备考2025届高考化学一轮复习强化训练第七章化学反应速率和化学平衡第1讲化学反应速率

第1讲化学反应速率1.[2024河北]室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋NX＋Y；②M＋NX＋Z。反应①的速率可表示为v1＝k1c2（M），反应②的速率可表示为v2＝k2c2（M）（k1、k2为速率常数）。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变更状况如图。下列说法错误的是（A）A.0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3mol·L－1·min－1B.反应起先后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变C.假如反应能进行原委，反应结束时62.5％的M转化为ZD.反应①的活化能比反应②的活化能大解析由①M＋NX＋Y、②M＋NX＋Z可知M削减的物质的量为Y和Z增加的物质的量之和，故30min时Δc（Y）＝（0.5－0.300－0.125）mol·L－1＝0.075mol·L－1，故v（Y）＝0.075mol·L－130min＝2.5×10－3mol·L－1·min－1，A错误；由题中两个反应速率公式相比可得v1v2＝k1k2，而Δc（Y）＝v1Δt，Δc（Z）＝v2Δt，故反应起先后，体系中c（Y）∶c（Z）＝k1∶k2，为定值，B正确；0～30min，Δc（Z）＝0.125mol·L－1、Δc（Y）＝0.075mol·L－1，Δc（Y）∶Δc（Z）＝3∶5，即M转化为Z的百分比为58×100％＝62.5％，C正确；0～30min，Δc（Z）＝0.125mol·L－1、Δc2.[2024浙江]取50mL过氧化氢水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O22H2O＋O2↑。在确定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度（c）如下表：t/min020406080c/（mol·L－1）0.800.400.200.100.050下列说法不正确的是（C）A.反应20min时，测得O2体积为224mL（标准状况）B.20～40min，消耗H2O2的平均速率为0.010mol·L－1·min－1C.第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解解析由表中数据可得反应20min时，H2O2浓度的变更量为（0.80－0.40）mol·L－1＝0.40mol·L－1，消耗H2O2的物质的量为0.05L×0.40mol·L－1＝0.02mol，生成氧气的体积为224mL，A正确；20～40min，H2O2浓度的变更量为（0.40－0.20）mol·L－1＝0.20mol·L－1，v（H2O2）＝0.20mol·L－120min＝0.01mol·L－1·min－1，B正确；第30min时H2O2的浓度大于第50min时H2O2的浓度，浓度越大反应速率越快，C不正确；H2O2分解酶或Fe2O3都能催化3.[反应历程图示][2024山东改编]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（）；其次步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更如图所示。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（D）A.1，2－加成产物比1，4－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解析结合题图可知，1，4－加成产物的能量比1，2－加成产物的能量低，即1，4－加成产物比1，2－加成产物稳定，A项错误；结合题图知，1，3－丁二烯发生1，2－加成反应和1，4－加成反应均为放热反应，则上升温度1，3－丁二烯的转化率减小，B项错误；温度上升，1，2－加成正反应速率和1，4－加成正反应速率均增大，C项错误；由0℃升温至40℃时，1，3－丁二烯发生的反应由以1，2－加成为主变为以1，4－加成为主，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，D项正确。4.[2024山东]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（D）A.含N分子参加的反应确定有电子转移B.由NO生成HONO的反应历程有2种C.增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变D.当主要发生包含②的历程时，最终生成的水削减解析含N分子参加的反应有NO＋·OOHNO2＋·OH、NO＋NO2＋H2O2HONO、NO2＋·C3H7HONO＋C3H6、HONONO＋·OH，各反应中均有元素化合价发生变更，则确定有电子转移，A项正确；由NO生成HONO的反应历程有NO＋·OOHNO2＋·OH、NO＋NO2＋H2O2HONO和NO＋·OOHNO2＋·OH、NO2＋·C3H7HONO＋C3H6两种，B项正确；NO为催化剂，催化剂不能使平衡发生移动，故增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；总反应为2C3H8＋O22C3H6＋2H2O，故主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误。5.[2024上海]已知如下方程式：Fe2O3＋CO⇌2FeO＋CO2①FeO＋CO⇌Fe＋CO2②Fe3O4＋4CO⇌3Fe＋4CO2③3Fe＋4H2O（g）⇌Fe3O4＋4H2④4Fe＋3O22Fe2O3⑤总反应式：CO（g）＋xH2O（g）＋1－x2O2（g）⇌CO2（g）＋xH2写出总反应的催化剂氧化铁（或Fe2O3），K＝c（CO2）·cx（H2）c（CO）·cx（H2O）·c1－x26.[2024山东]确定条件下，水气变换反应CO＋H2O⇌CO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，探讨HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应：Ⅰ.HCOOH⇌CO＋H2O（快）Ⅱ.HCOOH⇌CO2＋H2（慢）探讨发觉，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H＋仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽视水的电离，其浓度视为常数。反应Ⅰ正反应速率方程为v＝kc（H＋）·c（HCOOH），k为反应速率常数。T1温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka，当HCOOH平衡浓度为xmol·L－1时，H＋浓度为Kaxmol·L－1，此时反应Ⅰ正反应速率v＝kKaxxmol·L－1·h－1（用含Ka解析依据HCOOH⇌HCOO－＋H＋，设平衡时H＋浓度为amol·L－1，则HCOOH电离平衡常数Ka＝a2x，a＝Kax，此时反应Ⅰ正反应速率v＝k·c（H＋）·c（HCOOH）＝kKaxxmol·L7.[全国Ⅱ高考]CH4－CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：（1）CH4－CO2催化重整反应为CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g）。已知：C（s）＋2H2（g）CH4（g）ΔH＝－75kJ·mol－1C（s）＋O2（g）CO2（g）ΔH＝－394kJ·mol－1C（s）＋12O2（g）CO（g）ΔH＝－111kJ·mol－1该催化重整反应的ΔH＝247kJ·mol－1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是A（填标号）。A.高温低压 B.低温高压C.高温高压 D.低温低压某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50％，其平衡常数为13mol2·L－（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量削减。相关数据如下表：积碳反应CH4（g）C（s）＋2H2（g）消碳反应CO2（g）＋C（s）2CO（g）ΔH/（kJ·mol－1）75172活化能/（kJ·mol－1）催化剂X3391催化剂Y4372①由上表推断，催化剂X劣于Y（填“优于”或“劣于”），理由是相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对较小，消碳反应速率大。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的状况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变更关系如图1所示，上升温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是AD（填标号）。图1A.K积、K消均增加 B.v积减小、v消增加C.K积减小、K消增加 D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大②在确定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p（CH4）·[p（CO2）]－0.5（k为速率常数）。在p（CH4）确定时，不同p（CO2）下积碳量随时间的变更趋势如图2所示，则pa（CO2）、pb（CO2）、pc（CO2）从大到小的依次为pc（CO2）、pb（CO2）、pa（CO2）。图2解析（1）将已知中的3个反应依次记为①、②、③，依据盖斯定律③×2－①－②得该催化重整反应的ΔH＝（－111×2＋75＋394）kJ·mol－1＝247kJ·mol－1。由于该反应为吸热且气体体积增大的反应，要提高CH4的平衡转化率，需在高温低压下进行。依据平衡时消耗的CO2为1mol×50％＝0.5mol，则消耗的CH4为0.5mol，生成的CO和H2均为1mol，依据“三段式”法可知平衡时CH4、CO2、CO和H2的平衡浓度分别为0.75mol·L－1、0.25mol·L－1、0.5mol·L－1、0.5mol·L－1，则平衡常数K＝（0.5mol·L－1）2×（0.5mol·L－1）20.75mol·L－1×0.25mol·L－1＝13mol2·L－2。（2）①从表格中数据可看出相对于催化剂X，用催化剂Y催化时积碳反应的活化能大，则积碳反应的反应速率小，而消碳反应活化能相