《2025年步步高大二轮专题复习化学》

例2 (2024·安徽黄山模拟)由γ - 羟基丁酸生成γ - 丁内酯的反应为$HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}COOH\xrightarrow[\triangle]{H^{+}}\bigcirc + H_{2}O$，在298 K下，γ - 羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L⁻¹，随着反应的进行，测得γ - 丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。下列说法错误的是 ( )
|t/min|21|50|80|100|120|160|220|∞|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|c/(mol·L⁻¹)|0.024|0.050|0.071|0.081|0.090|0.104|0.116|0.132|

A. 其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快
B. 在80~100min内，以γ - 丁内酯的浓度变化表示的反应速率为5.0×$10^{-4}$mol·L⁻¹·min⁻¹
C. 120min时γ - 羟基丁酸的转化率为60%
D. 298K时该反应的平衡常数K=2.75

答案： C [80~100 min内，v(γ - 丁内酯)= $\frac{(0.081 - 0.071)mol·L^{-1}}{20min}=5.0×10^{-4}mol·L^{-1}·min^{-1}$，B正确；反应至120 min时，反应产生0.090 mol·L⁻¹的γ - 丁内酯，则反应消耗γ - 羟基丁酸的浓度为0.090 mol·L⁻¹，故γ - 羟基丁酸转化率为50%，C错误；298 K时，平衡时c(γ - 丁内酯)=0.132 mol·L⁻¹，c(γ - 羟基丁酸)=(0.180 - 0.132)mol·L⁻¹ = 0.048 mol·L⁻¹，该反应的平衡常数K = $\frac{0.132}{0.048}=2.75$，D正确。]

1. (2024·安徽，12)室温下，为探究纳米铁去除水样中$SeO_{4}^{2 - }$的影响因素，测得不同条件下$SeO_{4}^{2 - }$浓度随时间变化关系如下图。
|实验序号|水样体积/mL|纳米铁质量/mg|水样初始pH|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|①|50|8|6|
|②|50|2|6|
|③|50|2|8|


下列说法正确的是 ( )
A. 实验①中，0～2小时内平均反应速率$v(SeO_{4}^{2 - })=2.0mol\cdot L^{-1}\cdot h^{-1}$
B. 实验③中，反应的离子方程式为：$2Fe + SeO_{4}^{2 - } + 8H^{+}=2Fe^{3 + } + Se + 4H_{2}O$
C. 其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D. 其他条件相同时，水样初始pH越小，$SeO_{4}^{2 - }$的去除效果越好

答案： C [实验①中，0～2小时内平均反应速率v(SeO₄²⁻)= $\frac{5.0×10^{-5}mol·L^{-1}-1.0×10^{-5}mol·L^{-1}}{2h}=2.0×10^{-5}mol·L^{-1}·h^{-1}$，A不正确；实验③中水样初始pH = 8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用H⁺配电荷守恒，B不正确；由实验①和②可知，在相同时间内，实验①中SeO₄²⁻浓度的变化大，则其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；由实验②和③可知，在相同时间内，实验②中SeO₄²⁻浓度的变化大，则其他条件相同时，适当减小水样初始pH，SeO₄²⁻的去除效果较好，但是当初始pH太小时，H⁺浓度太大，纳米铁与H⁺反应速率加快，会导致与SeO₄²⁻反应的纳米铁减少，因此，初始pH越小，SeO₄²⁻的去除效果不一定越好，D不正确。]

2. (2023·河北，6)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，$2W(g)\overset{①}{\rightleftharpoons }4X(g)+Y(g)\overset{③}{\underset{②}{\rightleftharpoons }}2Z(g)$发生如右反应。
反应②和③的速率方程分别为$v_{2}=k_{2}c^{2}(X)$和$v_{3}=k_{3}c(Z)$，其中$k_{2}$、$k_{3}$分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得W(g)的浓度随时间的变化如下表。
|t/min|0|1|2|3|4|5|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|c(W)/(mol·L⁻¹)|0.160|0.113|0.080|0.056|0.040|0.028|

下列说法正确的是 ( )
A. 0～2 min内，X的平均反应速率为0.080 mol·L⁻¹·min⁻¹
B. 若增大容器容积，平衡时Y的产率增大
C. 若$k_{2}=k_{3}$，平衡时$c(Z)=c(X)$
D. 若升高温度，平衡时$c(Z)$减小

答案： D [由表知0～2 min内Δc(W)=(0.160 - 0.080)mol·L⁻¹ = 0.080 mol·L⁻¹，Δc(X)=2Δc(W)=0.160 mol·L⁻¹，但一部分X转化为Z，造成Δc(X)＜0.160 mol·L⁻¹，则v(X)＜$\frac{0.160mol·L^{-1}}{2min}=0.080mol·L^{-1}·min^{-1}$，故A错误；平衡时v₍逆₎ = v₍正₎，即v₃ = v₂，k₃c(Z)=k₂c²(X)，若k₂ = k₃，平衡时c(Z)=c²(X)，故C错误；反应③的活化能大于反应②，ΔH = 正反应活化能 - 逆反应活化能＜0，则4X(g)⇌2Z(g) ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时c(Z)减小，故D正确。]

3. (2022·辽宁，12)某温度下，在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应$2X(s)\rightleftharpoons Y(g)+2Z(g)$，有关数据如下：
|时间段/min|产物Z的平均生成速率/(mol·L⁻¹·min⁻¹)|
| ---- | ---- |
|0～2|0.20|
|0～4|0.15|
|0～6|0.10|

下列说法错误的是 ( )
A. 1 min时，Z的浓度大于0.20 mol·L⁻¹
B. 2 min时，加入0.20 mol Z，此时$v_{正}(Z)\lt v_{逆}(Z)$
C. 3 min时，Y的体积分数约为33.3%
D. 5 min时，X的物质的量为1.4 mol

答案： B [随着时间的延长，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0～1 min内Z的平均生成速率大于0～2 min内的，故1 min时，Z的浓度大于0.20 mol·L⁻¹，A正确；4 min时生成的Z的物质的量为0.15 mol·L⁻¹·min⁻¹×4 min×1 L = 0.6 mol，6 min时生成的Z的物质的量为0.10 mol·L⁻¹·min⁻¹×6 min×1 L = 0.6 mol，故反应在4 min时已达到平衡，则达到平衡时生成了0.3 mol Y，则Y的平衡浓度为0.3 mol·L⁻¹，Z的平衡浓度为0.6 mol·L⁻¹，平衡常数K = c²(Z)·c⁻¹(Y)= $\frac{0.6^{2}}{0.3}=1.2$，2 min时Z的浓度为0.4 mol·L⁻¹，Y的浓度为0.2 mol·L⁻¹，加入0.20 mol Z后，Z的浓度变为0.6 mol·L⁻¹，Q = c²(Z)·c(Y)=0.072＜K，反应正向进行，故v₍正₎(Z)＞v₍逆₎(Z)，B错误；反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1:2，反应体系中只有Y和Z为气体，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，$\frac{V(Y)}{V(Z)}=\frac{1}{2}$，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态，此时生成的Z为0.6 mol，则X的转化量为0.6 mol，初始X的物质的量为2.0 mol，剩余X的物质的量为1.4 mol，D正确。]

4. (2024·黑吉辽，10)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 ( )
1,4−失水山梨醇反应②异山梨醇
山梨醇$\left\{\begin{matrix} \sqrt{x} \overrightarrow{y} \textcircled{1} \\ \overrightarrow{x} \overrightarrow{y} \textcircled{2} \end{matrix} \right.$
副产物

A. 3 h时，反应②正、逆反应速率相等
B. 该温度下的平衡常数：①＞②
C. 0～3 h平均速率(异山梨醇)=0.014 mol·kg⁻¹·h⁻¹
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率

答案： A [由图可知，3 h后异山梨醇浓度继续增大，15 h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3 h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故A错误；图像显示该温度下，15 h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1,4 - 失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①＞②，故B正确；在0～3 h内异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg⁻¹，所以平均速率(异山梨醇)= $\frac{0.042mol·kg^{-1}}{3h}=0.014mol·kg^{-1}·h^{-1}$，故C正确；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变化学平衡转化率，故D正确。]