全国高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合高考真题分类汇总含答案解析Word下载.docx

全国高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合高考真题分类汇总含答案解析Word下载.docx

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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．新型材料AIN应用前景广泛，对其制备过程的研究成为热点。

（1）将物质的量均为amol的Al2O3与N2充入恒温恒容密闭容器中，控制温度发生反应：

2Al2O3（s）+2N2（g）

4AlN（s）+3O2（g）△H>

0。

①下列可作为反应达到平衡的判据是_________（填序号）。

A．固体的质量不再改变

B．2v正（N2）=3v逆（O2）

C．△H不变

D．容器内气体的压强不变

E．N2分子数与O2分子数比为2:

3

②在起始压强为p的反应体系中，平衡时N2的转化率为α，则上述反应的平衡常数Kp__________（对于气相反应，用某组分B的平衡压强p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数，记作Kp，如p（B）=p总·

x（B），p总为平衡总压强，x（B）为平衡系统中B的物质的量分数）。

③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是____________。

（2）铝粉与N2在一定温度下可直接生成AlN，加入少量NH4Cl固体可促进反应。

将等质量的A1粉与不同量的NH4Cl混合均匀后置于充N2的密闭容器中，电火花引燃，产品中AlN的质量分数[ω（AlN）]随原料中ω（NH4Cl）的变化如图1所示，燃烧过程中温度随时间变化如图2所示。

则：

①固体混合物中，ω（NH4Cl）的最佳选择是__________。

②结合图2解释当ω（NH4Cl）超过一定值后，ω（AlN）明显减少的原因__________。

（3）AIN粉末会缓慢发生水解反应，粒径为100nm的AlN粉末水解时溶液pH的变化如图3所示。

①AlN粉末水解的化学方程式是______________。

②相同条件下，请在图3中画出粒径为40nm的AlN粉末水解的变化曲线____________。

【答案】AD

p消耗O2、提供能量，均能使平衡向右移动3%NH4Cl分解吸热造成温度降低，不利于Al与N2反应AlN+4H2O

Al（OH）3+NH3•H2O

（1）①根据反应达到平衡后，正逆反应速率，各成分的浓度不变及由此衍生的其它物理量进行分析；

②平衡时N2的转化率为α，由于反应物中只有N2是气体，所以起始压强p即为起始时N2的分压，列三段式求Kp；

③碳在氧气中燃烧放出热量，焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移；

（2）①根据图像分析，当ω（NH4Cl）=3%时，ω（AlN）最大；

②从图2可以看出，反应过程中温度会降低。

ω（NH4Cl）=3%时的温度比ω（NH4Cl）=1%时的温度降低得更多。

这是因为NH4Cl分解吸热，当ω（NH4Cl）超过一定值后，NH4Cl分解吸热造成温度降低不利于Al与N2反应，导致ω（AlN）明显减少；

（3）①AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成Al（OH）3和NH3；

②相同条件下，由于粒径为40nm的AlN粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm的AlN粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH是相同。

（1）①A．消耗2molAl2O3会生成4molAlN，固体质量减少，当固体的质量不再改变时，反应达到了平衡状态；

B．当3v正（N2）=2v逆（O2）时，正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，但2v正（N2）=3v逆（O2）表示的正逆反应速率不相等，不是平衡状态；

C．△H取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，和是否平衡无关；

D．在恒温恒容条件下，容器内的压强和气体的物质的量成正比。

该反应是反应前后气体分子数不相等的反应，在平衡建立过程中，气体总物质的量一直在改变，只有达到平衡时，气体总物质的量才不再不变，即容器内压强才不变，所以当容器内气体的压强不变时，反应达到了平衡状态；

E．N2分子数与O2分子数之比和起始投料以及转化率有关，当N2分子数与O2分子数比为2:

3时，反应不一定是平衡状态；

故选AD。

②反应2Al2O3（s）+2N2（g）

4AlN（s）+3O2（g），在起始时加入的是等物质的量的Al2O3与N2，由于反应物中只有N2是气体，所以起始压强p即为起始时N2的分压，列三段式求Kp，已知平衡时N2的转化率为α，则

Kp=

=

p。

③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，焦炭和氧气反应，放出热量。

焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移，从而促进反应的进行。

（2）①从图1可以看出，当ω（NH4Cl）=3%时，ω（AlN）最大，所以最佳选择是ω（NH4Cl）=3%。

这是因为NH4Cl分解吸热，当ω（NH4Cl）超过一定值后，NH4Cl分解吸热造成温度降低不利于Al与N2反应，导致ω（AlN）明显减少

（3）①AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成Al（OH）3和NH3，AlN粉末水解的化学方程式是AlN+4H2O

Al（OH）3+NH3•H2O。

②相同条件下，由于粒径为40nm的AlN粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm的AlN粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH是相同的。

粒径为40nm的AlN粉末水解的变化曲线为

。

3．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如下表：

时间/s

1

2

4

5

n（NO）/mol

0.020

0.010

0.008

0.007

（1）写出该反应的平衡常数表达式：

K＝________，已知：

K（300℃）＞K（350℃），该反应是________反应（填“放热”或“吸热”）。

（2）下图中表示NO2的变化的曲线是___，用O2的浓度变化表示从0～2s内该反应的平均速率v＝__________。

（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是（______）。

a．v（NO2）＝2v（O2）b．容器内压强保持不变

c．v逆（NO）＝2v正（O2）d．容器内物质的密度保持不变

（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是（______）。

a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度

c．增大O2的浓度d．选择高效的催化剂

【答案】c2（NO2）/c2（NO）c（O2）放热b1.5×

10－3mol·

L－1·

s－1bcc

（1）2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）反应的平衡常数K=c2（NO2）/[c2（NO）·

c（O2）],因为升温平衡向吸热反应方向进行,已知：

K（300℃）＞K（350℃），温度越高平衡常数越小，升温平衡逆向进行，则该正反应为放热反应。

故答案为c2（NO2）/c2（NO）c（O2）；

放热；

（2）由表中数据可知从3s开始,NO的物质的量为0.007mol,不再变化,3s时反应达平衡,NO2是产物,随反应进行浓度增大。

平衡时NO浓度的变化量△c（NO）=（0.02mol−0.007mol）/2L=0.0065mol/L,所以图中表示NO2变化的曲线是b；

2s内用NO表示的平均反应速率v（NO）=△n/V△t=（0.02mol−0.008mol）/（2L

2s）=3.0×

10−3mol⋅L−1⋅s−1,速率之比等于化学计量数之比,所以v（O2）=1/2v（NO）=1/2×

3.0×

10−3mol⋅L−1⋅s−1=1.5×

10−3mol⋅L−1⋅s−1。

故答案为b；

1.5×

10−3mol⋅L−1⋅s−1；

（3）a.未指明正逆速率,若均表示同一方向反应速率,v（NO2）自始至终为v（O2）的2倍，不能说明达到平衡，故a错误；

b.容器体积不变，随反应进行，反应混合气体总的物质的量在减小，容器内压强减小，当容器内压强保持不变，说明反应到达平衡，故b正确；

c.不同物质表示速率,到达平衡时,正逆速率之比等于化学计量数之比,V逆（NO）:

V正（O2）=2:

1,即V逆（NO）=2v正（O2），故c正确；

d.混合气体的总质量不变，容器容积为定值，所以密度自始至终不变，不能说明达到平衡，故d错误。

故答案为bc；

（4）a.及时分离除NO2气体平衡向右移动，但反应速率减小，故a错误；

b.适当升高温度，反应速率增大但平衡向逆反应方向移动，故b错误；

c.增大O2的浓度反应速率增大，且该反应向正反应方向移动，故c正确；

d.选择高效催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，故d错误。

故答案为c。

4．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

50

150

250

350

n（NH3）

0.36

0.48

0.50

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。

H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，生成1molNH3过程中放出46kJ的热量。

则N≡N的键能为_________kJ/mol。

【答案】3X（g）+Y（g）⇌2Z（g）1.8×

10−3mol/（L·

s）946

（1）由图中所给数据看，反应开始前，X、Y的物质的量都为1.0mol，而Z的物质的量为0，所以X、Y为反应物，Z为生成物；

当各物质的量不变时，其物质的量都大于0，表明反应为可逆反应；

再由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，可确定反应的化学计量数关系，从而写出反应方程式。

（2）从表中数据可得出，反应生成n（NH3）=0.36mol，则参加反应的n（N2）=0.18mol，从而求出0~50s内的平均反应速率v（N2）。

（3）利用∆H=E（N≡N）+3E（H-H）-6E（N-H），可求出E（N≡N）。

（1）由图中所给数据可得出，X、Y、Z的变化量分别为0.3mol、0.1mol、0.2mol，从而得出三者的物质的量之比为3:

1:

2，结合上面分析，可得出该反应的化学方程式为3X（g）+Y（g）⇌2Z（g）。

答案为：

3X（g）+Y（g）⇌2Z（g）；

（2）从表中数据可得出，反应生成n（NH3）=0.36mol，则参加反应的n（N2）=0.18mol，从而得出0~50s内的平均反应速率v（N2）=

=1.8×

s）。

1.8×

s）；

（3）利用∆H=E（N≡N）+3E（H-H）-6E（N-H），可求出E（N≡N）=∆H-3E（H-H）+6E（N-H）=-46×

2kJ/mol-3×

436kJ/mol+6×

391kJ/mol=946kJ/mol。

946。

由图中数据确定反应方程式时，对于方程式中的每个关键点，都需认真求证，不能随意表示，否则易产生错误。

如我们在书写方程式时，很容易将反应物与生成物之间用“==”表示。

5．已知：

N2O4（g）

2NO2（g）ΔH=＋52．70kJ·

mol-1

（1）在恒温、恒容的密闭容器中，进行上述反应时，下列描述中，能说明该反应已达到平衡的是___。

A．v正（N2O4）=2v逆（NO2）

B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

C．容器中气体的密度不随时间而变化

D．容器中气体的分子总数不随时间而变化

（2）t℃恒温下，在固定容积为2L的密闭容器中充入0．054molN2O4，30秒后达到平衡，测得容器中含n（NO2）=0．06mol，则t℃时反应N2O4（g）

2NO2（g）的平衡常数K=___。

若向容器内继续通入少量N2O4，则平衡___移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后NO2的体积分数__原平衡时NO2的体积分数（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）取五等份NO2，分别加入到温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：

2NO2（g）

N2O4（g）。

反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量（NO2%），并作出其百分含量随反应温度（T）变化的关系图。

下列示意图中，可能与实验结果相符的是___。

【答案】BD0．075mol·

L-1向正反应方向小于BD

（1）根据平衡标志判断；

（2）K=

；

增大反应物的浓度平衡正向移动；

（3）该反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以反应达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的含量增大；

（1）A．反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，所以2v正（N2O4）=v逆（NO2）时，反应不平衡，故不选A；

B．反应前后气体物质的量不同，根据

，平均相对分子质量是变量，若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，反应一定达到平衡状态，故选B；

C．根据

，反应在恒容的密闭容器中进行，密度是恒量，容器中气体的密度不随时间而变化，反应不一定达到平衡状态，故不选C；

D．反应前后气体物质的量不同，分子数是变量，容器中气体的分子总数不随时间而变化，一定达到平衡状态，故选D。

答案选BD。

（2）

K=

=0．075mol·

L-1；

增大反应物的浓度平衡正向移动，若向容器内继续通入少量N2O4，则平衡向正反应方向移动；

再次达到平衡，相当于加压，N2O4转化率减小，NO2的体积分数小于原平衡时NO2的体积分数；

（3）A．该反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的含量增大，故A错误；

B．若5个容器在反应相同时间下，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度越高，平衡向逆反应方向移动，NO2的百分含量随温度升高而升高，故B正确；

C．该反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的含量增大，故C错误；

D．若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的NO2转化得快，导致NO2的百分含量少的情况，在D图中转折点为平衡状态，转折点左侧为未平衡状态，右侧为平衡状态，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故D正确。

6．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）

n（NO）（mol）

0．020

0．010

0．008

0．007

（1）800℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是________。

（2）如图中表示NO2的变化的曲线是________。

用O2表示从0～2s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________。

c．v逆（NO）＝2v正（O2）d．容器内密度保持不变

（4）能使该反应的反应速率增大的是________。

c．增大O2的浓度d．选择高效催化剂

【答案】0.0035mol/Lb1.5×

10－3mol/（L·

s）b、cb、c、d

（1）800℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是c（NO）=n÷

V=0.007mol÷

2L=0.0035mol/L；

（2）NO2是生成物，每消耗2molNO，会产生2molNO2；

反应过程消耗的NO的物质的量是n（NO）=0.020mol-0.007mol=0.0130mol，则反应产生的NO2的物质的量的n（NO2）=0.0130mol，则其浓度是c（NO2）=0.0130mol÷

2L=0.0065mol/L，所以在图中表示NO2的变化的曲线是b；

从0～2s内用NO表示的化学反应速率是v（NO）=（0.020-0.008）mol÷

2L÷

2s=0.003mol/（L∙s），由于v（NO）:

v（O2）=2:

1，因此用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v（O2）＝

v（NO）=1.5×

（3）a．在任何时刻都存在v（NO2）＝2v（O2），因此不能判断反应处于平衡状态，错误；

b．由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，所以容器内压强保持不变，则反应处于平衡状态，正确；

c．v逆（NO）：

v逆（O2）＝2：

1；

由于v逆（NO）：

v正（O2）＝2：

1，所以v逆（O2）=v正（O2）；

正确；

d．由于反应体系都是气体，因此在任何时候，无论反应是否处于平衡状态，容器内密度都保持不变，故不能作为判断平衡的标准，错误。

（4）a．及时分离出NO2气体，使生成物的浓度减小，则正反应的速率瞬间不变，但后来会随着生成物的浓度的减小，反应物浓度也减小，所以正反应速率减小，错误；

b．适当升高温度，会使物质的分子能量增加，反应速率加快，正确；

c．增大O2的浓度，会使反应速率大大加快，正确；

d．选择高效催化剂，可以使化学反应速率大大加快，正确。

7．合成气（CO+H2）广泛用于合成有机物，工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气。

（1）在150℃时2L的密闭容器中，将2molCH4和2molH2O（g）混合，经过15min达到平衡，此时CH4的转化率为60%。

回答下列问题：

①从反应开始至平衡，用氢气的变化量来表示该反应速率v（H2）=__。

②在该温度下，计算该反应的平衡常数K=__。

③下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是__。

A．v（H2）逆=3v（CO）正

B．密闭容器中混合气体的密度不变

C．密闭容器中总压强不变

D．C（CH4）=C（CO）

（2）合成气制甲醚的反应方程式为2CO（g）+4H2（g）

CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=bkJ/mol。

有研究者在催化剂（Cu—Zn—Al—O和A12O3）、压强为5.OMPa的条件下，由H2和CO直接制备甲醚，结果如图所示。

①290℃前，CO转化率和甲醚产率的变化趋势不一致的原因是__；

②b__0，（填“＞”或“＜”或“=”）理由是__。

（3）合成气中的氢气也用于合成氨气：

N2+3H2

2NH3。

保持温度和体积不变，在甲、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。

则下列说法正确的是__；

A．n1=n2=3.2B．φ甲=φ丙＞φ乙C．ν乙＞ν丙＞ν甲D．P乙＞P甲=P丙

容器

体积

起始物质

平衡时NH3的物质的量

平衡时N2的

体积分数

反应开始时的速率

平衡时容器内压强

甲

1L

1molN2+3molH2

1.6mol

φ甲

ν甲

P甲

乙

2molN2+6molH2

n1mol

φ乙

ν乙

P乙

丙

2L

n2mol

φ丙

ν丙

P丙

【答案】0.12mol·

L-1·

min-121.87AC有副反应发生＜平衡后，升高温度，产率降低BD

（1）

①v（H2）=

=0.12mol·

min-1；

②K＝

=21.87mol2•L-2；

③A．v逆（H2）＝3v正（CO），根据反应速率之比等于化学计量数之比有v正（H2）＝3v正（CO），故v逆（H2）＝v正（H2），反应已达到平衡状态，选项A选；

B．参与反应的物质均为气体，气体的总质量不变，反应在恒容条件下进行，故密度始终保持不变，密闭容器中混合气体的密度不变，不能说明反应已达到平衡状态，选项B不选；

C．同温同压下，气体的压强与气体的物质的量成正比，该反应正反应为气体体积增大的反应，密闭容器中总压强不变，则总物质的量不变，说明反应已达到平衡状态，选项C选；

D．反应开始