯与HC1的反应是吸热反应

B.合成CH3cHe忆出的反应中，第I步为反应的决速步

C.其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物中CH3cH2cH2cl的比例

D.CH2=CH-CH3（g）+HCl（g）3l3CH2cH2Cl（g）的焰变等于第一步与第二步正反应活

化能的差值

（多选）4.反应CO2（g）+3H2（g）0i3OH（g）+H2O（g）是我国科学家2021年发布的由

CO2人工合成淀粉中的重要反应之一。CO2与H2制备甲醇在有、无催化剂条件下的

反应机理和相对能量的变化如图所示（吸附在催化剂表面上的物种用*标注，TS为过

渡态），下列说法正确的是（）

2.00

1.SO

AI.OO

s

*0.50

0.00

望-0.50

-1.00

A.升高温度，C02与H2制备甲醇的反应v（正）比丫（逆）增大的更快

B.催化剂可使反应历程中决速步骤活化能降低0.20eV

C.加压、降温对制备甲醇有利，因此应该在高压、低温下进行上述反应

D.CO2与H2制备甲醇反应往往伴随副反应，选择合适的催化剂可提高甲醇反应的选

择性

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5.常温常压下，在3种不同碳负载的铜微粒（a、b和c）上，选择性电催化乙快加

氢制乙烯（H+电还原为H2的反应可同时发生），相对能量变化如图，下列说法错误

的是（）

tfl对能破（eV）

S

S

3

第

&

昼

电还原为

CiH.（2）H,电还原为H：

A.析氢反应是电催化乙焕加氢制乙烯的竞争反应

B.析氢反应的能力：a>c>b

C.吸附C2H2的能力：a<b<c

D.i生成ii是乙焕加氢制乙烯反应历程中的决速步骤

6.竣酸与醇发生酯化反应的机理如图，下列说法错误的是（)

OH

EClm

H3C-C-OH2

C2H.;

A.该反应历程包括质子化、加成、消去和去质子化

B.同一个碳原子上连接两个羟基是不稳定的结构

C.物质a中所有中心原子杂化方式相同

D.可以用同位素标记的CH3col80H来研究酯化反应断键的规律

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7.据文献报道，某反应的反应历程如图所示。下列有关该历程的说法错误的是

（）

A.总反应的化学方程式为4NH3+3O2傕化剂2冲十6比0

B.…NH2—N=0是中间产物

C.IT卡是催化剂

4+4+

D.Ti...NH2—N=O-^Ti+N2+H20属于分解反应

8.均相芬顿反应原理是高级氧化技术的经典工艺之一，如图所示（k|和k2为速率常

数）。下列说法错误的是（）

A.相同条件下，基元反应I比U的活化能低

B.基元反应I中氧元素的化合价没有发生变化

C.基元反应II的化学方程式为H2O2+Fe3+=HO2.+Fe2++H+

D.芬顿反应进行的过程中，整个体系的pH几乎不变（忽略体积变化）

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9.最新文献报道，有机小分子可催化多氟芳煌的取代反应，机理如图所示。下列说

法错误的是()

A.2是催化剂

B.4和7都是反应中间体

C.2向4的转化过程中有非极性键与极性健的断裂与形成

10.叔丁基滨(CH3)3CBr在乙醇中除了发生取代反应生成取代产物外，还可以发生消

去反应生成消去产物，这两个反应是竞争反应，其反应的能线图如图所示。下列说

A.(CH3)3CBr转化为(CH3)3C+BF是反应的决速步骤

B.相同条件下，过渡态②与过渡态③能量的高低决定了取代产物和消去产物的相对

比例大小

C.(CH3)3COC2H5可以逆向转化为(CH3)3CBr,但不会转化为(CH3)2C=CH2

D.向(CH3)3CBr的乙醇溶液中加入NaOH并适当升温，可以得到较多的(CH3)2C=CH2

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11.最近科学家在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇（CH3OH）方向

取得重要进展，反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用“*”标注。下

列说法错误的是（）

反应历程

A.得到的副产物有CO和CH2O（甲醛），其中相对较多的副产物为CO

B.生成副产物CH2O时，反应的活化能较大

C.制备甲醇的主反应速率主要由过程*C0+*0HT*C0+*H20决定

D.电催化还原制备甲醇过程中，阳极的电势比阴极电势低

（多选）12.用CO还原N2O可减轻汽车尾气对空气的污染，该

反应的热化学方程式为：N2O（g）+CO（g）Ct）2（g）+N2（g）AH.在体积为1L的密闭容器

A（500℃,恒温）、B（起始500℃,绝热）中分别加入0.1molN2O和0.4molCO,

测得容器中N2O转化率随时间变化关系如图。下列说法正确的是（）

30

求25

、

平

与20

痹IS

O

Z10

5

0100200300400t/s

A.A容器中N2O的转化率随时间的变化关系是图中的曲线a

B.可通过缩小容器体积来缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，同时不改变N2O的

平衡转化率

C.500℃该反应的化学平衡常数K=4

45

D.在平衡后向A容器中加入0.075molN2。与0.025molC02,则平衡正向移动

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13.在相同条件下研究催化剂I、U对反应X—2Y的影响，各物质浓度c随反应时

间，的部分变化曲线如图，则()

♦傕化剂I

4

少

一

024

t/min

A.无催化剂时，反应不能进行

B.与催化剂I相比，n使反应活化能更低

C.a曲线表示使用催化剂n时X的浓度随r的变化

D.使用催化剂I时，0〜2min内，v(X)=1.0mol,E',min'1

14.甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。

旧法合成的反应：

(CH3)2C=O+HCN一(CH3)2C(OH)CN

(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2sO4TCH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO4

新法合成的反应：

CH3c三CH+CO+CH3O吗CH2=C(CH3)COOCH3

下列说法错误的是(阿伏加德罗常数的值为NA)()

A.HCN的电子式为

B.新法没有副产物产生，原子利用率高

C.1L0.05mol*E1的NH4HSO4溶液中NH4+的微粒数小于0.05NA

D.Pd的作用是降低反应的活化能，使活化分子数目增多，百分数不变

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（多选）15.甲醇燃料是一种新的替代燃料，它和普通的汽油、柴油比较，优势十

傕化剂

分明显。目前正在开发用甲烷和氧气合成甲醇：2CH4（g）+O2（g）

曷品曷压

2cH30H（g）,已知：RlnKp=母旦+C（R、C均为常数）。

下列说法错误的是（）

A.恒压条件下，温度升高，Kp减小

B.恒温条件下，压强增大，△1€减小

C.向恒压容器中加入2moicH4和ImolCh,达到平衡，放出0.251kJ热量

D.催化剂可以提高该反应的生产效率

（多选）16.（2022临沂二模）在2L恒容密闭容器中，充入2.0molNO和2.0molSO2,

在一定条件下发生反应2NO（g）+2SO2（g）=N2（g）+2SCh（g）,测得平衡体系中NO、SO3

的物质的量分数（x）与温度的关系如图所示。下列说法正确的是（）

A.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能

B.「时，当丫正（SO2）=2丫逆（N2）时反应达到平衡状态

C.时，若反应经fs达到平衡，则q2）=与moH/'s-i

D.b点时，往容器中再充入NO、SO2、N2、SO3各LOmoL再次平衡时MN2）增大

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17.在1L恒容密闭容器中充入体积比为3：1的H2和C02,二者

在催化剂、加热条件下反应可以合成乙烯：6H2+2CO2墨雪CH2=CH2+4H2。(g),

A

不同温度对C02的平衡转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示。下列有关说法错

误的是()

百分比/%

"?(X)150200250300350温度/℃

A.该反应的正反应方向为放热反应

B.M点时，产物乙烯的体积分数约为7.7%

C.其他条件相同时，M点的反应速率一定比N点的反应速率大

D.温度高于250℃,催化剂催化效率降低可能是因为高温使催化剂失活

18某反应A(g)+B(g)-C(g)+D(g)的速率方程为v=kd"(A>d，(B),

其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为冬。在其他条件相同

时，改变反应物浓度，反应的瞬时速率如下表所示:

c(A)/mol,L1c(B)/molI1i/103mol,LLmin1

0.250.0501.4

0.500.0502.8

1.000.0505.6

0.500.1002.8

下列说法正确的是()

A.该反应的速率方程d"(A>用B)中m=l、n=\

B.该反应的速率常数为£=2.8xl(y3min।

C.增大反应物浓度，4增大导致反应的瞬时速率加快

D.存在过量B,反应掉87.5%的A所需时间是375min

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19.含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。我国学者在容积不变的刚性容器

n(H2)

中按投料比=l发生反应2H2(g)+2NO(g)由(g)+2H2O(g)

AH2=-664.1kJ/mol,不同催化剂条件下，反应相同时间测得NO转化率与温度的关

系如图所示。且研究表明该反应片h5H2)/(NO),其中〃为速率常数。下列说法错

误的是()

A.当使用催化剂乙时，温度高于350℃NO转换率下降是由于反应放热，达到平衡后,

升高温度使平衡逆向移动

B.使用催化剂甲比使用催化剂乙正反应的活化能更低

C.对于反应2H2(g)+2NO(g)脸(g)+2H2O(g),其他条件不变，加压使平衡正向移动

D.7/C的初始速率为％,当H2转化率为60%时，反应速率为0.064%,由此可知切

=1

20.5-羟甲基糠醛(5-HMF,)脱氢可制2,5-吠喃二甲醛(DFF),

原理如下：

曲

/100

反应①:5-HMF(g)=DFF(g)+H2(g)；380

海60

图40

反应②:5-HMF(g)+CO2(g)^DFF(g)+CO(g)+H2O(g)o20—771=0

IWH-—，〃=I

J

N70

H

改变起始投料比黑小5-HMF的平衡转化-

S

率随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()

A.反应②为放热反应

B.l>a>b

C.x点CO2的转化率大于80%

D.700—1300K,反应①基本不发生

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21.丙烯在有机化工中用途广泛，除了制备聚丙烯，还可制备1,2-二氯丙烷、丙

烯醛、丙烯酸等。回答下列问题：

（1）用加成法制备1,2-二氯丙烷，主、副反应依次为：

CH2=CHCH3（g）+C12（g）=CH2ClCHClCH3（g）；AH=-134kJ*mol'

1

CH2=CHCH3（g）+Cl2（g）=CH2=CHCH2Cl（g）+HCl（g）；-102kJ«mol

已知CH2=CHCH2Cl（g）+HCl（g）312cleHClCH3（g）中逆反应的活化能为164kJ-mol1,

则正反应的活化能为kJ»mol

（2）丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下：C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）/〃=+124kJ・molL

①某温度下，在刚性密闭容器中充入C3H8（g）,起始压强为10kPa,平衡时总压为14

kPa,则C3H8的平衡转化率为,该反应的压强平衡常数&）=kPa。

②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应，平衡体系中C3H8（g）和C3H6（g）的物

质的量分数随温度的变化关系如图所示，其中代表压强为lOOkPa时C3H8的曲线是

（填曲线标号）。

30

“

、25

岩

K20

删.•RO15

S

10

胆

彝

U)

—O!

550560570温度y

（3）丙烷氧化脱氢制备丙烯，还发生副反应生成CO、CO2等，其主反应如下：

C3H8（g）+教2（g）=C3H6（g）+H2O（g）；AH=-118kJ-mol1

相同时间内，在某催化剂作用下C3H8（g）的转化率和C3H6（g）的产率随温度的变

化关系如图所示。①图2中C3H8的转化率随温度升高而增大的原因是

n（C3H6）3

②575℃时，C3H6的选择性为［C3H6的选择性=消耗的n（C3H口」,能提高其选择性的

措施为

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22.石油工业的副产物正丁烷能发生催化脱氢和催化裂解生成烯烧，其反应如下:

催化脱氢：I.C4H|0-C4H8+H2

催化裂解：II.C4H10-C3H6+CH4

IILC4H10-C2H4+C2H6

已知：C4H8和C3H6均为重要的中间产物，可以进一步发生催化裂解

（1）下表为各物质在25℃,lOlkPa下的燃烧热：

物质C4H10C3H8C3H6CH4

AH(kJ,mol1)-2878.5-2219.9-2058.5-890.3

则在该温度和压强下反应II的47=kJ-mol'»

（2）在Ni催化剂上催化脱氢的反应历程如图1所示（*表示吸附态，TS为过渡态,

部分物质省略）。

.

一

工

期

理