2024届高三新高考化学大一轮专题训练：化学反应速率

2024届高三新高考化学大一轮专题训练：化学反应速率

一、单选题

1．（2023年高考湖南卷化学真题）是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。

下列说法错误的是

A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强

B．M中的化合价为

C．该过程有非极性键的形成

D．该过程的总反应式：

2．（2023·辽宁·统考高考真题）一定条件下，酸性溶液与发生反应，(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是

A．(Ⅲ)不能氧化

B．随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小

C．该条件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存

D．总反应为：

3．（2023春·安徽合肥·高三合肥一中校考期中）某科研人员提出HCHO与在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成和的历程，该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法错误的是

A．HAP能提高HCHO与的反应速率的原因是降低了反应的活化能

B．在反应过程中，有键的断裂和键的形成

C．根据图示信息，分子中的氧原子全部来自

D．和的空间构型分别为V形结构和直线结构

4．（2023·全国·高三专题练习）硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题，甲酸()在纳米级磁性(钯)表面分解为活性和，再经下列历程实现的催化还原，进而减少污染。已知(Ⅱ)、(Ⅲ)表示中二价铁和三价铁。下列说法错误的是

A．生产中将催化剂处理成纳米级颗粒可增大甲酸分解的速率

B．分解时，只有极性共价键发生了断裂

C．在整个历程中，1可完全还原1

D．反应历程中生成的可调节体系，有增强氧化性的作用

5．（2023春·湖北·高三荆州中学校联考期中）一定温度下，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

A．该反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z

B．2min时反应达到平衡状态

C．与1～2min相比，0～1min的v(正)比较快

D．平衡时，容器压强与初始压强的比值为10：9

6．（2023春·湖北·高三荆州中学校联考期中）一定温度下，向一恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，下列有关该反应的说法正确的是

A．其他条件不变，升高温度，v(正)增大，v(逆)减小

B．其他条件不变，移走一定量的SO3，v(正)、v(逆)都下降

C．温度不变，向该容器中充入气体Ar，反应速率增大

D．温度不变，将容器体积增大，反应速率也增大

7．（2023春·浙江宁波·高三效实中学校考期中）下列各组反应刚开始时，放出H2速率最大的是

A．A B．B C．C D．D

8．（2023春·河南周口·高三校联考阶段练习）在恒容密闭容器中，等物质的量的和混合气体发生反应：，其反应机理分为三步进行：①(快速平衡)；②(慢反应)；③(快反应)。下列有关说法正确的是

A．反应②的活化能小于反应③的活化能

B．反应的中间产物是，而是催化剂

C．v(第一步的逆反应)>v(第二步的正反应)

D．反应③中与的碰撞均为有效碰撞

9．（2023春·甘肃兰州·高三兰州一中校考期中）将和在的恒温密闭容器中混合，并在一定条件下发生反应：，反应后测得物质的量为，下列说法不正确的是

A．反应到时的转化率为

B．反应开始后的内为

C．反应到时的物质的量浓度为

D．反应到时容器内气压与反应前气压之比为

10．（2023春·甘肃兰州·高三兰州一中校考期中）在4个均为密闭容器中不同投料下进行合成氨反应：，根据在相同时间内测定的结果，判断该反应速率最大的是

A． B．

C． D．

11．（2023春·河北石家庄·高三校联考期中）室温下，用质量和表面积相同的镁条(已用砂纸打磨)，分别探究不同条件下镁与水反应的实验(装置图如下)，实验2的镁条放在尖嘴玻璃导管内并浸于蒸馏水中，实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁 []。下列说法正确的是

A．实验1说明Mg不活泼，难与水反应

B．实验2说明在空气催化下，Mg与水反应速率加快

C．实验3中破坏了在镁条表面的沉积，加快了反应速率

D．实验1和实验3对比可得出碱性增强有利于加快镁与水的反应速率的结论

12．（2022春·辽宁大连·高三大连市第二十三中学校联考期中）下列说法正确的是

A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能

B．图乙中分子发生了有效碰撞

C．升高温度和增大压强都是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率的

D．活化能的大小不仅意味着一般分子成为活化分子的难易，也会对化学反应前后的能量变化产生影响

13．（2023·辽宁·校联考一模）利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下，其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注，过渡态均用TS表示，下列说法中错误的是

A．选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.95eV

B．选用催化剂乙时，相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程

C．为吸热反应

D．若只从平均反应速率快慢角度考虑，生产中适宜选用催化剂乙

二、多选题

14．（2023春·安徽池州·高三统考期中）下列实验操作、现象和结论均正确的是

A．A B．B C．C D．D

三、非选择题

15．（2023·全国·高三专题练习）H2在生物学、医学等领域有重要应用，传统制氢成本高、技术复杂，研究新型制氢意义重大，已成为科学家研究的重要课题。回答下列问题：

我国科学家研究发现，在Rh的催化下，单分子甲酸分解制H2反应的过程如图所示，其中带“*”的物质表示吸附在Rh表面，该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为______；甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为______(阿佛加德罗常数的值用NA表示)。

16．（2023·全国·高三专题练习）三甲胺[N(CH3)3]是重要的化工原料。最近我国科学家实现了使用铜催化剂将N，N－二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO，简称DMF]转化为三甲胺的合成路线。回答下列问题：

(1)结合实验与计算机模拟结果，研究单一DMF分子在铜催化剂表面的反应历程，如图所示：

该历程中最大能垒(活化能)=______eV，该步骤的化学方程式为______。

(2)该反应变化的ΔH______0(填“＜”、“＞”或“=”)，制备三甲胺的热化学方程式为______。

17．（2023·全国·高三专题练习）炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化氧可以快速氧化SO2。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。

无水情况下，一个氧分子反应的活化能为______，容易活化氧分子的条件是______(填“有水”或“无水”)。

18．（2023春·福建福州·高三福建省福州第八中学校考期中）某温度时，在0.5L密闭容器中，某一可逆反应的A、B气体，起始时压强为100KPa，各物质物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析可得：

(1)已知在该条件下，该反应每生成1molB，放出QkJ热量，则该反应的热化学反应方程式为_______。

(2)若降低温度，则该反应的正反应速率_______(填“加快”“减慢”或“不变”，下同)，逆反应速率_______。

(3)第4min时，正、逆反应速率的大小关系为v(正)_______v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

(4)0–4min内，用B的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为_______mol·L-1·min-1。

(5)反应达到平衡，此时体系内压强为_______。(已知一定条件下，气体压强与其物质的量成正比)

参考答案：

1．B

【详解】A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的带有更多的正电荷，其与N原子成键后，吸引电子的能力比(Ⅱ)强，这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂，因此其失去质子（）的能力增强，A说法正确；

B．(Ⅱ)中的化合价为+2，当其变为(Ⅲ)后，的化合价变为+3，(Ⅲ)失去2个质子后，N原子产生了1个孤电子对，的化合价不变；M为，当变为M时，N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给1个电子，其中的化合价变为，因此，B说法不正确；

C．该过程M变为时，有键形成，是非极性键，C说法正确；

D．从整个过程来看， 4个失去了2个电子后生成了1个和2个，(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式为，D说法正确；

综上所述，本题选B。

2．C

【分析】开始一段时间（大约13min前）随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0，Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(Ⅲ)，同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗；后来（大约13min后）随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少，Mn(Ⅱ)的浓度增大；据此作答。

【详解】A．由图像可知，随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A项错误；

B．随着反应物浓度的减小，到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13min后反应速率会增大，B项错误；

C．由图像可知，Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存，C项正确；

D．H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留，总反应为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，D项错误；

答案选C。

3．C

【详解】A．羟基磷灰石(HAP)作为催化剂，提高该反应的速率的原因就是降低了反应的活化能，A项正确；

B．发生反应时，HCHO中C-H键发生断裂，生成CO2时有键的形成，B项正确；

C．根据图示，二氧化碳分子中的氧原子来自氧气和HCHO，C项错误；

D．水分子为V形结构，CO2中C原子采用sp杂化，空间构型是直线形，D项正确；

故选C。

4．C

【详解】A．将催化剂处理成纳米级颗粒可增大接触面积，提高甲酸分解的速率，故A正确；

B．HCOOH分解成CO2和H2，会发生氢氧键和碳氢键的断裂，氢氧键和碳氢键均为极性共价键，故B正确；

C．1molNO转化为0.5molN2，转移5mol电子，1mol H2转移2mol电子，所以完全还原1mol NO消耗2.5mol H2，故C错误；

D．NO与NO在氧化Fe2+的过程中需要消耗氢离子，pH值降低，但H2还原Fe3+过程中生成H+，所以生成的氢离子可以起到调节pH的作用，同时具有增强NO氧化性的作用，故D正确；

故答案选C。

5．D

【详解】A．∆n(X)：∆n(Y)：∆n(Z)=0.3：0.1：0.2=3：1：2——与计量系数成正比，故A正确。

B．2min后X、Y、Z的物质的量不变，反应达到平衡状态，故B正确。

C．随反应的进行，反应物浓度降低，正反应速率减慢，故C正确。

D．，故D错误；

故选D。

6．B

【详解】A．升温，正逆反应速率均增大，故A错误。

B．移走生成物，降低生成物浓度，瞬间逆反应速率降低，正反应速率不变，反应继续正向进行，正反应速率也随之降低，故B正确。

C．恒容下充入无关气体，反应气体浓度不变，速率不变，故C错误。

D．容器体积扩大，反应体系各组分浓度减小，反应速率下降，故D错误。

故选B。

7．B

【详解】Al和浓硫酸发生在加热条件下反应生成二氧化硫，不是氢气，选项A错误；Fe与浓硫酸发生钝化，加热也无氢气生成，选项C错误；而B和D相比较，反应温度相同，均为活泼性相同的金属，但B中盐酸为强酸，氢离子浓度较大，则B反应速率最大；

答案选B。

8．C

【详解】A．反应②最慢，说明活化能最大，A错误；

B．反应过程中和均是中间产物，不是催化剂，B错误；

C．反应①快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步慢反应的正反应速率，C正确；

D．反应③为快反应，说明反应的活化能小，微粒之间的许多碰撞能发生化学反应，但碰撞也是仅部分有效，D错误；

故选C。

9．C

【详解】A．反应到时,物质的量为，所以反应了物质的量为，转化率为；故A正确；

B．反应到时,反应了物质的量为，；根据，所以为；故B正确；

C．反应到时,反应了物质的量为，则生成物质的量为，时的物质的量浓度为；故C错误；

D．反应前总物质的量为8mol；反应到时,反应了物质的量为，剩余物质的量为；反应了物质的量为，剩余物质的量为；生成物质的量为，所以反应到时容器内气压与反应前气压之比为；故D正确；

故答案选C。

10．D

【详解】A．v(NH3)=0.05mol·L-1·min-1，根据化学方程式，v(H2)=0.075mol·L-1·min-1；

B．v(H2)=0.03mol·L-1·min-1；

C．v(N2)=0.0005mol·L-1·min-1，则v(H2)=0.001mol·L-1·min-1；

D．v(H2)=0.002mol·L-1·s-1=0.12mol·L-1·min-1；

故以上四个速率中，最快的为D；

故答案选D。

11．C

【详解】A．实验1反应较慢，是因为难溶于水，其覆盖在镁条的表面阻止反应继续进行，A项错误；

B．玻璃管空间狭小，热量不易散失，导致体系温度升高，反应速率加快，而不是空气的催化，B项错误；

C．由于可电离产生，从而破坏的生成，增大了镁与水的接触面积，加快了反应速率，C项正确；

D．虽然实验3，多加了溶液，溶液显碱性，但与反应，本质是与反应，故加碱不利于镁与水反应，D项错误；

故选：C。

12．A

【详解】A．曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能，故A正确；

B．图乙中HI分子发生碰撞后并未生成新的物质，即碰撞后并未发生化学变化，图乙发生的不是有效碰撞，故B错误；

C．升高温度能够使更多的普通分子变为活化分子，使活化分子百分数增大；而压强增大只改变活化分子的浓度，不改变百分数，故C错误；

D．活化能的大小对化学反应前后的能量变化不产生影响，而能量大小只与反应物和生成物总能量的相对大小有关，故D错误；

故选A。

13．A

【详解】A．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，由图可知，选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为1.29eV，A项错误；  

B．由图可知，选用催化剂乙时，相对能量从的过程为正丁烷的在催化剂表面的吸附过程，B项正确；

C．生成物能量高于反应物的能量，则为吸热反应，C项正确；

D．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，若只从平均反应速率快慢角度考虑，生产中适宜选用催化剂乙，其反应历程中活化能较小，D项正确。

故选A。

14．AD

【详解】A．铵盐与碱的反应是一个典型的无需加热就能自发进行的吸热反应， A项正确；

B．Zn置换出Cu，构成原电池，可加快反应速率，与催化剂无光，B项错误；

C．该操作不能排除溶液中Ag+的可能，应先加稀盐酸，无明显现象再加BaCl2溶液， C项错误；

D．镁与沸水反应生成氢氧化镁和氢气，氢氧化镁为白色沉淀，溶液变浑浊，而铝与沸水无明显现象，可以说明镁的失电子能力比铝强，D项正确；

故AD。

15．     HCOOH*＝HCOO*＋H*     HCOOH(g)＝CO2(g)＋H2(g) ΔH＝−0.16NA ev∙mol−1

【详解】根据题意决定反应速率主要看活化能，因此该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为HCOOH*＝HCOO*＋H*；根据图中信息得到甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)＝CO2(g)＋H2(g) ΔH＝−0.16NA ev∙mol−1；故答案为：HCOOH*＝HCOO*＋H*；HCOOH(g)＝CO2(g)＋H2(g) ΔH＝−0.16NA ev∙mol−1。

16．(1)     1.19 eV     N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3(g)+H2O(g)

(2)     ＜     (CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g) ΔH=-1.02NAeV/mol

【详解】（1）如图所示，反应历程中反应物和生成物相对能量差值最大的为最大能垒，即N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3(g)+H2O(g)，反应过程中活化能最大，活化能=2.21 eV -1.02 eV =1.19 eV。

（2）如图所示，根据盖斯定律，反应热只与反应始态和终态有关，与反应过程无关，反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，ΔH<0，单一DMF分子反应释放的能量为1.02eV，1mol该分子放出的能量为1.02NAeV，热化学反应方程式：(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g) ΔH=-1.02NAeV/mol。

17．     0.29eV     有水

【详解】根据能量变化图分析，炭黑活化氧分子，生成活化氧，体系能量降低，则每活化一个氧分子放出能0.29eV能量，反应过程中存在多步反应的活化能，整个反应的活化能为各步反应各步反应活化能代数和，根据能量图分析，整个反应的活化能为活化能较大者，则没有水加入的反应活化能为E=0.75eV，有水加入的反应的活化能为E=0.57eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低，更容易活化氧分子。

18．(1)2A(g)=B(g)H=-QkJ/mol

(2)     减慢     减慢

(3)

(4)0.1

(5)70kPa

【详解】（1）根据图示可知在前4min内A减少0.4mol，B增加0.2mol，一定时间后A、B都存在，且物质的量不再发生变化，说明该反应是可逆反应，其中A是反应物，B是生成物，二者改变的物质的量的比是=0.4mol：0.2mol=2：1，反应每生成1molB，放出QkJ热量，故反应的热化学反应方程式为：2A(g)=B(g)H=-QkJ/mol；

（2）降低温度，活化分子百分数减小，正、逆反应速率都减慢；

（3）4min后，A的物质的量减小，B的物质的量增加，则反应正向进行，因此正、逆反应速率的大小关系为v正>v逆；

（4）在0～4minB物质的量改变△n(B)=0.4mol-0.2mol=0.2mol，则用B的浓度变化来表示该反应的平均反应速率为v(B)=；

（5）该反应达到平衡时，n(A)=0.2mol，n(B)=0.5mol，恒温恒容下，气体的体积比等于气体的物质的量之比，故平衡时总压强和起始时总压比为(0.5+0.2)mol:(0.8+0.2)mol=7:10，7:10=p平:100KPa，因此平衡时总压p平=70KPa。