2023届高考化学二轮复习专题五反应变化与规律选择题突破八化学反应速率与平衡学案

这是一份2023届高考化学二轮复习专题五反应变化与规律选择题突破八化学反应速率与平衡学案，共40页。
选择题突破八　化学反应速率与平衡

反应历程(机理)分析
1.(2022·山东卷,10)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分子参与的反应一定有电子转移
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,最终生成的水减少
解析:根据反应机理的图示可知,含N分子发生的反应有NO+∙OOHNO2+∙OH、NO+NO2+H2O2HONO、NO2+∙C3H7C3H6+HONO、HONONO+∙OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,则含N分子参与的反应一定有电子转移,A项正确;根据题图可知,由NO生成HONO的反应历程有2种,B项正确;NO是催化剂,增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变,C项正确;无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项错误。
2.(双选)(2022·湖南卷,12)反应物(S)转化为产物(P或 P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示:

下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　AD　)
A.进程Ⅰ是放热反应
B.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ
D.进程 Ⅳ中,Z没有催化作用
解析:由题图信息可知,进程Ⅰ中S的能量大于产物P的能量,因此进程Ⅰ是放热反应,A说法正确;进程Ⅱ中使用了催化剂X,但是催化剂不能改变平衡产率,因此在两个进程中平衡时P的产率相同,B说法不正确;进程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能,由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤,因此生成P的速率为Ⅲ0
B.气体的总物质的量:na12
D.反应速率:va正v(B)b,则用A表示的化学反应速率比用B表示的化学反应速率大。
(4)分清外界因素对化学反应速率的影响和对化学平衡的影响。如升温,正、逆反应速率均增大,具体向哪个方向移动要看正、逆反应速率增大的程度。
4.化学反应速率常数
(1)化学反应速率常数的含义。
对于一个基元反应:αA+βDγG+hH,其化学反应速率常数表达
式为
v=k·cα(A)·cβ(D)
上式中的k称为反应速率常数,又称速率常数。
(2)k的物理意义:在一定的条件下(温度、催化剂),反应物浓度为
1 mol·L-1时的化学反应速率。
(3)k的影响因素。
速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂、固体表面性质等有关,与浓度无关。
化学平衡状态与化学平衡常数
1.化学平衡状态的判定
(1)v正=v逆。
①v正=v逆是化学平衡状态的本质。
②当用同一种物质来表示反应速率时,其生成速率与消耗速率相等。
③用不同的物质表达反应速率时,一方面要求表示的是两个不同的方向(一个表示正反应,一个表示逆反应);另一方面当根据化学方程式的化学计量数转化为同一物质表达时两者相等。
(2)变量不变原则。
如果一个量是随反应进行而改变的,当该量“不变”时反应就达到平衡状态。
①平衡体系中各物质的质量、物质的量、浓度及百分含量等保持不变。
②一定条件下的气体密度、总压强、气体的平均相对分子质量不变等。
③有色体系的颜色保持不变。
④绝热容器中反应体系的温度不变。
2.化学平衡常数的应用
(1)化学平衡常数K的大小,可推断反应进行的程度。
(2)化学平衡常数K的大小只与温度有关,温度不变,K不变。
(3)根据K随温度的变化情况可确定化学反应的热效应。

(4)利用K判断反应进行的方向。
若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Q,则Q>K,反应向逆反应方向进行;Q=K,反应处于平衡状态;QT1
压强
压强大,反应达平衡
所需时间短
乙中p1>p2
催化剂
使用适宜催化剂,反
应达平衡所需时间短
丙中a使用
催化剂
(2)利用初步得出结论,深度提炼反应信息。
图甲,T2>T1,升高温度,αA降低,平衡左移,正反应为放热反应;图乙,p1>p2,增大压强,αA升高,平衡右移,则正反应为气体体积缩小的反应;若纵坐标表示A的百分含量,则甲中正反应为吸热反应,乙中正反应为气体体积增大的反应。
4.化学平衡图像的解题思路


反应历程(机理)分析
1.(2022·福建福州模拟)近期,我国研究人员报道了温和条件下实现固氮的一类三元NiFeV催化剂,其催化机理如图所示。下列说法正确的是(　D　)

A.该反应总化学方程式为N2+6H22NH3
B.三元NiFeV催化剂使原反应的ΔH减小
C.反应中N2在三元NiFeV催化剂作用下直接断裂为N
D.标准状况下生成22.4 L NH3时,共转移3 mol e-
解析:由题图可知,该反应总化学方程式为N2+6H++6e-2NH3,A项错误;催化剂不能改变反应的ΔH,B项错误;由题图可知,N2是在H+作用下断裂的,C项错误;标准状况下22.4 LNH3的物质的量为1 mol,由总反应N2+6H++6e-2NH3可知,生成1 mol氨气转移3 mol e-,D项正确。
2.(2022·广东深圳二模)一种在恒温、恒定气流流速下,催化氧化HCl生产Cl2的工艺的主要反应机理如图所示。下列说法不正确的是(　B　)

A.该过程中Cu元素的化合价保持不变
B.CuO、Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物
C.Cu(OH)Cl分解产生两种产物,物质X为H2O
D.该过程涉及反应:2Cu2OCl2+O22Cl2+4CuO
解析:由题干反应历程图可知,该过程中含Cu化合物CuO、Cu(OH)Cl、Cu2OCl2中Cu元素的化合价均为+2价,即保持不变,A正确;由题干反应历程图可知,CuO与HCl反应转化为Cu(OH)Cl,然后Cu(OH)Cl分解为Cu2OCl2和H2O,Cu2OCl2与O2反应又生成了CuO,则CuO为催化剂,而 Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物,B错误;由题干反应历程图,根据质量守恒可知X为H2O,C正确;由题干反应历程图可知,该过程涉及Cu2OCl2与O2反应生成CuO和Cl2的反应,根据氧化还原反应配平可得2Cu2OCl2+O22Cl2+4CuO,D正确。
化学反应速率与平衡图像综合分析
1.(2022·辽宁丹东一模)下面是探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,下列说法正确的是(　C　)



A.图①若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
B.图②是在一定条件下,c(X)随时间t的变化,正反应ΔHT1
C.图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3
D.图3中曲线d代表的物质为二氧化碳
解析:根据化学平衡常数的含义可知该反应压强平衡常数表达式为Kp=p(C2H5OH)×p3(H2O)p2(CO2)×p6(H2),A正确;该反应的ΔHT2>T1,B正确;温度相同时,投料比越大,CO2的转化率越大,故m1>m2>m3,C正确;恒压条件下,且m=3时,温度升高,化学平衡逆向移动,导致CO2和H2的物质的量增大,C2H5OH和H2O的物质的量减小,且C2H5OH的量小于H2O的,故曲线d表示的物质为乙醇,D错误。
5.(2022·湖南长沙一模)在起始温度均为T ℃、容积均为10 L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1 mol N2O和4 mol CO,发生反应N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔHvN(逆) D.KM>KN
解析:由题干信息可知,投料比越大,CO2平衡转化率越大,平衡向正反应方向移动,故a>3,A错误;由图示可知,升高温度,CO2的平衡转化率降低,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,ΔH