2024北京重点校高二（上）期末化学汇编：化学反应的速率

2024北京重点校高二（上）期末化学汇编

化学反应的速率

一、单选题

1.（2024北京昌平高二上期末）一定条件下，1-苯基丙块（Ph-C三C-CHJ可与HC1发生催化加成，反应及

反应过程中各物质的占比随时间的变化如下图所示（已知：反应I、川为放热反应），下列说法不正硬的是：

A.反应活化能：反应【＞反应n

B.反应焰变：反应i＞反应n

C.20min后，主要发生反应IH

D.选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物a

2.（2024北京海淀高二上期末）一定温度和压强下，2m0任和ImolCh分别以点燃和形成氢氧燃料电池这

两种方式发生化学反应，生成2moi液态水。下列说法正确的是

A.放出的热量相等B.体系内能变化相等

C.反应速率相等D.反应的活化能相等

3.（2024北京朝阳高二上期末）我国某科研团队将电解食盐水的阳极反应与电催化还原CO?的阴极反应相

耦合，得到高附加值产品CO和NaClO,原子利用率接近100%。原理如下图所示。

下列说法错误的是

A.在阴极区，CO?饱和的NaCI溶液有利于CO?的还原

B.推测阳极区可能产生HC1O,CO?在阴极的还原会抑制HCIO的电离

C.调控电压、选择合适的催化剂可抑制发生2H++2e=H2T等副反应

电解

D.根据上图可知，电解的总反应：NaCl+CO2=CO+NaClO

4.（2024北京海淀高二上期末）一定温度下，在1L的恒容密闭容器中发生反应：A（g）+2B（g）=4C（g）,

反应过程中的部分数据如下表所示：

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物质的量(n/mol)

时间(//min)

〃(A)〃(B)〃(c)

02.02.40

50.8

101.6

151.6

下列说法不•正•确•的是

A.0〜5min用A表示的平均反应速率为0.04mol-L-1-min-1

B.此温度下，反应的平衡常数K为1.6

C.物质B的平衡转化率约为33%

D.15min后，再加入A、B、C各1.6moL平衡不移动

5.(2024北京东城高二上期末)2SO2(g)+O2(g)^^2S0,(g)AHo当SO?(g)、O?(g)和&(g)按一定

比例混合时，SO2平衡转化率。随温度、压强的变化如下图所示。

下列说法不巧砸的是

A.AH<0

B.P,>P2>P3

C.钢催化剂能降低反应的活化能，提高反应速率

D.增大压强平衡正向移动，反应平衡常数增大

6.(2024北京汇文中学高二上期末)在不同条件下，按投料比〃(H2):〃(CO2)=3:1进行反应:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)A//=-48.97kJmor',并测定实验数据。

甲醇的物质的量

①一定条件下，CO2转化率为13.68%,CH30H产率(起始co物质的量)为名底%。

②一定压强下，相同时间，CH30H产率随温度变化的数据如图,

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9

8

7

6

5

4

3

2

10--------•------------'------------'-------------1

480500520540560

77K

下列说法不巧碰的是

A.由①可推测，CO?制取CH30H过程中有副反应发生

B.与①相同条件下，降低H?与CO?的比例，可以提高CO2的转化率

C.由②可推测，480-520K,温度升高，速率加快是CH30H产率升高的原因

D.由②可推测，温度升高CH30H产率降低的可能原因是平衡逆向移动

7.(2024北京丰台高二上期末)5L知反应Sq：(aq)+21(aq)U2SO：(aq)+h(aq),若向该溶液中加入含

Fe"的某溶液反应机理如图所示。下列有关该反应的说法不•正•确•的是

32

@2Fe*(aq)+2I(aq)I2(aq)+2Fe,(aq)

2+3+

②2Fe(aq)+S2O；~(aq)^2Feiaq)+2SO；(aq)

反应过程

A.反应①比反应②所需活化能大

B.该反应可设计成原电池

C.向该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝，适当升温，蓝色变浅

D.Fc计是该反应的催化剂，降低了该反应的

8.(2024北京丰台高二上期末)一定温度下，将不同物质的量的HQ(g)和CO(g)分别通入容积为2L的恒

容密闭容器中进行反应HQ(g)+CO(g)UCO2(g)+H2(g),得到下表所示的三组数据：

起始量/mol平衡量/mol

实验温度/℃达到平衡时间/min

H2O(g)co(g)co(g)H2(g)

16502.04.03.01.05

29001.02.01.84

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3900abt

下列说法正确的是

--1

A.5min内，实验1中v(CO2)=0.2mol-L'-min

B.若a=2.0,b=1.0,则平衡时实验2中H?O(g)的转化率和实验3中CO(g)的转化率相同

C.该反应的

D.900℃时，若充入LOmolHQ(g)、l.OmolCO(g).1.0molCO2(g)^0l.OmolH,(g),平衡正向移动

9.(2024北京顺义高二上期末)也与IQ的反应机理如下:

反应①:H2(g)+2ZC/(g)=HC/(g)+m(g)+/C/(g)；

反应②：//C/(g)+/7/(g)+ZC/(g)=I2(g)4-2/7C/(g),

A.反应①的A//=E/E2

B.反应①@均是放热反应

C.H2(g)+27C/(g)=I2(g)+2/7C/(g)AH=-218kJ.mor,

D.该反应的反应速率主要取决于②的快慢

二、填空题

10.(2024北京顺义高二上期末)二甲醛(CH3OCH3)是一种洁净液体燃料，工业上以CO和H2为原料

生产CH30cH3。工业制备二甲醛在催化反应室中(压强：2.0-10.0MIPa.温度：230-280℃)

进行下列反应：

反应i：C(9(g)+2H2(g)CH.OH(g)△H,=-99kJmo「

反应ii：2cH30H(g)QCH30cHig)+H?O(g)A%--23.5AJ•,〃。八

1

反应iii：CO(g)+H2O(g)^CO2(g)+H2(g)=-4\.2kJmor

1

(1)在该条件下，若反应i的起始浓度分别为。(。。)=1.2〃血1」，C(H2)=2.8,HO/L-,8min后达到化学平衡

状态，CO的转化率为50%,则8min内CO的平均反应速率为

(2)在尸C时.反应ii的平衡常数为400,此温度下，在1L的密闭容器中加入一定的甲醇，反应到某时刻测

得各组分的物质的量浓度如下：

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物质CHQHCH30cH3H2O

c/(mol-L-1)0.052.02.0

此时也/（填或“=”）

（3）催化总反应为：3CO（g）+3H2（g）-CH3OCH3（g）+CO2（g）AH4

①,4=kJ-mol1

②CO的平衡转化率。（CO）与温度、压强的关系如图I所示.图中X代表（填“温度”或"压强”），

kk（填,,或“一）0

中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率）呈现如图2的变化趋势。解释投料比大于1.0之后二甲醛产率和

甲醇产率变化的原因O

⑸二甲醛（CH3OCH.）空气燃料电池是i种高效、轻污染的车载电池，其工作原理如图3所示。

催化剂正负载局㈱

（电极c）\1W/（电极d）

广二^一Oh

1―1►uXur■<-b

质）交换膜

图3

①燃料电池中的正极是（填"c”或"d”）电极。

②c电极的电极反应为o

三、解答题

11.（2024北京丰台高二上期末）CH,和CO?是两种造成温室效应的主要气体，高温下可发生干重整反应

进行综合利用，反应过程的能量变化如图所示：

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(1)干重整主反应的热化学方程式为(用耳、4、£表示反应热)，反应速率由反应决定(填“i”或“ii”)。

⑵反应器中还同时存在副反应：H?(g)+CO,(g)UHQ(g)+8(g)AM>0

①下图表示投料比〃(CHJ:〃(COJ为1:1.3时，不同温度下的反应结果，下列说法中正确的是。(填字

母)

z0

一

M、L5(

F00o

80o

双60w

40L0d

。H

O)

O5u

HO.

S20

550600650700750800850

温度/℃

A.加压有利于增大CH,和CO?反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率

B.550〜600℃,升温更有利于主反应，主反应先达到平衡

C.〃(%):〃(8)始终低于1.0,与副反应有关

②体系中会发生积炭反应CHXg)UC(s)+2H2(g)A/力,为研究其热效应，还需要利用反应的AH。

③添加一定量的载氧剂FeO,可避免积炭反应发生，增大一无义的值，推测可能发生的反应，写出化学反

“(CO)

应方程式。

⑶文献中指出co(g)和％(g)可以发生反应生成CH4(g)和H2O(g),且反应进行程度较大，但干重整反应

器中进行程度小。结合键能数据，从平衡角度阐明理由。

化学键C三o(co)H-HC-HH-O

键能/kJmoL1072436413464

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参考答案

1.A

【详解】A.由图可知，起始反应时，相同时间内产物a的占比大于产物b,说明反应I的速率比反应II的速

率快，反应的活化能越小，反应运率越快，所以反应I的活化能小于反应H,故A错误：

B.由题意可知，反应I、HI为放热反应，即焰变小于0,由盖斯定律可知，反应n-反应1=反应III,则

一△"/VO,所以反应I的焰变大于反应II的焰变，故B正确；

C.由图可知，20min时产物a的占比最大，产物b的占比较小，20min后，产物a的占比减小，产物b的

占比增大，所以主要发生反应HI,故C正确；

D.由图可知，起始反应时，相同时间内产物a的占比大于产物b,所以选择相对较短的反应时间，及时分

离可获得高产率的产物a,故D正确；

故选Ao

2.B

【详解】A.方式一中化学能主要转化为热能，而方式二中化学能主要转化为电能，则两者放出的热量不相

等，故A错误；

B.两种方式反应物和生成物相同，反应物总能量和牛成物总能曷相同，则体系内能变化相等.故B正确：

C.形成原电池可加快反应速率，则两者反应速率不相等，故C错误；

D.二者的反应路径不同，反应的活化能不一定相等，故D错误；

答案选B。

3.B

【分析】该装置为电解池，左侧电极与电源负极相连，为阴极，发生还原反应，右侧电极与电源正极相连，

为阳极，发生氧化反应，据此分析解答。

【详解】A.CO?饱和的NaCl溶液中CO2浓度人，有利于CO?的还原，A正确；

B.由题图知，CO?在阴极上发生得电子的还原反应，电极反应式为CO2+2C-+2H+=CO+H2O,消耗氢离子，

促进HC1O的电离，B错误；

C.调控电压、选择合适的催化剂可抑制阴极发生：2H++2e-=H,f等副反应，C正确；

D.阴极反应式为CO2+2e-+2H=CO+H2O,阳极反应式为Cr-2e-+Hg=2H-+OCT,故电解的总反应：

电解

NaCl+CO2=CO+NaClO,D正确；

故选Bo

4.D

【详解】A.0〜5min内C的物质的量增加了0.8mol,由于容器的容积是1L,则用A物质浓度变化表示的

反应速率v(A)=^-v(C)=^-x=0.04mol/(L/min),A正确；

44ILx5min

B.反应进行到lOmin时，A物质的物质的量减少0.4mol,根据物质反应转化关系可知B物质的物质的量

减少0.8mol,B的物质的量为2.4mol的.8mol=1.6mol,B的物质的量等于15min时B的物质的量,则反应

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<L6Y

此时已达到平衡，此时C物质的量为1.6moL可得K=，=L6,B正确；

件冏

C.根据选项B分析可知：反应在进行到1()min时，A物质的物质的量减少0.4mol,根据物质反应转化关

系可知B物质的物质的量减少0.8mol,B的平衡转化率约为"粤xl00%^33%,C正确；

2.4mol

D.15min后，再加入A、B、C各等效于压缩体积，咳反应为体积增大的反应，压强增大，反应

逆向移动，D错误；

故选D。

5.D

【详解】A.随着温度的升高，SO2平衡转化率a逐渐降低，说明平衡逆向移动，该反应AHcO,A正确；

B.增大压强，该反应平衡正向移动，SO2平衡转化率。增大，即%>P2>P3,B正确；

C.催化剂可降低反应活化能，加快反应速率，c正确：

D.增大压强，温度不变，反应平衡常数不变，D错误；

答案选D.

6.B

【详解】A.由①可推测,一定条件下,CO2转化率为13.68%,CH30H产率为4.12%,根据碳原子守恒可

知，CO?制取CHQH过程中有副反应发生，A正确：

B.与①相同条件下，降低H2与CO?的比例，即增大CO2的用量，化学平衡正向移动，CO2的转化率减小,

出的转化率增大，B错误；

C.480〜520K,温度升高，相同时间内的CH30H产率升高，主要是由于速率的加快，C正确；

D.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH=-48.97kJmol',正反应是一个放热反应，则由②可推测，温度

升高CH30H产率降低的可能原因是平衡逆向移动，D正确；

故答案为：Bo

7.D

【详解】A.由图可知，反应①的活化分子平均能量与反应物分子平均能量之差大于反应②，则反应①比反

应②所需活化能大，A正确；

B.该反应是氧化还原反应，涉及电子的转移，可设计成原电池，B正确；

C.该溶液中有L，滴加淀粉溶液，溶液变蓝，由图可知，该反应的生成物总能量低于反应物总能量，则

sq：(四)+2「(收)U2SO：-(M+h(即)是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，蓝色变浅，C正确；

D.Fe3+参与反应①的反应，但在反应②中又重新生成Fe3+,则Fe3,是该反应的催化剂，催化剂能降低反应

的活化能，但不能降低反应的AH：D错误：

故选D。

8.B

【详解】A.由表格数据可知，实验1反应达到平衡时氧气的物质的后为3.0mol,则由方程式可知，5min

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1.Omol

内,二氧化碳的反应速率为2L=01mol/(L・min).故A错误:

5min

B.由表格数据可知，900。€：实验2反应达到平衡时一氧化碳的物质的量为1.8moL由方程式可知，平衡时

水蒸气的转化率为以华粤目；<100%=2()%,则平衡时水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氢气的浓度为

Imol

0.4mol/L>0.9mol/L>O.lmol/L,O.lmol/L,反应的平衡常数为空黑=J,平衡常数为温度函数，温度不

0.4x0.936

变，平衡常数不变，设实验3反应达到平衡时一氧化碳的转化率为a%,由题给数据可得：

「」产:々比;？。八=L解得a=20,则平衡时实验2中水蒸气的转化率和实验3中一氧化碳的转化

(1-0.5xa%)x(0.5-0.5xa%)36

率相同，故B正确；

C.由表格数据可知，实验1的投入量是实验2的两倍，若实验2在65CTC进行，反应达平衡时，一氧化碳

的物质的量应900。(2时，一氧化碳的物质的量为1.8mol,说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，

则该反应为焰变小于()的放热反应，故C错误；

D.由表格数据可知，900P实验2反应达到平衡时一氧化碳的物质的量为L8moL由方程式可知，平衡时

水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氢气的浓度为0.4mol/L、0.9mol/L>O.lmol/L、O.lmol/L,反应的平衡常数

为誉瞿=二，则充入物质的量都为Imol的水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氢气时，反应的浓度端

0.4x0.936

&="*=1>上，平衡向逆反应方向移动，故D错误；

0.5x0.536

故选Bo

9.D

【详解】A.由图可知，反应的414=正反应的活化能一逆反应的活化能，故反应①的M=E/E2,故A正确；

B.反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应为放热反应，由图像可知，反应①@均是放热反应，故B

正确;

C.由盖斯定律可知，H2(g)+2/C7(g)=I2(g)+2//C/(g)AH=AHI+AH2=-218kJ.mol-',故C正确;

D.反应的反应速率主要取决于慢反应，活化能越大，反应的速率越慢，故该反应的反应速率主要取决于①

的快慢，故D错误。

答案为：Do

10.(1)0.07511101^-'111111-)

G)<

(3)-262.7温度>

(4)当投料比大于1时，随着收比)增大，反应①被促进，而反应③被抑制，。(比0)增大，最终抑制反应②，

因此甲醇的产率继续增大而二甲醍的产率减小

(5)dCH30cH3-12e+3H2O2CQ+12H+

【详解】(1)根据题给数据，CO的反应量为1.2mol/Lx50%=0.6mol/L,则8min内CO的平均反应速率为：

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0.6mol/L....

V(H2)=----：---=0.075ITIO1L'min1

Smin

c(CHQCH,)•"HQ)_2.0x2.0

(2)该时刻反应的浓度嫡为：=1600>40(),反应逆向进行，所以,v

22

C(CH3OH)O.O5

<v逆；

(3)①催化反应室中的总反应3co(g)+3H2(g)WCH30cH3(g)+CO?(g),根据盖斯定理可按以下方法联立得到：

①>2度+③，该反应AH4=-99kJmol」x2+(-23.5kJmol1)+(-4L2kJ-mol')=-262.7kJmol'；

②根据催化反应室的总反应放热，化学方程式3CO(g)+3H2(g)^CH3OCH3(g)+CO2(g)A〃=-262.7kJmoL可知,

正向反应气休减少，反应放热，所以CO的平衡转化率a(CO)随温度的升高而减小、随压强的增大而增大，

图中曲线随X增大而减小，可判断X是温度，则L、L2是压强，且L>L2；

(4)结合图象，根据平衡移动原理分析：随着粤£增大，反应①CO转化率增大，甲醇的产率增大，进

〃(CO)

而有利于反应②正向移动；另一方面，随着噜4增大，反应③被抑制，。(比0)增大，进而抑制了反应②；

图中二甲醛产率随着晦^增大元增大后减小的原因就是这两种因素共同作用的结果，题给图中投料比大

77(CO)

于1.0之后二甲醛产率和甲醇产率变化的原因可解释为：当投料比大于1时，随着c(H2)增大，反应①被促

进，而反应③被抑制，&比0)增大，最终抑制反应②，因此甲醇的产率继续增大而二甲健的产率减小。

(5)①根据图中电子的移动方向可知，d是正极；

②根据图中电子的移动方向可知，c是负极，电解质环境为酸性，则其电极反应为：

+

CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H»

11.(1)CH4(g)+CO2(g)U2H2(g)+2C0(g)△”=+(©—&+邑)kJ/moli

(2)ACC(s)+CO2(g)=2CO(g)或©⑸十电。®BCO(g)+2H2(g)

A

CH4+FeO=Fe+CO+2H,

(3)反应3H2(g)+CO(g)=CH4(g)+H2O(g)的反应热

△//=[(1072+436x3)kJ/mol—(413x4+464x2)kJ/mol]^200kJ/moh升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以

在干重整反应器中反应程度小

【详解】(I)反应的活化能越大，反应速率越慢，化学反应的反应速率取决于慢反应，由图可知，反应i

的活化能大于反应ii，所以反应的反应速率取决于反应i;干重整反应干重整反应为反应物总能量小于生成物

总能量的吸热反应，反应的焙变△〃=+(与一Ej+EOkJ/mol,则反应的热化学方程式为

CH4(g)+CO2(g)u2H2(g)+2CO(g)△//=+(£,—£2+E5)kJ/mol,故答案为:

CH4(g)+CO2(g)U2H2(g)+2CO(g)△〃=+.—&+Ej)kJ/mol；i；

(2)①A.主反应为气体体积增大的反应，副反应为气体体积不变的反应，增大压强，主反应和副反应的

反应速率均增大，但主反应向逆反应的方向移动，副反应平衡不移动，甲烷和二氧化碳的转化率减小，所

以