高考化学化学反应的速率与限度经典压轴题含答案Word格式文档下载.docx

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，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；

【详解】

（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。

【点睛】

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。

2．研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

（1）CO可用于炼铁，已知：

Fe2O3（s）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO（g）ΔH1＝+489.0kJ·

mol－1

C（s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH2＝+172.5kJ·

mol－1。

则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为_________________________________________________。

（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。

写出该电池的负极反应式：

__________________________________________________。

（3）①CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：

CO2（g）+3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g），测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ___________________KⅡ（填“＞”或“＝”或“＜”）。

②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容器

甲

乙

反应物投入量

1molCO2、3molH2

amolCO2、bmolH2、

cmolCH3OH（g）、cmolH2O（g）

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为______________________。

③一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________。

a．容器中压强不变b．H2的体积分数不变c．c（H2）＝3c（CH3OH）

d．容器中密度不变e．2个C＝O断裂的同时有3个H－H断裂

（4）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：

2CO2（g）+6H2（g）

CH3OCH3（g）+3H2O（g）。

已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n（H2）/n（CO2）]的变化曲线如图，若温度不变，提高投料比n（H2）/n（CO2），则K将__________；

该反应△H_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

【答案】Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5KJ/molCO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O＞0.4＜c≤1bd不变＜

（1）已知：

①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ/mol， 

②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol，根据盖斯定律有①-②×

3可得；

（2）根据原电池负极失去电子发生氧化反应结合电解质环境可得；

（3）①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，根据K=

判断；

②根据平衡三段式求出甲中平衡时各气体的物质的量，然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行来判断范围；

③根据化学平衡状态的特征分析；

（4）由图可知，投料比

一定，温度升高，CO2的平衡转化率减小，根据温度对化学平衡的影响分析可得。

3，得到热化学方程式：

Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol；

（2）CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液），负极电极反应为：

CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O；

（3）①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，则一氧化碳和氢气的物质的量越多，根据K=

可知，平衡常数越小，故KⅠ＞KⅡ；

②

甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，即（4-2x）÷

4=0.8，解得x=0.4mol；

依题意：

甲、乙为等同平衡，且起始时维持反应逆向进行，所以全部由生成物投料，c的物质的量为1mol，c的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol，所以c的物质的量为：

0.4mol＜n（c）≤1mol；

③a．反应在恒压容器中进行，容器中压强始终不变，故a错误；

b．反应开始，减少，H2的体积分数不变时，反应平衡，故b正确；

c．c（H2）与c（CH3OH）的关系与反应进行的程度有关，与起始加入的量也有关，所以不能根据它们的关系判断反应是否处于平衡状态，故c错误；

d．根据ρ=

，气体的质量不变，反应开始，体积减小，容器中密度不变时达到平衡，故d正确；

e．C=O断裂描述的正反应速率，H-H断裂也是描述的正反应速率，故e错误；

故答案为：

bd；

一定，温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高不利于正反应，即正反应为放热反应△H＜0；

K只与温度有关，温度不变，提高投料比

，K不变。

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。

3．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%

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·

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；

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%。

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。

4．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）上述反应_____（填“是”或“不是”）可逆反应。

（2）如图所示，表示NO2变化曲线的是____。

用O2表示0～1s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____（填字母）。

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

【答案】是b0.0025mol/（L·

s）bc

（1）从表中数据可看出，反应进行3s后，n（NO）始终保持不变，从而可确定上述反应是否为可逆反应。

（2）利用图中数据，结合化学反应，可确定表示NO2变化的曲线。

从表中数据可以得出，0～1s内，∆n（NO）=0.01mol，则可计算出用O2表示0～1s内该反应的平均速率v。

（3）a．不管反应进行到什么程度，总有v（NO2）=2v（O2）；

b．因为反应前后气体分子数不等，所以平衡前容器内压强始终发生改变；

c．v逆（NO）=2v正（O2）表示反应方向相反，且数值之比等于化学计量数之比；

d．容器内气体的质量不变，容器的体积不变，所以容器内密度保持不变。

（1）从表中数据可看出，反应进行3s后，n（NO）=0.007mol，且始终保持不变，从而可确定上述反应是可逆反应。

答案为：

是；

（2）从图中可看出，∆n（NO）=0.007mol，结合化学反应，可确定∆n（NO2）=0.007mol，从而确定表示NO2变化的是曲线b。

从表中数据可以得出，0～1s内，∆n（NO）=0.01mol，则可计算出用O2表示0～1s内该反应的平均速率v=

=0.0025mol/（L·

s）。

b；

0.0025mol/（L·

s）；

（3）a．不管反应进行到什么程度，总有v（NO2）=2v（O2），所以不一定达平衡状态，a不合题意；

b．因为反应前后气体分子数不等，所以平衡前容器内压强始终发生改变，当压强不变时，反应达平衡状态，b符合题意；

c．v逆（NO）=2v正（O2）表示反应方向相反，且数值之比等于化学计量数之比，则此时反应达平衡状态，c符合题意；

d．容器内气体的质量不变，容器的体积不变，所以容器内密度保持不变，所以当密度不变时，反应不一定达平衡状态，d不合题意；

故选bc。

bc。

用体系的总量判断平衡状态时，应分析此总量是常量还是变量，常量不能用来判断平衡状态，变量不变时反应达平衡状态。

5．某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示

已知A、B、C均为气体

。

（1）该反应的化学方程式为_______________。

（2）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为_______________。

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是_______________。

A．v（A）=2v（B）

B．容器内气体密度不变

C．v逆（A）=v正（C）

D．各组分的物质的量相等

E.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

（4）由图求得平衡时A的转化率为_______________。

（5）下表是该小组研究影响过氧化氢H2O2分解速率的因素时采集的一组数据：

用

制取

所需的时间

秒

30%H2O2

15%H2O2

10%H2O2

5%H2O2

无催化剂、不加热

几乎不反应

无催化剂、加热

360s

480s

540s

720s

MnO2催化剂、加热

10s

25s

60s

120s

①该研究小组在设计方案时。

考虑了浓度、_______________、_______________等因素对过氧化氢分解速率的影响。

②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响？

_______________。

（6）将质量相同但聚集状态不同的

分别加入到5mL5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。

测定结果如下：

催化剂

操作情况

观察结果

反应完成所需的时间

粉末状

混合不振荡

剧烈反应，带火星的木条复燃

3.5分钟

块状

反应较慢，火星红亮但木条未复燃

30分钟

①写出

发生分解的化学反应方程式_______________。

②实验结果说明催化剂作用的大小与_______________有关。

【答案】2A（g）+B（g）⇌2C（g）0.1mol/（L∙min）CE40％温度催化剂增大反应物浓度越大，可以加快反应速率；

升高温度，可以加快化学反应速率；

使用合适的催化剂，可以加快化学反应速率；

（答其中一条即可）2H2O2

2H2O+O2↑固体的接触面积

通过各物质的物质的量变化与计量系数呈正比，可得反应式为2A（g）+B（g）⇌2C（g），同时通过变化量可以就算化学反应速率以及反应物的转化率；

平衡状态的判定：

A.v（A）=2v（B），没有体现正逆方向，不能判定是否达到平衡，错误；

B.容器内气体密度不变，该体系从开始反应到平衡，密度是定值没有变化，不能判定是否达到平衡状态，错误；

C.v逆（A）=v正（C），不同物质正逆反应速率呈计量系数比，可以判定达到平衡，正确；

D.各组分的物质的量相等，不能作判定，错误，可以改成各物质的量保持不变，可判定平衡；

E.混合气体的平均相对分子质量在数值上等于摩尔质量M，由于前后气体粒子数目可变，则混合气体的相对分子质量和M是变量可以作平衡的判定依据，正确；

根据表格，探究双氧水的浓度、反应的温度、催化剂对过氧化氢H2O2分解速率的影响，在探究不同的因素时才用控制变量法来探究可得结果。

（1）由图像可得，A、B逐渐减小是反应物，C逐渐增多是产物，当反应到达2min，Δn（A）=2mol，Δn（B）=1mol，Δn（C）=2mol，各物质的物质的量变化与计量系数呈正比，故反应式为2A（g）+B（g）⇌2C（g）；

（2）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率v（B）=

=

=0.1mol/（L∙min）；

（3）由分析可得，答案选CE；

（4）由图求得平衡时A的转化率α=

×

100％=

=40％；

（5）①根据表中的数据，没有催化剂不加热，不同浓度的双氧水几乎不反应，在无催化剂但是加热的情况下，双氧水发生分解，且双氧水浓度越大分解速率越快，说明反应物浓度和温度对分解速率有影响。

对比无催化剂加热状态，有催化剂加热的情况下，分解速率也明显加快，故答案为温度和催化剂；

②分析表中的数据，增大反应物浓度越大，可以加快反应速率；

（6）①双氧水在二氧化锰的作用下发生反应：

2H2O2

2H2O+O2↑；

②其他条件不变，粉末状的二氧化锰比块状二氧化锰反应所需时间段，说明固体的接触面积对反应速率有影响。

平衡状态的判定的核心在于物理量是否是个变量，若为变量当保持不变可以作判定平衡的依据，若为定值，则不能作为依据。

6．CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。

回答下列问题：

（1）CH4超干重整CO2的催化转化如图所示：

①关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是________（填序号）。

a．实现了含碳物质与含氢物质的分离

b．可表示为CO2＋H2＝H2O（g）＋CO

c．CO未参与反应

d．Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的ΔH

②其他条件不变，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，反应CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g）进行相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。

a点所代表的状态_________（填“是”或“不是”）平衡状态；

b点CH4的转化率高于c点，原因是_________________________________________。

（2）在一刚性密闭容器中，加入Ni/α－Al2O3催化剂并加热至1123K，使CH4和CO2发生反应CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g），初始时CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa，研究表明CO的生成速率υ（CO）＝1.3×

10-2·

p（CH4）·

p（CO2）mol·

g-1·

s-1，某时刻测得p（CO）＝20kPa，则p（CO2）＝________kPa，υ（CO）＝________mol·

s-1。

【答案】cd不是b和c都未达平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高151.95

（1）①a．过程Ⅱ中，CO、CO2都转化为CO，H2转化为H2O；

实现了含碳物质与含氢物质的分离；

b．从起始反应物和产物分析可得，CO2与H2反应生成H2O（g）和CO；

c．从反应过程看，CO先转化为CaCO3，后CaCO3再转化为CO；

d．Fe3O4、CaO起初参加反应，后来又生成，所以为催化剂，催化剂不改变反应物和生成物的总能量。

②催化剂不能改变反应物的平衡转化率，但可改变平衡前的转化率，通过不同催化剂作用下的转化率比较，可判断a、b、c三点的CH4的转化率都小于同温度下的最高转化率，由此可确定反应仍正向进行。

（2）利用阿伏加德罗定律的推论，气体的压强之比等于物质的量之比，所以利用某时刻某物质的压强，可计算出该时刻另一物质的压强，由此可计算出反应速率。

实现了含碳物质与含氢物质的分离，a正确；

b．从起始反应物和产物分析可得，CO2与H2反应生成H2O（g）和CO，b正确；

c．从反应过程看，CO先转化为CaCO3，后CaCO3再转化为CO，c不正确；

d．Fe3O4、CaO起初参加反应，后来又生成，所以为催化剂，催化剂不改变反应物和生成物的总能量，所以不能降低反应的ΔH，d不正确；

故选cd。

cd；

②相同温度下，尽管所使用的催化剂不同，但达平衡时CH4的转化率应相同，从图中可以看出，a点CH4的转化率比同温度下的催化剂Ⅰ作用下的转化率低，则表明a点所代表的状态不是平衡状态；

从图中可以看出，虽然b点CH4的转化率高，但仍低于同温度下的最高转化率，说明反应仍未达到平衡，b点C