高考化学化学反应的速率与限度提高练习题压轴题训练及答案解析.docx
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高考化学化学反应的速率与限度提高练习题压轴题训练及答案解析
高考化学（化学反应的速率与限度提高练习题）压轴题训练及答案解析
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。
2．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。
3．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。
4．一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：
3A（g）+B（g）⇌2C（g），开始时加入4molA、6molB、2molC，2min末测得C的物质的量是3mol。
（1）用A的浓度变化表示的反应速率是：
________；
（2）在2min末，B的浓度为：
___________；
（3）若改变下列一个条件，推测该反应速率发生的变化（填变大、变小、或不变）①升高温度，化学反应速率_____；②充入1molB，化学反应速率___；③将容器的体积变为3L，化学反应速率_________。
【答案】0.375mol·L-1·min-12.75mol·L-1变大变大变小
【解析】
【分析】
根据题干信息，建立三段式有：
据此分析解答。
【详解】
（1）2min内，用A的浓度变化表示的反应速率为：
，故答案为：
0.375mol·L-1·min-1；
（2）根据上述分析可知。
在2min末，B的物质的量为5.5mol，则B的浓度
，故答案为：
2.75mol·L-1；
（3）①升高温度，体系内活化分子数增多，有效碰撞几率增大，化学反应速率变大，故答案为：
变大；
②冲入1molB，体系内活化分子数增多，有效碰撞几率增大，化学反应速率变大，故答案为：
变大；
③将容器的体积变为3L，浓度减小，单位体积内的活化分子数减小，有效碰撞几率减小，化学反应速率变小，故答案为：
变小。
5．在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：
CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
（1）该反应化学平衡常数的表达式：
K=___；
（2）该反应为___（填“吸热”或“放热”）反应；
（3）下列说法中能说明该反应达平衡状态的是___；
A．容器中压强不变
B．混合气体中c（CO）不变
C．混合气体的密度不变
D．c（CO）=c（CO2）
E.化学平衡常数K不变
F.单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等
（4）某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：
c（CO2）×c（H2）=c（CO）×c（H2O），试判此时的温度为___。
【答案】
吸热BE830℃
【解析】
【分析】
（1）化学平衡常数等于生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
（2）随温度升高，平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动；
（3）根据平衡标志判断；
（4）某温度下，c（CO2）×c（H2）=c（CO）×c（H2O），即K=
=1；
【详解】
（1）根据平衡常数的定义，该反应化学平衡常数的表达式K=
（2）随温度升高，平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动，所以正反应为吸热反应；
（3）A.CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）反应前后气体系数和相等，容器中压强是恒量，压强不变，不一定平衡，故不选A；
B.根据化学平衡定义，浓度不变一定平衡，所以混合气体中c（CO）不变一定达到平衡状态，故选B；
C.反应前后气体质量不变、容器体积不变，根据
，混合气体的密度是恒量，混合气体的密度不变，反应不一定平衡，故不选C；
D.反应达到平衡时，浓度不再改变，c（CO）=c（CO2）不能判断浓度是否改变，所以反应不一定平衡，故不选D；
E.正反应吸热，温度是变量，平衡常数只与温度有关，化学平衡常数K不变，说明温度不变，反应一定达到平衡状态，故选E；
F.单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选F；
（4）某温度下，c（CO2）×c（H2）=c（CO）×c（H2O），即K=
=1，根据表格数据，此时的温度为830℃。
6．Ⅰ.某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。
下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据，将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15mL5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如下：
MnO2
触摸试管情况
观察结果
反应完成所需的时间
粉末状
很烫
剧烈反应，带火星的木条复燃
3.5min
块状
微热
反应较慢，火星红亮但木条未复燃
30min
（1）写出上述实验中发生反应的化学方程式：
_______________________________。
（2）实验结果表明，催化剂的催化效果与________有关。
（3）某同学在10mLH2O2溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况）与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的即时反应速率最慢的是______。
Ⅱ．某反应在体积为5L的恒容密闭容器中进行，在0~3分钟内各物质的量的变化情况如下图所示（A，B，C均为气体，且A气体有颜色）。
（4）该反应的的化学方程式为________________。
（5）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为____。
（6）下列措施能使该反应加快的是__（仅改变一个条件）。
a．降低温度b．缩小容积c．使用效率更高更合适的催化剂
（7）能说明该反应已达到平衡状态的是___________（填序号）。
①单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolC
②单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolA
③容器内压强不再随时间而发生变化的状态
④用C、A、B的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：
2：
1的状态
⑤混合气体的颜色不再改变的状态
⑥混合气体的密度不再改变的状态
⑦v逆（A）=v正（C）
（8）由图求得平衡时A的转化率为__________。
【答案】2H2O2
2H2O+O2↑催化剂的颗粒大小C2A+B
2C0.1mol·（L·min）-1bc①③⑤⑦40%
【解析】
【分析】
【详解】
Ⅰ.
（1）在催化剂二氧化锰的作用下双氧水分解生成氧气和水，发生反应的化学方程式为2H2O2
2H2O+O2↑。
（2）根据表中数据可知粉末状的二氧化锰催化效果好，即实验结果表明，催化剂的催化效果与催化剂的颗粒大小有关。
（3）曲线斜率越大，反应速率越快，则A、B、C三点所表示的即时反应速率最慢的是C点。
Ⅱ．（4）根据图像可知2min时各物质的物质的量不再发生变化，此时A和B分别减少2mol、1mol，C增加2mol，因此该反应的的化学方程式为2A+B
2C。
（5）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为
＝0.1mol·（L·min）-1。
（6）a．降低温度，反应速率减小，a错误；b．缩小容积，压强增大，反应速率加快，b正确；c．使用效率更高更合适的催化剂，反应速率加快，c正确；答案选bc；
（7）①单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolC表示正、逆反应速率相等，能说明；②单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolA均表示逆反应速率，不能说明；③正反应体积减小，容器内压强不再随时间而发生变化的状态能说明；④用C、A、B的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：
2：
1的状态不能说明；⑤混合气体的颜色不再改变的状态，说明A的浓度不再发生变化，能说明；⑥密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度不再改变的状态不能说明；⑦v逆（A）=v正（C）表示正逆反应速率相等，能说明；答案选①③⑤⑦；
（8）由图求得平衡时A的转化率为2/5×100%＝40%。
【点睛】
平衡状态的判断是解答的易错点，注意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。
7．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
0.36
0.48
0.50
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
【解析】
【分析】
（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）。
【详解】
（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）=
=1.8×10−3mol/（L·s）。
答案为：
1.8×10−3mol/（L·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。
答案为：
946。
【点睛】
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。
8．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）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________。
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
（4）能使该反应的反应速率增大的是________。
a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度
c．增大O2的浓度d．选择高效催化剂
【答案】0.0035mol/Lb1.5×10－3mol/（L·s）b、cb、c、d
【解析】
【分析】
【详解】
（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）=1.5×10－3mol/（L·s）；
（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。
9．如图是：
600℃时，在2L密闭容器里A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，其中A为有色气体，B、C是无色气体。
请从图中分析并填空：
（1）该反应的化学反应方程式为_____
（2）反应达到平衡状态时，反应物的转化率为_____
（3）当反应进行到第_____min，该反应达到平衡。
（4）反应从开始至2分钟末，B的物质的量_____，用B的浓度变化表示的平均反应速率为v（B）=_
（5）下列描述能表示反应达平衡状态的是_____（填选项）。
a.容器中A与B的物质的量相等
b.容器内气体的颜色不再改变
c.各物质的浓度保持不变
【答案】2B（g）
2A（g）+C（g）50%2由0.8mol减少为0.4mol0.1mol·L-1·min-1bc
【解析】
【分析】
分析题给c-t图，可以看出A、C浓度随着时间的进行逐渐增大，2min后保持不变，B的浓度随着时间的进行逐渐减小，2min后保持不变，由此可知，B为反应物，A、C为生成物。
且在2min时达到平衡状态。
结合其浓度的变化值，可以推导出该反应的反应方程式并进行相关计算。
【详解】
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