高考化学24个专项练习附答案及解析 专题14 速率计算专练Word下载.docx
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合成甲醇
在恒温2L容积不变的密闭容器中，充入lmolC02和3molH2，发生反应：
C02（g）+3H2（g）
CH30H（g）+H20（g），测得不同时刻反应前后容器内压强变化（p后/p前）如下表：
时间/h
2
3
5
6
p后/p前
0.90
0.85
0.82
0.81
0.80
（1）反应前1小时内的平均反应速率V（H2）为_________mol/（L·
h），该温度下C02的平衡转化率为_________。
4．大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NOx必须脱除（即脱硝）之后才能排放。
（1）汽车排气管上的催化转化器，发生上述的CO将NO2还原为单质反应。
在一定温度下，将一定量的CO和NO2充入2L固定容积的容器中，回答以下问题：
①能说明该反应达到平衡状态的是_____________（填字母标号）。
A.2v正（NO2）=v逆（N2）
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.气体总压强不再变化
D．ΔH保持不变
E．混合气体的密度不再变化
②从反应开始到5min，生成了0.08molN2，则5min内v（CO）=___mol⋅L−1⋅min−1。
5．节能减排措施是我国“十一五”期间提出的政策措施。
（1）汽车尾气的排放是大气污染物的重要来源，其中含有NO气体。
根据资料显示用活性炭还原法可以处理氮氧化物，某硏究小组向固定容积的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO发生反应C（s）+2NO（g）
CO2（g）+N2（g）△H=－574kJ·
mol－1，并在温度T时将所测反应数据制成下表：
①0到10min内，NO的平均反应速率v（NO）=___________mol·
L－1·
min－1。
②下列数据不再变化可表示该反应达到平衡的是___________。
a.容器内压强b．混合气体的平均摩尔质量c．混合气体的密度
6．研究化学反应能量变化、化学反应速率和化学反应限度，在实际工业生产和生活中有着重要的意义。
回答下列问题：
（1）工业上利用氨气生产氢氰酸（HCN）的反应为：
CH4（g）+NH3（g）
HCN（g）+3H2（g）△H>
①其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如下图所示。
X代表的是______（填“温度”或“压强”）。
②其他条件一定，向2L密闭容器中加入nmolCH4和2molNH3，平衡时NH3体积分数随n变化的关系如下图所示。
若反应从开始到a点所用时间为10min，该时间段内用CH4的浓度变化表示的反应速率为______；
该温度下，b点的平衡常数为________
7．氮、硫的化合物合成、应用以及对环境的影响一直是科学界研究的热点。
（1）焦炭催化还原SO2生成S2，化学方程式为：
2C（s）+2SO2（g）⇌S2（g）+2CO2（g），在恒容容器中，1mol/LSO2与足量的焦炭反应，SO2的转化率随温度的变化如图所示。
①若700℃发生该反应，经3分钟达到平衡，计算0—3分钟v（S2）=_______mol•L-1•min-1，该温度下的平衡常数为_________
②若该反应在起始温度为700℃的恒容绝热容器中进行，达到平衡时SO2的转化率_________90%（填“＞”、“＜”或“=”）
③下列说法一定能说明该反应达到平衡状态的是____
A.焦炭的质量不再变化时
B.CO2、SO2的浓度相等时
C.SO2的消耗速率与CO2的生成速率之比为1:
D.容器的总压强不再变化时
8．工业上制备丙烯的方法有多种，具体如下（本题丙烯用C3H6表示）：
（1）以丁烯（C4H8）和乙烯（C2H4）为原料反应生成丙烯（C3H6）的方法被称为“烯歧化法”，反应为：
C4H8（g）+C2H4（g）
2C3H6（g）△H>
一定温度下，在一体积恒为VL的密闭容器中充入一定量的C4H8和C2H4，发生烯烃歧化反应。
I．该反应达到平衡的标志是______________
a.反应速率满足:
2v生成（C4H8）=v生成（C3H6）
b.C4H8、C2H4、C3H6的物质的量之比为1:
1:
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.C4H8、C2H4、C3H6的浓度均不再变化
Ⅱ.已知t1min时达到平衡状态，测得此时容器中n（C4H8）=mmol，n（C2H4）=2mmol，n（C3H6）=nmol，且平衡时C3H6的体积分数为
。
①该时间段内的反应速率v（C4H8）=_______mol/（L·
min）。
（用只含m、V、t1的式子表示）。
②此反应的平衡常数K=______________。
9．“废气”的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题，CO、SO2、NO2是重要的大气污染气体。
（1）用纳米铁可去除污水中的NO3-，反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O；
相同温度下，纳米铁粉去除不同水样中的NO3-的速率有较大差异，下表中Ⅰ和Ⅱ产生差异的原因可能是______；
Ⅱ中0～20mim内用NO3-表示的平均反应速率为______mol•L-1•min-1。
反应时间/min
10
20
30
40
Ⅰ
c（NO3-）/10-4mol•L-1
8
3.2
1.6
0.8
0.64
Ⅱ
c（NO3-）/10-4mol•L-1（含少量Cu2+）
0.48
0.32
10．氮和碳的化合物在生产生活中应用广泛。
（1）用焦炭还原NO的反应为：
2NO（g）+C（s）
N2（g）+CO2（g），向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温（反应温度分别为400℃、400℃、T℃）容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n（NO）随反应时间t的变化情况如下表所示：
t/min
80
120
160
n（NO）（甲容器）/mol
2.00
1.50
1.10
n（NO）（乙容器）/mol
1.00
0.65
0.53
0.45
n（NO）（丙容器）/mol
1.45
①该反应为_______________（填“放热”或“吸热”）反应。
②乙容器在200min达到平衡状态，则0～200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v（NO）=___________。
11．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。
科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：
2NO＋2CO
2CO2＋N2。
假设常温下在恒容的密闭容器中发生上述反应，试解答下列问题：
（1）为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，某科学家在某温度下用气体传感器测
得不同时间的NO和CO浓度如表（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
时间（s）
c（NO）
（mol•L－1）
1.00×
10－3
4.50×
10－4
2.50×
1.50×
c（CO）
3.60×
3.05×
2.85×
2.75×
X
2.70×
从表中数据分析可知：
①X＝____________mol·
L－1；
②前2s内的平均反应速率v（N2）＝________________________mol·
s－1；
③该温度下反应的平衡常数K＝________________________。
12．运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
I．CO还原NO的脱硝反应：
2CO（g）＋2NO（g）
2CO2（g）＋N2（g）△H
II．T℃时，在刚性反应器中发生如下反应：
CO（g）＋NO2（g）
CO2（g）＋NO（g），化学反应速率v=kPm（CO）Pn（NO2），k为化学反应速率常数。
研究表明，该温度下反应物的分压与化学反应速率的关系如下表所示：
（3）若反应初始时P（CO）=P（NO2）=akPa，反应tmin时达到平衡，测得体系中P（NO）=bkPa，则此时v=___________kPa·
s-1（用含有a和b的代数式表示，下同），该反应的化学平衡常数Kp=_____（Kp是以分压表示的平衡常数）。
13．碳和氮的化合物在生产生活中广泛存在。
回答下列问题:
（1）利用CO可以将NO转化为无害的N2，其反应为：
2NO（g）+2CO（g）
N2（g）+2CO2（g），向容积均为IL的甲、乙、丙三个恒温（反应温度分别为300℃、T℃、300℃）容器中分别加入相同量NO和CO，测得各容器中n（CO）随反应时间t的变化情况如下表所示:
n（CO）（甲容器）/mol
n（CO）（乙容器）/mol
n（CO）（丙容器）/mol
①甲容器中，0～40min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v（NO）=_______。
②该反应的△H______0（填“>
”或“<
”）。
③甲、丙容器达到平衡时，CO的转化率为α（甲）________α（乙）（填“>
”,“<
”，“＝”）
14．游离态氮称为惰性氮，游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化，在氮的循环系统中，氮的过量“活化”，则活化氮开始向大气和水体过量迁移，氮的循环平衡被打破，导致全球环境问题。
Ⅰ.氮的活化
工业合成氨是氮的活化重要途径之一，在一定条件下，将N2和H2通入到体积为0.5L的恒容容器中，反应过程中各物质的物质的量变化如右图所示：
（1）10min内用NH3表示该反应的平均速率，v（NH3）=____________。
（2）下列说法能说明该可逆反应达到平衡状态的是__________（填字母）。
A.容器中气体密度不变
B．容器中压强不变
C.3v（H2）正=2v（NH3）逆
D．N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2
15．目前，对碳、氮及化合物的研究备受关注。
已知：
I.2C（s）+2NO（g）
N2（g）+2CO（g）
=-414.8kJ/mol
II.2CO（g）+O2（g）
2CO2（g）
=-566kJ/mol
III.2CO（g）+2NO（g）
N2（g）+2CO2（g）
=-759.8kJ/mol
（1）T1℃时，向刚性容器中充入2molNO和2molCO，发生反应Ⅲ。
5min时达到平衡状态，测得容器中n（N2）=0.8mol、c（CO2）=0.32mol/L。
①0～5min内，用NO表示的反应速率v（NO）=_________
②反应进行到2min时，v正（CO）___v逆（CO2）（填“>
”“<
”或“=”）。
③若升高温度，容器内气体压强____（填“增大”“减小”或“不变”），原因为___。
16．“绿水青山就是金山银山”，研究NO2、NO、CO、NO2-、碳氢化合物大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
（1）污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:
2NO2+4CO
4CO2+N2△H=-1200kJ/mol。
①某温度下，在2L密闭容器中充入0.lmolNO2和02m1CO，此时容器的压强为1个大气压，5秒时反应达到平衡时，容器的压强变为原来的29/30，则反应开始到平衡时NO2的平均反应速率v（NO2）=_________mol/（L·
s）。
②若容器中观察到____________________________，可判断该反应达到平衡状态；
③能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动的是_______。
A.及时分离出CO2B.适当升高温度
C.减小容器体积使体系压强增大D.选择高效催化剂
17．将0.40molN2O4气体充入2L的恒容密闭容器中发生如下反应：
N2O4（g）
2NO2（g）ΔH。
在T1℃和T2℃时，测得NO2的物质的量随时间变化如图所示：
①T1℃，40～80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol/（L·
②ΔH________0（填“>
”、“<
18．氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。
研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。
请回答下列问题：
（1）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.40molN2O4，发生反应：
N2O4（g）
2NO2（g），一段时间后达到平衡，测得数据如下：
时间/s
60
100
c（NO2）/（mol/L）
0.12
0.20
0.26
0.30
①0~40s内，v（NO2）=___________。
②升高温度时，气体颜色加深，则上述反应是___________（填“放热”或“吸热”）反应。
③该温度下反应的化学平衡常数K=___________。
19．燃煤会产生CO2、CO、SO2等大气污染物。
燃煤脱硫的相关反应的热化学方程式如下：
CaSO4（s）+CO（g）
CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）ΔH1=+281.4kJ/mol（反应Ⅰ）
CaS（s）+CO2（g）ΔH2=-43.6kJ/mol（反应Ⅱ）
（1）一定温度下，体积为1L容器中加入CaSO4（s）和1molCO，若只发生反应II，测得CO2的物质的量随时间变化如下图中曲线A所示。
①在0~2min内的平均反应速率v（CO）=____________。
②曲线B表示过程与曲线A相比改变的反应条件可能为____________（答出一条即可）。
20．研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
（1）用焦炭还原NO2的反应为2C（s）+2NO2（g）
N2（g）+2CO2（g），向两个容积均为2L、反应温度分别为T1℃、T2℃的恒温恒容密闭容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO2，测得各容器中n（NO2）随反应时间t的变化情况如图所示；
①T1___________T2（填“>
”），该反应为___________（填“放热”或“吸热”）反应。
②T2℃时，40～80min，用N2的浓度变化表示的平均反应速率为v（N2）=___________，此温度下的化学平衡常数K=___________。
③T2℃下，120min时，向容器中再加入焦炭和NO2各1mol，在t时刻达到平衡时，NO2的转化率比原平衡时___________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
21．二甲醚制备两种方法原理如下
第一种方法：
丹麦Topspe工艺的合成气一步法，是专门针对天然气原料开发的一项新技术。
①2CH4（g）+O2（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1
第二种方法：
二甲醚生产二步法，即先合成甲醇，甲醇在催化剂下制二甲醚。
②CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）△H2
③2CH3OH（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3
（1）有人模拟制备原理Ⅱ，绘制如图甲图像：
i说明CO的转化率随温度升高先增大后减小的原因：
______________________。
ii.反应②自发进行的条件是______________________。
iii.若在350℃时的2L的密闭容器中充入2molCO和6molH2，8min达到平衡，c（CH3OCH3）=0.3mol·
L－1，用H2表示反应②的速率是___________；
可逆反应③的平衡常数K3=___________。
iv.若350℃时测得容器中n（CH3OH）=n（CH3OCH3），此时反应③v（正）___________ν（逆），说明原因_________。
22．将生物质气（主要成分为CO、CO2和H2）甲烷化是改善燃气质量、改善燃气热值的有效手段之一。
在催化剂的作用下，某密闭容器中，进行生物质气甲烷化时发生的主要反应为
①CO（g）+3H2（g）
CH4（g）+H2O（g）△H1；
②CO2（g）+4H2（g）
CH4（g）+2H2O（g）△H2=－165.1kJ·
mol－1；
③CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）△H3=－41.2kJ·
mol－1。
（1）温度为T1℃，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应CO（g）+3H2（g）
CH4（g）+H2O（g），该反应中，正反应速率为v正=k正c（CO）c3（H2），逆反应速率为v逆=k逆c（CH4）·
c（H2O），k正、k逆为速率常数，受温度影响。
在第I个容器中，3min反应达到平衡时，CH4与CO的体积分数相同，则氢气的速率v（H2）=___________；
下列说法正确的是___________（填序号）。
A.当温度改变为T2时，若k正=1.5k逆，则T2>
T1
B.达平衡时，容器Ⅱ中H2的体积分数小于25%
C.达平衡时，容器Ⅲ与容器I中的总压强之比小于19︰20
D.达平衡时，容器Ⅱ中α（CO）大于容器I中α（CO）
23．Ⅰ．含氮化合物在工农业生产中都有重要应用。
（1）对于2NO（g）+2CO（g）
N2（g）+2CO2（g）在一定温度下，在1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO，反应开始进行。
下图为容器内的压强（P）与起始压强（P0）的比值（
）随时间（t）的变化曲线，0~5min内，该反应的平均反应速率v（N2）=______，平衡时NO的转化率为________。
24．“绿水青山就是金山银山”，因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
（1）燃煤发电厂常利用反应2CaCO3（s）+2SO2（g）+O2（g）===2CaSO4（s）+2CO2（g）
△H=－681.8kJ·
mol－1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。
对于该反应，在T℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：
50
O2
0.79
0.60
CO2
0.42
0.88
①0~10min内，平均反应速率v（O2）___________mol·
min－1；
当升高温度，该反应的平衡常数K___________（填“增大”“减小”或“不变”）。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。
根据上表中的数据判断，改变的条件可能是___________（填字母）。
A加入一定量的粉状碳酸钙B通入一定量的O2
C适当缩小容器的体积D加入合适的催化剂
25．氧化亚氮（N2O）是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。
研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
（1）在一定温度下的恒容容器中，反应2N2O（g）=2N2（g）+O2（g）的部分实验数据如下：
70
90
C（N2O）/mol/L
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
0.040
0.030
0.020
0.010
①在0～20min时段，反应速率v（N2O）为________mol·
②若N2O起始浓度c0为0.150mol·
L－1，则反应至30min时N2O的转化率α=__________。
比较不同起始浓度时N2O的分解速率：
v（c0=0.150mol·
L－1）________v（c0=0.100mol·
L－1）（填“>
”、“=”或“<
③不同温度（T）下，N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示（图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间），则T1________T2（填“>
当温度为T1、起始压强为p0，反应至t1min时，体系压强p=________（用p0表示）。
专题14【参考答案】
1．
【答案】0.032
【解析】
（1）①
由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，甲烷的浓度变化量为0.1mol/L×
80%=0.08mol/L，故v（CH4）=
=0.016mol/（L•min），根据速率之比等于化学计量数之比，所以v（CO）=2v（CH4）=2×
0.16mol/（L•min）=0.032mol/（L•min），故答案为：
0.032。
2．
【答案】0.35mol/（L∙min）催化剂活性较高
（1）据化学反应速率定义，0~2min内v（Cl2）=v（H2O）=
=0.35mol/（L·
主要从反应速率和化学平衡角度选择反应的合适温度范围，化工生产中常用催化剂，必须考虑其活性温度。
3．
【答案】0.340%
（1）化
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