2023屆高中化學人教版二輪復習第16講-化學反應速率及圖像（練習）

第16講-化學反應速率及圖像

1.(2022?重慶?一模)汽車尾氣中的NO和CO可在催化劑作用下生成無污染的氣體而

除去。在密閉容器中充入10molCO和8molNO發(fā)生反應

2NO(g)+2CO(g),N2(g)+2CO2(g)AH<(),測得平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強

的關系如圖。下列說法正確的是

N

O50

W

決40

丑

少30

建25

％20

10

01020304050

壓強MPa

A.溫度：T2<T,B.反應速率：v(C)<v(B)

c.CO的體積分數(shù)：電D.平衡常數(shù)：K(A)>K(G)

2.(2022?湖南?模擬預測)下面是某化學研究小組探究外界條件對化學反應速率和化學

平衡影響的圖像，其中圖像和實驗結論表達均正確的是

圖①mA(g)+nB(g)=±pC(g)圖②2x(g)=Y(g)

圖③CO(g)+2H2(g)=iCHQH(g)AH<0

1

1001

東

/801

爵601

洌401

唧201

逗

講

S

O

N

100200300400500600700800溫度/°C

圖④2NO(g)+O2(g)『^2NC>2(g)

A.圖①若m+n=p,則a曲線一定使用了催化劑

B.圖②是在一定條件下，c(X)隨時間t的變化，正反應AH<(),M點正反應速率<N

點逆反應速率

C.圖③是在恒溫恒容的密閉容器中，按不同投料比充入CO(g)和H?(g)進行反應，若

平衡時CO(g)和凡(g)的轉化率相等，則a=2

D.圖④中曲線表示一定壓強下NO平衡轉化率隨溫度的變化，A、B、C三點表示不同

溫度、壓強下NO的平衡轉化率，壓強最小的是A點，化學平衡常數(shù)最小的是B點

3.(2022?浙江臺州?二模)已知：

反應I.CH,CH2CH2CH,(g)->CH2=CH-CH=CH2(g)+2H(g)AH=236,6kJ.mol'

反應II.CH,CH2CH2CH3(g)-?CH3-C^C-CH3(g)+2H2(g)AH=272.7kJ.moL

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，下列推理不正碰的是

A.無法比較反應I和反應II的反應速率的快慢

B.可比較等物質的量的1,3-丁二烯和2-丁烘總鍵能大小

C.可計算1,3-丁二烯和2-丁煥相互轉化的熱效應

D.可判斷一個碳碳叁鍵的鍵能與兩個碳碳雙鍵的鍵能之和的大小

4.(2022?北京東城?一模)CH&聯(lián)合HzO和CO2制取比時，發(fā)生的主要反應如下：

①CH4(g)+H2O(g)-CO(g)+3H2(g)△”/=+206kJ-mol"

②CH4(g)+CO2(g)-2CO(g)+2H2(g)A”2=+247kJ-moH

將CHcH2O和CO?按一定比例通入填充有催化劑的恒容反應器，在不同溫度下，反

應相同時間內(反應均未達到化學平衡狀態(tài))測得季黑的值如圖所示。

3.0

2.0-1~?-,~?-,_?_,-?-,~~1

700750800850900

溫度(°C)

下列說法正確的是

A.由①②可知，CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)△//=+4lkJmol-'

B.反應條件不變，若反應足夠長時間，①比②先達到化學平衡狀態(tài)

C.其他條件不變時，升高溫度，①的化學反應速率減小，②的化學反應速率增大

D.其他條件不變時，增大原料中H2O的濃度可以提高產(chǎn)物中的值

5.(2022?江蘇江蘇?二模)甲烷雙重整制備合成氣(CO和H?)包括了水蒸氣重整(反應1)

和二氧化碳重整(反應H)兩個反應。在p=3.2xl()6pa下，向密閉容器中按n(CHa)：n(H2O)：

n(CO2)=5：4：2通入混合氣，發(fā)生反應：(Ea表示反應中基元反應的最大活化能)

反應I：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△Hi=206.2kJmol-'Eai=240.1kJ-mol-'

反應n：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H2=247.0kJ-mor'Ea2=577.6kJmoH

副反應:CH4(g)=C(s)+2H2(g)

重整體系中，各氣體的平衡體積分數(shù)隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是

A.曲線X表示CH4的平衡體積分數(shù)隨溫度的變化

B.適當增加水蒸氣或CO2的用量均可減少碳的生成

C.在相同條件下，反應I的速率小于反應II的速率

D.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=40.8kJmol-'

6.(2022?上海長寧?二模)研究NO、、SOrCO等大氣污染氣體的處理方法具有重要

意義。

(5)NO氧化反應：2NO(g)+C)2(g)=2NO2(g)分兩步進行：

I.2NO(g)^N2O2(g)+Q,

n.N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)+Q2(Q］、Q2都大于0)

在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和0?氣體，保持其它條件不變，控制反應

溫度分別為T,和1(工〉!；)，測得C(NO)隨t(時間)的變化曲線如圖，轉化相同量的NO,

在溫度(填“T3”或“I,")下消耗的時間較長，試結合反應過程能量圖分析其原

因

7.(2022?吉林延邊?一模)碳排放問題是第26屆聯(lián)合國氣候變化大會討論的焦點。我國

向國際社會承諾2030年“碳達峰”，2060年實現(xiàn)“碳中和”。為了實現(xiàn)這個目標，加強了對CO?

轉化的研究。下面是CO2轉化為高附加值化學品的反應。相關反應的熱化學方程式如下：

反應I：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)△Hl

反應II：CO(g)+2H2(g)■,CH30H(g)△H2=-90.0kJmor'

反應HI：CO2(g)+3H2(g)?CH30H(g)+H20(g)△H3=-49.0kJ-moH

1

反應IV：CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H^-lGS.OkJmol

反應V：2CO2g)+6H2(g)-C2H4(g)+4H2O(g)△H5=-122.7kJ-mor'

回答下列問題:

(i)反應ni一般認為通過反應i、n來實現(xiàn)，則反應I的AHk—kj-moi1；已知：

由實驗測得反應I的ViE=k,EC(CO2>c(H2),va-c(H2O)-c(CO)(kk逆為速率常數(shù)，與溫

k逆

度、催化劑有關)。若平衡后升高溫度，則％=—(填"增大”、”不變”或“減小”)。

8.(2022?青海西寧?一模)綠色能源是未來能源發(fā)展的重要方向，氫能是重要的綠色能

源，利用生物乙醇來制取氫氣的部分反應過程如圖所示。

H2O(g)H2(g)H2O(g)H2(g)

CH3cH20H(g)>CO(g)'CO2(g)

反應I反應U

(1)已知：反應①：CH3cH20H(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)AHi=+l73.5kJ?mol”

反應②：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH2=-41.2kJmol_1

則反應I的熱化學方程式為—o

yCO?yH

(4)研究表明，co催化變換反應的速率方程為o=k(yco-yH2。--K—Z)式中，yco、

yH;o,yCo:，y$分別表示相應的物質的量分數(shù)，%為平衡常數(shù)，k為反應的速率常數(shù)，溫

度升高時k值增大。在氣體組成和催化劑一定的情況下，反應速率隨溫度變化的曲線如圖所

示。溫度升高時，CO催化變換反應的Kp—(填“增大”“減小”)。根據(jù)速率方程分析，T>Tm

時。逐漸減小的原因是一。

9.(2022?陜西?西安中學模擬預測)氮及其化合物的利用是科學家們一直在探究的問題，

它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生命活動中起著重要的作用。

(4)某溫度下，在一密閉容器中充入一定量NO(g)發(fā)生反應4NO(g)=N2(g)+2NCh(g)

AH<0,其正反應速率表達式為丫正=1<正。>出0)(匕工為速率常數(shù)，只與溫度有關)，測得反應速

率和NO濃度的數(shù)據(jù)如表所示。

序號c(NO)/(mol-L')v止/(molL"-s")

①4.00x10-9

②6.40x10-8

③3.24X10-7

貝ijk正=mor3-L3-s-1；

10.(2022?山東青島?一模)丁二烯是生產(chǎn)合成橡膠的主要原料。一定條件下，2,3.二

甲基-1,3-丁二烯（）與澳單質發(fā)生液相加成反應（1,2加成和1,4加成），已知溶

劑極性越大越容易發(fā)生1,4加成?，F(xiàn)體系中同時存在如下反應:

Br

BrI

③A”'

/Br

由阿倫尼烏斯公式推知，同一反應在不同溫度（T）下，反應速率常數(shù)（k）與活化能（Ea）的

kE（1］、

關系如下：1g尸=7鼻式-天（其中R為常數(shù)）。己知體系中兩種產(chǎn)物可通過

k.2.303RT,T,

互相轉化，反應歷程及能量變化如下圖所示:

CH.Br

能

量

Ea3

-CH2Br

Br

反應過程

（1）由反應歷程及能量變化圖示判斷，mn（填或“<"），△&=。

（用含不同活化能民的式子表示）

（2）其他條件不變的情況下，升高反應溫度，對反應______（填①或②）的速率提高更

有利，分析原因_______。

(3)由反應歷程及能量變化圖示判斷，產(chǎn)物中(用系統(tǒng)命名法命名)含量更大,

若要提高該產(chǎn)物在平衡體系中的物質的量分數(shù)，還可采取的措施是。

第16講-化學反應速率及圖像答案及解析

1.【答案】C

【解析】A.該反應的正反應是氣體體積減小的放熱反應。在其它條件不變時，升高溫

度，化學平衡向吸熱的逆反應方向移動，導致NO的含量增大。根據(jù)圖示可知：在壓強不變

時，NO的體積分數(shù)：T2>TI,所以溫度：T2>TI,A錯誤；B.在溫度不變時，增大壓強，

化學反應速率增大。由于壓強：C>B,所以反應速率v(C)>v(B),B錯誤；C.該反應中

CO,NO都是反應物，二者反應轉化的物質的量相同，因此若反應體系中NO的體積分數(shù)大，

則其中的CO的體積分數(shù)也大，所以根據(jù)圖示可知：3.>3g，C正確：D.化學平衡常數(shù)

只與溫度有關，在其它條件不變時，升高溫度，化學平衡向吸熱的逆反應方向移動，導致化

學平衡常數(shù)減小。根據(jù)選項A分析可知：溫度T2>「，所以化學平衡常數(shù)：K(A)<K(G),

D錯誤。

2.【答案】CD

【解析】A.圖①若m+n=p，則a曲線可能是使用了催化劑，也可能是增大壓強，故

A錯誤；B.圖②，溫度工>篤，升高溫度，X的平衡濃度增大，說明平衡逆移，故正反應

的AH<0，但是M點正反應速率=1\4點逆反應速率〉W點逆反應速率>N點逆反應速率，故B

錯誤；C.圖③，當投料比等于化學計量數(shù)之比時，所有反應物的轉化率相等，故C正確；

D.圖④中曲線表示一定壓強下NO平衡轉化率隨溫度的變化，A、B、C三點表示不同溫度、

壓強下NO的平衡轉化率，壓強最小的是A點，化學平衡常數(shù)最小的是B點。由圖可知，

增大壓強，平衡正移，NO的平衡轉化率增大。升高溫度，NO的平衡轉化率減小，說明平

衡逆移，K減小，故D正確。

3.【答案】D

【解析】A.反應速率受溫度、濃度、壓強、催化劑等影響，單純從焰變無法比較反應

I和反應H的反應速率的快慢，A正確；B.兩者反應物相同，且均生成2分子氫氣，反應

焰變大于零為吸熱反應，且反應n焰變更大，則2-丁煥能量更高，焰變等于反應物總鍵能

減去生成物總鍵能，故2-丁煥總鍵能更小，B正確；C.由蓋斯定律，通過反應II-I,可計

算1,3-丁二烯和2-丁快相互轉化的熱效應，C正確；D.1,3-丁二烯和2-丁煥中所含碳碳

單鍵的數(shù)目不同，故不可判斷一個碳碳叁鍵的鍵能與兩個碳碳雙鍵的鍵能之和的大小，D錯

誤。

4.【答案】D

【解析】由圖可得，在不同溫度下，反應相同時間內(反應均未達到化學平衡狀態(tài))測得

W的值，隨溫度升高而減小。A.①CH4(g)+H2O(g)一

CO(g)+3H2(g)△///=+206kJmor',②CH4(g)+CCh(g)?='

2CO(g)+2H2(g)△42=+247kJmol"，由①-②可知，CO(g)+H2O(g)?一

11

CO2(g)+H2(g)A7f=206kJ-mol--247kJmol-=故A錯誤；B.反應條件不變，

若反應足夠長時間，無法確定2個反應的速率，無法確定誰先達到化學平衡狀態(tài)，故B錯

誤；C.其他條件不變時，升高溫度，增大活化分子百分數(shù)，化學反應速率增大，①的化學

反應速率增大，②的化學反應速率增大，故C錯誤；.其他條件不變時，增大原料中H2O

的濃度，①CH4(g)+H2O(g)-iCO(g)+3H2(g)平衡正向移動，氫氣增大的幅度大于CO,可

以提高產(chǎn)物中的值，故D正確。

n(CO)

5.【答案】B

【解析】A.由題意可知，反應I、反應H為吸熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，甲

烷體積分數(shù)增大，而圖中曲線X代表的氣體體積分數(shù)隨溫度升高而降低，A錯誤；B.適當

增加水蒸氣或CO?的用量可促進反應1或反應H正向移動，甲烷含量減少，氨氣含量增多，

對于副反應來講，反應物減少，生成物增多，平衡逆向移動，因此適當增加水蒸氣或CO?

的用量均可減少碳的生成，B正確；C.活化能越高，化學反應速率越慢，由題意可知，反

應H的活化能大于反應1的活化能，因此在相同條件下，反應I的速率大于反應n的速率,

C錯誤;D.依據(jù)蓋斯定律,反應CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)可由反應I-反應。得到,因

11l

此熔變△H=AHI-AH2=206.2kJ-mol-247.0kJ-mor=-40.8kJ-mor,D錯誤。

6.【答案】(5)T4該反應是放熱反應，溫度的升高使平衡逆向移動，減慢NO

轉化速率的影響大于升高溫度對反應速率的影響，使轉化相同量的NO時，T,消耗的時間

較長

【解析】(5)如圖所示，c(NO)隨t(時間)的延長而減小，轉化相同量的NO,可作一條

平行于時間軸的輔助線，分別交兩曲線與a、b兩點，如圖:

可知在溫度T,下消耗的時間較長；可能的原因是，該反應兩步均是放出熱量，總反應是放

熱反應，T4>T,,溫度的升高使平衡逆向移動，減慢NO轉化速率的影響大于升高溫度對反

應速率的影響，使轉化相同量的NO時，「消耗的時間較長。

7.【答案】(1)或+41減小

【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律HI-1I可得CO2(g)+H2(g)=』H2O(g)+CO(g)

△Hi=-49.0kJmoH+90.0kJmoH=41kJmol」；反應I屬于吸熱反應,升溫平衡正向移動，k

k..

正>女建，則■減??；

kiE

8.【答案】(I)CH3cH20H(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)AH

(4)減小Kp減小對。的降低大于k增大對。的提高

,

【解析】(1)已知：反應①:CHJCH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)AHi=+173.5kJmor

反應②:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH2=-41.2kJmol-',則反應I為:

CH3cH20H(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)可由①-2②得到，根據(jù)蓋斯定律可知，AH

1

=AHi-2AH2=(+173.5kJmol-)-2x(-41.2kJmor',故答案為:

CH3cH20H(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)AH：(4)由反應CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

△H2=41.2kJ-moH可知，則溫度升高時，平衡逆向移動，故CO催化變換反應的Kp減小，

根據(jù)速率方程分析，T>Tm時，溫度升高，k值增大，結合CO催化變換反應的速率方程為。

yCO-yH

=k(yco-yH2o-K)，可知溫度升高，k增大，Kp減小，由于Kp減小對。的降低大于

k增大對。的提高，導致。隨溫度升高而減小，故答案為：減?。篕p減小對。的降低大于k

增大對。的提高。

9.【答案】(4)4.00x1O-5

【解析】(4)由表中數(shù)據(jù)可得：4.00x10-9=。1噫正,6.4x10-8=0.2—,解得:n=4,k正

=4.00x10-So

10?【答案】⑴>-