三年（2023-2025）高考化学真题分类汇编：专题08 化学反应速率与化学平衡（解析版）

这是一份三年（2023-2025）高考化学真题分类汇编：专题08 化学反应速率与化学平衡（解析版），共35页。试卷主要包含了某理论研究认为，下列装置或操作正确的是等内容，欢迎下载使用。
专题08 化学反应速率与化学平衡
考法01 化学反应速率
1．（2025·江苏卷）CO2与NO3−通过电催化反应生成CONH22，可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A．过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B．过程Ⅱ中NO3−发生了氧化反应
C．电催化CO2与NO3−生成CONH22的反应方程式：CO2+2NO3−+18H+ 通电 催化剂CONH22+7H2O
D．常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3⋅H2O反应可生产CONH22
【答案】A
【详解】A．过程Ⅱ为：*CO2和*NO3−在酸性条件下被还原为*CO和*NH2的反应，生成了N—H等极性共价键；过程Ⅲ为*CO与*NH2生成*CONH22的反应，生成了C—N极性共价键，A正确；
B．过程Ⅱ是得电子的还原反应，N元素的化合价由+5降为−2，C元素的化合价由+4降为+2，B错误；
C．所给离子方程式电荷不守恒，根据反应机理图可知，过程Ⅱ需要外界提供电子，则正确的反应方程式为CO2+2NO3−+18H++16e−通电催化剂CO(NH2)2+7H2O，C错误；
D．常温常压、无催化剂条件下，CO2与NH3⋅H2O反应生成NH42CO3或NH4HCO3，D错误；
故选A。
2．（2025·北京卷）乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A．①中反应为4CH3COOH+O2+2Pd→2PdCH3COO2+2H2O
B．②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中，有σ键断裂与形成
C．生成CH2=CHOOCCH3总反应的原子利用率为100%
D．Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率
【答案】C
【详解】A．①中反应物为CH3COOH、O2、Pd，生成物为H2O和Pd(CH3COO)2，方程式为：4CH3COOH+O2+2Pd→2PdCH3COO2+2H2O，A正确；
B．②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中，有C-H断开和C-O的生成，存在σ键断裂与形成，B正确；
C．生成CH2=CHOOCCH3总反应中有H2O生成，原子利用率不是100%，C错误；
D．Pd是反应的催化剂，改变了反应的历程，提高了反应速率，D正确；
答案选C。
3．（2025·云南卷）铜催化下，由CO2电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C．Ⅳ的示意图为D．催化剂Cu可降低反应热
【答案】C
【详解】A．由图可知，Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子，属于还原反应，A错误；
B．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键，如图，有极性键生成，不是非极性键，B错误；
C．Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键，由Ⅲ结合氢离子和电子可知，Ⅲ到Ⅳ也生成了一根C-H键，Ⅳ到Ⅴ才结合CO，可知Ⅳ的示意图为，C正确；
D．催化剂可改变活化能，加快反应速率，不能改变反应热，D错误；
故选C。
4．（2025·广东卷）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中O2获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上
A．负极反应的催化剂是ⅰ
B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变
D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
【答案】C
【分析】该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：H2−2e−=2H+；氧气发生还原反应，做正极，电极方程式为：O2+4e−+4H+=2H2O。
【详解】A．由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误；
B．图a中，ⅰ到ⅱ过程为O2获得第一个电子的过程，根据题中信息，O2获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误；
C．氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：H2−2e−=2H+，同时，反应负极每失去1个电子，就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确；
D．由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误；
故选C。
5．（2025·湖南卷）环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯()为原料生产环氧丙烷()的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A．过程中Ⅱ是催化剂
B．过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C．过程中Ti元素的化合价发生了变化
D．丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100%
【答案】B
【详解】A．根据反应原理，Ⅰ先消耗再生成，是整个历程的催化剂，Ⅱ先生成，再消耗，是中间产物，A错误；
B．过程中存在H2O2中O-O非极性键的断裂，以及O2中非极性键的形成；还存在O−H极性键的断裂，以及O−C极性键的形成，B正确；
C．过程中Ti的化学键(Ti−O)始终是4个，配位键不会改变Ti的化合价，故Ti元素的化合价不变，C错误；
D．反应生成了H2O，且存在H2O2的分解反应，原子利用率小于100%，D错误；
故选B。
6．（2025·陕晋青宁卷）我国科研人员采用图示的电解池，由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)，下列说法错误的是
A．电解时，H+从右室向左室移动
B．电解总反应：TY+H2O电解TQ+2H2↑
C．以为原料，也可得到TQ
D．用18O标记电解液中的水，可得到
【答案】D
【分析】电极b发生TY→TQ，发生加氧去氢的反应，发生氧化反应，b为阳极，a为阴极，阴极上氢离子得电子生成H2，以此解题。
【详解】A．电解时阳离子向阴极移动，H+从右室向左室移动，A正确；
B．根据转化关系图可知，电极b中TY是反应物，TQ是生成物，电极a上H+得电子生成H2，总反应方程式为：TY+H2O电解TQ+2H2↑，B正确；
C．将TY()换成为原料，仍然能够得到TQ()，C正确；
D．根据右图可知，用18O标记电解液中的水，可得到的18O在环上甲基的邻位上，D错误；
答案选D。
7．（2025·河北卷）氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应Ga2O3s+2NH3g⇌2GaNs+3H2Og制备。反应历程(TS代表过渡态)如下：
下列说法错误的是
A．反应ⅰ是吸热过程
B．反应ⅱ中H2Og脱去步骤的活化能为2.69eV
C．反应ⅲ包含2个基元反应
D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中
【答案】D
【详解】A．观察历程图可知，反应ⅰ中Ga2O3s+NH3g的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3完成反应，生成Ga2O2NHs和H2O，此时的相对能量为0.05eV，因此体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，A正确；
B．反应ⅱ中因H2Og脱去步骤需要经过TS5，则活化能为0.70eV与TS5的相对能量差，即3.39eV-0.70eV=2.69eV，B正确；
C．反应ⅲ从Ga2ON2H2s生成2GaNs+H2Og经历过渡态TS6、TS7，说明该反应分两步进行，包含2个基元反应，C正确；
D．整反应历程中，活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤(活化能为3.07eV)，所以总反应的速控步包含在反应ⅲ中，D错误；
故选D。
8．（2025·河南卷）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3(g)⇌CH3CH=CH2(g)+H2(g)，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态，∗CH3CHCH2+2∗H→CH3CH=CH2(g)+H2(g)中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
A．总反应是放热反应
B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D．①转化为②的进程中，决速步骤为∗CH3CH2CH3→∗CH3CHCH3+∗H
【答案】C
【详解】A．由图可知，生成物能量高，总反应为吸热反应，A错误；
B．平衡常数只和温度有关，与催化剂无关，B错误；
C．由图可知，丙烷被催化剂a吸附后能量更低，则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定， C正确；
D．活化能高的反应速率慢，是反应的决速步骤，故决速步骤为*CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H或*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H，D错误；
故选C。
9. (2024·安徽卷)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素，测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图。
下列说法正确的是
A. 实验①中，0~2小时内平均反应速率v(SeO42-)=2.0ml·L-1·h-1
B. 实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O
C. 其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D. 其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO42-的去除效果越好
【答案】C
【解析】A. 实验①中，0~2小时内平均反应速率，A不正确；
B. 实验③中水样初始=8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用配电荷守恒，B不正确；
C. 综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；
D. 综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始，的去除效果越好，但是当初始太小时，浓度太大，纳米铁与反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，当初始越小时的去除效果不一定越好，D不正确；
综上所述，本题选C。
10 (2024·江苏卷)下列说法正确的是
A. 豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能
B. 与反应中，Ag催化能提高生成的选择性
C. 制反应中，能加快化学反应速率
D. 与反应中，能减小该反应的焓变
【答案】C
【解析】A． 固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂，能降低该反应的活化能，A错误；
B．根据题意，催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO，则判断Ag催化不能提高生成CH3CHO的选择性，B错误；
C． MnO2是H2O2制O2反应的催化剂，能加快化学反应速率，C正确；
D． V2O5是SO2与O2反应的催化剂，能加快反应速率，但不能改变该反应的焓变，D错误；
故选C。
11. (2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是
A. 催化氧化氨制备硝酸时加入铂B. 中和滴定时，边滴边摇锥形瓶
C. 锌粉和盐酸反应时加水稀释D. 石墨合成金刚石时增大压强
【答案】C
【解析】A．催化剂可以改变化学反应速率，一般来说，催化剂可以用来加快化学反应速率，故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率，A项不符合题意；
B．中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，可以让反应物快速接触，可以加快化学反应速率，B项不符合题意；
C．锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度，会降低化学反应速率，C项符合题意；
D．石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与，增大压强不会改变化学反应速率，D项不符合题意；
故选C。
12．（2023·山东卷）一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下：

已知反应初始E的浓度为0.10ml∙L-1，TFAA的浓度为0.08ml∙L-1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是

A．t1时刻，体系中有E存在
B．t2时刻，体系中无F存在
C．E和TFAA反应生成F的活化能很小
D．反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08ml∙L-1
【答案】AC
【分析】一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径中，共发生三个反应：
①E+TFAAF ②FG ③GH+TFAA
t1之后的某时刻，H为0.02 ml∙L-1，此时TFAA的浓度仍为0，则表明0.10ml∙L-1E、起始时的0.08ml∙L-1TFAA、G分解生成的0.02 ml∙L-1 TFAA全部参加反应，生成0.10ml∙L-1F；在t2时刻，H为0.08ml∙L-1，TFAA为0.06ml∙L-1，G为0.01 ml∙L-1，则F为0.01 ml∙L-1。
【解析】A．t1时刻，H的浓度小于0.02 ml∙L-1，此时反应③生成F的浓度小于0.02 ml∙L-1，参加反应①的H的浓度小于0.1 ml∙L-1，则参加反应E的浓度小于0.1 ml∙L-1，所以体系中有E存在，A正确；
B．由分析可知，t2时刻，H为0.08ml∙L-1，TFAA为0.06ml∙L-1，G为0.01 ml∙L-1，则F为0.01 ml∙L-1，所以体系中有F存在，B不正确；
C．t1之后的某时刻，H为0.02 ml∙L-1，此时TFAA的浓度仍为0，表明此时E和TFAA完全反应生成F，所以E和TFAA生成F的反应速率快，反应的活化能很小，C正确；
D．在t2时刻，H为0.08ml∙L-1，TFAA为0.06ml∙L-1，G为0.01 ml∙L-1，F为0.01 ml∙L-1，只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能为0.08ml∙L-1，而GH+TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓度一定小于0.08ml∙L-1，D不正确；
故选AC。
13．（2023·广东卷）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是

A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
【答案】C
【解析】A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；
B．由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；
C．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；
D．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确；
故选C。
14．（2023·辽宁卷）一定条件下，酸性溶液与发生反应，(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是

A．(Ⅲ)不能氧化
B．随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小
C．该条件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
D．总反应为：
【答案】C
【分析】开始一段时间（大约13min前）随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0，Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(Ⅲ)，同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗；后来（大约13min后）随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少，Mn(Ⅱ)的浓度增大；据此作答。
【解析】A．由图像可知，随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A项错误；
B．随着反应物浓度的减小，到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13min后反应速率会增大，B项错误；
C．由图像可知，Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存，C项正确；
D．H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留，总反应为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，D项错误；
答案选C。
15．（2023·浙江卷）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：

反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是
A．反应焓变：反应I>反应Ⅱ
B．反应活化能：反应I反应Ⅱ，故A正确；
B．短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应I③
D．由①→④推断，若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液，溶液也无明显变化
【答案】D
【分析】0.1ml·L−1的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸，生成更多的FeCl4−，溶液黄色加深；继续滴加1滴KSCN溶液，FeCl4−转化为Fe(SCN)2+，溶液变为红色；再加入NaF固体，Fe(SCN)2+转化为FeF63−，溶液红色褪去，变为无色；再滴加KI溶液、淀粉溶液，无色溶液未见明显变化，说明I-未被氧化。
【详解】A．①中滴加数滴浓盐酸，试管溶液黄色加深，生成更多的FeCl4−，说明浓盐酸促进Fe3++4Cl-⇌FeCl4-平衡正向移动，A正确；
B．由①到②，溶液变为红色，说明FeCl4−转化为Fe(SCN)2+，即生成Fe(SCN)2+并消耗FeCl4−，B正确；
C．②、③溶液中，均存在平衡Fe3++SCN−⇌Fe(SCN)2+，由于温度不变，故该反应的平衡常数不变，由于②、③溶液中含有的初始SCN−浓度相同，且②溶液为红色，③溶液为无色，故能说明cFe3+：②>③，C正确；
D．类似C选项分析，由①→④推断，溶液中的cFe3+是越来越小的，若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液，无法确定①中溶液中的Fe3+的含量是否能够氧化I-，D错误；
故选D。
22．（2025·江苏卷）甘油C3H8O3水蒸气重整获得H2过程中的主要反应：
反应Ⅰ C3H8O3(g)=3CO(g)+4H2(g) ΔH>0
反应Ⅱ CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH