突破07 催化剂、活化能与反应历程(3) 快慢反应-备战2023年高考化学《反应原理综合大题》逐空突破系列

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催化剂、活化能与反应历程(3)                                          ——快慢反应【必备知识】1、根据有效碰撞理论，活化能越小，反应速率越大；催化剂降低反应的活化能，提高反应速率，但不改变反应最终的平衡产率2、慢反应决定整个反应速率【经典练习】1、[2018·全国卷Ⅰ·节选]对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步　N2O5NO2＋NO3　          快速平衡第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2　  慢反应第三步　NO＋NO3―→2NO2　快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)                   B．反应的中间产物只有NO3C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效              D．第三步反应活化能较高2、[2014·全国卷Ⅰ]已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－―→H2O＋IO－　　　　慢  H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－　　快  下列有关该反应的说法正确的是(　　)A．反应速率与I－浓度有关             B．IO－也是该反应的催化剂  C．反应活化能等于98kJ·mol－1               D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)3、化学工作者对NO与H2的反应进行研究，提出下列3步机理：(k为速率常数)第一步：2NON2O2 　快反应，平衡时：v正＝k正·c2(NO)＝v逆＝k逆·c(N2O2)第二步：N2O2＋H2===N2O＋H2O　慢反应第三步：N2O＋H2===N2＋H2O　 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步平衡，下列说法正确的是________A．v(第一步逆反应)<v(第二步反应)             B．总反应快慢主要由第二步反应决定C．达平衡时，2c(NO)＝c(N2O2)                 D．第一步反应的平衡常数K＝4、已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：第一步 2NO(g)N2O2(g)  (快速平衡)第二步 N2O2(g) +O2(g)2NO2(g)  (慢反应)①用O2表示的速率方程为v(O2)= k1·c2(NO)·c(O2)；NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2·c2(NO)·c(O2)，k1与k2分别表示速率常数(与温度有关)，则=________②下列关于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的说法正确的是_________A．增大压强，反应速率常数一定增大           B．第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能C．反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和5、已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反应速率v正=k1cm(NO)cn(O2)，其中k为速率常数，该反应的历程为：第一步：NO+NO=N2O2   快速平衡第二步：N2O2+O22NO2  慢反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中：v(正)=k1c2(NO)，ν(逆)=k2c(N2O2)。下列叙述正确的是____A.第一步反应的平衡常数K=               B.v(第一步的正反应)<v(第二步的反应)C.第二步的活化能比第一步的活化能高          D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效6、已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下：①2NO(g)N2O2(g)(快)            △H1<0平衡常数K1②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)      △H2<0平衡常数K2下列说法正确的是(　　)A. 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H=—(△H1+△H2)B. 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K= K1/K2C. 反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应速率D. 反应过程中的能量变化可用图a表示7、已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  △H=-198kJ/mol，当有V2O5存在时，该反应机理为：V2O5+SO2→2VO2+SO3(快)4VO2+O2→2V2O5 (慢)，下列说法正确的是(　　)A．由反应机理可知VO2和V2O5都是该反应的催化剂B．该反应在高温下易自发进行C．该反应的逆反应的活化能大于198kJ⋅mol-1D．当V2O5存在时，加快化学反应速率，△H会减小8、已知反应2NO + 2H2===N2 + 2H2O的速率方程为υ= kc2(NO)· c(H2) (k为速率常数)，其反应历程如下：①2NO + H2 → N2+H2O2  慢②H2O2 + H2 → 2H2O    快，下列说法不正确的是(　　)A．增大c (NO) 或c(H2)，均可提高总反应的反应速率B．c (NO) 、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同C．该反应的快慢主要取决于反应①D．升高温度，可提高反应①、②的速率9、对于反应2NO(g)＋2H2(g)→N2(g)＋2H2O(g)，科学家根据光谱学研究提出如下反应历程：第一步：2NON2O2                  快速平衡第二步：N2O2＋H2→N2O＋H2O    慢反应第三步：N2O＋H2→N2＋H2O      快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列叙述正确的是(　　)A．若第一步反应△H<0，则升高温度，v正减小，v逆增大B．第二步反应的活化能大于第三步的活化能C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞都是有效碰撞D．反应的中间产物只有N2O210、已知反应：2NO(g)＋Br2(g)===2NOBr(g)的活化能为a kJ/mol，其反应机理如下：①NO(g)＋Br2(g)===NOBr2(g)     慢②NO(g)＋NOBr2(g)===2NOBr(g)  快下列有关该反应的说法正确的是(　　)A．反应的速率主要取决于②的快慢 B．反应速率v(NO)＝v(NOBr)＝2v(Br2)C．NOBr2是该反应的催化剂 D．该反应的焓变等于a kJ/mol11、Burns和Dainton研究发现C12与CO合成COCl2的反应机理如下：①C12(g)2C1•(g)  快②CO(g)+C1•(g)COC1•(g)  快③COC1•(g)+C12(g)COC12(g)+C1•(g)  慢其中反应②存在v正=k正[CO][C1•]、v逆=k逆[COC1•]，下列说法正确的是(　　)A．反应①的活化能大于反应③的B．反应②的平衡常数K=C．要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应②的速率D．选择合适的催化剂能加快该反应的速率，并提高COC12的平衡产率12、生产环氧乙烷()的反应为：2CH2=CH2(g)+O2(g)2 (g)  ΔH=-106kJ/mol，其反应机理如下：①Ag+O2→AgO2  慢②CH2=CH2+AgO2→+ AgO  快③CH2=CH2+6AgO→2CO2+2H2O+6Ag  快，下列有关该反应的说法正确的是(　　)A．反应的活化能等于106 kJ/molB．该反应的原子利用率为100%C．AgO2也是该反应的催化剂D．增大乙烯的浓度只能显著提高环氧乙烷的生成速率13、已知反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)  ΔH＝－a kJ·mol−1(a＞0)，其反应机理如下①NO(g)＋Br2(g)NOBr2(g)  快②NO(g)＋NOBr2(g)2NOBr(g)  慢下列有关该反应的说法正确的是(　　)A．该反应的速率主要取决于①的快慢B．NOBr2是该反应的催化剂C．增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率D．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol−114、已知反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)   △H=-752kJ/mol的反应机理如下:①2NO(g)N2O2(g)(快)②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)(快)，下列有关说法正确的是(　　)A．N2O2和N2O是该反应的催化剂 B．②的反应的活化能最小C．反应速率v(NO)=v(H2)=v(N2) D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大      【催化剂、活化能与反应历程(3)——快慢反应】答案1、AC。解析：第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正确；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO，B项错误；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。2、A。解析：A项，将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，该反应中I－作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率；B项，该反应中IO－是中间产物，不是该反应的催化剂；C项，反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1molH2O2放出98kJ热量，不能据此判断该反应的活化能；D项，由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。3、BD。解析：第二步为慢反应，故其反应速率应小于第一步，A项错误；总反应快慢应由慢反应决定，即主要由第二步反应决定，B项正确；到达平衡时k正·c2(NO)＝k逆·c(N2O2)，k正、k逆值未知，故两者浓度大小关系未知，C项错误；达到平衡时，K＝，又v正＝k正·c2(NO)＝v逆＝k逆·c(N2O2), 故K＝，D项正确。4、①0.5 (2分)   ②B (1分)   解析：①用O2表示的速率方程为v(O2)=k1·c2(NO)·c(O2)、NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2·c2(NO)·c(O2)，2v(O2)=v(NO2)，所以=；②A项，反应速率常数只与温度有关，与压强大小无关，A错误；B项，反应越容易，反应物活化能越小，反应速率越快，第一步反应较快，说明反应物活化能较小，B正确；C项，反应的总活化能小于第一步和第二步反应的活化能之和，C错误；故合理选项是B；5、AC6、C7、C。解析：A、，在存在时，该反应的机理为：快；2慢可知是反应的催化剂，而是中间产物，故A错误； B、熵减反应，反应也为放热反应，即，，则反应在低温下自发进行，而不是高温，故B错误； C、正反应的活化能逆反应的活化能，所以逆反应的活化能大于，故C正确； D、反应热与是否使用催化剂无关，所以当存在时，加快化学反应速率，不变，故D错误； 故答案选：C。8、B。解析：A．根据速率方程为υ= kc2(NO)· c(H2)，增大c (NO) 或c(H2)，均可提高总反应的反应速率，故A正确；B．根据速率方程为υ= kc2(NO)· c(H2)，c (NO) 、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度不同，如c (NO) 增大2倍，υ增大4倍、c(H2)增大2倍，υ增大2倍，故B错误；C．反应速率由最慢的一步决定，该反应的快慢主要取决于反应①，故C正确；D．升高温度，可以增大活化分子百分数，反应速率加快，可以提高反应①、②的速率，故D正确；答案选B。9、B。解析：A．不管△H<0，还是△H>0，升高温度，v正和v逆均增大，A选项错误；B．第二步反应为慢反应，第三步反应为快反应，则第二步反应的活化能大于第三步的活化能，B选项正确；C．根据有效碰撞理论可知，任何化学反应的发生都需要有效碰撞，但每一次碰撞不一定是有效碰撞，C选项错误；D．反应的中间产物有N2O2和N2O，D选项错误；答案选B。10、B。解析：A．反应速率主要取决于慢的一步，所以反应速率主要取决于①的快慢，故A错误；B．速率之比等于对应物质的化学计量数之比，所以反应速率：v(NO)=v(NOBr)=2v(Br2)，故B正确；C．NOBr2是中间产物，而不是催化剂，故C错误；D．焓变等于反应物的总能量一生成物的总能量，不等于活化能，故D错误；故选B。11、B。解析：根据有效碰撞理论，活化能越小，反应速率越大；催化剂降低反应的活化能，提高反应速率，但不改变反应最终的平衡产率。A．活化能越小，反应速率越快，则反应①的活化能小于反应③的活化能，故A错误；B．反应②存在v正=k正[CO][C1•]、v逆=k逆[COC1•]，平衡时正逆反应速率相等，则 ，故B正确；C．慢反应决定整个反应速率，要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应③的速率，故C错误；D．催化剂不影响平衡移动，则选择合适的催化剂能加快该反应的速率，而COC12的平衡产率不变，故D错误；故选：B。12、B。解析：A项，反应的ΔH=-106kJ/mol，不能确定反应的活化能；B项，该反应中只有1种生成物，原子利用率为100%；C项，AgO2是中间产物；D项，增大乙烯的浓度可提高环氧乙烷的生成速率，同时提高O2的转化率、环氧乙烷的产量。详解：A项，反应的ΔH=-106kJ/mol，不能确定反应的活化能，A项错误；B项，该反应中只有1种生成物，原子利用率为100%，B项正确；C项，根据反应的机理，AgO2是中间产物，C项错误；D项，增大乙烯的浓度可提高环氧乙烷的生成速率，增大乙烯的浓度平衡向正反应方向移动，提高O2的转化率、环氧乙烷的产量，D项错误；答案选B。13、D。解析：A.反应速率主要取决于慢的一步；B.NOBr2是中间产物； C.增大浓度，活化分子百分数不变。D.正反应放热，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量。【详解】A.反应速率主要取决于慢的一步，所以反应速率主要取决于②的快慢，故A错误；B. NOBr2是中间产物，而不是催化剂，故B错误； C.增大浓度,活化分子数目增加，活化分子百分数不变，故C错误；D.正反应放热,断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，则正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol−1；故D正确； 故答案选D。14、D。解析：N2O2和N2O是中间产物，而不是催化剂，故A错误；B.②的反应最慢，说明活化能最大，故B错误；C.反应速率之比等于化学计量数之比，因此，v(NO)=v(H2)=2v(N2)，故C错误；D.正反应放热，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，则逆反应的活化能比正反应的活化能大752kJ/mol，所以D选项是正确的；因此，本题答案为D。