资源简介

(共20张PPT)
微专题5
热练18　反应机理图及催化机理图
化学反应速率　化学平衡
C
C
3．某反应过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A．该反应分为2步进行
B．总反应焓变为E1–E2+E3–E4
C．第一步反应为放热反应，第二步反应为吸热反应
D．升高温度，第一步的化学反应速率减小，第二步的化学反应速率增大
D
【解析】由图可知，该反应分为2步进行，A正确；由盖斯定律可知，该反应焓变为ΔH=E1–E2+E3–E4，B正确；反应物能量大于生成物能量的反应为放热反应，反之为吸热反应，则第一步反应为放热反应，第二步反应为吸热反应，C正确；升高温度，化学反应速率均增大，D错误。
4．利用铜基催化剂可将温室气体中的CO2与CH4转化为CH3COOH。其反应历程如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．M为极性分子，N为非极性
分子
B．过程Ⅰ和Ⅱ中均存在C—H的
断裂
C．使用铜基催化剂能降低总
反应的活化能与焓变
D．该反应的原子利用率可达100%
D
【解析】 M为CH4，N为CO2，二者均为非极性分子，A错误；过程Ⅰ中有C—H的断裂，过程Ⅱ中没有C—H的断裂，B错误；使用催化剂能改变反应的活化能，但不能改变总反应的焓变，C错误。
5．丙烯与HBr发生加成反应，存在以下两种途径：
已知：1-溴丙烷的能量大于2-溴丙烷的能量。两个途径的反应进程能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．相同条件下，生成2-溴丙烷的速率快
B．相同条件下，生成1-溴丙烷的产率高
C．生成两种溴代产物时，决速步骤均由第二步反应决定
D．　 ΔH>0
A
【解析】 已知1-溴丙烷的能量大于2-溴丙烷，则A代表1-溴丙烷，B代表2-溴丙烷。由图可知，生成2-溴丙烷的活化能低，则该反应速率快，A正确；由图可知，生成2-溴丙烷的活化能低，活化能越低，反应越容易进行，所以相同条件下，生成2-溴丙烷的产率高，B错误；由图可知，生成两种溴代产物时，第一步的活化能均大于第二步，所以决速步骤均由第一步反应决定，C错误；由图可知，1-溴丙烷的能量高于2-溴丙烷，则 　ΔH<0，D错误。
6．苯和液溴反应的机理能垒图可如题图所示，FeBr3催化该反应的过程中结合Br–。下列叙述正确的是 (　　)
A．苯和液溴反应的ΔH=Ea1–Ea2
B．催化时FeBr3与Br–以σ键结合
C．苯和液溴反应的决速步骤为第二步
D．若将Br2换成ICl，将会生成
B
【解析】 由图可知，苯和液溴反应的ΔH<0≠Ea1–Ea2，A错误；催化时溴化铁与溴离子以σ键结合，B正确；由图可知，第一步反应的正活化能比第二步反应的大，活化能越大反应速率越慢，则决速步骤是第一步，C错误；若将单质溴换成ICl，连接苯环的是略带正电的基团，电负性：Cl>I，则生成碘苯，D错误。
7．T ℃下，向一恒容密闭容器中充入M和N，发生反应2M(g)+N(g) 2P(g)+Q(s)，使用不同的催化剂，其反应历程如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A．该反应历程分四步进行
B．使用催化剂2时体系更快达到平衡状态
C．降低温度有利于提高反应物的平衡转化率
D．达到平衡后向容器中加入一定量的Q，再次平衡后M和N的浓度均增大
C
【解析】 该反应历程分五步进行，A错误；使用催化剂2时，活化能更大，反应速率更慢，体系达到平衡状态更慢，B错误；该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于提高反应物的平衡转化率，C正确；Q是固体，达到平衡后向容器中加入一定量的Q，平衡不移动，D错误。
8．催化剂1和催化剂2均能催化反应R W(M1和M2为中间产物)。反应历程如图，其他条件相同时，下列说法正确的是 (　　)
A．使用催化剂1，该反应焓变会变得更小
B．使用催化剂2，反应能更快到达平衡
C．使用催化剂2，平衡时W的浓度更大
D．使用催化剂1和2，反应历程的步数一样
【解析】 催化剂只能改变反应速率，不能改变反应焓变，A错误；使用催化剂2，活化能更小，反应速率更快，能更快到达平衡，B正确；催化剂不能使平衡移动，使用催化剂1或催化剂2，平衡时W的浓度相等，C错误；使用催化剂1，反应分2步进行，使用催化剂2，反应分3步进行，D错误。
B
B
10．已知H2O2在少量I–作用下，常温时能剧烈分解并放出热量，分解的机理由两步构成，Ⅰ：H2O2+I–===H2O+IO–(慢反应，ΔH>0)，Ⅱ：H2O2+IO–===I–+H2O+O2↑(快反应)，能正确表示整个过程的能量变化示意图是(　　)
【解析】 已知H2O2在少量Ⅰ–作用下，常温时能剧烈分解并放出热量，反应物总能量高于生成物总能量，总反应ΔH<0，分解的机理由两步构成，Ⅰ：H2O2+I–=== H2O+IO–(慢反应，ΔH>0)，为吸热反应，Ⅱ：H2O2+IO–===I–+H2O+O2↑(快反应)，为放热反应，且第Ⅰ步反应所需活化能较大，故选B。
B
11．丙烯与HCl一定条件下反应生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl的历程如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A．丙烯与HCl的反应的主要产物是CH3CHClCH3
B．合成CH3CH2CH2Cl的反应
中，第一步为反应的决速步骤
C．生成1 mol CH3CHClCH3的
焓变大于生成1 mol CH3CH2CH2Cl的
焓变
D．其他条件不变，反应相同
时间，适当升高温度可提高加成产
物中CH3CH2CH2Cl比例
C
【解析】 丙烯与HCl的反应中，生成CH3CHClCH3的活化能小于生成CH3CH2CH2Cl的活化能，活化能小的反应速率快，产物多，丙烯与HCl的反应的主要产物是CH3CHClCH3，A正确；活化能越大，反应速率越慢，为决速步骤，合成CH3CH2CH2Cl的反应中，第一步活化能大，反应速率慢，为决速步骤，B正确；生成CH3CH2CH2Cl和CH3CHClCH3的反应都是放热反应，焓变为负值，生成1 mol CH3CHClCH3放热多，焓变小，C错误；适当升高温度，活化能大的反应的速率常数变化大，速率增加的更快，相同时间内可以提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例，D正确。(共13张PPT)
微专题5
热练20　化学反应速率与化学平衡综合(一)
化学反应速率　化学平衡
1．为了减缓温室效应，实现碳中和目标，将CO或CO2转化为甲醚、甲醇等产品是有效措施之一。
Ⅰ．CO2与H2制二甲醚(CH3OCH3)的主要反应如下：
①CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH1
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) 　ΔH2
③2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH3
(1) 总反应2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)的ΔH4=_________________。
2ΔΗ1+2ΔΗ2+ΔΗ3
(2) 氧空位是指固体含氧化合物中氧原子脱离，导致氧缺失形成的空位。双金属氧化物GaZrOx具有氧空位，研究发现该氧化物对CO2加氢制甲醇有良好的催化作用，反应机理如图1所示。回答以下问题：
图1
①基态O原子价层电子的轨道表
示式为___________。
②下列有关叙述正确的是_____ (填字母)。
A．催化剂GaZrOx能提高甲醇的生产效率，同时增大CO2的平衡转化率
B．氧空位的存在有利于捕获CO2
C．催化过程中，Ga元素的化合价未发生变化
D．催化过程中生成三种中间体
BD
图1
Ⅱ．CO与H2生成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH2
(3) 向四个容积均为2 L的密闭容器中分别充入1 mol CO和n mol H2制取甲醇，n值分别为1.4、1.7、1.8、2.0，CO的平衡转化率随温度变化曲线如图2所示。
①该反应的焓变ΔH2______(填“>”“<”或“=”)0，理由是_______________ _________________________________________
_________________________________________
___________________。
图2
＜
当氢气投入量一定时，随着温度升高，CO的平衡转化率减小，
说明升高温度，平衡逆移，逆反应为吸热反应，
正反应为放热反应
②表示n=2.0的是曲线_____(填“a”“b” “c”或“d”表示)。
③计算T1温度时该反应的平衡常数：_____________________________(写出计算过程)。
a
300(mol/L)–2(计算过程见解析)
【解析】(1) 根据盖斯定律，反应①×2+反应②×2+反应③得总反应2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)，故ΔΗ4=2ΔΗ1+2ΔΗ2+ΔΗ3。(2) ②催化剂GaZrOx能提高反应速率从而提高甲醇的单位时间内的生产效率，但是不能改变反应物的平衡转化率，A错误；由图可知，氧空位的作用是捕获CO2，B正确；由图可知，Ga形成的共价键个数发生变化，则Ga元素的化合价发生变化，C错误；总反应为CO2+2H2―→CH3OH，GaZrOx双金属氧化物是催化剂，其他物质都是中间体，机理图上中间体有三种，D正确。(3) ②相同温度下，增大氢气的量，平衡正移，CO的平衡转化率增大，a、b、c、d分别对应氢气的量为2.0、1.8、1.7、1.4，故表示n=2.0的是曲线是a曲线。③平衡常数大小只受温度影响，T1时，按照曲线c的氢气投入量为1.7 mol和CO的平衡转化率(75%)得到三段式：
2．配合物由于特殊的性质，在化工生产和实验探究中有着广泛的用途。
(1) 铜元素位于元素周期表的______区，配合物[Cu(NH3)4]SO4中的中心离子为_________。
ds
Cu2+
(2) 工业上常用醋酸二氨合亚铜｛[Cu(NH3)2]Ac｝(Ac–即CH3COO–)溶液来吸收合成氨原料气中的一氧化碳，其反应原理为[Cu(NH3)2]Ac(aq)+CO(g)+NH3(g) [Cu(NH3)3CO]Ac(aq)，CO分压与时间的关系如图1所示。
①由图1可知温度为T1时，8~30 min内，CO的平均吸收速率为_________(保留两位有效数字)MPa/min。
②要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸
二氨合亚铜，可______(填“升”或“降”)温
_____(填“增”或“降”)压。
6.8×10–4
升
降
图1
(3) 二氧化硫通入氯化铁溶液得到了红色溶液，为探究该红色配合物的组成，某课题组将1.0 mL 1 mol/L FeCl3溶液加入一定体积的浓度均为1 mol/L的Na2SO3、NaHSO3混合溶液中，测得其吸光度如图2所示，其中V(Na2SO3溶液)+V(NaHSO3溶液)=4.0 mL。
图2
已知：吸光度和配合物浓度的关系为A=3c，该配合物中只含有一个金属离子。
①由图2可知该红色配合物的配体为______。
②若测得吸光度A=0.45，忽略混合后溶液体积的变化，则该配位反应中Fe3+的转化率为_____。
75%
图3
2
0.06(共21张PPT)
微专题5
热练21　化学反应速率与化学平衡综合(二)
化学反应速率　化学平衡
–87.9 kJ/mol
BC
②一定温度下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol PCl3(g)和2 mol Cl2(g)，发生反应ⅲ，5 min时反应达到平衡，容器中PCl5(g)的物质的量为0.5 mol，Cl2(g)的平均反应速率为______________________。若此时向该容器中再充入2 mol PCl5(g)，当反应再次达到平衡，容器中PCl5(g)的浓度______(填“>”“<”或“=”)0.5 mol/L，该反应平衡常数K=________(保留2位有效数字)。
0.05 mol/(L·min)
＞
0.44
(3) PCl5是一种白色晶体，其熔融时形成一种能导电的液体，其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子，该晶体的晶胞如图甲所示。PCl5气态分子呈三角双锥形，其结构如图乙所示。
①下列关于［PCl4］+、PCl5、［PCl6］–的说法正确的有_______(填字母)。
A．［PCl4］+的中心原子P的杂化类型为sp3
B．PCl5分子中Cl—P—Cl键角有3种
C．［PCl6］–中存在共价键和配位键
D．三种粒子中各原子均满足8电子
稳定结构
②设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶
体的密度为_______________g/cm3(列出算式即可)。
甲　　　　　　　　　乙
ABC
2．CO2转化成可利用的化学能源的“负碳”研究对解决环境、能源问题意义重大。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下：
反应ⅰ：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1
反应ⅱ：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ/mol
反应ⅲ：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH3=–90.0 kJ/mol
(1) 计算反应ⅰ的ΔH1=_______________。
(2) 下列关于反应ⅰ、ⅱ、ⅲ的说法正确的是______(填字母)。
a．升高温度能使反应ⅰ的反应速率增大，平衡常数增大
b．当甲醇的分压不再改变时，体系达到平衡
c．低温、高压有利于CO2催化加氢制取CH3OH
d．在恒压密闭容器中充入Ar，反应ⅱ速率不变
–48.8 kJ/mol
bc
①基态铜原子的价层电子排布式为_________。
②表示平衡时CO选择性的曲线是___(填“a”“b”或“c”)。
3d104s1
a
③当温度高于250 ℃，随着温度升高，曲线c减小而曲线b却升高的原因可能是____________________________________________________________________________________________________________________。
④250 ℃时，测得平衡体系共有0.5 mol CH3OH，结合如图计算CO2的平衡转化率=_____，CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的
Kp=__________________________(写出计算
过程，结果保留2位有效数字)
生成甲醇的反应为放热反应，升温时平衡逆向移动，甲醇选择性降低；反应ⅱ是吸热反应，升温平衡正向移动，且反应ⅱ占主导作用
20%
8.9×10–3(计算过程见解析)
【解析】(1) 由盖斯定律知，反应ⅰ=反应ⅱ+反应ⅲ，则ΔH1=ΔH2+ΔH3=+41.2 kJ/mol–90.0 kJ/mol=–48.8 kJ/mol。(2) ΔH1=–48.8 kJ/mol<0，升高温度能使反应ⅰ的反应速率增大，平衡逆向移动，平衡常数减小，a错误；甲醇的分压随着反应的进行会发生变化，当不再改变时，体系达到平衡，b正确；由于反应ⅰΔH1<0，该反应又是一个气体分子数减少的反应，故低温、高压有利于CO2催化加氢制取CH3OH，c正确；在恒压密闭容器中充入Ar，体系体积增大，压强不变，但是CO2、H2浓度减小，反应ⅱ速率减小，d错误。(3) ②由于反应ⅱ：ΔH2=+41.2 kJ/mol>0，升高温度，平衡正向移动，CO选择性增大，表示平衡时CO选择性的曲线是曲线a。③由于生成甲醇的反应为放热反应，升温时平衡逆向移动，甲醇选择性降低；反应ⅱ是吸热反应，升温平衡正向移动，且反应ⅱ占主导作用，故当温度高于250 ℃，随着温度升高，曲线c减小而曲线b却升高。
3．水煤气变换是重要的化工过程，铁的氧化物可作为该反应的催化剂。其中水煤气变换反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH1。
(1) 基态Fe原子价层电子的轨道表示式为________________。
(2) 使用Fe2O3作为反应催化剂，该反应分两步完成：
3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH2
2Fe3O4(s)+H2O(g) 3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH3
则ΔH1=____________(用ΔH2和ΔH3表示)。
ΔH2+ΔH3
(3) 科研小组研究了在两种不同催化剂表面上水煤气
变换的反应历程如图1所示。其他条件相同时，下列说法
正确的有______(填字母)。
A．水煤气变换反应的ΔH1<0
B．使用催化剂Ⅰ时，反应体系更快达到平衡
C．催化剂Ⅱ条件下CO的平衡转化率比催化剂Ⅰ大
D．反应过程中，使用催化剂Ⅰ时中间产物所能达到的最高浓度更大
图1
AD
(4) 科研人员研究了467 ℃和489 ℃时水煤气变换反应中H2和CO分压随时间变化关系如图2所示，催化剂为Fe2O3，实验初始时体系中的p(H2O)=p(CO)、p(CO2)=p(H2)。
图2
①489 ℃时，p(CO)随时间变化关系的是曲线___ (填“a”或“b”)。
②467 ℃时反应在0~90 min内的平均反应速率v(CO)=___________kPa/min(结果保留2位有效数字)。
b
0.007 8
图3
4(计算过程见解析)
B
【解析】(2) 根据盖斯定律，①+②得：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH1=ΔH2+ΔH3。(3) 根据反应历程图可知，反应物能量高于生成物能量，则水煤气变换反应的ΔH1<0，A正确；根据反应历程图可知，使用催化剂Ⅰ时，中间产物→生成物基元反应的活化能高于使用催化剂Ⅱ时，反应速率较小，故使用催化剂Ⅰ时反应体系达到平衡所需时间大于使用催化剂Ⅱ时，B错误；催化剂不能使化学平衡发生移动，催化剂Ⅱ条件下CO的平衡转化率与催化剂Ⅰ条件下相同，C错误；根据反应历程图可知，使用催化剂Ⅰ时，反应物→中间产物的基元反应活化能高，反应速率快，而中间产物→生成物的基元反应活化能高，反应速率较慢，故使用催化剂Ⅰ时中间产物所能达到的最高浓度比使用催化剂Ⅱ时更大，D正确。(共27张PPT)
微专题5
热练19　化学反应速率与化学平衡图像
化学反应速率　化学平衡
1．T ℃时，真空密闭容器中加入足量R，发生反应R(s) 2S(g)+Q(g)，S的分压随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A．相对于曲线Ⅰ，曲线Ⅱ可能使用了催化剂
B．T ℃时，该反应的分压平衡常数Kp=500(kPa)3
C．Q的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态
D．T ℃时，M点压缩容器容积，平衡逆向移动，新平衡时c(S)比原平衡大
D
【解析】 曲线Ⅰ和曲线Ⅱ平衡时S分压相等，曲线Ⅱ压强变化比较快，可知曲线Ⅱ可能是使用了催化剂，A正确；T ℃，该反应平衡时的分压为10 kPa，可知Q的平衡分压为5 kPa，Kp=(10 kPa)2×5 kPa=500(kPa)3，B正确；反应R(s) 2S(g)+Q(g)，R为固体，S与Q的分压比恒为2∶1，Q的体积分数始终不变，无法判断反应是否达到平衡，C正确；该反应平衡常数K=c2(S)·c(Q)，T ℃时，M点压缩容器容积，平衡逆向移动，K只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，新平衡时c(S)与原浓度相等，D错误。
2．一定温度下，向一恒容密闭容器中充入等物质的量的X和Y气体，发生反应X(g)+2Y(g) Z(g)。容器内各气体的物质的量浓度c与反应时间t的关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．0~t1时，X的物质的量分数逐渐减小
B．t1时，X和Y物质的量浓度之比为1∶2
C．v正(X)=2v逆(Y)时，体系达到平衡状态
D．其他条件不变，t2时减小容器容积，再次平衡后Y的
物质的量浓度可能变为d点
D
3．室温下，向容积为1 L的恒容密闭容器中通入M和N各0.5 mol，同时发生以下两个反应：①M(g)+N(g)===X(g)+Y(g)；②M(g)+N(g)===X(g)+ Z(g)，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的物质的量n(单位：mol)随时间t(单位：min)变化情况如图所示，下列说法不正确的是 (　　)
A．0~30 min内，Y的平均反应速率为2.5×10–3
mol/(L·min)
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比为3∶5
C．60 min时，n(Z)=0.187 5 mol
D．反应①的活化能比反应②的活化能小
D
C
【解析】 x越大，甲烷的平衡转化率越小，相同温度下，投料比为x1时甲烷的平衡转化率大于投料比为x2时的，则x1vc，B正确；a、b投料比相同，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，正反应的ΔH>0，正反应方向ΔS>0，根据ΔG=ΔH–TΔS<0时，反应自发进行，故该反应高温自发，C错误；参与反应的物质均为气体，混合气体总质量不变，正反应方向气体体积增大，则反应前后气体的平均相对分子质量发生改变，故当平均相对分子质量不变时反应达到平衡，D正确。
C
6．工业上制备硫酸过程中涉及反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH。某密闭容器中投入一定量SO2和O2，在p1、p2不同压强下平衡时SO2的百分含量随温度变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A．ΔH>0
B．逆反应速率：v(a)C．p1>p2
D．平衡常数：K(a)=K(b)
B
【解析】 由图可知，温度越高，平衡时SO2的百分含量越高，即升高温度时平衡逆向移动，所以该反应的焓变ΔH<0，A错误；温度相同时增大压强，平衡正向移动，SO2的含量越低，则图中压强：p2>p1，且a、b两点对应各物质的百分含量相等，b点温度、压强均较高，故b点逆反应速率较大，B正确，C错误；该反应为放热反应，其他条件相同时升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，所以平衡常数：K(a)>K(b)，D错误。
D
C
C
10．在25 ℃ 下，研究溶液的酸、碱性对反应X(aq)===2Y(aq) 的影响，各物质浓度c随反应时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．pH=7.0时，反应不能发生
B．H+与OH–相比，H+使反应活化能更低
C．a曲线表示pH=3.0时c(X)随t的变化
D．pH=11.0时，0~2 min内，v(X)=1.0 mol/(L·min)
D
C
B
D

展开更多......

收起↑