2025版新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)評(píng)價(jià)20化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化含解析魯科版

PAGE7-課時(shí)評(píng)價(jià)20化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化(建議用時(shí)：40分鐘)一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．在恒溫恒容的容器中進(jìn)行反應(yīng)：A(g)2B(g)＋C(g)，20秒時(shí)，若反應(yīng)物A的濃度由0.1mol·L－1降到0.06mol·L－1，則下列敘述不正確的是()A．20秒內(nèi)，v(A)＝0.002mol·L－1·s－1B．20秒內(nèi)，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶2∶1C．20秒時(shí)，n(A)∶n(B)∶n(C)＝1∶2∶1D．再經(jīng)20秒，c(A)＞0.02mol·L－1C解析：在恒溫恒容的容器中進(jìn)行反應(yīng)：A(g)2B(g)＋C(g)，20秒時(shí)，若反應(yīng)物A的濃度由0.1mol·L－1降到0.06mol·L－1則A的反應(yīng)速率v＝eq\f(0.1mol·L－1－0.06mol·L－1,20s)＝0.002mol·L－1·s－1，故A正確；速率之比等于系數(shù)之比，20秒內(nèi)，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶2∶1，故B正確；反應(yīng)到20s時(shí)c(A)＝0.06mol·L－1，依據(jù)濃度變更之比等于系數(shù)之比，則c(B)＝(0.1mol·L－1－0.06mol·L－1)×2＝0.08mol·L－1，c(C)＝0.1mol·L－1－0.06mol·L－1＝0.04mol·L－1，n(A)∶n(B)∶n(C)＝3∶4∶2，故C錯(cuò)誤；再經(jīng)20秒，若依據(jù)前20秒反應(yīng)，則A變更的物質(zhì)的量濃度＝0.002mol·L－1·s－1×20s＝0.04mol·L－1，剩余0.06mol·L－1－0.04mol·L－1＝0.02mol·L－1，但速率小于前20s，則c(A)＞0.02mol·L－1，故D正確。2．下列說(shuō)法中，正確的是()A．0.1mol·L－1HCl和0.1mol·L－1H2SO4與2mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同B．大理石塊與大理石粉末分別同0.1mol·L－1鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同C．Mg、Al在相同條件下分別與0.1mol·L－1鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同D．0.1mol·L－1HCl和0.1mol·L－1HNO3與相同形態(tài)和大小的大理石反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同D解析：0.1mol·L－1HCl和0.1mol·L－1H2SO4中，硫酸中氫離子濃度大，與2mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)速率快，故A錯(cuò)誤；固體的表面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，所以大理石粉末同0.1mol·L－1鹽酸反應(yīng)速率快，故B錯(cuò)誤；金屬本身的性質(zhì)是確定化學(xué)反應(yīng)速率的確定性因素，金屬鎂的活潑性強(qiáng)于金屬鋁，所以Mg與0.1mol·L－1鹽酸反應(yīng)速率快，故C錯(cuò)誤；0.1mol·L－1HCl和0.1mol·L－1HNO3氫離子濃度大小相等，所以與相同形態(tài)和大小的大理石反應(yīng)，反應(yīng)速率相同，故D正確。3．(2024·濰坊模擬)“接觸法制硫酸”的主要反應(yīng)是2SO2＋O22SO3，在催化劑表面的反應(yīng)歷程如下：下列說(shuō)法正確的是()A．運(yùn)用催化劑只能加快正反應(yīng)速率B．反應(yīng)②的活化能比反應(yīng)①大C．該反應(yīng)的催化劑是V2O4D．過(guò)程中既有V—O的斷裂，又有V—O的形成D解析：A項(xiàng)，催化劑能同時(shí)且同等程度地變更(加快或減慢)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，不正確；B項(xiàng)，反應(yīng)②的速率比反應(yīng)①的速率快，說(shuō)明反應(yīng)②的活化能更小，不正確；C項(xiàng)，催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不會(huì)發(fā)生變更，故該反應(yīng)的催化劑是V2O5，不正確；D項(xiàng)，反應(yīng)①中有V—O的斷裂，反應(yīng)②中有V—O的形成，正確。4．已知2H2O2(l)2H2O(l)＋O2(g)在催化劑作用下分解速率加快，其能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變更如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．加入催化劑，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，反應(yīng)速率變大B．加入催化劑，增加了正反應(yīng)速率，逆反應(yīng)速率不變C．降低溫度，對(duì)逆反應(yīng)速率影響大D．增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率幾乎不變，逆反應(yīng)速率增大B解析：A項(xiàng)，加入催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率變大，正確；B項(xiàng)，加入催化劑，會(huì)同等程度地變更正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，降低溫度，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減小，但是降低溫度對(duì)吸熱反應(yīng)方向即逆反應(yīng)速率影響大，正確；D項(xiàng)，正反應(yīng)的反應(yīng)物無(wú)氣體，增大壓強(qiáng)，濃度幾乎不變，速率不變；逆反應(yīng)的反應(yīng)物中有氣體氧氣，增大壓強(qiáng)，濃度增大，逆反應(yīng)速率加快，正確。5．某溫度下，在容積肯定的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)ΔH>0，下列敘述正確的是()A．在容器中加入氬氣，反應(yīng)速率不變B．加入少量W，逆反應(yīng)速率增大C．上升溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小D．將容器的容積壓縮，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，有效碰撞次數(shù)增大A解析：在容器中加入氬氣，各反應(yīng)組分的濃度不變，反應(yīng)速率不變，A項(xiàng)正確；W為固態(tài)，加入少量W，反應(yīng)速率不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；上升溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將容器的容積壓縮，可增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)和有效碰撞次數(shù)，但活化分子百分?jǐn)?shù)不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗糖水解的瞬時(shí)速率(v)如下表。下列推斷不正確的是()A．a(chǎn)＝6.00B．同時(shí)變更反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度，v可能不變C．b＜318.2D．不同溫度時(shí)，蔗糖濃度削減一半所需的時(shí)間相同D解析：A項(xiàng)，依據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知：328.2K時(shí)，蔗糖溶液的濃度越大，水解的速率越快。依據(jù)濃度與速率的變更關(guān)系可知，蔗糖的濃度每減小0.100mol·L－1，速率減小1.50mmol·L－1·min－1，所以在濃度為0.400mol·L－1時(shí)，蔗糖水解的速率a＝6.00mmol·L－1·min－1，正確；B項(xiàng)，依據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知：溫度上升，水解速率越快，濃度越高，水解速率也越快，同時(shí)變更反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)的溫度，若二者對(duì)反應(yīng)速率的影響趨勢(shì)相反，并能相互抵消，反應(yīng)速率也可能不變，正確；C項(xiàng)，在物質(zhì)的濃度不變時(shí)，溫度上升，水解速率加快，溫度降低，水解速率減慢，在物質(zhì)的濃度為0.600mol·L－1時(shí)，當(dāng)318.2K時(shí)水解速率是3.60mmol·L－1·min－1，bK時(shí)該反應(yīng)的速率為2.16mmol·L－1·min－1，小于3.60mmol·L－1·min－1，所以反應(yīng)溫度低于318.2K，即b＜318.2，正確；D項(xiàng)，由于溫度不同時(shí)，在相同濃度時(shí)的反應(yīng)速率不同，所以不同溫度下，蔗糖濃度減小一半所需的時(shí)間不同，錯(cuò)誤。二、不定項(xiàng)選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7．反應(yīng)2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2，放出166kJ的熱量，該反應(yīng)的速率表達(dá)式為v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待測(cè))，其反應(yīng)包含下列兩步：①2NO＋H2=N2＋H2O2(慢)②H2O2＋H2=2H2O(快)T℃時(shí)測(cè)得有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：序號(hào)c(NO)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)速率/(mol·L－1·min－1)Ⅰ0.00600.00101.8×10－4Ⅱ0.00600.00203.6×10－4Ⅲ0.00100.00603.0×10－5Ⅳ0.00200.00601.2×10－4下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．整個(gè)反應(yīng)速率由第②步反應(yīng)確定B．正反應(yīng)的活化能肯定是①<②C．該反應(yīng)速率表達(dá)式：v＝5000·c2(NO)·c(H2)D．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1AB解析：由①、②兩反應(yīng)知，反應(yīng)過(guò)程中慢反應(yīng)確定反應(yīng)速率，整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)確定，A錯(cuò)誤；反應(yīng)①慢，說(shuō)明反應(yīng)①的活化能高，正反應(yīng)的活化能肯定是①>②，B錯(cuò)誤；比較試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ數(shù)據(jù)可知，NO濃度不變，氫氣濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大一倍，比較試驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ數(shù)據(jù)可知，H2濃度不變，NO濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大四倍，據(jù)此得到速率方程：v＝kc2(NO)·c(H2)，依據(jù)試驗(yàn)Ⅰ中數(shù)據(jù)計(jì)算k＝5000，則速率表達(dá)式為v＝5000·c2(NO)·c(H2)，C正確；反應(yīng)2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的熱量，生成28gN2放熱664kJ，熱化學(xué)方程式為2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1，D正確。8．為探討某溶液中溶質(zhì)R的分解速率的影響因素，分別用三份不同初始濃度的R溶液在不同溫度下進(jìn)行試驗(yàn)，c(R)隨時(shí)間變更如圖。下列說(shuō)法不正確的是()A．25℃時(shí)，在10～30min內(nèi)，溶質(zhì)R的平均分解速率為0.02mol·L－1·min－1B．對(duì)比30℃和10℃曲線，在50min時(shí)，R的分解百分率相等C．對(duì)比30℃和25℃曲線，在0～50min內(nèi)，能說(shuō)明R的平均分解速率隨溫度上升而增大D．對(duì)比30℃和10℃曲線，在同一時(shí)刻，能說(shuō)明R的分解速率隨溫度上升而增大AD解析：由題圖分析知，25℃時(shí)，在10～30min內(nèi)，溶質(zhì)R的平均分解速率v(R)＝eq\f(1.4mol·L－1－0.8mol·L－1,20min)＝0.03mol·L－1·min－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由30℃和10℃對(duì)應(yīng)曲線可知，反應(yīng)進(jìn)行到50min時(shí)，R均完全分解，分解百分率均為100%，B項(xiàng)正確；0～50min內(nèi)，25℃時(shí)，Δc(R)＝(1.8－0.5)mol·L－1＝1.3mol·L－1，30℃時(shí)，Δc(R)＝(1.6－0)mol·L－1＝1.6mol·L－1，說(shuō)明溫度上升，分解速率加快，C項(xiàng)正確；10℃曲線所代表的起始濃度比30℃曲線所代表的起始濃度小，分解反應(yīng)速率較小不肯定是由溫度這一因素所造成的，還會(huì)受濃度影響，D項(xiàng)錯(cuò)誤。三、非選擇題9．1799年英國(guó)化學(xué)家漢弗萊·戴維發(fā)覺一氧化二氮(N2O)氣體具有稍微的麻醉作用，而且對(duì)心臟、肺等器官無(wú)損害，后來(lái)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)手術(shù)中。在肯定溫度下的恒容容器中，反應(yīng)2N2O(g)=2N2(g)＋O2(g)的部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：反應(yīng)時(shí)間/min0102030405060708090100c(N2O)/mol·L－10.100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00(1)在0～20min時(shí)段，反應(yīng)速率v(N2O)為________mol·L－1·min－1。(2)若N2O起始濃度c0為0.150mol·L－1，則反應(yīng)至30min時(shí)N2O的轉(zhuǎn)化率α＝________。(3)不同溫度(T)下，N2O分解半衰期隨起始?jí)簭?qiáng)的變更關(guān)系如圖所示(圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時(shí)所需的相應(yīng)時(shí)間)，則T1________(填“>”“＝”或“<”)T2。當(dāng)溫度為T1、起始?jí)簭?qiáng)為p0，反應(yīng)至t1min時(shí)，體系壓強(qiáng)p＝________(用p0表示)。解析：(1)依據(jù)表格數(shù)據(jù)，在0～20min時(shí)段，反應(yīng)速率v(N2O)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.10－0.08mol·L－1,20min)＝1.0×10－3mol·L－1·min－1。(2)由表可知，每隔10min，c(N2O)的變更量相等，故單位時(shí)間內(nèi)c(N2O)的變更與N2O的起始濃度無(wú)關(guān)，每10min均減小0.01mol·L－1，若N2O起始濃度c0為0.150mol·L－1，則反應(yīng)至30min時(shí)轉(zhuǎn)化的N2O的濃度為0.01mol·L－1×3＝0.03mol·L－1，則N2O的轉(zhuǎn)化率α＝eq\f(0.03mol·L－1,0.150mol·L－1)×100%＝20.0%。(3)其他條件相同時(shí)，溫度上升化學(xué)反應(yīng)速率加快，N2O分解半衰期減小，由圖可知，壓強(qiáng)相同時(shí)，半衰期T2>T1，則溫度T1>T2；當(dāng)溫度為T1、起始?jí)簭?qiáng)為p0，設(shè)起始時(shí)的物質(zhì)的量為1mol，則2N2O(g)=2N2(g)＋O2(g)起始量/mol100t1min時(shí)/mol0.50.50.25t1min時(shí)總物質(zhì)的量為(0.5＋0.5＋0.25)mol＝1.25mol，依據(jù)等溫等容條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，體系壓強(qiáng)p＝eq\f(1.25,1)p0＝1.25p0。答案：(1)1.0×10－3(2)20.0%(3)>1.25p010．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)eq\o(→,\s\up10(釩催化劑))SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)釩催化劑參加反應(yīng)的能量變更如圖(a)所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為_______________。(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí)，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變更如圖(b)所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)的α＝________，推斷的依據(jù)是________________________________________________。影響α的因素有_____________________________________________________________。(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強(qiáng)為________，平衡常數(shù)Kp＝________________________(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(4)探討表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為v＝k(eq\f(α,α′)－1)0.8(1－nα′)式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t上升而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α′為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在α′＝0.90時(shí)，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲線，如圖(c)所示。曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該α′下反應(yīng)的最相宜溫度tm。t<tm時(shí)，v漸漸提高；t>tm后，v漸漸下降。緣由是______________________________。解析：(1)據(jù)圖(a)寫出熱化學(xué)方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)=2VOSO4(s)ΔH1＝－399kJ·mol－1；②V2O4(s)＋SO3(g)=V2O5(s)＋SO2(g)ΔH2＝－24kJ·mol－1，由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)，依據(jù)蓋斯定律，該反應(yīng)的ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399kJ·mol－1)－(－24kJ·mol－1)×2＝－351kJ·mol－1。(2)反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)削減的放熱反應(yīng)，其他條件相同時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，SO2平衡轉(zhuǎn)化率增大，則圖中p1＝5.0MPa，p3＝0.5MPa。由圖可知，反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝0.975。溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)都會(huì)影響SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α，溫度肯定時(shí)，壓強(qiáng)越大，α越大；壓強(qiáng)肯定時(shí)，溫度越高，α越小。(3)假設(shè)原氣體的物質(zhì)的量為100mol，則SO2，O2和N2的物質(zhì)的量分別為2mmol、mmol和qmol，q＝100－3m，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為α，則有下列關(guān)系：平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為n(總)＝2m(1－α)mol＋m(1－α)mol＋2mαmol＋qmol，則SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為eq\f(nSO3,n總)×100%＝eq\f(2mαmol,2m1－αmol＋m1－αmol＋2mαmol＋qmol)×100%＝eq\f(2mα,