2023年高考化学考点专项题集 专题15 化学反应速率
展开第一,用什么资料,怎样使用资料;第二,在那些核心考点上有所突破,准备采取什么样的措施;第三,用时多长,怎样合理分配。
二、怎样查漏。
第一,教师根据一轮复习的基本情况做出预判;第二,通过检测的方式了解学情。
三、怎样补缺。
1、指导学生针对核心考点构建本专题的知识网络,归纳本专题的基本题型和解题思路;
2、结合学情教师要上好核心考点的讲授课;
3、针对学生在检测或考试当中出现的问题,教师要做好系统性讲评;
4、根据学生存在的问题进行跟踪性训练;
5、教育学生在对待错题上一定要做到:错题重做,区别对待,就地正法。
6、抓好“四练”。练基本考点,练解题技巧,练解题速度,练答题规范。
备战2023年高考化学精选考点专项突题集(新高考地区)
专题15 化学反应速率
【基础题】
1.(2022·浙江省宁波市鄞州中学模拟预测)硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH,两种反应物的初始浓度均为0.500 ml·L-1,不同温度下测得O2NC6H4COOC2H5的浓度(ml·L-1)随时间变化的数据如表所示。下列有关说法不正确的是
A.该反应在15 ℃,120 s~180 s区间的v(O2NC6H4COOC2H5)为7.33×10-4 ml·L-1·s-1
B.由表中数据可知,随着反应的进行,反应物的浓度降低,反应速率减慢
C.530 s时,表格中35 ℃对应的数据一定是0.130
D.由表中数据可知,温度升高,反应速率加快
【答案】C
【解析】A.根据表中数据,在15 ℃,120 s~180 s区间的v(O2NC6H4COOC2H5)==7.33×10-4ml·L-1·s-1,A项正确;B.根据表中数据可知,15℃时,0~120s、120s~180s、180s~240s、240s~330s、330s~530s、530s~600s区间的v(O2NC6H4COOC2H5)依次为1.375×10-3ml·L-1·s-1、7.33×10-4ml·L-1·s-1、5.83×10-4ml·L-1·s-1、5.11×10-4ml·L-1·s-1、2.7×10-4ml·L-1·s-1、1.14×10-4ml·L-1·s-1,在相同温度下,随着反应的进行,反应物的浓度降低,反应速率减慢,B项正确;C.35℃达到平衡时O2NC6H4COOC2H5的浓度为0.130ml/L,15℃时330s~530s内O2NC6H4COOC2H5的浓度减少0.210ml/L-0.156ml/L=0.054ml/L,由表中数据知,在相同时间间隔内,35℃时O2NC6H4COOC2H5的浓度减小值大于15℃时,35℃时反应速率比15℃时快,35℃时330s~530s内O2NC6H4COOC2H5的浓度减少大于0.054ml/L,530s时O2NC6H4COOC2H5的浓度小于0.190ml/L-0.054ml/L=0.136ml/L>0.130ml/L,530s时反应不一定达到平衡状态,故530 s时表格中35 ℃对应的数据不一定是0.130,C项错误;D.由表中数据知,在相同时间间隔内,35℃时O2NC6H4COOC2H5的浓度减小值大于15℃时,35℃时反应速率比15℃时快,即温度升高,反应速率加快,D项正确;答案选C。
2.(2022·浙江·模拟预测)在温度T1和T2时,分别将0.50 ml A和1.2 ml B充入体积为3 L的恒容密闭容器中,发生如下反应:A(g)+2B(g)2C(g)+D(g),测得n(A)随时间变化数据如下表,下列说法正确的是
A.温度:T1>T2
B.反应达到平衡状态时,容器内压强不再发生变化
C.在温度T1时,0~10 min用B表示的平均反应速率为0.005ml/(L·min)
D.保持其他条件不变,缩小反应容器体积,逆反应速率增大,正反应速率减小
【答案】B
【解析】A.分析题干表格数据可知,T2温度下A的物质的量减小的更快,即T2温度下反应速率较快,故T1<T2,A错误;B.分析反应A(g)+2B(g)2C(g)+D(g)可知该反应前后气体的体积没有发生改变,故容器的压强始终不变,故反应达到平衡状态,容器内压强当然不再发生变化,B正确;C.在温度T1时,0~10 min用B表示的平均反应速率为,C错误;D.保持其他条件不变,缩小反应容器体积,反应物生成物的浓度均增大,故逆反应速率增大,正反应速率也增大,D错误;故答案为:B。
3.(2022·辽宁大连·一模)研究表明,与水反应制氢气的原理为。表格为pH和温度对半衰期的影响(半衰期是指反应过程中,某物质的浓度降低到初始浓度一半所需的时间),下列说法错误的是
A.溶液显碱性,溶液中各离子浓度大小为
B.在50℃、的条件下,初始浓度为4.32ml/L,则半衰期内
C.由表格中数据可知,相同pH下,与水反应的速率随温度升高而增大
D.由表格中数据可知,相同温度下,与水反应的速率随pH升高而增大
【答案】D
【解析】A.NaBO2 溶液显碱性,则溶液中c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒,c(Na+)>c(),Na+和是盐完全电离产生的,是大量的,而H+、OH-是水电离产生的,是少量的,所以溶液中各离子浓度大小为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+),故A正确;B.在50℃、 pH=12 的条件下, NaBH4 初始浓度为4.32ml/L,NaBH4的浓度降低到初始浓度一半即2.16ml/L所需的时间为8.64×102,则半衰期内v(NaBH4)==0.0025ml⋅L-1⋅min-1,根据反应的方程式,用不同物质表示的反应速率之比等于方程式的计量数之比,则v(H2)=4v(NaBH4)=0.01ml⋅L-1⋅min-1,故B正确;C.由表格中数据可知,相同pH下, NaBH4的半衰期随温度升高逐渐减小,则NaBH4 与水反应的速率随温度升高而增大,故C正确;D.由表格中数据可知,相同温度下, NaBH4的半衰期随pH增大升高逐渐增大,则NaBH4 与水反应的速率随pH升高而减小,故D错误;故选D。
4.(2022·上海宝山·二模)一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),在一定条件下生成甲醇的量如图所示。根据图像,计算在500℃时,从反应开始到平衡的氢气的平均反应速率
A.ml·L-1·min-1B.ml·L-1·min-1
C.ml·L-1·min-1D.ml·L-1·s-1
【答案】D
【解析】由图中信息可知,在500℃时,从反应开始到平衡所用时间为tBmin,生成的CH3OH的物质的量为nBml,则根据反应方程式可知,消耗的H2的物质的量为2nBml,容器的体积为3L,则该时间段内H2的平均反应速率为:=ml·L-1·min-1=ml·L-1·s-1,故答案为:D。
5.(2022·河北省唐县第一中学模拟预测)一定条件下,反应的速率方程为,k为速率常数(只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关),m、n是反应级数,可以是整数、分数。
实验测得速率与浓度关系如表所示:
下列说法错误的是A.其他条件相同,升高温度,速率常数(k)增大
B.其他条件相同,加入催化剂,速率常数(k)增大
C.根据实验结果,
D.表格中,a=0.9
【答案】C
【解析】A.其他条件相同,升高温度,化学反应速率加快,则速率常数(k)增大,A正确;B.其他条件相同,加入催化剂,化学反应速率加快,则速率常数(k)增大,B正确;C.根据①②组实验数据可得,n=1;根据①③组实验数据可得,m=0.5,即该速率方程为:C错误;D.根据①④组实验数据可得:,,D正确;故选C。
6.(2022·天津·模拟预测)一定温度下,在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列叙述中正确的是
A.反应的化学方程式为
B.时,Y的浓度是X浓度的1.5倍
C.时,X的反应速率与Y的反应速率相等
D.Y的反应速率:时刻时刻时刻
【答案】B
【解析】A.O~t1时X的物质的量增大了:4ml-2ml=2ml,Y的物质的量减小了:10ml-6ml=4ml,则X为生成物、Y为反应物,Y、X的计量数之比为:4ml:2ml=2:1,t3时反应达到平衡,所以该反应的化学方程式为:2Y(g)⇌X(g),A项错误;B.根据图示可知,t1时X的物质的量为4ml,Y的物质的量为6ml,由于容积相同,则二者的浓度之比等于其物质的量之比,所以Y的浓度是X浓度的=1.5倍,B项正确;C.t2之后X的物质的量继续增大、Y的物质的量继续减小,说明反应仍然正向进行,X的反应速率与Y的反应速率之比为1:2,反应没有达到平衡状态,C项错误;D.Y的浓度在减小,则Y的反应速率:时刻时刻时刻,D项错误;答案选B。
7.(2021·广东·模拟预测)在一定的条件下,向2 L密闭容器中进行一定量MgSO4和CO的反应:MgSO4(s)+CO(g)⇌MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)。反应时间与残留固体的质量关系如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度时,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量增大
C.增加硫酸镁的质量时,正反应速率增大
D.在0~10 min内,v(CO)=0.01 ml·L-1·min-1
【答案】B
【解析】A.对于任何可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,A错误;B.反应前的气体是CO,反应生成的气体是CO2和SO2,CO的相对分子质量为28,CO2和SO2混合气体的平均相对分子质量均大于28,随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量增大,B正确;C.增加固体反应物的量,不能改变化学反应速率,C错误;D.从化学方程式看,每消耗1 ml CO,固体质量减少80.0 g,在0~10 min内,v(CO)==0.005 ml·L-1·min-1,D错误;故选B。
8.(2021·河北·模拟预测)一定条件下,反应的速率方程为,某温度下,该反应在不同浓度下的反应速率如下:
根据表中的测定结果,下列结论错误的是A.表中x的值为1
B.α、β、γ的值分别为1、2、-1
C.反应体系的三种物质中,Br2(g)的浓度对反应速率影响最大
D.在反应体系中保持其他物质浓度不变,增大HBr(g)浓度,会使反应速率降低
【答案】B
【解析】v=kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr),对比第一组和第二组数据知,=8,所以β=,对比第二组和第三组数据知,,所以α=1;对比第一组、第四组数据,将β=,α=1带入得=2,解得γ=-1。A.对比第四、第五组数据得=,解得x=1,A正确;B.根据分析可知α、β、γ的值分别为1、、-1,B错误;C.根据分析可知c(Br)的指数的绝对值最大,对反应速率影响最大,C正确;D.由于γ=-1,增大HBr(g)浓度,cγ(HBr)c减小,在反应体系中保持其他物质浓度不变,会使反应速率降低,D正确;综上所述答案为B。
9.(2021·辽宁·模拟预测),分解反应的方程式为,分解反应的浓度与时间曲线如图所示,,当观察的时间间隔无限小,平均速率的极值即为化学反应在t时的瞬时速率,即,A点切线的斜率为,表示在第20min,当浓度为时,瞬时速率为(斜率、速率均取绝对值),则下列说法正确的是
A.反应到A、B、C三点时的瞬时速率
B.由题意可知瞬时速率与平均反应速率无关
C.某点切线的斜率越大,瞬时反应速率越快
D.没有催化剂,就不会发生分解反应
【答案】C
【解析】A.由题中信息可知,瞬时速率与切线的斜率有关,切线的斜率越大瞬时速率越大,由图知、、斜率大小,即瞬时速率,故A错误;B.瞬时速率即平均速率的极值,二者有必然的联系,故B错误;C.当观察的时间间隔无限小,平均速率的极值即为化学反应在时的瞬时速率,所以切线的斜率越大瞬时速率越大,故C正确;D.催化剂只能改变化学反应的速率,不能改变化学反应本身,本身可以发生分解反应,催化剂可增大速率,但不会影响反应的发生、方向和限度,故D错误;故选C。
10.(2022·天津·模拟预测)一定温度下,在某密闭容器中发生反应:。若内由降到,则下列说法正确的是
A.内用I2表示的平均反应速率
B.由降到所用时间小于
C.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.减小反应体系的体积化学反应速率加快
【答案】AD
【解析】A.内用I2表示的平均反应速率,A正确;B.由于随着反应的进行,c(HI)越来越小,反应速率减慢,故由降到所用时间大于,B错误;C.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率也加快,C错误;D.减小反应体系的体积,即增大反应物的浓度,故化学反应速率加快,D正确;故答案为:AD。
【提升题】
1.(2022·浙江·高考真题)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是
A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
【答案】C
【解析】A.图像中可以得到单位时间内的浓度变化,反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到,从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率,选项A正确;B.b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间,为反应物B的瞬时速率,选项B正确;C.化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析,3v(B)=2v(X),选项C不正确;D.维持温度、容积不变,向反应体系中加入催化剂,平衡不移动,反应速率增大,达到新的平衡状态,平衡状态与原来的平衡状态相同,选项D错误;答案选C。
2.(2021·辽宁·高考真题)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
C.条件①,反应速率为
D.条件②,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为
【答案】B
【解析】A.由题干图中曲线①②可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间更短,故反应速率越大,A正确;B.由题干图中曲线①③可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度①是③的两倍,所用时间①也是③的两倍,反应速率相等,故说明反应速率与降冰片烯浓度无关,B错误;C.由题干图中数据可知,条件①,反应速率为=,C正确;D.反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题干图中数据可知,条件②,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为125min÷2=,D正确;故答案为:B。
3.(2022·全国·模拟预测)反应(表示溶液),将一定量的与混合形成溶液发生反应(忽略反应过程中的体积变化),测得的物质的量数据如下表。下列说法正确的是
A.时,
B.时,溶液中剩余物质的量为
C.内,
D.时,
【答案】C
【解析】A.反应速率为平均速率,不是瞬时速率,无法计算时的,A错误;B.初始铁离子的物质的量未知,时,溶液中剩余的物质的量未知,B错误;C.初始的物质的量为3ml,时,的物质的量为0.6ml,的物质的量变化量为3ml-0.6ml=2.4ml,物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,则的物质的量变化量为0.8ml,,C正确;D.初始铁离子的物质的量未知,时,未知,D错误;答案选C。
4.(2022·浙江嘉兴·二模)向恒容密闭容器中充入HI发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>0,T1和T2温度下,随时间t的关系如图,下列说法不正确的是
A.T2温度下0-2h内,生成H2的平均速率为0.125ml·L-1·h-1
B.T1温度下2h末和4h末HI的瞬时速率相同
C.T1>T2
D.若改变条件是催化剂,则T1和T2可以分别代表有、无催化剂时的反应变化示意图
【答案】B
【解析】由曲线斜率判断,斜率大,反应快,温度高,故T1>T2,以此分析。A.T2时,0 ~2h内,从1升高到2,即c(HI)从1ml/L降低至0.5ml/L,故∆c(HI)=1ml/L-0.5ml/L=0.5ml/L,,速率之比=系数之比,则,A正确;B.T1温度下,2h,4h反应均未达到平衡状态,随着反应进行,c(HI)减小,瞬时速率减小,B错误;C.由分析可知T1>T2,C正确;D.T1曲线反应快,表示有催化剂,T2没有催化剂,D正确;故选B。
5.(2022·全国·模拟预测)一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是
A.该反应的化学方程式为6A+2D4B+3C
B.反应进行到1s时,v(A)=v(B)
C.反应进行到5s时,B的平均反应速率为0.06ml/(L•s)
D.反应进行到5s时,v(A)=v(B)=v(C)=v(D)
【答案】C
【解析】由图可知,B、C的物质的量减少,A、D的物质的量增加,则B、C为反应物,A、D为生成物,结合图中物质的量的变化量可知, A、B、C、D的系数之比为,则反应的化学方程式为。A.由上述分析可知,该反应的化学方程式为,故A错误;B.反应速率之比等于化学计量数之比,根据反应的化学方程式可知,反应进行到1s时,3v(A)=5v(B),故B错误;C.反应进行到5s时,B的平均反应速率为,故C正确;D.反应进行到5s时,反应达到平衡,各物质的正逆反应速率相等,但v(A)、v(B)、v(C)、v(D)不相等,故D错误;答案选C。
6.(2021·浙江·模拟预测)在一定温度下,在刚性密闭容器中充入一定量M发生反应:M(g)Q(g)+E(s),测得M、Q的浓度与时间关系如图所示。已知:生成Q净反应速率v=v正-v逆=k正·c(M)-k逆·c(Q)。下列说法正确的是
A.净反应速率:a>b>c
B.0~10min内E的平均速率为0.075ml·L-1·min-1
C.M的平衡转化率为16.7%
D.在上述温度下,该反应=0.2
【答案】A
【解析】由于投料只有M,故反应达平衡前,c(M)逐渐减小,c(Q)逐渐增大,因此,图中下降的曲线代表c(M)变化,上升的曲线代表c(Q)变化,以此来解析;A.由净反应速率v=v正-v逆=k正·c(M)-k逆·c(Q)及k正、k逆只受温度影响,知:c(M)越大,c(Q)越小,v越大,由图知:c(M)大小关系为:a>b>c;c(Q)大小关系:ab>c,A正确;B.E是固体,不能用E的浓度变化表示反应速率,B错误;C.由方程式及图可知:10min时,达到平衡且Δc(M)=Δc(Q)=0.75ml/L,M的平衡转化率:α(M)=×100% =×100%=83.3%,C错误;D.平衡时:c(Q)=0.75ml/L,c(M)=0.90ml/L-0.75ml/L=0.15ml/L,又平衡时,净反应速率v=0,故k正×0.15ml/L=k逆×0.75ml/L,则==5,D错误;故选A。
7.(2022·河北秦皇岛·模拟预测)在一恒容密闭容器中充入NO、,发生反应:。上述反应的正反应速率方程:(k正为正反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。某温度下,测得正反应速率与物质浓度的关系如下表所示:
下列说法错误的是A.
B.NO、的浓度对正反应速率的影响程度相等
C.升高温度,活化分子百分数增大,k正增大
D.其他条件不变,增大压强,k正不变
【答案】B
【解析】A.将实验①②组的数据代入速率方程,得,解得,A正确;B.由a=2,将实验①③组的数据代入速率方程,得,解得,说明NO的浓度对速率的影响程度大于的,B错误;C.升高温度,更多分子吸收能量转化为活化分子,活化分子百分数增大,k正增大,C正确;D .k正受温度影响,其他条件不变,增大压强,但温度不变则k正不变,D正确;故选:B。
8.(2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测)室温下,某溶液初始时仅溶有P和Q且浓度相等,同时发生以下两个反应:①;②,反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分Q、X的浓度随时间变化情况如图所示(溶液体积变化忽略不计)。
下列说法不正确的是
A.反应①的活化能比反应②的活化能大
B.内,Z的平均反应速率为
C.反应时,
D.时Y的浓度为
【答案】B
【解析】根据X的生成量可计算出反应①和反应②中的其它几个物质的相关变化量。从图中可以看出P、Q的初始量均为0.6ml/L,据此分析;A.,,则为定值,20min时,由图可知,,=,则,即,相同条件下反应①的速率小于反应②,所以反应①的活化能大于反应②,故A说法正确;B.0~20min内,Z的变化量与Q的变化量相同,所以,Z的平均反应速率为,故B说法错误;C.始终为定值,即,故C说法正确;D.45min时,Q的浓度约为0.2ml/L,=0.6-0.2=0.4ml/L,根据,可得Y的浓度为=0.24ml/L,故D说法正确;答案为B。
9.(2022·北京·模拟预测)某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率,所用的试剂为溶液和溶液,所得c(Cl-)随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的离子方程式为
B.该反应在的平均反应速率
C.在反应过程中,该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小
D.起初反应很慢,一段时间后反应速率明显增大,一定是反应放热温度升高的结果
【答案】C
【解析】A.不拆,反应的离子方程式为,选项A错误;B.由实验数据可知,该反应在的平均反应速率,且速率之比等于化学计量数之比,则在的平均反应速率,选项B错误;C.由图可知,该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小,选项C正确;D.一段时间后反应速率明显增大,可能是生成的氯离子或硫酸根离子作催化剂使反应速率加快,不一定是反应放热温度升高的结果,选项D错误。答案选C。
10.(2021·浙江·模拟预测)科学家在实验室研究利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。
(1)若将3mlNO和2mlCO通入10L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生上述反应,各组分的物质的量浓度随时间的变化情况如图1所示。
①图中曲线A表示___(填“NO”“CO”“N2”或“CO2”,下同)的浓度变化,曲线C表示的是的___浓度变化。
②在0~4min内NO的平均反应速率v(NO)=___,4min末N2的浓度为___。
③4min末,采用下列措施一定能加快上述反应速率的是___(填标号)。
A.升高体系的温度 B.充入一定量的O2
C.将容器体积变为5L D.充入一定量氦气
(2)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了验证催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,在温度为T0时,某同学设计了以下三组实验:
在图2中分别画出表中实验Ⅱ、Ⅲ条件下混合气体中NO的浓度随时间变化的曲线,并标明各条曲线的实验编号___。
【答案】(1)①NO CO2 ②0.025ml•L-1•min-1 0.05ml•L-1 ③AC
(2)
【解析】(1)①将3mlNO和2mlCO通入10L的恒容密闭容器中,则NO的起始浓度为0.3ml/L,CO的起始浓度为0.2ml/L,因此A表示NO的浓度变化;C和D起始浓度为0,为生成物,平衡之前,相同时间内C的浓度变化量是D的2倍,C表示的应为CO2浓度变化;
②在0~4min内NO的平均反应速率v(NO)==0.025ml•L-1•min-1;4min内N2的浓度变化量为×0.1ml/L=0.05ml•L-1,则4min 末N2的浓度=0.05ml•L-1-0=0.05ml•L-1;
③A.升高体系的温度,活化分子百分数增加,有效碰撞几率增大,反应速率加快,A符合题意;B.充入一定量的O2,消耗NO,NO浓度减小,反应速率减慢,B不符题意;C.将容器体积由10L变为5L,则相当于压缩体积,增大压强,反应速率加快,C符合题意;D.充入一定量氦气,体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,D不符题意;选AC;
(2)由题意可知:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率,因此实验Ⅱ到达平衡的时间应比Ⅰ长,实验Ⅲ到达平衡的时间应比Ⅰ短,但催化剂不能使平衡发生移动,即平衡时NO的浓度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均相同,因此如图:。
【挑战题】
1.(2021·浙江·模拟预测)一定温度下,10L0.40ml/L的溶液发生催化分解,不同时刻测得生成的体积(已折算为标准状况下)如表所示:
下列说法不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )A.0~4min内的平均反应速率
B.6~10min内的平均反应速率
C.反应至6min时,
D.反应至6min时,分解了50%
【答案】C
【解析】A.分解的化学方程式为2H2O2 O2↑+H2O,0~4min内反应生成氧气,消耗的物质的量为1.536ml,平均反应速率,A项正确;B. 随着反应的进行,的浓度减小,反应速率减慢,6~10min的平均反应速率,B项正确;C. 反应至6min时,=22.4L(1ml氧气),结合2H2O2 O2↑+H2O,消耗的为2ml,剩余为10L×0.40ml/L-2ml=2ml,易知反应至6min时,,C项错误;D. 反应至6min时,分解了,D项正确;故选C。
2.(2022·山东潍坊·模拟预测)在石油化工中,酸碱催化占有重要地位,某酸碱催化反应(M和D制取N)的机理如下:
HM+M+H+ pKa=5.0
HM++DHMD+→N k1=1.0×107ml-1∙dm3∙s-1
M+DMD*→N k2=1.0×102ml-1∙dm3∙s-1
已知:基元反应的速率与反应物浓度幂之积成正比;该反应的决速步骤为基元反应中HMD+和MD*的生成;总反应速率为决速反应的速率之和。下列说法错误的是
A.生成MD*的速率为:k2c(M)·c(D)
B.酸性增大,会使M转化为HM+,降低总反应速率
C.总反应的速率常数k=c(H+)+k2。
D.当pH>8后,总反应的速率常数k基本不变
【答案】BD
【解析】由总反应速率为决速反应的速率之和可得:k c(M)·c(D)= k1 c(D) c(HM+)+ k2c(M)·c(D),则k=k1×+ k2,由电离常数Ka=可得:=,所以k=c(H+)+k2。A.由基元反应的速率与反应物浓度幂之积成正比可知,生成MD*的速率为k2c(M)·c(D),故A正确;B.由平衡方程式可知,酸性增大,溶液中氢离子浓度增大,电离平衡逆向移动,HM+浓度增大,由分析可知,总反应的速率常数k=c(H+)+k2,氢离子浓度最大,k增大,总反应速率增大,故B错误;C.由分析可知,总反应的速率常数k=c(H+)+k2,故C正确;D.由分析可知,总反应的速率常数k=c(H+)+k2,溶液pH>8后,溶液中氢离子浓度减小,总反应的速率常数k减小,故D错误;故选BD。
3.(2021·浙江宁波·模拟预测)丙酮的碘代反应的速率方程为,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。
下列说法正确的是A.速率方程中的、
B.该反应的速率常数
C.增大的浓度,反应的瞬时速率加快
D.在过量的存在时,反应掉87.5%的所需的时间是375min
【答案】AD
【解析】A.由第一组数据和第二组数据可得,则m=1,由第二组数据和第四组数据可得,则n=0,A选项正确;B.由A可知,m=1,n=0,则v=kc(CH3COCH3),带入第一组数据可得,k=5.6×10-3min-1,B选项错误;C.由第二组和第四组数据分析可知,当其他条件不变时,增大I2的浓度,反应的瞬时速率不变,C选项错误;D.存在过量的I2时,反应掉87.5%可以看作经历3个半衰期,即50%+25%+12.5%,因此所需的时间为,D选项正确;答案选AD。
4.(2020·山东泰安·模拟预测)氮和硫的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。
(1)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的基元反应如下(E为活化能):
2NO(g)N2O2(g) E1=82kJ·ml-1 v=k1c2(NO)
N2O2(g)2NO(g) E-1=205kJ·ml-1 v=k-1c(N2O2)
N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) E2=82kJ·ml-1 v=k2 c(N2O2)·c(O2)
2NO2(g)N2O2(g) + O2(g) E-2=72kJ·ml-1 v=k-2 c2(NO2)
①2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ∆H=__kJ·ml-1,平衡常数K与上述反应速率常数k1、k-1、k2、k-2的关系式为K=__;
②某温度下反应2NO(g) +O2(g)2NO2(g)的速率常数k=8.8×10-2L2·ml-2·s-1,当反应物浓度都是0.05ml·L-1时,反应的速率是__ml·L-1·s-1;若此时缩小容器的体积,使气体压强增大为原来的2倍,则反应速率增大为之前的__倍。
(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图1所示。在V2O5存在时,该反应的机理为:V2O5+SO2→2VO2+SO3(快) 4VO2+O2→2V2O5(慢)
下列说法正确的是__(填序号)。
a.反应速率主要取决于V2O5的质量
b.VO2是该反应的催化剂
c.逆反应的活化能大于198kJ·ml-1
d.增大SO2的浓度可显著提高反应速率
【答案】(1)①-113 ②1.1×10-5 8 (2)CD
【解析】(1)①根据基元反应含义,第1、3反应为正方向的2个基元反应,第2、4为逆方向的2个基元反应,2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=E2+E1-E-1-E-2=-113kJ·ml-1,平衡常数,反应到达平衡时,v正=v逆,所以k1c2(NO)= k-1c(N2O2),k2c(N2O2)·c(O2)= k-2c2(NO2),则有,故答案为:-113;;
②某温度下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常数:k=8.8×10-2L2·ml-2·s-1,当反应物浓度都是0.05ml·L-1时,反应的速率为:
kc2(NO)·c(O2)=8.8×10−2L2·ml−2·s−1×(0.05ml)3=1.1×10−5ml·L-1·s-1;若此时缩小容器的体积,使气体压强增大为原来的2倍,浓度增大为原来的2倍,则反应速率增大为之前的23=8倍,故答案为:1.1×10-5;8;
(2)A.V2O5的质量不影响反应速率,反应速率取决于慢反应速率,A错误;B.VO2是该反应的中间态,并非催化剂,催化剂为V2O5,B错误;C.生成物总能量低,逆反应的活化能大于198kJ/ml,C正确;D.根据有效碰撞理论,增大SO2的浓度可显著提高反应速率,D正确;故答案为:CD;t/s
0
120
180
240
330
530
600
700
800
15 ℃
0.500
0.335
0.291
0.256
0.210
0.156
0.148
0.145
0.145
35 ℃
0.500
0.325
0.2775
0.238
0.190
…
0.130
0.130
0.130
温度
时间/min
0
10
20
40
50
T1
n(A)/ml
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(A)/ml
0.50
0.30
0.18
……
0.15
体系pH
不同温度下的半衰期(min)
0℃
25℃
50℃
10
12
14
实验
速率
①
0.10
0.10
v
②
0.20
0.10
2v
③
0.20
0.40
4v
④
0.40
a
12v
反应速率
0.1
0.1
2
v
0.1
0.4
2
8v
0.2
0.4
2
16v
0.4
0.1
4
2v
0.2
0.1
x
4v
0
1
2
4
3
1.5
0.6
0.6
实验
c(NO)/(ml/L)
c(H2)/(ml/L)
v正
①
0.10
0.10
k
②
0.20
0.10
4k
③
0.40
0.20
32k
实验编号
T(K)
NO的初始浓度(ml•L-1)
CO的初始浓度(ml•L-1)
催化剂的比表面积(m2•g-1)
Ⅰ
T0
1.20×10-3
3.80×10-3
75
Ⅱ
T0
1.20×10-3
3.80×10-3
50
Ⅲ
T0
1.20×10-3
3.80×10-3
100
t/min
0
2
4
6
8
10
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
0.25
0.050
1.4
0.50
0.050
2.8
1.00
0.050
5.6
0.50
0.100
2.8
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