精选高考化学易错题专题复习化学反应的速率与限度附答案解析.docx
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精选高考化学易错题专题复习化学反应的速率与限度附答案解析
精选高考化学易错题专题复习化学反应的速率与限度附答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z（均为气体）三种物质的量随时间的变化曲线如图所示：
（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为__________。
（2）若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3，某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如表所示：
t/s
0
50
150
250
350
n（NH3）
0
0.24
0.36
0.40
0.40
0~50s内的平均反应速率v（N2）=_________。
（3）已知：
键能指在标准状况下，将1mol气态分子AB（g）解离为气态原子A（g），B（g）所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。
的键能为946kJ/mol，H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则生成1molNH3过程中___（填“吸收”或“放出”）的能量为____，反应达到
（2）中的平衡状态时，对应的能量变化的数值为____kJ。
（4）为加快反应速率，可以采取的措施是_______
a.降低温度
b.增大压强
c.恒容时充入He气
d.恒压时充入He气
e.及时分离NH3
【答案】3X+Y⇌2Z1.2×10−3mol/（L·s）放出46kJ18.4b
【解析】
【分析】
（1）根据曲线的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的量变化之比等于化学计量数之比书写方程式；
（2）根据
=
计算；
（3）形成化学键放出能量，断裂化合价吸收能量；
（4）根据影响反应速率的因素分析；
【详解】
（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n（X）：
△n（Y）：
△n（Z）=0.1mol：
0.3mol：
0.2mol=1：
3：
2，则反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z；
（2）0～50s内，NH3物质的量变化为0.24mol，根据方程式可知，N2物质的量变化为0.12mol，
（Z）=
=
1.2×10−3mol/（L·s）；
（3）断裂1mol
吸收946kJ的能量，断裂1molH-H键吸能量436kJ，形成1moN-H键放出能量391kJ，根据方程式3H2+N2⇌2NH3，生成2mol氨气，断键吸收的能量是946kJ+436kJ×3=2254kJ，成键放出的能量是391kJ×6=2346kJ，则生成1molNH3过程中放出的能量为
=46kJ；反应达到
（2）中的平衡状态时生成0.4mol氨气，所以放出的能量是46kJ×0.4=18.4kJ；
（4）a.降低温度，反应速率减慢，故不选a；
b.增大压强，体积减小浓度增大，反应速率加快，故选b；
c.恒容时充入He气，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选c；
d.恒压时充入He气，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢，故不选d；
e.及时分离NH3，浓度减小，反应速率减慢，故不选e。
【点睛】
本题考查化学平衡图象分析，根据键能计算反应热，影响化学反应速率的因素，注意压强对反应速率的影响是通过改变浓度实现的，若改变了压强而浓度不变，则反应速率不变。
2．铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。
回答下列问题：
（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（a）所示。
原料中除铁矿石和焦炭外含有____________。
除去铁矿石中脉石（主要成分为SiO2）的化学反应方程式为______________、______________；高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和______________（填化学式）。
（2）已知：
①Fe2O3（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）ΔH=+494kJ·mol-1
②CO（g）+
O2（g）=CO2（g）ΔH=-283kJ·mol-1
③C（s）+
O2（g）=CO（g）ΔH=-110kJ·mol-1
则反应Fe2O3（s）+3C（s）+
O2（g）=2Fe（s）+3CO2（g）的ΔH=________kJ·mol-1。
理论上反应________放出的热量足以供给反应__________所需的热量（填上述方程式序号）
（3）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图（b）所示，其中，还原竖炉相当于高炉的_____部分，主要反应的化学方程式为_________________________；熔融造气炉相当于高炉的____部分。
（4）铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2污染空气，脱SO2的方法是________________。
【答案】石灰石CaCO3
CaO+CO2↑CaO+SiO2
CaSiO3CO-355②③①炉身Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2炉腹用碱液吸收（氢氧化钠溶液或氨水等）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）铁矿石中含有氧化铁和脉石，为除去脉石，可以加入石灰石，石灰石分解为氧化钙，氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙，方程式为CaCO3
CaO+CO2↑、CaO+SiO2
CaSiO3；加入焦炭，先生成CO，最后生成CO2所以高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和CO；
（2）已知：
①Fe2O3（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）ΔH=+494kJ·mol-1
②CO（g）+
O2（g）=CO2（g）ΔH=-283kJ·mol-1
利用盖斯定律将①+②×3得到Fe2O3（s）+3C（s）+
O2（g）=2Fe（s）+3CO2（g）的ΔH＝-355kJ·mol-1，因①为吸热反应，②③为放热反应，则②③反应放出的热量可使①反应；
（3）高炉炼铁时，炉身部分发生Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2，还原竖炉发生此反应，熔融造气炉和高炉的炉腹都发生2C+O2
2CO以及CaCO3
CaO+CO2↑，CaO+SiO2
CaSiO3反应；
（4）高炉气中混有SO2，SO2为酸性气体，可与碱反应。
3．反应A（g）
B（g）+C（g）在容积为1.0L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050mol/L。
温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。
回答下列问题：
（1）上述反应是______________（填”吸热反应”或”放热反应”），温度T1_____T2，（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）平衡常数K（T1）_______K（T2）。
（2）若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：
①平衡时体系总的物质的量为___________。
②反应在0~5min区间的平均反应速率v（A）=____________。
（3）在温度T1时，若增大体系压强，A的转化率_________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数________。
【答案】吸热反应小于小于0.085mol0.007mol/（L∙min）减小不变
【解析】
【分析】
由图象中的信息可知，T2到达平衡所用的时间较少，故T1＜T2；温度升高后，反应物A的浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故该反应为吸热反应。
【详解】
（1）由上述分析可知，该反应是吸热反应，温度T1小于T2，温度升高，该化学平衡向正反应方向移动，故平衡常数K（T1）小于K（T2）。
（2）A的初始浓度为0.050mol/L，则A的起始量为0.05mol。
若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则A的变化量为0.035mol，B和C的变化量同为0.035mol。
①平衡时体系总的物质的量为0.05mol-0.035mol+0.035mol⨯2=0.085mol。
②容积为1.0L，则反应在0~5min区间的平均反应速率v（A）=
0.007mol/（L∙min）。
（3）A（g）
B（g）+C（g），该反应正反应方向是气体分子数增大的方向。
在温度T1时，若增大体系压强，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，由于平衡常数只与温度有关，故平衡常数不变。
【点睛】
要注意化学平衡的移动不一定能改变平衡常数，因为化学平衡常数只与温度有关，对于一个指定的可逆反应，其平衡常数只随温度的变化而变化。
4．甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。
甲醇的合成方法是：
（ⅰ）CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）ΔH=-90.1kJ·mol-1
另外：
（ⅱ）2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）ΔH=-566.0kJ·mol-1
（ⅲ）2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH=-572.0kJ·mol-1
回答下列问题：
（1）甲醇的燃烧热为__kJ·mol-1。
（2）在碱性条件下利用一氯甲烷（CH3Cl）水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为__。
（3）若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应（iv）CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）ΔH=+41.1kJ·mol-1对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是（_________）
a.增大b.减小c.无影响d.无法判断
（4）在恒温恒容的密闭容器中发生反应（ⅰ），各物质的浓度如下表：
浓度/mol·L-1
时间/min
c（CO）
c（H2）
c（CH3OH）
0
0.8
1.6
0
2
0.6
x
0.2
4
0.3
0.6
0.5
6
0.3
0.6
0.5
①x=__。
②前2min内H2的平均反应速率为v（H2）=__。
该温度下，反应（ⅰ）的平衡常数K=__。
（保留1位小数）
③反应进行到第2min时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是（_________）
a.使用催化剂b.降低温度c.增加H2的浓度
（5）如图是温度、压强与反应（ⅰ）中CO转化率的关系：
由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300～400℃和10MPa的条件，其原因是__。
【答案】764.9CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCld1.20.2mol·L-1·min-14.6L2·mol-2a温度较低，反应速率慢；压强太大，成本高
【解析】
【分析】
【详解】
（1）利用盖斯定律，热化学方程式（iii）-（i）+
（ii），得新的热化学方程式为：
CH4OH（g）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.9kJ·mol-1，故甲醇的燃烧热为764.9kJ·mol-1；
（2）根据提示知CH3Cl中的Cl被羟基取代生成CH3OH，反应方程式为：
CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl[或CH3Cl+H2O
CH3OH+HCl]；
（3）反应（iv）消耗反应（i）的另外一种反应物氢气，而且生成反应（i）的反应物CO，使反应（i）的CO转化率降低；但反应（iv）为吸热反应，使体系温度降低，反应（i）正向移动，使反应（i）中CO的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应（iv）对反应（i）中CO转化率的影响；
（4）①观察表中数据可知，0～2min内，CO浓度降低了0.2mol/L，则H2浓度会降低0.4mol/L，则x=1.6-0.4=1.2；
②
；平衡常数
；
③2min到4min的反应速率大于0到2min，而降低温度，反应速率降低，b项错误；由表格中的数据可知c项错误；故a项使用催化剂正确，故答案为：
a；
（5）温度较低，反应速率慢，不利于甲醇的生成；压强越大，CO的转化率越大，但压强太大对设备要求高，成本高。
5．氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
回答下列问题。
Ⅰ.已知H—H键的键能为akJ·mol-1，N—H键的键能为bkJ·mol-1，N
N键的键能是ckJ·mol-1，则反应NH3（g）
N2（g）+
H2（g）的ΔH=____kJ·mol-1，若在某温度下其平衡常数为K，则N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）的平衡常数K1=____（用K表示）。
Ⅱ.一氯氨、二氯氨和三氯氨（NH2Cl、NHCl2和NCl3）是常用的饮用水二级消毒剂。
（1）用Cl2和NH3反应制备三氯胺的方程式为3Cl2（g）+NH3（g）
NCl3（l）+3HCl（g），向容积均为1L的甲、乙两个恒温（反应温度分别为400℃、T℃）容器中分别加入2molCl2和2molNH3，测得各容器中n（Cl2）随反应时间t的变化情况如下表所示：
t/min
0
40
80
120
160
甲（400℃）n（Cl2）/mol
2.00
1.50
1.10
0.80
0.80
乙（T℃）n（Cl2）/mol
2.00
1.45
1.00
1.00
1.00
①T℃___400℃（填“>”或“<”），该反应的ΔH___0（填“>”或“<”）。
②该反应自发进行的条件是____（填高温、低温、任何温度）。
③对该反应，下列说法正确的是___（填选项字母）。
A．若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态
B．若容器内Cl2和NH3物质的量之比为3∶1，则表明反应达到平衡状态
C．反应达平衡后，其他条件不变，加入一定量的NCl3，平衡将向逆反应方向移动
D．反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按
=1继续充入一定量反应物，达新平衡后Cl2的转化率增大
（2）工业上可利用反应2Cl2（g）+NH3（g）
NHCl2（l）+2HCl（g）制备二氯胺。
①NHCl2在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质，写出该反应的化学方程式____。
②在恒温条件下，将2molCl2和1molNH3充入某密闭容器中发生上述反应，测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。
则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是___点（填“A”“B”或“C”）；B点时反应物转化率：
α（Cl2）___α（NH3）（填“>”“=”或“<”），若B点平衡体积为2L，则平衡常数K=____。
【答案】3b-
c-
a
><低温ADNHCl2+2H2O=2HClO+NH3C=4
【解析】
【分析】
Ⅰ.焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，据此计算，平衡常数K=
，正逆反应的平衡常数互为倒数；
Ⅱ.
（1）①温度越高，反应速率越快；根据数据，在400℃时，甲容器，平衡后0.8mol，乙容器中1.00mol，达到平衡时间短说明反应速率大，乙中剩余氯气应少，但氯气增多说明温度升高影响平衡逆向进行；
②反应自发进行的判断依据为△H-T△S＜0，结合反应特征分析判断；
③可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，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；
（2）①根据元素守恒可推测出具有强烈杀菌作用的物质为HClO，据此写出反应；
②体系中HCl的浓度越大则Cl2转化率越大；起始量2molCl2和1molNH3，根据方程式可知Cl2和NH3按照2:
1的比例进行反应，所以转化率始终相同；B点处HCl和Cl2的浓度相同，据此反推各物质的浓度进行平衡常数的计算；
【详解】
Ⅰ.已知：
H-H键能为akJ•mol-1，H-N键能为bkJ•mol-1，N≡N键的键能ckJ•mol-1，对于反应NH3（g）
N2（g）+
H2（g）的△H=反应物的总键能-生成物的总键能=3b-
c-
a，其平衡常数为K=
，则N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的平衡常数K1=
，故答案为：
3b-
c-
a；
；
Ⅱ.
（1）①温度越高，反应速率越快，平衡向吸热反应方向移动，其他条件相同时，T℃时的反应速率比400℃时的反应速率快，则T℃＞400℃；根据数据，在400℃时，甲容器，平衡后0.8mol，乙容器中1.00mol，达到平衡时间短说明反应速率大，乙中剩余氯气应少，但氯气增多说明温度升高影响平衡逆向进行，△H＜0，故答案为：
>；<；
②3Cl2（g）+NH3（g）⇌NCl3（l）+3HCl（g），反应的△S＜0，△H＜0，满足△H-T△S＜0，需要低温下，反应能自发进行，故答案为：
低温；
③A．NCl3（l）为液体，反应前后气体质量变化，气体体积不变，若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态，故A正确；
B．起始量2molCl2和2molNH3，根据方程式可知反应过程中Cl2和NH3按照3:
1的比例进行反应，所以容器内的Cl2和NH3物质的量之比不可能为3：
1，故B错误；
C．反应达到平衡后，其他条件不变，加入一定量的NCl3（l）为液体不影响此平衡的移动，故C错误；
D．反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按
=1继续充入一定量反应物，压强增大，平衡正向进行，Cl2的转化率增大，故D正确；
故答案为：
AD。
（2）①根据元素守恒可推测出具有强烈杀菌作用的物质为HClO，所以二氯胺与水反应方程式为：
NHCl2+2H2O=2HClO+2NH3；
②容器为密闭容器，据图可知C点处HCl的浓度最大，体系中HCl的浓度越大则Cl2转化率越大，所以C点Cl2转化率最高；起始量2molCl2和1molNH3，根据方程式可知Cl2和NH3按照2:
1的比例进行反应，所以转化率始终相同；B点处HCl和Cl2的浓度相同，设平衡时c（HCl）=amol/L，初始c（Cl2）=
，c（NH3）=
，则
则有1-a=a，解得a=0.5mol/L，所以平衡时c（HCl）=0.5mol/L，c（Cl2）=0.5mol/L，c（NH3）=0.25mol/L，平衡常数K=
，故答案为：
C；=；4；
6．偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
（CH3）2NNH2（l）+2N2O4（l）====2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g）（Ⅰ）
（1）反应（Ⅰ）中氧化剂是_____________________________。
（2）火箭残骸中常出现红棕色气体，原因为：
N2O4（g）
2NO2（g）（Ⅱ）当温度升高时，气体颜色变深，则反应（Ⅱ）为_______（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为ΔH。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是____________。
若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数______（填“增大”“不变”或“减小”），反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0～3s内的平均反应速率v（N2O4）=________mol·L-1·s-1。
【答案】N2O4吸热ad不变0.1
【解析】
【分析】
（1）所含元素化合价降低的反应物是氧化剂；
（2）当温度升高时，气体颜色变深，说明N2O4（g）
2NO2（g）平衡正向移动；
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，据此可以判断。
平衡常数只与温度有关；根据
计算速率。
【详解】
（1）（CH3）2NNH2（l）+2N2O4（l）====2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g），N2O4中氮元素化合价由+4降低为0,所以N2O4是该反应的氧化剂；
（2）当温度升高时，气体颜色变深，说明N2O4（g）
2NO2（g）平衡正向移动，所以正反应为吸热反应；
（3）a、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量不变，但容器容积是变化的，因此当密度不再发生变化时可以说明反应达到平衡状态，故选a；
b、对于具体的化学反应，反应热是恒定的，不能说明反应达到平衡状态，故不选b；
c、随反应进行，反应物浓度减小，正反应速率是逐渐减小，故c错误，不选c；
d、当反应物的转化率不再发生变化时，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故选d；
平衡常数只与温度有关，若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数不变；反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则根据方程式可知，消耗N2O4的物质的量是0.3mol，其浓度变化量是0.3mol÷1L＝0.3mol/L，则0～3s内的平均反应速率v（N2O4）＝0.3mol/L÷3s＝0.1mol·L-1·s-1。
7．将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）+B（g）
2C（g）+2D（g），反应进行到10s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol。
（1）用C表示10s内反应的平均反应速率为________。
（2）反应前A的物质的量浓度是________。
（3）10s末，生成物D的浓度为________。
（4）A与B的平衡转化率之比为________。
（5）平衡后，若改变下列条件，生成D的速率如何变化（填“增大”、“减小”或“不变”）：
①降低温度____________；②增大A的浓度____________。
【答案】0.04mol/（L·s）1.5mol/L0.4mol/L1∶1减小增大
【解析】
【分析】
（1）根据v=
表示反应速率；
（2）根据物质转化关系，由生成物C的物质的量计算反应消耗的A的物质的量，再结合10s时剩余A的物质的量可得反应开始时A的物质的量，利用c=
计算开始时A物质的浓度；
（3）根据方程式知，10s末生成的n（D）=n（C）=0.8mol，利用c=
计算D的物质的浓度；
（4）根据C的物质的量计算反应消耗的A、B的物质的量，然后根据转化率等于
×100%计算比较；
（5）根据温度、浓度对化学反应速率的影响分析解答。
【详解】
（1）反应从正反应方向开始，开始时C的物质的量为0，10s时C的物质的量为0.8mol，由于容器的容积是2L，所以用C物质表示的10s内化学反应平均反应速率v（C）=
=
=0.04mol/（L·s）；
（2）根据反应方程式3A（g）+B（g）
2C（g）+2D（g）可知：
每反应消耗3molA就会同时产生2molC物质，10s内反应产生了0.8molC，则反应消耗A的物质的量为△n（A）=
×0.8mol=1.2mol，此时还有A物质1.8mol，因此反应开始时A的物质的量是n（A）=1.8mol+1.2mol=3.0mol，所以反应开始时A的浓度c（A）=
=1.5mol/L；
（3）根据方程式知，10s末生成的n（D）=n（C）=0.8mol，则c（D）=
=0.4mol/L；
（4）根据已知条件可知：
反应进行到10s末C物质的量是0.8mol，则反应消耗A的物质的量为△n（A）=
×0.8mol=1.2mol，此时还有A物质1.8mol，则反应开始时A的物质的量是n（A）=1.8mol+1.2mol=3.0mol；△n（B）=
×0.8mol=0.4mol
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