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高考化学二轮专题复习 专题跟踪检测13 化学反应速率（含解析）
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这是一份高考化学二轮专题复习 专题跟踪检测13 化学反应速率（含解析），共5页。
第一步 N2O5NO2＋NO3ΔH1 快速平衡
第二步 NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2ΔH2 慢反应
第三步 NO＋NO3―→2NO2ΔH3 快反应
下列说法正确的是( )
A．使用催化剂可以改变第一步中NO2平衡产量
B．第二步NO2和NO3的碰撞都是有效的
C．反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
D．第二步反应的活化能小于第三步反应的活化能
解析：选C 催化剂只能改变化学反应速率，不能改变化学平衡进行的限度，不能改变第一步中NO2平衡产量，故A错误；第二步反应生成物中有NO2，说明NO2与NO3的碰撞仅部分有效，故B错误；由①N2O5NO2＋NO3 ΔH1；②NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2 ΔH2；③NO＋NO3―→2NO2 ΔH3。可知2×①＋②＋③得2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)，故该反应ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，故C正确；第二步属于慢反应，说明反应不容易进行，第三步属于快反应，说明反应容易进行，则第二步反应的活化能大于第三步反应的活化能，故D错误。
2．工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固态半导体材料氮化镓(GaN)的同时有氢气生成。反应中，每生成3 ml H2放出30.8 kJ的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关说法正确的是( )
A．Ⅰ图中如果纵轴为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B．Ⅱ图中纵轴可以为镓的转化率
C．Ⅲ图中纵轴可以为化学反应速率
D．Ⅳ图中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量
解析：选A 升温或加压均能加快化学反应速率，即升温或加压正反应速率均加快，A项正确；增大压强，平衡逆向移动，Ga的转化率降低，B项错误；镓是固体，增大镓的质量，对化学反应速率无影响，C项错误；温度相同时，加压，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，压强相同时，升温，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，D项错误。
3．以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示，下列说法不正确的是( )
A．由图可知：乙酸的生成速率随温度升高而升高
B．250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低
C．由300～400 ℃可知，其他条件相同时，催化剂的催化效率越低，乙酸的生成速率越大
D．根据图推测，工业上制备乙酸最适宜的温度应为250 ℃
解析：选C 由图可知：在催化剂催化活性不变的前提下，温度升高，乙酸的生成速率提高，所以乙酸的生成速率随温度升高而升高，A正确；在250～300 ℃时催化剂的活性随温度的升高而降低，因此导致乙酸的生成速率降低，B正确；由300～400 ℃可知，催化剂的催化效率降低，但由于反应物分子具有的能量高，更多的普通分子变为活化分子，所以反应速率增大，不是由于催化剂的催化效率低，乙酸的生成速率才越大，C错误；要提高反应速率，根据图可知在250 ℃时催化剂的催化效率高，且催化剂的影响大于温度对化学反应速率的影响，所以可推测在工业上制备乙酸最适宜的温度应为250 ℃，D正确。
4．某科研人员提出HCHO(甲醛)与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化生成H2O的历程，该历程示意图如下(图中只画出了 HAP的部分结构)。
下列说法不正确的是( )
A．HAP能提高HCHO与O2的反应速率
B．HCHO在反应过程中，有C—H键发生断裂
C．根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2
D．该反应可表示为HCHO＋O2eq \(――→,\s\up7(HAP))CO2＋H2O
解析：选C 根据图知，HAP在第一步反应中作反应物，在第二步反应中作生成物，所以是总反应的催化剂，催化剂能改变化学反应速率，因此该反应中HAP作催化剂而提高反应速率，A正确；HCHO在反应中有C—H键断裂和C===O键形成，所以甲醛被氧化生成二氧化碳和水，B正确；根据图知，CO2分子中的氧原子一部分还来自于甲醛，C错误；该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP为催化剂，反应的方程式为HCHO＋O2eq \(――→,\s\up7(HAP))CO2＋H2O，D正确。
5．已知分解1 ml H2O2放出热量98 kJ。在含有少量I－的溶液中，H2O2分解机理为：
①H2O2＋I－===H2O＋IO－ 慢
②H2O2＋IO－===H2O＋O2＋I－ 快
下列说法不正确的是( )
A．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
B．反应的速率与I－浓度有关
C．I－是该反应的催化剂
D．反应①活化能大于反应②的活化能
解析：选A 因为反应是在含少量I－的溶液中进行的，溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，选项A不正确；I－是反应的催化剂，且为①的反应物之一，其浓度大小对反应有影响，选项B正确；将反应①＋②可得总反应方程式，反应的催化剂是I－，IO－只是中间产物，选项C正确；反应①速率慢，反应②速率快，故反应①活化能大于反应②的活化能，选项D正确。
6．氮及其化合物的转化过程如图1所示，其中图2为反应①过程中能量变化的曲线图。
下列分析合理的是( )
A．图2中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线
B．反应①的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·ml－1
C．在反应②中，若有1.25 ml电子发生转移，则参加反应的NH3的体积为5.6 L
D．催化剂a、b能提高化学反应①、②的化学反应速率和平衡转化率
解析：选B 使用催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，所以曲线d是加入催化剂a时的能量变化曲线，A错误；根据图2可知反应物比生成物的能量高出600 kJ－508 kJ＝92 kJ，故反应①的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·ml－1，B正确；未指明气体所处条件，因此不能根据电子转移的物质的量确定气体的体积，C错误；催化剂能加快化学反应的反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能改变物质的平衡转化率，D错误。
7．[双选](2020·潍坊高三下学期线上检测)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法错误的是( )
A．②中包含C—H键的断裂过程
B．该历程中能垒(反应活化能)最小的是③
C．该历程中制约反应速率的方程式为CH3O*＋3H*―→CO*＋4H*
D．由此历程可知：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ΔH＜0
解析：选CD ②中由CH3O*→CH2O*，则包含C—H键的断裂过程，故A正确；活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，从图中可以看出，③发生的反应活化能最小，故B正确；活化能越大，反应速率越慢，反应速率慢的反应制约反应速率，由图示可知①的活化能最大，发生的反应为CH3OH*―→CH3O*＋H*，故C错误；由图示可知整个历程为CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ΔH＞0，故D错误。
8．顺1,2二甲基环丙烷(g)和反1,2二甲基环丙烷(g)可发生如下转化：
该反应的速率方程式可表示为v正＝k正·c(顺式)和v逆＝k逆·c(反式)，k正和k逆在一定温度时为常数，分别称为正、逆反应速率常数。T1温度下k正＝0.006 s－1，k逆＝0.002 s－1。请回答：
(1)T1温度下的平衡常数为________。
(2)该反应的活化能：E正________E逆(填“>”“<”或“＝”)。
(3)T2温度下，如图中表示顺1,2二甲基环丙烷的质量分数随时间变化的曲线为______曲线，且T1______T2(填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)K＝eq \f(k正,k逆)＝eq \f(0.006,0.002)＝3。
(3)随着反应的进行，顺式异构体减少的质量变慢，为B曲线，设顺式异构体的起始浓度为x，该可逆反应左右物质化学计量数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x，反式异构体为0.7x，所以平衡常数值K2＝eq \f(0.7x,0.3x)＝eq \f(7,3)T1。
答案：(1)3 (2)< (3)B <
第一步 N2O5NO2＋NO3ΔH1 快速平衡
第二步 NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2ΔH2 慢反应
第三步 NO＋NO3―→2NO2ΔH3 快反应
下列说法正确的是( )
A．使用催化剂可以改变第一步中NO2平衡产量
B．第二步NO2和NO3的碰撞都是有效的
C．反应2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
D．第二步反应的活化能小于第三步反应的活化能
解析：选C 催化剂只能改变化学反应速率，不能改变化学平衡进行的限度，不能改变第一步中NO2平衡产量，故A错误；第二步反应生成物中有NO2，说明NO2与NO3的碰撞仅部分有效，故B错误；由①N2O5NO2＋NO3 ΔH1；②NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2 ΔH2；③NO＋NO3―→2NO2 ΔH3。可知2×①＋②＋③得2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)，故该反应ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，故C正确；第二步属于慢反应，说明反应不容易进行，第三步属于快反应，说明反应容易进行，则第二步反应的活化能大于第三步反应的活化能，故D错误。
2．工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固态半导体材料氮化镓(GaN)的同时有氢气生成。反应中，每生成3 ml H2放出30.8 kJ的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关说法正确的是( )
A．Ⅰ图中如果纵轴为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B．Ⅱ图中纵轴可以为镓的转化率
C．Ⅲ图中纵轴可以为化学反应速率
D．Ⅳ图中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量
解析：选A 升温或加压均能加快化学反应速率，即升温或加压正反应速率均加快，A项正确；增大压强，平衡逆向移动，Ga的转化率降低，B项错误；镓是固体，增大镓的质量，对化学反应速率无影响，C项错误；温度相同时，加压，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，压强相同时，升温，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，D项错误。
3．以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示，下列说法不正确的是( )
A．由图可知：乙酸的生成速率随温度升高而升高
B．250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低
C．由300～400 ℃可知，其他条件相同时，催化剂的催化效率越低，乙酸的生成速率越大
D．根据图推测，工业上制备乙酸最适宜的温度应为250 ℃
解析：选C 由图可知：在催化剂催化活性不变的前提下，温度升高，乙酸的生成速率提高，所以乙酸的生成速率随温度升高而升高，A正确；在250～300 ℃时催化剂的活性随温度的升高而降低，因此导致乙酸的生成速率降低，B正确；由300～400 ℃可知，催化剂的催化效率降低，但由于反应物分子具有的能量高，更多的普通分子变为活化分子，所以反应速率增大，不是由于催化剂的催化效率低，乙酸的生成速率才越大，C错误；要提高反应速率，根据图可知在250 ℃时催化剂的催化效率高，且催化剂的影响大于温度对化学反应速率的影响，所以可推测在工业上制备乙酸最适宜的温度应为250 ℃，D正确。
4．某科研人员提出HCHO(甲醛)与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化生成H2O的历程，该历程示意图如下(图中只画出了 HAP的部分结构)。
下列说法不正确的是( )
A．HAP能提高HCHO与O2的反应速率
B．HCHO在反应过程中，有C—H键发生断裂
C．根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2
D．该反应可表示为HCHO＋O2eq \(――→,\s\up7(HAP))CO2＋H2O
解析：选C 根据图知，HAP在第一步反应中作反应物，在第二步反应中作生成物，所以是总反应的催化剂，催化剂能改变化学反应速率，因此该反应中HAP作催化剂而提高反应速率，A正确；HCHO在反应中有C—H键断裂和C===O键形成，所以甲醛被氧化生成二氧化碳和水，B正确；根据图知，CO2分子中的氧原子一部分还来自于甲醛，C错误；该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP为催化剂，反应的方程式为HCHO＋O2eq \(――→,\s\up7(HAP))CO2＋H2O，D正确。
5．已知分解1 ml H2O2放出热量98 kJ。在含有少量I－的溶液中，H2O2分解机理为：
①H2O2＋I－===H2O＋IO－ 慢
②H2O2＋IO－===H2O＋O2＋I－ 快
下列说法不正确的是( )
A．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
B．反应的速率与I－浓度有关
C．I－是该反应的催化剂
D．反应①活化能大于反应②的活化能
解析：选A 因为反应是在含少量I－的溶液中进行的，溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，选项A不正确；I－是反应的催化剂，且为①的反应物之一，其浓度大小对反应有影响，选项B正确；将反应①＋②可得总反应方程式，反应的催化剂是I－，IO－只是中间产物，选项C正确；反应①速率慢，反应②速率快，故反应①活化能大于反应②的活化能，选项D正确。
6．氮及其化合物的转化过程如图1所示，其中图2为反应①过程中能量变化的曲线图。
下列分析合理的是( )
A．图2中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线
B．反应①的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·ml－1
C．在反应②中，若有1.25 ml电子发生转移，则参加反应的NH3的体积为5.6 L
D．催化剂a、b能提高化学反应①、②的化学反应速率和平衡转化率
解析：选B 使用催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，所以曲线d是加入催化剂a时的能量变化曲线，A错误；根据图2可知反应物比生成物的能量高出600 kJ－508 kJ＝92 kJ，故反应①的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·ml－1，B正确；未指明气体所处条件，因此不能根据电子转移的物质的量确定气体的体积，C错误；催化剂能加快化学反应的反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能改变物质的平衡转化率，D错误。
7．[双选](2020·潍坊高三下学期线上检测)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法错误的是( )
A．②中包含C—H键的断裂过程
B．该历程中能垒(反应活化能)最小的是③
C．该历程中制约反应速率的方程式为CH3O*＋3H*―→CO*＋4H*
D．由此历程可知：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ΔH＜0
解析：选CD ②中由CH3O*→CH2O*，则包含C—H键的断裂过程，故A正确；活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，从图中可以看出，③发生的反应活化能最小，故B正确；活化能越大，反应速率越慢，反应速率慢的反应制约反应速率，由图示可知①的活化能最大，发生的反应为CH3OH*―→CH3O*＋H*，故C错误；由图示可知整个历程为CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ΔH＞0，故D错误。
8．顺1,2二甲基环丙烷(g)和反1,2二甲基环丙烷(g)可发生如下转化：
该反应的速率方程式可表示为v正＝k正·c(顺式)和v逆＝k逆·c(反式)，k正和k逆在一定温度时为常数，分别称为正、逆反应速率常数。T1温度下k正＝0.006 s－1，k逆＝0.002 s－1。请回答：
(1)T1温度下的平衡常数为________。
(2)该反应的活化能：E正________E逆(填“>”“<”或“＝”)。
(3)T2温度下，如图中表示顺1,2二甲基环丙烷的质量分数随时间变化的曲线为______曲线，且T1______T2(填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)K＝eq \f(k正,k逆)＝eq \f(0.006,0.002)＝3。
(3)随着反应的进行，顺式异构体减少的质量变慢，为B曲线，设顺式异构体的起始浓度为x，该可逆反应左右物质化学计量数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x，反式异构体为0.7x，所以平衡常数值K2＝eq \f(0.7x,0.3x)＝eq \f(7,3)
答案：(1)3 (2)< (3)B <
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