高考化学化学反应的速率与限度经典压轴题及答案解析Word格式.docx
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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
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：
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。
（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。
3．化学反应速率与限度与生产、生活密切相关
（1）A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在200mL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，实验记录如下（累计值）：
时间（min）
3
4
5
氢气体积（mL）（标准状况）
100
240
688
810
860
①反应速率最大的时间段是____________（填0～1、1～2、2～3、3～4、4～5）min，原因是____________。
②在2～3min时间段以盐酸的浓度变化来表示的反应速率为____________。
（设溶液体积不变）
（2）B学生也做同样的实验，但由于反应太快，测不准氢气体积，故想办法降低反应速率，请你帮他选择在盐酸中加入下列____________以减慢反应速率。
（填写代号）
A．冰块B．HNO3溶液C．CuSO4溶液
（3）C同学为了探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，设计了如图所示的实验。
可通过观察___________________________现象，定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是__________________________，
【答案】2～3因该反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快0.2mol·
min-1A反应产生气泡的快慢控制阴离子相同，排除阴离子的干扰
（1）单位时间内生成氢气的体积越大反应速率越快；
锌与盐酸反应放热；
②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是
，消耗盐酸的物质的量0.4mol；
（2）根据影响反应速率的因素分析；
（3）双氧水分解有气泡产生；
根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同；
（1）根据表格数据，2min～3min收集的氢气最多，反应速率最大的时间段是2～3min；
锌与盐酸反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快；
，消耗盐酸的物质的量0.04mol，
=0.2mol·
min-1；
（2）A．加入冰块，温度降低，反应速率减慢，故选A；
B．加入HNO3溶液，硝酸与锌反应不能生成氢气，故不选B；
C．加入CuSO4溶液，锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，故不选C；
（3）双氧水分解有气泡产生，可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较催化效果；
根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同，排除阴离子的干扰，所以FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理。
本题主要考查化学反应速率的影响因素，明确影响反应速率的因素是解题关键，注意控制变量法在探究影响化学反应速率因素实验中的应用，理解原电池原理对化学反应速率的影响。
4．合成氨工业是贵州省开磷集团的重要支柱产业之一。
氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。
（1）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）。
该可逆反应达到平衡的标志是___。
a.3v正（H2）=2v逆（NH3）
b.单位时间生成mmolN2的同时生成3mmolH2
c.容器内的总压强不再随时间而变化
d.混合气体的密度不再随时间变化
（2）工业上可用天然气原料来制取合成氨的原料气氢气。
某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的
原理，在一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。
请回答下列问题：
时间/min
CH4（mol）
H2O（mol）
CO（mol）
H2（mol）
0.40
1.00
a
0.80
c
0.60
7
0.20
b
d
10
0.21
0.81
0.19
0.64
①写出工业用天然气原料制取氢气的化学方程式：
___。
②分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？
___（填“是”或“否”），前5min反应的平均反应速率v（CH4）=___。
③反应在7～10min内，CO的物质的量减少的原因可能是___（填字母）。
a.减少CH4的物质的量b.降低温度c.升高温度d.充入H2
【答案】cCH4（g）＋H2O（g）
CO（g）＋3H2（g）是0.020mol·
min-1d
（1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变，据此分析，注意不同物质的反应速率之比等于计量系数之比；
（2）①结合表中数据，根据化学计量数与物质的量呈正比进行分析解答；
②根据平衡时物质的浓度不再发生变化分析；
根据反应速率＝△c/△t计算；
③反应在7~10min内，CO的物质的量减少，而氢气的物质的量增大，据此分析。
（1）a．达到平衡状态时，v正（H2）:
v逆（NH3）=3:
2，即2v正（H2）＝3v逆（NH3），故a错误；
b．氮气和氢气都是反应物，单位时间内生产mmol氮气的同时，必然生成3mmol氢气，反应不一定达到平衡状态，故b错误；
c．该反应正反应是体积减小的反应，在恒容条件下，反应正向进行，气体的总压强减小，反应逆向进行，气体的总压强增大，容器内的总压强不变时，反应达到平衡状态，故c正确；
d．根据质量守恒、容器的体积不变得知，无论反应是否达到平衡状态，混合气体的密度始终不变，所以不能作为判断平衡状态的依据，故d错误；
c；
（2）①由表中数据可知，反应5min，消耗0.2molH2O，生成0.3molH2，因此H2O和H2的化学计量数之比为1：
3，反应7min时，消耗0.2molCH4，生成0.2molCO，因此CH4和CO的化学计量数之比为1：
1，则用天然气原料制取氢气的化学方程式为CH4（g）＋H2O（g）
CO（g）＋3H2（g），故答案为：
CH4（g）＋H2O（g）
CO（g）＋3H2（g）；
②根据方程式CH4+H2O＝CO+3H2结合表中数据可知c＝0.2，所以5min时反应已经处于平衡状态；
前5min内消耗甲烷是0.2mol，浓度是0.1mol/L，则反应的平均反应速率v（CH4）＝0.1mol/L÷
5min＝0.02mol·
L－1·
min－1，故答案为：
是；
0.020mol·
③反应在7~10min内，CO的物质的量减少，而氢气的物质的量增大，可能是充入氢气，使平衡逆向移动引起的，d选项正确，故答案为：
d。
5．某温度下，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图中数据，填写下列空白：
（1）从开始至2min，X的平均反应速率为__。
（2）该反应的化学方程式为___。
（3）1min时，v（正）__v（逆），2min时，v（正）__v（逆）。
（填“>
”或“<
”或“=”）。
（4）上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中v（X）=9mol·
min-1，乙中v（Y）=0.5mol·
s-1，则___中反应更快。
（5）若X、Y、Z均为气体，在2min时，向容器中通入氩气（容器体积不变），X的化学反应速率将___，若加入适合的催化剂，Y的化学反应速率将___。
（填“变大”或“不变”或“变小”）。
（6）若X、Y、Z均为气体（容器体积不变），下列能说明反应已达平衡的是___。
a.X、Y、Z三种气体的浓度相等
b.气体混合物物质的量不再改变
c.反应已经停止
d.反应速率v（X）︰v（Y）=3︰1
e.（单位时间内消耗X的物质的量）：
（单位时间内消耗Z的物质的量）=3︰2
f.混合气体的密度不随时间变化
【答案】0.075mol•L-1•min-13X+Y
2Z＞=乙不变变大be
由图可知，从反应开始到达到平衡，X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增加，应为生成物，从反应开始到第2分钟反应到达平衡状态，X、Y消耗的物质的量分别为0.3mol、0.1mol，Z的生成的物质的量为0.2mol，物质的量的变化量之比为3:
2，物质的量变化之比等于化学计量数之比，则化学方程式为3X+Y
2Z，结合v=
及平衡的特征“等、定”及衍生的物理量来解答。
（1）从开始至2min，X的平均反应速率为
=0.075mol/（L•min）；
（2）从反应开始到第2分钟反应到达平衡状态，X、Y消耗的物质的量分别为0.3mol、0.1mol，Z的生成的物质的量为0.2mol，物质的量的变化量之比为3:
2Z；
（3）1min时，反应正向进行，则正逆反应速率的大小关系为：
v（正）＞v（逆），2min时，反应达到平衡状态，此时v（正）=v（逆）；
（4）甲中v（X）=9mol·
min-1，当乙中v（Y）=0.5mol·
s-1时v（X）=3v（Y）=1.5mol·
s-1=90mol·
min-1，则乙中反应更快；
（5）若X、Y、Z均为气体，在2min时，向容器中通入氩气（容器体积不变），容器内压强增大，但X、Y、Z的浓度均不变，则X的化学反应速率将不变；
若加入适合的催化剂，Y的化学反应速率将变大；
（4）a．X、Y、Z三种气体的浓度相等，与起始量、转化率有关，不能判定平衡，故a错误；
b．气体混合物物质的量不再改变，符合平衡特征“定”，为平衡状态，故b正确；
c．平衡状态是动态平衡，速率不等于0，则反应已经停止不能判断是平衡状态，故c错误；
d．反应速率v（X）:
v（Y）=3:
1，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能判定平衡，故d错误；
e．（单位时间内消耗X的物质的量）：
（单位时间内消耗Z的物质的量）=3:
2，说明X的正、逆反应速率相等，为平衡状态，故e正确；
f．混合气体的质量始终不变，容器体积也不变，密度始终不变，则混合气体的密度不随时间变化，无法判断是平衡状态，故f错误；
故答案为be。
化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。
一、直接标志：
正反应速率=逆反应速率，注意反应速率的方向必须有正向和逆向。
同时要注意物质之间的比例关系，必须符合方程式中的化学计量数的比值。
二、间接标志：
①各物质的浓度不变；
②各物质的百分含量不变；
③对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志；
④对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志；
⑤对于恒温恒压条件下的反应，气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志；
⑥对于恒温恒容下的反应，有非气体物质的反应，密度不变是平衡标志。
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·
s-1。
【答案】N2O4吸热ad不变0.1
（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。
（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；
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·
7．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
CO2可转化成有机物实现碳循环。
在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下反应：
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。
（1）从3min到9min，v（CO2）=__mol·
min-1（计算结果保留2位有效数字）。
（2）能说明上述反应达到平衡状态的是__（填编号）。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点）
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内生成1molH2，同时生成1molCH3OH
D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
（3）平衡时CO2的转化率为__%。
（4）平衡混合气体中CO2（g）和H2（g）的质量之比是__。
（5）第3分钟时v正（CH3OH）__第9分钟时v逆（CH3OH）（填“＞”、“＜”“=”或“无法比较”）。
【答案】0.042BD7522：
3＞
（1）3min到9min，根据CO2浓度变化计算CO2化学反应速率v（CO2）；
（2）化学反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变；
（3）由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，以此计算转化率；
（4）结合各物质的平衡浓度，利用三段式法计算；
（5）第9分钟时达到平衡，υ逆（CH3OH）=υ正（CH3OH），随着反应的进行，正反应速率逐渐减小。
（1）3min到9min，CO2浓度变化为0.5mol/L−0.25mol/L=0.25mol/L，CO2反应速率为：
，故答案为：
0.042；
（2）A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:
1（即图中交叉点），浓度相等而不是不变，故A错误；
B.混合气体的物质的量为变量，则压强为变量，随着反应的进行，混合气体的压强不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，故B正确；
C.单位时间内生成3molH2，同时生成1molCH3OH，则正逆反应速率相等，故C错误；
D.
混合气体的质量不变，混合气体的物质的量随着反应的进行是变量，则平均相对分子质量不随时间的变化而变化此时反应达到平衡，故D正确；
（3）由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，则转化率为
75；
（4）
则平衡时混合气体中CO2（g）和H2（g）的质量之比是
，故答案为：
22:
3；
（5）第9分钟时达到平衡，υ逆（CH3OH）=υ正（CH3OH），随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，则第3分钟时υ正（CH3OH）大于第9分钟时υ逆（CH3OH）。
＞。
平衡问题计算时一般采用三段法进行计算。
反应达到平衡时，υ逆=υ正。
8．某温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质随时间变化的曲线如图所示．请回答下列问题
（1）由图中数据分析，该反应的化学方程式为___________________________
（2）反应开始至2min，Z的平均反应速率为________
（3）3min时，Z的生成速率与Z的消耗速率相比较，前者________（填“大于”“小于”或“等于”）后者．
（4）上述反应进行过程中，如果降低温度，则其反应速率________（填“增大”“减小”或“不变”）．
（5）下列各项中不可以说明上述反应达到平衡的是________（填字母）．
a．生成1molZ和同时生成1.5molXb.X、Y、Z的反应速率之比为3:
2:
1
c．同一物质的正反应速率等于逆反应速率d．X的浓度保持不变
【答案】3X+Y
2Z
相等减小acd
（1）由图象可知，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到2min时，X、Y的物质的量不变且不为0，属于可逆反应，△n（X）=0.3mol，△n（Y）=0.1mol，△n（Z）=0.2mol，则△n（X）:
△n（Y）:
△n（Z）=3:
2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为：
3X+Y
（2）反应开始至2min，Z的平均反应速率为
；
（3）3min时达到平衡状态，3min时Z的生成速率与消
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