學(xué)生用書P229
(選擇題每小題3分)
1.(2024·廣東汕頭一模)一定溫度下,利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究固體催化劑作用下的A的分解反應(yīng):A(g)B(g)+2C(g)。體系的總壓強(qiáng)p隨時間t的變化如表所示:
下列說法不正確的是( )
A.100~150 min,消耗A的平均速率為0.006 kPa·min-1
B.其他條件不變,420 min時向剛性容器中再充入少量A,反應(yīng)速率比420 min時大
C.推測x為18.1
D.升高體系溫度,不一定能加快反應(yīng)速率
答案:B
解析:反應(yīng)A(g)B(g)+2C(g),反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)變化和生成C的量成正比,同時A的變化為變化量的一半,用壓強(qiáng)代表濃度,則100~150 min體系壓強(qiáng)變化=13.9 kPa-13.3 kPa=0.6 kPa,消耗A的平均速率=12×0.6 kPa150min-100min=0.006 kPa·min-1,故A正確;0~100 min,壓強(qiáng)變化為1.2 kPa,150~250 min,壓強(qiáng)變化為1.2 kPa,則100~500 min,體系壓強(qiáng)變化1.2×4 kPa=4.8 kPa,則500 min時,體系壓強(qiáng)=13.3 kPa+4.8 kPa=18.1 kPa,故C正確;由C項分析可知,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,A的物質(zhì)的量減少,但反應(yīng)速率不變,所以,其他條件不變,420 min時向剛性容器中再充入少量A,反應(yīng)速率與420 min時相等,故B錯誤;反應(yīng)在催化劑表面反應(yīng),升高體系溫度,催化劑活性減小時,反應(yīng)速率減小,不一定能加快反應(yīng)速率,故D正確。
2.(2024·湖南郴州一模)由于水氧化反應(yīng)包含多個電子/質(zhì)子轉(zhuǎn)移,而且其動力學(xué)過程緩慢,因此,目前其仍是太陽能驅(qū)動人工光合系統(tǒng)的瓶頸,水氧化催化機(jī)理如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A.鈷元素價層電子排布式為3d74s2
B.該機(jī)理總反應(yīng)式為2H2OO2↑+4H++4e-
C.在轉(zhuǎn)化過程中C的化合價沒有發(fā)生變化
D.催化劑能降低反應(yīng)的活化能
答案:C
解析:根據(jù)價層電子排布規(guī)則可得鈷元素價層電子排布式為3d74s2,A正確;由圖可得該機(jī)理總反應(yīng)式為2H2OO2↑+4H++4e-,B正確;在轉(zhuǎn)化過程中C的化合價發(fā)生變化,C錯誤;催化劑能降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,D正確。
3.(2024·北京豐臺一模)過渡金屬氧化物離子(以MO+表示)在烴類的選擇性氧化等方面應(yīng)用廣泛。MO+與CH4反應(yīng)的過程如下圖所示。
下列說法不正確的是( )
A.反應(yīng)速率:步驟ⅠH—O—C
C.若MO+與CH3D反應(yīng),生成的氘代甲醇有2種
D.CH4(g)+MO+(g)CH3OH(g)+M+(g) ΔH=E2+E4-E1-E3
答案:D
解析:步驟Ⅰ的活化能大于步驟Ⅱ,反應(yīng)速率步驟Ⅰ更小,故A正確;O原子上有兩對孤對電子,排斥力較大,鍵角H—C—H>H—O—C,故B正確;根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知,若MO+與CH3D反應(yīng),生成的氘代甲醇可能為CH3OD或CH2DOH,共兩種,故C正確;根據(jù)反應(yīng)歷程能量變化圖所示,總反應(yīng)的反應(yīng)熱為E1-E2+E3-E4,故D錯誤。
4.(2024·江西九江三模)綠水青山是構(gòu)建美麗中國的偉大構(gòu)想,以沸石籠為載體對NO進(jìn)行催化的機(jī)理如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.物質(zhì)A是N2和H2O
B.Cu(NH3)2+是反應(yīng)的催化劑,反應(yīng)過程中有3種中間體
C.反應(yīng)⑤中Cu(NH3)42+既是氧化劑又是還原劑
D.反應(yīng)過程中存在極性鍵與非極性鍵的斷裂和生成
答案:B
解析:根據(jù)圖示可知過程④+2NO+4NH3+2NH4+2Cu(NH3)42++A,由原子守恒可得物質(zhì)A是N2和H2O,故A正確;由反應(yīng)過程可知,[(NH3)2Cu—O—O—Cu(NH3)2]2+、、和Cu(NH3)42+均是中間體,即反應(yīng)過程中的中間體不止3種,故B錯誤;反應(yīng)⑤為2Cu(NH3)42++2NO2Cu(NH3)2++2N2+2H2O+2NH4+,其中銅元素化合價降低、部分氮元素化合價升高,所以Cu(NH3)42+既是氧化劑又是還原劑,故C正確;反應(yīng)過程①中斷裂O2中非極性鍵、反應(yīng)過程⑤中生成氮氣,即有非極性鍵的生成,反應(yīng)過程④中存在氮氫極性鍵的斷裂和氧氫極性鍵的生成,故D正確。
5.氮氧化物的排放是導(dǎo)致酸雨的原因。某研究小組利用反應(yīng)探究NO的轉(zhuǎn)化:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH容器Ⅱ,故B項錯誤;容器Ⅱ中0~6 min內(nèi),CO2的轉(zhuǎn)化率為40%,即反應(yīng)消耗CO2的物質(zhì)的量為1 ml×40%=0.4 ml,H2消耗1.2 ml,則H2平均速率為1.2ml1 L6min=0.2 ml·L-1·min-1,故C項正確;容器Ⅰ條件下,4 min時達(dá)到平衡狀態(tài),CO2轉(zhuǎn)化率為50%,根據(jù)三段式得:
2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
初始量(ml·L-1)1300
轉(zhuǎn)化量(ml·L-1)0.51.50.250.75
平衡量(ml·L-1)0.51.50.250.75
平衡常數(shù)K=c(CH3OCH3)·c3(H2O)c2(CO2)·c6(H2)=0.25××1.56≈0.037,故D項錯誤。
9.(2024·湖南卷)恒壓下,向某密閉容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g),發(fā)生如下反應(yīng)。
主反應(yīng):CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(g) ΔH1
副反應(yīng):CH3OH(g)+CH3COOH(g)CH3COOCH3(g)+H2O(g) ΔH2
在不同溫度下,反應(yīng)達(dá)到平衡時,測得兩種含碳產(chǎn)物的分布分?jǐn)?shù)δ[δ(CH3COOH)=n(CH3COOH)n(CH3COOH)+n(CH3COOCH3)]隨投料比x(物質(zhì)的量之比)的變化關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是( )
A.投料比x代表n(CH3OH)n(CO)
B.曲線c代表乙酸的分布分?jǐn)?shù)
C.ΔH10
D.L、M、N三點的平衡常數(shù):K(L)=K(M)>K(N)
答案:D
解析:題干明確指出,圖中曲線表示的是兩種含碳產(chǎn)物的分布分?jǐn)?shù),即分別為δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3),若投料比x代表n(CH3OH)n(CO),x越大,CH3OH的量越多,則主、副反應(yīng)正向移動的程度均增大,生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3的分布分?jǐn)?shù)越高,則曲線a或曲線b表示CH3COOCH3分布分?jǐn)?shù),曲線c或曲線d表示CH3COOH分布分?jǐn)?shù),而實際反應(yīng)過程應(yīng)以主反應(yīng)為主,δ(CH3COOH)應(yīng)大于δ(CH3COOCH3),故如此假設(shè)錯誤,則投料比x應(yīng)代表n(CO)n(CH3OH),曲線a或曲線b表示δ(CH3COOH)分布分?jǐn)?shù),曲線c或曲線d表示δ(CH3COOCH3)分布分?jǐn)?shù),據(jù)此作答。根據(jù)上述分析可知,投料比x代表n(CO)n(CH3OH),曲線c代表CH3COOCH3分布分?jǐn)?shù),A、B項錯誤。根據(jù)分析可知,曲線a或曲線b表示δ(CH3COOH)分布分?jǐn)?shù),當(dāng)同一投料比時,觀察圖像可知T2時δ(CH3COOH)大于T1時δ(CH3COOH),而T2>T1,可知溫度越高δ(CH3COOH)越大,說明溫度升高主反應(yīng)的平衡正向移動,ΔH1>0;曲線c或曲線d表示δ(CH3COOCH3)分布分?jǐn)?shù),當(dāng)同一投料比時,觀察可知T1時δ(CH3COOCH3)大于T2時δ(CH3COOCH3),而T2>T1,可知溫度越高δ(CH3COOCH3)越小,說明溫度升高副反應(yīng)的平衡逆向移動,ΔH2K(N),D項正確。t/min
0
100
150
250
420
500
580
p/kPa
12.1
13.3
13.9
15.1
17.14
x
19.06

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