2023年高考化学一轮复习 考点21 化学反应速率 模拟测试

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1．(2022·云南省昆明市第三中学期中)一定温度下，X、Y、Z三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等
B．从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是0.2ml·L-1·min-1
C．该反应的化学方程式可表示为：3X(g)+Z(g)2Y(g)
D．达到平衡后，再充入氩气，反应速率增大
【答案】C
【解析】A项，Q点没有到平衡，Y的正反应速率和逆反应速率不相等，A错误；B项，从开始到达到平衡时X的物质的量改变量为6-3=3ml，没有说明容器的体积，不能用X表示的平均反应速率，B错误；C项，从开始到平衡，X、Z的物质的量减少，减少量分别为6-3=3ml，2-1=1ml，为反应物，Y的物质的量增加为生成物，增加量为2-0=2ml，故方程式为3X(g)+Z(g) 2Y(g)，C正确；D项，到平衡后，充入氩气，各物质的浓度不变，反应速率不变，D错误；故选C。
2．(2022·广东省六校高三第六次联考)已知反应A(g) + B(g)C(g) + D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.20 ml A和0.20 ml B，10 s末达平衡。下列说法不正确的是( )
A．达到平衡后，B的转化率为50%
B．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动
C．反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A) = 0.005 ml·L-1·s-1
D．容器体积减小为原来的一半，平衡不移动，正、逆反应速率均增大
【答案】B
【解析】A项，设平衡时参加反应的B的物质的量为xml，
则=1，解得：x=0.1，所以平衡时B的转化率为：×100%=50%，A正确；B项，由题干表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B错误；C项，反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)==0.005ml•L-1•s-1，C正确；D项，该反应前后气体的物质的量之和不变，故容器体积减小为原来的一半，平衡不移动，反应物、生成物的浓度增大，即正、逆反应速率均增大，D正确；故选B。
3．(2022·湖北省重点中学智学联盟联考)向某温度恒定、体积固定的密闭容器中加入0.3mlA、0.1mlC和一定量(未知)的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。下列说法不正确的是( )
A．密闭容器的容积为2L
B．若t1=15，则0～t1s内以C物质浓度变化表示的反应速率v(C)=0.004ml·L-1·s-1
C．该反应的化学方程式为：3A(g)+B(g)2C(g)
D．物质B的起始浓度是0.02ml/L
【答案】C
【解析】根据图像，0～t1s内A的浓度减少0.15ml/L-0.06ml/L=0.09ml/L，A为反应物，C的浓度增加0.11ml/L-0.05ml/L=0.06ml/L，C为生成物；A、C的化学计量数之比为0.09ml/L：0.06ml/L=3：2；在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化，反应前后气体分子数不变，则B为生成物，反应的化学方程式为3A(g)⇌B(g)+2C(g)。A项，开始加入A的物质的量为0.3ml，A的浓度为0.15ml/L，则密闭容器的容积为0.3ml÷0.15ml/L=2L，A项正确；B项，若t1=15，则0～t1s内以C物质浓度变化表示的反应速率v(C)==0.004ml·L-1·s-1，B项正确；C项，反应的化学方程式为3A(g)⇌B(g)+2C(g)，C项错误；D项，根据转化浓度之比等于化学计量数之比，0～t1s内B的浓度增加0.03ml/L，t1s时B的浓度为0.05ml/L，则B的起始浓度为0.05ml/L-0.03ml/L=0.02ml/L，D项正确；故选C。
4．(2022·重庆市育才中学期中)MTP是一类重要的药物中间体，可以由TOME经环化后合成。其反应式如下所示：
为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。TOME的转化率随反应时间的变化如图所示。设TOME的初始浓度为a ml/L，反应过程中的液体体积变化忽略不计，发生的其他副反应忽略不计。
已知：转化率=，也可以用百分数表示。下列说法错误的是( )
A．X、Y两点消耗反应物TOME的速率v正(X)＜v正(Y)
B．X、Z两点该化学反应的瞬时速率大小为v(X)＞v(Z)
C．210℃时，0~150 min之间用MTP表示该化学反应的速率为
D．若Z点处于化学平衡，则平衡时溶液体系中甲醇的百分含量为
【答案】D
【解析】A项，根据题意：TOME的初始浓度均为a ml/L，由图知X、Y两点TOME的转化率相等，反应转化浓度相同，但反应时间：X＞Y，因此反应速率：，A正确；B项，由图可知：X点曲线斜率大于Z点，则X、Z两点的瞬时速率大小为v(X)＞v(Z)，B正确；C项，由图可知：在210℃下，150 min时TOME的转化率为98%，则△c(MTP)=△c(TOME) =a ml/L×98%=0.98a ml/L，故0~ 150 min之间的MTP的平均反应速率为0~150 min之间用MTP表示该化学反应的速率为，C正确；D项，若Z点处于化学平衡，由图可知：在210条件下，Z点TOME的转化率为98%，则△c(MTP)=△c(TOME)=△c(CH3OH)=a ml/L×98%=0.98a ml/L，为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇，平衡时c(MTP)=0.98a ml/L，c(CH3OH)＜0.98a ml/L，c(TOME)=0.02a ml/L，若Z点处于化学平衡，则平衡时溶液体系中甲醇的百分含量小于，D错误；故选D。
5．(2022·江苏省响水中学第二次学性分析考试)NH3是具有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化成液氨，且它极易溶于水形成氨水，工业上常用氨气制备硝酸。在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入2.0 ml N2和6.0 ml H2，加入催化剂发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，N2、H2的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．t1 min时，N2的生成速率等于N2的消耗速率
B．反应达到平衡时N2的转化率为40%
C．0~t2 min内，v(NH3)= ml·L−1·min−1
D．反应中通入足量的N2，可使H2完全转化为NH3
【答案】B
【解析】工业合成氨反应为可逆反应，当氮气和氢气以系数比进行投料时，相同时间时两者的转化率相同。A项，t1 min时，反应未达到平衡，N2的生成速率不等于N2的消耗速率，A错误；B项，由图可知，反应达到平衡时H2的转化率为，故N2的转化率也为40%，B正确；C项，根据B可知，平衡时氮气的转化率为40%，即0~t2 min内，氮气的变化量为0.8ml，NH3的变化量为1.6ml，故，C错误；D项，该反应为可逆反应，反应中通入足量的N2，H2不可能完全转化为NH3，D错误；故选B。
6．(2022·江苏省徐州市第二次学情调研)T1温度下，向2L的密闭容器中充入NO，在催化剂作用下发生反应：NO(g)NO2(g)+X(g) (未配平)，反应过程中部分数据如图所示，下列说法错误的是( )
A．X可能为N2O
B．0～1min用X表示的反应速率为
C．温度下，测得容器内气体颜色保持不变，表明反应达到化学平衡状态
D．增大NO气体的浓度、升高反应体系的温度，均能提高反应速率
【答案】B
【解析】A项，若X为N2O，则3NO(g)NO2(g)+N2O(g)，N2O、NO的变化量比为1：3，与图像相符，故A正确；B项，由图像可知，NO、NOx的变化量比为3：1，根据得失电子守恒，反应方程式为3NO(g)NO2(g)+N2O(g)，X是N2O，内生成1mlN2O，用N2O表示的反应速率为，故B错误；C项，T1温度下，测得容器内气体颜色保持不变，则表明各成分的浓度不再变化、反应达到化学平衡状态，故C正确；D项，反应物浓度越大、反应温度越高、反应速率越快，则增大NO气体的浓度、升高反应体系的温度，均能提高反应速率，故D正确；故选B。
7．(2022·河南省洛阳市联考)向一体积为3L的恒容密闭容器中充入0.1 ml CH4(g)和0.2 ml NO2(g)，在一定温度下发生反应：CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)，测得容器内CO2的物质的量(n)与反应时间(t)的关系如表所示。
下列说法正确的是( )
A．0〜4min内，NO2的平均反应速率v(NO2)=0.1 ml·L−1·min−1
B．第6min时的正、逆反应速率之差小于第8min时的
C．该温度下，CH4的转化率为25%
D．第10min时，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大
【答案】D
【解析】A项，0～4min内生成二氧化碳的物质的量是0.06ml，根据方程式可知消耗二氧化氮的物质的量是0.12ml，所以NO2的平均反应速率v(NO2)==0.01ml·L-1·min-1，A错误；B项，根据表中数据可判断第6min时反应正向进行，第8min时达到平衡状态，所以第6min时的正、逆反应速率之差大于第8min时的，B错误；C项，平衡时生成二氧化碳的物质的量是0.075ml，根据方程式可知消耗甲烷的物质的量是0.075ml，所以该温度下，CH4的平衡转化率为×100%=75%，C错误；D项，升高温度一定加快反应速率，因此第10min时，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，D正确；故选D。
8．(2022·山西省榆次一中模拟考试)科学家开发新型催化剂实现CO还原制备CH3COOH：2CO(g)+2H2(g)CH3COOH(g)。一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入4ml CO和3ml H2发生上述反应，测得CH3COOH的物质的量(ml)与时间(min)的关系如下表所示。
下列说法正确的是( )
A．20min时，H2的正反应速率大于H2的逆反应速率
B．当CO的消耗速率等于乙酸生成速率的2倍时，反应达到平衡状态
C．0~10min内，
D．上述条件下CO的最大转化限度为65%
【答案】D
【解析】A项，20min时，反应达到平衡状态，所以H2的正反应速率等于H2的逆反应速率，故A错误；B项，当CO的消耗速率等于乙酸生成速率的2倍时，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定达到平衡状态，故B错误；C项，0~10min内，生成1mlCH3COOH，则反应消耗2mlH2，，故C错误； D项，上述条件下，反应达到平衡生成1.3ml乙酸，则消耗2.6mlCO，CO的最大转化限度为65%，故D正确；故选D。
9．(2022·河北省保定市模拟)常采用三元催化器处理汽车尾气中NOx，CO和碳氢化合物等大气污染物，其简易工作原理如图。下列推断正确的是( )
A．若x=1，CO和NOx反应中N2与NOx的反应速率相等
B．若x=2，碳氢化合物为C8H18，则碳氢化合物与NOx的反应只有极性键的断裂和形成
C．其他条件相同时，催化剂的比表面积越大，反应速率越大
D．三元催化剂能增大正反应速串，同时减小逆反应速率
【答案】C
【解析】A项，若x=1，CO和NO反应的方程式为2CO+2NON2+2CO2，其中N2与NO的反应速率不相等，A错误；B项，若x=2，碳氢化合物为C8H18，产物是氮气、二氧化碳水，由于C8H18和N2中存在非极性键，则碳氢化合物与NOx的反应既有极性键的断裂和形成，也有非极性键的断裂和形成，B错误；C项，其他条件相同时，催化剂的比表面积越大，反应物之间的接触面积越大，所以反应速率越大，C正确；D项，三元催化剂能同等程度增大正逆反应速串，D错误；故选C。
10．(2022·广东省梅州市梅江区梅州中学检测)一定条件下，等物质的量的N2和O2在容积为2L的恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)+O2(g)2NO(g)，如图表示该反应过程中N2的物质的量n(N2)随反应时间(t)的变化。下列叙述正确的是( )
A．当反应达到平衡时，O2的转化率为40%
B．内反应的平均速率为v(N2)=0.1ml·L-1·s-1
C．末的物质的量浓度为
D．点对应的化学反应速率：
【答案】C
【解析】A项，由图可知，当反应达到平衡时，氮气的物质的量由5ml变为2ml，氮气和氧气的物质的量相等，则氧气的转化率为×100%=60%，故A错误；
B项，由图可知，10s内氮气的物质的量由5ml变为4ml，则氮气的平均速率为=0.05ml/(L·s)，故B错误；C项，由图可知，10s内氮气的物质的量由5ml变为4ml，由方程式可知，10s一氧化氮的浓度为=1ml/L，故C正确；D项，由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，说明a点正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故D错误；故选C。
11．(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项，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项，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项，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项，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；故选C。
12．(2022·山东省日照市高三三模)实验室用下图所示装置，探究室温下与H2O的反应，所用镁条质量和表面积相同，且均已用砂纸打磨，实验2的镁条放在尖嘴玻璃导管内并浸于蒸馏水中，实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2∙nMgCO3]。下列说法错误的是( )
A．实验1现象不明显，可能与表面生成了难溶的Mg(OH)2有关
B．实验2比实验1现象更明显，可能是由于玻璃导管内空间狭小，热量不易散失
C．由实验1和实验3可得出“碱性增强有利于加快镁与水反应速率”的结论
D．实验3中破坏了Mg(OH)2在镁条表面的沉积，增大了镁与水的接触面积
【答案】C
【解析】A项，镁条已用砂纸打磨，实验1中镁条表面有微小气泡，且溶液较长时间无明显变化，说明镁条与蒸馏水反应，可能发生的反应为Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，现象不明显的原因可能是Mg表面生成了难溶的Mg(OH)2，A项正确；B项，实验2的镁条放在尖嘴玻璃导管内并浸于蒸馏水中，实验2比实验1现象更明显，可能是由于玻璃导管内空间狭小，热量不易散失，体系温度升高，从而使反应速率加快、Mg(OH)2溶解度增大，B项正确；C项，实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2∙nMgCO3]，实验1和实验3中反应不相同，实验1和实验3中的变量不唯一，故由实验1和实验3不能得出“碱性增强有利于加快镁与水反应速率”的结论，C项错误；D项，实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2∙nMgCO3]，说明实验3中HCO3-可破坏Mg(OH)2在镁条表面的沉积，增大了镁与水的接触面积，从而镁条表面有大量气泡产生，D项正确；故选C。
13．(2022·北京市101中学三模)化学小组探究铜与硝酸反应的快慢及产物。
资料：铜与浓HNO3反应一旦发生就变快，生成的NO2可溶于水形成HNO2 (弱酸)，反应就加快。
下列说法正确的是( )
A．NO2与H2O反应生成HNO2和NO
B．亚硝酸能加快反应速率，是因为亚硝酸可做铜与硝酸反应的催化剂
C．I中反应慢的原因可能是因为稀硝酸不能将NO氧化为NO2，体系中不能生成
D．分别向1mL浓硝酸中加入几滴30%H2O2溶液或一定量NaNO2固体，再加入铜片，预计反应均较慢
【答案】C
【解析】A项，根据得失电子守恒可知，NO2与H2O反应应该是发生歧化反应，氮元素的化合价应该有升有降，不能只下降，生成低价态的HNO3和NO，应该生成HNO3和NO，A错误；B项，根据实验现象和资料，亚硝酸可以加快反应速率，但不一定是催化剂，催化剂要在反应前后的性质和质量保持不变，B错误；C项，稀硝酸的氧化性比浓硝酸弱，不能氧化NO，因此也不能产生HNO2，故I中反应慢的原因可能是因为稀硝酸不能将NO氧化为NO2，体系中不能生成HNO2，C正确；D项，过氧化氢和HNO2发生氧化还原反应，因此HNO2浓度减小甚至为0，反应速率减慢，但加入亚硝酸钠，可以增大体系中HNO2含量，反应速率会加快，D错误；故选C。
14．(2022·北京市第五中学三模)选择不同的反应探究化学反应速率的影响因素，所用试剂不合理的是( )
a．CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O (观察气泡产生的快慢)
b．S2O32-+2H+=S↓+SO2+H2O (观察浑浊产生的快慢)
【答案】C
【解析】采用控制变量方法进行研究，即只改变一个外界条件，其它外界条件都相同，然后逐一进行分析判断。A项，只有CaCO3的接触面积不相同，其它外界条件相同，两个实验是研究固体与盐酸的接触面积大小对化学反应速率的影响，A正确；B项，该反应的实质是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，只有HCl溶液中的c(H+)不相同，其它外界条件相同，是研究H+浓度大小对化学反应速率的影响，B正确；C项，浓硫酸中H2SO4主要以电解质分子存在，稀硫酸中则完全电离产生H+及SO42-，浓硫酸溶于水时会放出大量热量使溶液温度升高，因此两个实验对比，不仅溶液中c(H+)不同，而且溶液温度也不相同，因此不是探究H+浓度大小对化学反应速率的影响，C不正确；D项，两个实验对比，其它外界条件都相同，只有溶液温度不相同，是探究反应温度对化学反应速率的影响，D正确；故选C。
15．(2022·河北省邢台市南和区第一中学模拟)科学家开发新型Cu-Pd催化剂实现CO还原制备CH3COOH：2CO2(g)+2H2(g)CH3COOH(g)。一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入4ml CO和3ml H2发生，上述反应，测得CH3COOH的物质的量(ml)与时间(min)的关系如下表所示。
下列说法错误的是( )
A．20min时，H2的正反应速率等于H2的逆反应速率
B．当CO的消耗速率等于乙酸生成速率的2倍时，不能说明反应达到平衡状态
C．0～10min内，v(H2)=0.05ml·L-1·min-1
D．上述条件下CO的最大转化限度为65%
【答案】C
【解析】A项，据表中数据可知，20min时，n(CH3COOH)不再改变，体系达到平衡状态，则H2的正反应速率等于H2的逆反应速率，A正确；B项，CO的消耗速率指该反应的正反应速率，乙酸生成速率也是指该反应的正反应速率，两者比值等于系数之比不能说明达到平衡状态，B正确；C项，0～10min内，n(CH3COOH)增加了1ml，根据该反应方程式可知，此时n(H2)减少了2ml，则，C错误；D项，据表中数据可知，体系达到平衡状态时，n(CH3COOH)增加了1.3ml，根据该反应方程式可知，CO转化了2.6ml，则CO的最大转化限度为=65%，D正确；故选C。
16．(2022·湖南省百所学校大联考)在容积为2L的刚性密闭容器中加入1mlCO2和3mlH2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)。在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响如图所示(注：T1、T2均大于300℃)。下列说法不正确的是( )
A．该反应的ΔH＜0
B．A点时，CO2的转化率为100nA%
C．T2时，反应达到平衡时消耗的平均反应速率
D．T2时，该反应的化学平衡常数为
【答案】D
【解析】A项，由图可知，反应在T2温度下先达到平衡，则T2>T1，T2温度下反应达到平衡时，甲醇的物质的量少，即升温平衡向逆反应方向移动，依据勒夏特列原理，可知该反应的正反应为放热反应，A项正确；B项，由图知A点甲醇的量为nA，则CO2的变化量为nAml，CO2的转化率为，B项正确；C项，，则，C项正确；D项，T2温度反应达到平衡时，各物质的浓度分别为、、，所以平衡常数，D项错误；故选D。
17．(2022·河北省保定市联考)向一体积为3L的恒容密闭容器中充入0.1mlCH4(g)和0.2mlNO2(g)，在一定温度下发生反应：CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)，测得容器内CO2的物质的量(n)与反应时间(t)的关系如表所示。
下列说法正确的是( )
A．0～4min内，NO2的平均反应速率v(NO2)=0.1ml·L-1·min-1
B．第6min时的正、逆反应速率之差小于第8min时的
C．该温度下，CH4的平衡转化率为25%
D．第10min时，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大
【答案】D
【解析】A项，0～4min内生成二氧化碳的物质的量是0.06ml，根据方程式可知消耗二氧化氮的物质的量是0.12ml，所以NO2的平均反应速率v(NO2)==0.01ml·L-1·min-1，A错误；B项，根据表中数据可判断第6min时反应正向进行，第8min时达到平衡状态，所以第6min时的正、逆反应速率之差大于第8min时的，B错误；C项，平衡时生成二氧化碳的物质的量是0.075ml，根据方程式可知消耗甲烷的物质的量是0.075ml，所以该温度下，CH4的平衡转化率为×100%=75%，C错误；D项，升高温度一定加快反应速率，因此第10min时，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，D正确；故选D。
18．(2022·山东省日照市高三二模)HBr对CH3CH=CH2亲电加成分两步：HBr首先对CH3CH=CH2质子化形成CH3CH2CH2+、(CH3)2CH+两种中间体和Br-，然后中间体分别与Br-结合生成CH3CH2CH2Br、(CH3)2CHBr两种产物。这两种竞争反应路径的能量(G)变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．两种路径中的第一步质子化均是整个反应的决速步
B．加成产物主要以1-溴丙烷为主，这是动力学与热力学共同控制的结果
C．(CH3)2CH+比CH3CH2CH2+更稳定，并且相应的质子化的活化能也更低
D．温度升高时，该反应的正反应速率增大程度小于逆反应速率增大程度
【答案】B
【解析】A项，由题干图示信息可知，两种路径中的第一步质子化的活化能均比第二步的大，活化能越大，反应速率越慢，慢反应是整个反应的决速步骤，A正确；B项，由于加成反应生成2-溴丙烷比生成1-溴丙烷更容易，则加成产物主要以2-溴丙烷为主，这是热力学控制的结果，B错误；C项，由题干图示信息可知，(CH3)2CH+具有的总能量比CH3CH2CH2+低，能量越低越稳定， (CH3)2CH+比CH3CH2CH2+更稳定，并且相应的质子化的活化能也更低，C正确；D项，由题干图示信息可知，该反应正反应是一个放热反应，则有正反应的活化能比逆反应的低，故温度升高时，该反应的正反应速率增大程度小于逆反应速率增大程度，D正确；故选B。
19．(2022·北京市丰台区高三模拟)某兴趣小组同学探究KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4 )溶液反应速率的影响因素。将的KMnO4酸性溶液与草酸溶液按如下比例混合。
【设计实验】
(1)补全KMnO4酸性溶液与草酸溶液反应的离子方程式：_______。
2MnO4-+5H2C2O4+__________=2 Mn2++10CO2↑+8H2O
(2)实验①和②的目的是_______。
【进行实验】
小组同学进行实验①和②，发现紫色并未直接褪去，而是分成两个阶段：
Ⅰ．紫色溶液变为青色溶液；Ⅱ．青色溶液逐渐褪至无色溶液。
【查阅资料】
a．KMnO4酸性溶液与草酸溶液的反应主要包含如下几个过程：
反应ⅰ．MnO4-+2H2C2O4+4H+=Mn3+(无色)+4CO2↑+4H2O
反应ⅱ．Mn3++2H2C2O4=[Mn(C2O4)2]- (青绿色)+ 4H+
反应ⅲ。2Mn3++H2C2O4=2 Mn2+(无色)+2CO2↑+ 2H+
b．[Mn(C2O4)2]-的氧化性较弱，在本实验条件下不能氧化H2C2O4。
c．MnO42-呈绿色，在酸性条件下不稳定，迅速分解为MnO4-和MnO2。
【继续探究】
进一步实验证明溶液中含有[Mn(C2O4)2]-，实验①反应过程中MnO4-和[Mn(C2O4)2]-的浓度随时间的变化如下图。
【解释与反思】
(3)本实验中，化学反应速率：反应ⅱ_______反应ⅲ(填“＞”、“=”或“＜”)。
(4)小组同学认为反应ⅱ的离子方程式应该改为：Mn3++2H2C2O4[Mn(C2O4)2]-+4H+，结合实验现象，说明其理由_______。
【答案】(1)6H+
(2)探究相同温度下，草酸浓度的改变对化学反应速率的影响
(3)＞
(4) [Mn(C2O4)2]-的氧化性较弱，不能氧化H2C2O4，而Mn3+与草酸发生过程iii的反应，使得Mn3+浓度不断减小，只有过程ii存在化学平衡，即Mn3++2H2C2O4[Mn(C2O4)2]-+4H+，上述平衡会逆向移动，[Mn(C2O4)2]-浓度逐渐减小，所得现象为溶液的青绿色逐渐褪去直至无色，故可判断过程ii的反应方程式应该为Mn3++2H2C2O4[Mn(C2O4)2]-+4H+。
【解析】(1)根据原子守恒和电荷守恒，完整反应方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2 Mn2++10CO2↑+8H2O，所以补充6H+；(2)两组实验温度相同，高锰酸钾溶液用量相同，草酸溶液用量不同，探究相同温度下，反应物浓度的改变对化学反应速率的影响；(3)由图像可知，比较过程ii生成[Mn(C2O4)2]-和过程iii消耗等量[Mn(C2O4)2]-所用的时间，前者少于后者，说明反应速率前者大于后者；(4)根据资料[Mn(C2O4)2]-的氧化性较弱，在本实验条件下不能氧化H2C2O4可知，过程ii存在化学平衡，即Mn3++2H2C2O4[Mn(C2O4)2]-+4H+，Mn3+与草酸发生过程iii的反应，使得Mn3+浓度不断减小，上述平衡逆向移动，所得现象为溶液的青绿色逐渐褪去直至无色。
20．(2022·山西省运城市联考)300°C时，向2 L的恒容密闭容器中，充入2 ml CO2(g)和2 ml H2(g)使之发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得各物质的物质的量浓度变化如图所示：
(1)由图可知，CO2(g)的浓度随时间的变化为曲线 ___________(填“a”“b”或“c”)；0~2 min内的平均反应速率v(CO2 )为___________。
(2)已知：反应至2 min时，改变了某一反应条件。由图可知，0~2 min内CH3OH(g)的生成速率 ___ (填“大于”“小于”或“等于”)2~4 min内CH3OH(g) 的生成速率。
(3)5 min时，CO2(g)的转化率(反应时消耗CO2的物质的量占起始投入CO2的物质的量的百分比)为___________，此时容器内气体总压强与反应前容器内气体总压强之比为___。
【答案】(1) a 0.05 ml·L-1 ·min -1
(2)小于
(3) 30% 7：10
【解析】(1)在0～2 min内，a曲线表示的物质浓度减少0.1 ml/L，b曲线表示的物质浓度减少0.3 ml/L，二者改变的浓度比为1：3，根据物质反应速率比等于化学方程式中化学计量数的比，可知a表示CO2的浓度变化，b表示的是H2的浓度变化；在0～2 min内CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)=；(2)物质反应速率比等于反应方程式中相应物质的化学计量数的比。根据反应图象可知在0~2 min内△c(CH3OH)=0.1 ml/L；在2~4 min内△c(CH3OH)=0.2 ml/L，反应时间相同，反应改变的浓度越大，反应速率越快，则0~2 min内CH3OH(g)的生成速率小于2~4 min CH3OH(g)的生成速率；(3)反应开始时CO2(g)的浓度为1.0 ml/L，在5 min时，CO2(g)的浓度为0.7 ml/L，反应消耗CO2(g)的浓度为0.3 ml/L，故CO2转化率为；在反应开始时n(CO2)=n(H2)=2 ml，平衡时n(CO2)=0.7 ml/L×2 L=1.4 ml；n(H2)=0.1 ml/L×2 L=0.2 ml，根据物质反应转化关系可知平衡时，n(CH3OH)=n(H2O)=0.3 ml/L×2 L=0.6 ml，n(总)开始=2 ml+2 ml=4 ml；n(总)平衡=1.4 ml+0.2 ml+0.6 ml +0.6 ml =2.8 ml，。由于在恒温恒容时，气体的物质的量的比等于气体的压强之比，所以平衡时容器内气体总压强与反应前容器内气体总压强之比为p(平衡)：p(开始)=7：10。
温度/℃
700
830
1200
K值
1.7
1.0
0.4
反应时间t/min
2
4
6
8
10
CO2的物质的量n/ml
0.04
0.06
0.07
0.075
0.075
时间/min
0
5
10
15
20
0.00
0.65
1.00
1.30
1.30
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
实验1
实验2
实验3
镁条表面有微小气泡，且溶液较长时间无明显变化
镁条表面有较多气泡且产生气泡速率逐渐加快，溶液中无明显现象
镁条表面有大量气泡，溶液逐渐变浑浊
实验Ⅰ
开始无明显现象，渐有小气泡生成，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。
实验Ⅱ
最初反应较慢，随后加快，反应剧烈；产生红棕色气体；溶液呈绿色。
反应
影响因素
所用试剂
A
a
接触面积
块状CaCO3、0.5 ml/L HCl
粉末状CaCO3、0.5 ml/L HCl
B
a
H+浓度
块状CaCO3、0.5 ml/L HCl
块状CaCO3、3.0 ml/LHCl
C
b
H+浓度
0.1 ml/L Na2S2O3、稀H2SO4
0.1ml/L Na2S2O3、浓H2SO4
D
b
温度
0.1 ml/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、冷水
0.1 ml/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、热水
时间/min
0
5
10
15
20
25
n(CH3COOH)/ml
0.00
0.65
1.00
1.20
1.30
1.30
反应时间t/min
2
4
6
8
10
CO2的物质的量n/ml
0.04
0.06
0.07
0.075
0.075
序号
V(KMnO4酸性溶液)/mL
V(草酸溶液)/mL
V(H2O)/mL
反应温度/
①
2.0
2.0
0
20
②
2.0
1.0
1.0
20