高考化学知识点过关培优训练化学反应的速率与限度附详细答案.docx

高考化学知识点过关培优训练化学反应的速率与限度附详细答案.docx

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高考化学知识点过关培优训练化学反应的速率与限度附详细答案

高考化学知识点过关培优训练∶化学反应的速率与限度附详细答案

一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）

1．将一定量纯净的氨基甲酸铵（NH2COONH4）置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：

NH2COONH4（s）

2NH3（g）+CO2（g）。

（1）下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___（填选项）；

A．2v生（NH3）=v耗（CO2）

B．密闭容器中氨气的物质的量不变

C．容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变

D．密闭容器中总压强保持不变

E.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂

（2）能使该反应的反应速率增大的是___（填选项）;

A．及时分离出CO2气体

B．适当升高温度

C．加入少量NH2COONH4（s）

D．选择高效催化剂

（3）如图所示，上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___形成生成物中化学键放出的能量（填写“大于”“等于”“小于”）。

【答案】ACBD大于

【解析】

【分析】

（1）根据化学平衡状态的特征解答；

（2）增大浓度或升高温度或加催化剂可加快反应速率来解答；

（3）由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，所以反应是吸热反应，结合化学键分析解答。

【详解】

（1）A．平衡时应有v生（NH3）=2v耗（CO2），所以2v生（NH3）=v耗（CO2）时，反应没有达到平衡状态，故A错误；

B．密闭容器中氨气的物质的量不变，说明正、逆反应速率相等，可以判定反应达到平衡状态，故B正确；

C．只要反应发生，容器中CO2与NH3的物质的量之比就是2：

1，始终保持不变，不能判定反应是否达平衡状态，故C错误；

D．密闭容器中总压强保持不变，说明气体的总物质的量不变，反应达平衡状态，故D正确；

E．形成6个N-H键等效于2个C=O键形成的同时有2个C=O键断裂，正、逆反应速率相等，达平衡状态，故E正确；

故答案为AC；

（2）A．及时分离出CO2气体，生成物浓度减小，反应速率减小，故A错误；

B．适当升高温度，反应速率加快，故B正确；

C．加入少量NH2COONH4（s），固体物质量变但浓度不变，故C错误；

D．选择高效催化剂，反应速率加快，故D正确；

故答案为：

BD；

（3）由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，所以反应是吸热反应，即反应中断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量。

【点睛】

考查化学平衡状态的判断。

注意反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，必须是同一物质的正逆反应速率相等；反应达到平衡状态时，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，此类试题中容易发生错误的情况往往有：

平衡时浓度不变，不是表示浓度之间有特定的大小关系；正逆反应速率相等，不表示是数值大小相等；对于密度、相对分子质量等是否不变，要具体情况具体分析等。

2．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

（1）写出该反应的化学方程式_________________________。

（2）计算反应开始到10s，用X表示的反应速率是___________。

（3）下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_________。

a．当X与Y的反应速率之比为1：

1

b．混合气体中X的浓度保持不变

c．X、Y、Z的浓度之比为1：

1：

2

（4）为使该反应的反应速率增大，可采取的措施是_______。

a．适当降低温度b．扩大容器的体积c．充入一定量Z

【答案】X+Y

2Z0.0395mol·L-1·s-1bc

【解析】

【分析】

由图表可知，随反应进行X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增大，所以X、Y是反应物，Z是生产物，l0s后X、Y、Z的物质的量为定值，不为0，即10s达到平衡状态，反应是可逆反应，且△n（X）：

△n（Y）：

△n（Z）=（1.20-0.41）mol：

（1.00-0.21）mol：

1.58mol=1：

1：

2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，故反应化学方程式为X（g）+Y（g）⇌2Z（g），然后结合v=

及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学计量数之比来解答。

【详解】

（1）由上述分析可知，该反应的化学方程式为X（g）+Y（g）⇌2Z（g）；

（2）反应开始到10s，用X表示的反应速率是

=0.0395mol•（L•s）-1；

（3）a．随着反应的进行，X与Y的反应速率之比始终为1:

1，则不能判断是平衡状态，故a错误；

b．混合气体中X的浓度保持不变，符合平衡特征“定”，为平衡状态，故b正确；

c．X、Y、Z的浓度之比为1:

1:

2，与起始量、转化率有关，不能判断是平衡状态，故c错误；

故答案为b；

（4）a．适当降低温度，反应速率减小，故a错误；

b．扩大容器的体积，浓度减小，反应速率减小，故b错误；

c．充入一定量Z，浓度增大，反应速率加快，故c选；

故答案为c。

【点睛】

注意反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，必须是同一物质的正逆反应速率相等；反应达到平衡状态时，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，此类试题中容易发生错误的情况往往有：

平衡时浓度不变，不是表示浓度之间有特定的大小关系；正逆反应速率相等，不表示是数值大小相等；对于密度、相对分子质量等是否不变，要具体情况具体分析等。

3．某温度下在2L密闭容器中，3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。

（1）该反应的化学方程式是________________________

（2）若A、B、C均为气体，10min后反应达到平衡，

①此时体系的压强是开始时的________倍。

②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%（计算结果保留1位小数）

（3）关于该反应的说法正确的是_________。

a.到达10min时停止反应

b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率

c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率

【答案】2C

A+3B

或1.29或1.366.7%b、c

【解析】

【分析】

（1）由图可知，C是反应物，物质的量分别减少2mol，A、B生成物，物质的量增加1mol、3mol，物质的量变化比等于系数比；

（2）①体系的压强比等于物质的量比；

②转化率=变化量÷初始量×100%；

（3）根据化学平衡的定义判断；

【详解】

（1）由图可知，C是反应物，物质的量减少2mol，A、B生成物，物质的量分别增加1mol、3mol，物质的量变化比等于系数比，所以该反应的化学方程式为：

2C

A+3B；

（2）①体系的压强比等于物质的量比，反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物质的量是9mol，所以此时体系的压强是开始时的

倍；

②转化率=变化量÷初始量×100%=2÷3×100%=66.7%；

（3）a.根据图象，到达10min时反应达到平衡状态，正逆反应速率相等但不为0，反应没有停止，故a错误；

b.在到达10min之前，C的物质的量减少，所以C气体的消耗速率大于它的生成速率，故b正确；

c.在10min时反应达到平衡状态，所以B气体的正反应速率等于逆反应速率，故c正确；

选bc。

【点睛】

本题考查化学反应中物质的量随时间的变化曲线、以及平衡状态的判断，注意根据化学平衡的定义判断平衡状态，明确化学反应的物质的量变化比等于化学方程式的系数比。

4．在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：

CO2（g）+H2（g）

CO（g）+H2O（g），其平衡常数K和温度t的关系：

t℃

700

800

850

1000

1200

K

2.6

1.7

1.0

0.9

0.6

（1）K的表达式为：

_________；

（2）该反应的正反应为_________反应（“吸热”或“放热”）；

（3）下列选项中可作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是：

_________。

A．容器中压强不再变化B．混合气体中CO浓度不再变化

C．混合气体的密度不再变化D．c（CO2）=c（CO）=c（H2）=c（H2O）

（4）当温度为850℃，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表：

CO

H2O

CO2

H2

0.5mol

8.5mol

2.0mol

2.0mol

此时上述的反应中正、逆反应速率的关系式是_________（填代号）。

A．v（正）＞v（逆）B．v（正）＜v（逆）C．v（正）＝v（逆）D．无法判断

（5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，则该反应中H2（g）的转化率_________（“增大”、“减小”或“不变”）；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应，却意外发现H2（g）的转化率也显著提高，请你从平衡原理解释其可能原因是__________________________________________。

Ⅱ.设在容积可变的密闭容器中充入10molN2（g）和10molH2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3的体积分数为0.25。

（6）求该条件下反应N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）的平衡常数__________。

（设该条件下，每1mol气体所占的体积为VL）上述反应的平衡时，再充入10mol的N2，根据计算，平衡应向什么方向移动?

[需按格式写计算过程，否则答案对也不给分]__________。

【答案】

放热B、DB不变压强增大使水蒸气液化，平衡向右移动8V2（mol·L-1）-2平衡向逆反应方向移动

【解析】

【分析】

根据平衡常数随温度的变化规律分析反应的热效应，根据化学平衡状态的特征分析达到化学平衡状态的标志，根据平衡移动原理分析化学平衡影响化学平衡移动的因素，根据浓度商与平衡常数的关系分析平衡移动的方向。

【详解】

（1）根据化学平衡常数的定义，可以写出该反应的K的表达式为

；

（2）由表中数据可知，该反应的平衡常数随着温度的升高而减小，说明升高温度后化学平衡向逆反应方向移动，故该反应的正反应为放热反应；

（3）A．该反应在建立化学平衡的过程中，气体的分子数不发生变化，故容器内的压强也保持不变，因此，无法根据容器中压强不再变化判断该反应是否达到平衡；

B．混合气体中CO浓度不再变化，说明正反应速率等于逆反应速率，该反应达到化学平衡状态；

C．由于容器的体积和混合气体的质量在反应过程中均保持不变，故混合气体的密度一直保持不变，因此，无法根据混合气体的密度不再变化判断该反应是否到达化学平衡状态；

D．由表中数据可知，该反应在850℃时K=1，当c（CO2）=c（CO）=c（H2）=c（H2O）时，

=1=K，故可以据此判断该反应到达化学平衡状态。

综上所述，可以作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是B、D。

（4）当温度为850℃，由于反应前后气体的分子数不变，故可以根据某时刻该温度下的密闭容器中各物质的物质的量的数据求出Qc=

=

＞1（该温度下的平衡常数），因此，此时上述的反应正在向逆反应方向进行，故v（正）＜v（逆），选B。

（5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，由于反应前后气体的分子数不变，则该化学平衡不移动，故H2（g）的转化率不变；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应，却意外发现H2（g）的转化率也显著提高，根据平衡移动原理分析，其可能原因是：

压强增大使水蒸气液化，正反应成为气体分子数减少的方向，故化学平衡向右移动。

Ⅱ.（6）在容积可变的密闭容器中充入10molN2（g）和10molH2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3的体积分数为0.25。

设氮气的变化量为xmol，则氢气和氨气的变化量分别为3x和2x，

，解之得x=2，则N2（g）、H2（g）、NH3（g）的平衡量分别为8mol、4mol、4mol。

由于该条件下每1mol气体所占的体积为VL，则在平衡状态下，气体的总体积为16VL，故该条件下该反应的平衡常数为

8V2（mol·L-1）-2。

上述反应平衡时，再充入10mol的N2，则容器的体积变为26VL，此时，Qc=

9.4V2（mol·L-1）-2＞K，故平衡向逆反应方向移动。

5．在2L密闭容器内，800℃时反应2NO（g）+O2（g）→2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如表：

时间/s

0

1

2

3

4

5

n（NO）/mol

0.020

0.010

0.008

0.007

0.007

0.007

（1）上述反应_____（填“是”或“不是”）可逆反应。

（2）如图所示，表示NO2变化曲线的是____。

用O2表示0～1s内该反应的平均速率v=____。

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是____（填字母）。

a．v（NO2）=2v（O2）b．容器内压强保持不变

c．v逆（NO）=2v正（O2）d．容器内密度保持不变

【答案】是b0.0025mol/（L·s）bc

【解析】

【分析】

（1）从表中数据可看出，反应进行3s后，n（NO）始终保持不变，从而可确定上述反应是否为可逆反应。

（2）利用图中数据，结合化学反应，可确定表示NO2变化的曲线。

从表中数据可以得出，0～1s内，∆n（NO）=0.01mol，则可计算出用O2表示0～1s内该反应的平均速率v。

（3）a．不管反应进行到什么程度，总有v（NO2）=2v（O2）；

b．因为反应前后气体分子数不等，所以平衡前容器内压强始终发生改变；

c．v逆（NO）=2v正（O2）表示反应方向相反，且数值之比等于化学计量数之比；

d．容器内气体的质量不变，容器的体积不变，所以容器内密度保持不变。

【详解】

（1）从表中数据可看出，反应进行3s后，n（NO）=0.007mol，且始终保持不变，从而可确定上述反应是可逆反应。

答案为：

是；

（2）从图中可看出，∆n（NO）=0.007mol，结合化学反应，可确定∆n（NO2）=0.007mol，从而确定表示NO2变化的是曲线b。

从表中数据可以得出，0～1s内，∆n（NO）=0.01mol，则可计算出用O2表示0～1s内该反应的平均速率v=

=0.0025mol/（L·s）。

答案为：

b；0.0025mol/（L·s）；

（3）a．不管反应进行到什么程度，总有v（NO2）=2v（O2），所以不一定达平衡状态，a不合题意；

b．因为反应前后气体分子数不等，所以平衡前容器内压强始终发生改变，当压强不变时，反应达平衡状态，b符合题意；

c．v逆（NO）=2v正（O2）表示反应方向相反，且数值之比等于化学计量数之比，则此时反应达平衡状态，c符合题意；

d．容器内气体的质量不变，容器的体积不变，所以容器内密度保持不变，所以当密度不变时，反应不一定达平衡状态，d不合题意；

故选bc。

答案为：

bc。

【点睛】

用体系的总量判断平衡状态时，应分析此总量是常量还是变量，常量不能用来判断平衡状态，变量不变时反应达平衡状态。

6．某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气（气体体积已折算为标准状况下的体积），实验记录如下（累计值）：

时间/min

1

2

3

4

5

氢气体积/mL

50

120

232

290

310

（1）反应速率最大的时间段是__（填“0～1min”“1～2min”“2～3min”或“4～5min”），原因是__。

（2）反应速率最小的时间段是__（填“0～1min”“1～2min”“2～3min”或“4～5min”），原因是__。

（3）2～3min时间段内，以盐酸的浓度变化表示该反应的速率为__。

（4）如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，该同学在盐酸中分别加入等体积的下列液体，你认为可行的是__（填序号）。

A．蒸馏水B．NaCl溶液C．Na2CO3溶液D．CuSO4溶液

【答案】2～3min该反应是放热反应，2～3min时间段内温度较高4～5min4～5min时间段内H+浓度较低0.1mol·L-1·min-1AB

【解析】

【分析】

根据表格数据可得：

“0～1min”产生氢气的量为50mL，“1～2min”产生氢气的量为120mL-50mL=70mL，“2～3min”产生氢气的量为232mL-120mL=112mL，“4～5min”产生的氢气的量为310mL-290mL=20mL，再根据公式

分析解答问题。

【详解】

（1）反应速率最大，则单位时间内产生的氢气最多，“2～3min”产生氢气的量为232mL-120mL=112mL，又因该反应是放热反应，此时间段内温度较高，故答案为：

2～3min；该反应是放热反应，2～3min时间段内温度较高；

（2）速率最小，即单位内产生的氢气最少，4～5min共产生20mL氢气，主要原因是随着反应的进行，此时间段内H+浓度较低，故答案为：

4～5min；4～5min时间段内H+浓度较低；

（3）根据公式

，“2～3min”产生氢气的量为232mL-120mL=112mL，则

，根据方程式：

Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑可知，消耗

的物质的量n（HCl）=2n（H2）=0.01mol，然后再根据

可求得盐酸的反应速率

，故答案为0.1mol·L-1·min-1；

（4）加入蒸馏水和NaCl溶液相当于降低盐酸浓度，反应速率减小，加入Na2CO3溶液，会消耗盐酸，则会减少生成氢气的量，CuSO4溶液会消耗锌，会减少生成氢气的量，且反应放热会增大反应速率，故答案选AB。

7．Ⅰ.碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。

回答下列问题：

（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：

ΔH＝＋88.6kJ/mol，则M、N相比，较稳定的是______。

（2）将Cl2和H2O（g）通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式为___________。

Ⅱ．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。

N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4（g）

2NO2（g）　ΔH＝＋24.4kJ/mol。

（3）将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是_________。

A．v正（N2O4）＝2v逆（NO2）B．体系颜色不变

C．气体平均相对分子质量不变D．气体密度不变

达到平衡后，升高温度，再次到达新平衡时，混合气体颜色_____（填“变深”、“变浅”或“不变”）。

Ⅲ．（4）常温下，设pH＝5的H2SO4溶液中由水电离出的H＋浓度为c1；pH＝5的Al2（SO4）3溶液中由水电离出的H＋浓度为c2，则

=________。

（5）常温下，pH＝13的Ba（OH）2溶液aL与pH＝3的H2SO4溶液bL混合。

若所得混合溶液呈中性，则a∶b＝________。

（6）已知常温下HCN的电离平衡常数K＝5.0×10－10。

将0.2mol/LHCN溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后，溶液中c（H＋）、c（OH－）、c（CN－）、c（Na＋）大小顺序为________________。

【答案】M2Cl2（g）＋2H2O（g）＋C（s）=4HCl（g）＋CO2（g）ΔH＝－290kJ/molBC变深

1:

100c（Na＋）>c（CN－）>c（OH－）>c（H＋）

【解析】

【分析】

Ⅰ．

（1）M转化为N是吸热反应，能量低的物质更稳定；

（2）有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，结合物质聚集状态和对应反应焓变书写热化学方程式；

Ⅱ．（3）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，NO2的浓度增大；

Ⅲ．（4）酸抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；

（5）混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c（H+）等于碱中c（OH﹣）；

（6）CN﹣的水解平衡常数Kh＝

＝2×10﹣5＞Ka，说明相同浓度的NaCN和HCN，NaCN水解程度大于HCN电离程度。

【详解】

Ⅰ．

（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，△H＝+88.6kJ•mol﹣1，为吸热反应，可知M的能量低，能量越低越稳定，说明M稳定；

（2）有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，反应的热化学方程式为2Cl2（g）+2H2O（g）+C（s）═4HCl（g）+CO2（g）△H＝﹣290kJ•mol﹣1；

Ⅱ．（3）A．应是2v正（N2O4）＝v逆（NO2）时反应达到平衡状态，故A错误；

B．体系颜色不变，说明二氧化氮浓度不变，反应到达平衡状态，故B正确；

C．混合气体总质量不变，随反应减小混合气体总物质的量增大，平均相对分子质量减小，当气体平均相对分子质量不变时，反应到达平衡状态，故C正确；

D．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，气体密度始终不变，故D错误，

故答案为：

BC；

正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c（NO2）增加，颜色加深；

Ⅲ．（4）常温下，设pH＝5的H2SO4的溶液中由水电离出的H+浓度C1＝10﹣9mol/L，pH＝5的Al2（SO4）3溶液中由水电离出的H+浓度C2＝10﹣5mol/L，则

＝

＝10﹣4；

（5）混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c（H+）等于碱中c（OH﹣），氢氧化钡溶液中c（OH﹣）＝0.1mol/L、硫酸中c（H+）＝0.001mol/L，0.001b＝0.1a，则a:

b＝1:

10；

（6）CN﹣的水解平衡常数Kh＝

＝2×10﹣5＞Ka，说明相同浓度的NaCN和HCN，NaCN水解程度大于HCN电离程度，混合溶液中溶质为等物质的量浓度的NaCN、HCN，水解程度大于弱酸的电离程度导致溶液呈碱性，则c（H+）＜c（OH﹣），根据电荷守恒得c（CN﹣）＜c（Na+），其水解程度较小，所以存在c（OH﹣）＜c（CN﹣），所以离子浓度大小顺序为c（Na+）＞c（CN﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）。

【点睛】

可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：

①正反应速率和逆反应速率相等。

②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。

只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。

判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化，即变量不再发生变化。

8．工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理．常用的处理方法有两种．方法1：

还原沉淀法．

该法的工艺流程为：

其中第①步存在平衡2CrO42−（黄色）+2H+⇌Cr2O32−（橙色）+H2O

（1）若平衡体系的 pH=2，该溶液显______色．