2024年高中化學(xué)新教材同步 選擇性必修第一冊(cè) 第2章　體系構(gòu)建　高考體驗(yàn)

體系構(gòu)建高考體驗(yàn)考向一化學(xué)反應(yīng)速率例1(2022·廣東，15)在相同條件下研究催化劑Ⅰ、Ⅱ?qū)Ψ磻?yīng)X→2Y的影響，各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的部分變化曲線如圖，則()A．無(wú)催化劑時(shí)，反應(yīng)不能進(jìn)行B．與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應(yīng)活化能更低C．a(chǎn)曲線表示使用催化劑Ⅱ時(shí)X的濃度隨t的變化D．使用催化劑Ⅰ時(shí)，0～2min內(nèi)，v(X)＝1.0mol·L－1·min－1答案D而a曲線表示的X的濃度變化了2.0mol·L－1，二者變化量之比不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以a曲線不表示使用催化劑Ⅱ時(shí)X的濃度隨時(shí)間t的變化，故C錯(cuò)誤；使用催化劑Ⅰ時(shí)，在0～2min內(nèi)，Y的濃度變化了4.0mol·L－1，則v(Y)＝eq\f(4.0mol·L－1,2min)＝2.0mol·L－1·min－1，v(X)＝eq\f(1,2)v(Y)＝eq\f(1,2)×2.0mol·L－1·min－1＝1.0mol·L－1·min－1，故D正確。例2(2022·浙江6月選考，20)恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應(yīng)：2NH3(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))N2(g)＋3H2(g)，測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時(shí)間的變化，如下表所示，下列說(shuō)法不正確的是()編號(hào)時(shí)間/mincNH3/10－3mol·L－1表面積/cm2020406080①a2.402.001.601.200.80②a1.200.800.40x③2a2.401.600.800.400.40A.實(shí)驗(yàn)①，0～20min，v(N2)＝1.00×10－5mol·L－1·min－1B．實(shí)驗(yàn)②，60min時(shí)處于平衡狀態(tài)，x≠0.40C．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大D．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大答案C解析實(shí)驗(yàn)①中，0～20min，v(N2)＝eq\f(1,2)v(NH3)＝eq\f(1,2)×eq\f(2.40×10－3－2.00×10－3mol·L－1,20min)＝1.00×10－5mol·L－1·min－1，A正確；催化劑表面積大小只影響反應(yīng)速率，不影響平衡，實(shí)驗(yàn)③中氨氣的初始濃度與實(shí)驗(yàn)①一樣，則實(shí)驗(yàn)①達(dá)平衡時(shí)氨氣濃度為4.00×10－4mol·L－1，而恒溫恒容條件下，實(shí)驗(yàn)②相對(duì)于實(shí)驗(yàn)①為減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，因此實(shí)驗(yàn)②60min時(shí)處于平衡狀態(tài)，x<0.40，即x≠0.40，B正確；實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②中0～20min、20～40min氨氣濃度變化量相同，速率相同，實(shí)驗(yàn)①中氨氣初始濃度是實(shí)驗(yàn)②中氨氣初始濃度的兩倍，則相同條件下，增加氨氣濃度，反應(yīng)速率并沒(méi)有增大，C錯(cuò)誤；對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③，氨氣濃度相同，實(shí)驗(yàn)③中催化劑表面積是實(shí)驗(yàn)①中催化劑表面積的2倍，實(shí)驗(yàn)③先達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)③的反應(yīng)速率大，D正確?？枷蚨瘜W(xué)平衡例3(2022·全國(guó)甲卷，28)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途，目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉(zhuǎn)化為TiCl4，再進(jìn)一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時(shí)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下：(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝＋172kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH2＝－51kJ·mol－1，Kp2＝1.2×1012Pa①反應(yīng)2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔH為__________kJ·mol－1，Kp＝__________Pa。②碳氯化的反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化，其原因是____________________________________。③對(duì)于碳氯化反應(yīng)：增大壓強(qiáng)，平衡__________移動(dòng)(填“向左”“向右”或“不”)；溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率______(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)在1.0×105Pa，將TiO2、C、Cl2以物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進(jìn)行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計(jì)算結(jié)果如圖所示。①反應(yīng)C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的平衡常數(shù)Kp(1400℃)＝__________Pa。②圖中顯示，在200℃平衡時(shí)TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4，但實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度，其原因是______________________________________________________________。(3)TiO2碳氯化是一個(gè)“氣-固-固”反應(yīng)，有利于TiO2-C“固-固”接觸的措施是___________。答案(1)①－2231.2×1014②碳氯化反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，ΔH小于0，是熵增、放熱過(guò)程，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，故該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，而直接氯化的體系氣體分子數(shù)不變且是吸熱過(guò)程，反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)小于碳氯化③向左變小(2)①7.2×105②為了提高反應(yīng)速率，在相同時(shí)間內(nèi)得到更多的TiCl4產(chǎn)品，提高效益(3)將兩固體粉碎后混合，同時(shí)鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”解析(1)①根據(jù)蓋斯定律，將“反應(yīng)(ⅱ)－反應(yīng)(ⅰ)”得到反應(yīng)2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，則②碳氯化的反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化，因?yàn)樘悸然磻?yīng)氣體分子數(shù)增加，ΔH小于0，是熵增、放熱過(guò)程，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS可知ΔG＜0，故該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，而直接氯化的體系氣體分子數(shù)不變且是吸熱過(guò)程，反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)小于碳氯化。③對(duì)于碳氯化反應(yīng)，氣體分子數(shù)增大，依據(jù)勒夏特列原理，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)