高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合热点考点难点及答案.docx
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高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合热点考点难点及答案
高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合热点考点难点及答案
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．在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：
CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g），其平衡常数K和温度t的关系：
t℃
700
800
850
1000
1200
K
2.6
1.7
1.0
0.9
0.6
（1）K的表达式为：
_________；
（2）该反应的正反应为_________反应（“吸热”或“放热”）；
（3）下列选项中可作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是：
_________。
A．容器中压强不再变化B．混合气体中CO浓度不再变化
C．混合气体的密度不再变化D．c（CO2）=c（CO）=c（H2）=c（H2O）
（4）当温度为850℃，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表：
CO
H2O
CO2
H2
0.5mol
8.5mol
2.0mol
2.0mol
此时上述的反应中正、逆反应速率的关系式是_________（填代号）。
A．v（正）＞v（逆）B．v（正）＜v（逆）C．v（正）＝v（逆）D．无法判断
（5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，则该反应中H2（g）的转化率_________（“增大”、“减小”或“不变”）；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应，却意外发现H2（g）的转化率也显著提高，请你从平衡原理解释其可能原因是__________________________________________。
Ⅱ.设在容积可变的密闭容器中充入10molN2（g）和10molH2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3的体积分数为0.25。
（6）求该条件下反应N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）的平衡常数__________。
（设该条件下，每1mol气体所占的体积为VL）上述反应的平衡时，再充入10mol的N2，根据计算，平衡应向什么方向移动?
[需按格式写计算过程，否则答案对也不给分]__________。
【答案】
放热B、DB不变压强增大使水蒸气液化，平衡向右移动8V2（mol·L-1）-2平衡向逆反应方向移动
【解析】
【分析】
根据平衡常数随温度的变化规律分析反应的热效应，根据化学平衡状态的特征分析达到化学平衡状态的标志，根据平衡移动原理分析化学平衡影响化学平衡移动的因素，根据浓度商与平衡常数的关系分析平衡移动的方向。
【详解】
（1）根据化学平衡常数的定义，可以写出该反应的K的表达式为
；
（2）由表中数据可知，该反应的平衡常数随着温度的升高而减小，说明升高温度后化学平衡向逆反应方向移动，故该反应的正反应为放热反应；
（3）A．该反应在建立化学平衡的过程中，气体的分子数不发生变化，故容器内的压强也保持不变，因此，无法根据容器中压强不再变化判断该反应是否达到平衡；
B．混合气体中CO浓度不再变化，说明正反应速率等于逆反应速率，该反应达到化学平衡状态；
C．由于容器的体积和混合气体的质量在反应过程中均保持不变，故混合气体的密度一直保持不变，因此，无法根据混合气体的密度不再变化判断该反应是否到达化学平衡状态；
D．由表中数据可知，该反应在850℃时K=1，当c（CO2）=c（CO）=c（H2）=c（H2O）时，
=1=K，故可以据此判断该反应到达化学平衡状态。
综上所述，可以作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是B、D。
（4）当温度为850℃，由于反应前后气体的分子数不变，故可以根据某时刻该温度下的密闭容器中各物质的物质的量的数据求出Qc=
=
＞1（该温度下的平衡常数），因此，此时上述的反应正在向逆反应方向进行，故v（正）＜v（逆），选B。
（5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，由于反应前后气体的分子数不变，则该化学平衡不移动，故H2（g）的转化率不变；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应，却意外发现H2（g）的转化率也显著提高，根据平衡移动原理分析，其可能原因是：
压强增大使水蒸气液化，正反应成为气体分子数减少的方向，故化学平衡向右移动。
Ⅱ.（6）在容积可变的密闭容器中充入10molN2（g）和10molH2（g），反应在一定条件下达到平衡时，NH3的体积分数为0.25。
设氮气的变化量为xmol，则氢气和氨气的变化量分别为3x和2x，
，解之得x=2，则N2（g）、H2（g）、NH3（g）的平衡量分别为8mol、4mol、4mol。
由于该条件下每1mol气体所占的体积为VL，则在平衡状态下，气体的总体积为16VL，故该条件下该反应的平衡常数为
8V2（mol·L-1）-2。
上述反应平衡时，再充入10mol的N2，则容器的体积变为26VL，此时，Qc=
9.4V2（mol·L-1）-2＞K，故平衡向逆反应方向移动。
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
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。
5．“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如CO2、CO、CH4、CH3OH等）为初始反应物，合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。
（1）以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。
在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应I：
2NH3（g）+CO2（g）
NH2COONH4（s）∆H1
反应II：
NH2COONH4（s）
CO（NH2）2（s）+H2O（g）∆H2=+72.49kJ/mol
总反应：
2NH3（g）+CO2（g）
CO（NH2）2（s）+H2O（g）∆H3=-86.98kJ/mol
请回答下列问题：
①反应I的∆H1=__kJ/mol。
②反应II一般在__（填“高温或“低温"）条件下有利于该反应的进行。
③一定温度下，在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应I，下列能说明反应达到了平衡状态的是__（填字母序号）。
A．混合气体的平均相对分子质量不再变化
B．容器内气体总压强不再变化
C．2v正（NH3）=v逆（CO2）
D．容器内混合气体的密度不再变化
（2）将CO2和H2按物质的量之比为1：
3充入一定体积的密闭容器中，发生反应：
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）∆H。
测得CH3OH的物质的量在不同温度下随时间的变化关系如图所示。
①根据图示判断∆H__0（填“>”或“<”）。
②一定温度下，在容积均为2L的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，10min后达到平衡。
容器
甲
乙
反应物投入量
1molCO2、3molH2
amolCO2、bmolH2
cmolCH3OH（g）、cmolH2O（g）（a、b、c均不为零）
若甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则反应10min内甲容器中以CH3OH（g）表示的化学反应速率为__，此温度下的化学平衡常数为__（保留两位小数）；要使平衡后乙容器与甲容器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，则乙容器中c的取值范围为__。
（3）氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2（g）+4H2（g）
CH4（g）+2H2O（g）。
ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。
物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会__（填“放出热量”或“吸收热量”）；反应历程中最小能垒（活化能）步骤的化学方程式为__。
【答案】-159.47高温BD<0.02mol·L-1·min-10.180.4OH+
H==H2O（g）
【解析】
【分析】
（1）①根据盖斯定律计算反应I的∆H1；
②根据复合判据
分析。
③根据平衡标志分析；
（2）①由图象可知，T2温度下反应速率快，所以T2>T1；升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小；
②利用三段式计算反应速率和平衡常数；利用极值法判断c的取值范围；
（3）根据图象可知，吸附态的能量小于过渡态；活化能最小的过程是
CO、
OH、
H+3H2（g）生成
CO+3H2（g）+H2O。
【详解】
（1）①反应I：
2NH3（g）+CO2（g）
NH2COONH4（s）∆H1
反应II：
NH2COONH4（s）
CO（NH2）2（s）+H2O（g）∆H2=+72.49kJ/mol
根据盖斯定律I+II得总反应：
2NH3（g）+CO2（g）
CO（NH2）2（s）+H2O（g）∆H3=-86.98kJ/mol，所以∆H1=-86.98kJ/mol-72.49kJ/mol=-159.47kJ/mol；
②NH2COONH4（s）
CO（NH2）2（s）+H2O（g）∆H>0，气体物质的量增大∆S>0，根据复合判据
，一般在高温条件下有利于该反应的进行；
③A.在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应，容器中气体物质始终是NH3（g）、CO2且物质的量比等于2:
1，所以混合气体的平均相对分子质量是定值，平均相对分子质量不再变化，不一定平衡，故不选A；
B.体积固定，正反应气体物质的量减小，所以压强是变量，容器内气体总压强不再变化，一定达到平衡状态，故选B；
C.反应达到平衡状态时，正逆反应的速率比等于系数比，v正（NH3）=2v逆（CO2）时达到平衡状态，2v正（NH3）=v逆（CO2）时反应没有达到平衡状态，故不选C；
D.体积固定，气体质量减小，密度是变量，若容器内混合气体的密度不再变化，一定达到平衡状态，故选D；
答案选BD；
（2）①由图象可知，T2温度下反应速率快，所以T2>T1；升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小，即升高温度平衡逆向移动，∆H<0；
②设达到平衡是，CO2转化了xmol/L，根据三等式，有：
甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则
，x=0.2；反应10min内甲容器中以CH3OH（g）表示的化学反应速率为
0.02mol·L-1·min-1，此温度下的化学平衡常数为
0.18；
平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，说明甲乙的平衡是等效的。
该反应CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）反应前后体积发生变化，在恒温恒容的条件下，两容器发生反应达到等效平衡，则“一边倒”后，加入的物质完全相同。
若CO2和H2完全反应，则生成甲醇最大的量为1mol，达到平衡时，甲醇的物质的量为0.2mol/L×2=0.4mol，则乙容器中c的取值范围为0.4（3）根据图象可知，吸附态的能量小于过渡态，所以物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会吸收热量；活化能最小的过程是
CO、
OH、
H+3H2（g）生成
CO+3H2（g）+H2O，反应方程式是
OH+
H==H2O（g）。
【点睛】
本题考查平衡标志判断、平衡图象分析、化学平衡的计算，把握平衡三段式法计算为解答的关键，明确等效平衡原理利用，侧重分析与计算能力的考查。
6．Ⅰ.
（1）用锌片，铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25g，铜表面析出了氢气________L（标准状况下），导线中通过________mol电子。
（2）将agNa投入到bgD2O（足量）中，反应后所得溶液的密度为dg/cm3，则该溶液物质的量浓度是_______；
Ⅱ.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）＋B（g）⇌2C（g）＋2D（g）。
反应进行到10s末时，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol，则：
（1）用C表示10s内正反应的平均反应速率为____________。
（2）反应前A的物质的量浓度是________。
（3）10s末，生成物D的浓度为________。
【答案】1.120.1
mol/L0.04mol•L-1•s-11.5mol•L-10.4mol•L-1
【解析】
【分析】
【详解】
Ⅰ.
（1）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，锌为负极，电极反应为：
Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，锌片的质量减少了3.25克，则物质的量为
=0.05mol，转移的电子的物质的量为n（e-）=2n（Zn）=2n（H2）=2×0.05mol=0.1mol，则V（H2）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故答案为：
1.12；0.1；
（2）将agNa投入到bgD2O（足量）中，发生2Na+2D2O=2NaOD+D2↑，agNa的物质的量为
=
mol，生成的氢氧化钠为
mol，D2的物质的量为
mol，质量为
mol×4g/mol=
g，反应后溶液的质量为ag+bg-
g=（a+b-
）g，溶液的体积为
=
cm3，则该溶液物质的量浓度c=
=
=
mol/L，故答案为：
mol/L；
Ⅱ.
（1）v（C）=
=0.04mol•L-1•s-1，故答案为：
0.04mol•L-1•s-1；
（2）3A（g）＋B（g）⇌2C（g）＋2D（g）。
反应进行到10s末时，测得A的物质的量为1.8mol，C的物质的量为0.8mol，则反应的A为1.2mol，反应前A的物质的量浓度是
=1.5mol•L-1，故答案为：
1.5mol•L-1；
（3）3A（g）＋B（g）⇌2C（g）＋2D（g）。
反应进行到10s末时，测得C的物质的量为0.8mol，则生成的D为0.8mol，10s末，生成物D的浓度为
=0.4mol•L-1，故答案为：
0.4mol•L-1 。
【点睛】
本题的难点为I.
（2），要注意生成的氢气的质量的计算，同时注意c=
中V的单位是“L”。
7．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
【解析】
【分析】
（1）根据平衡标志判断；
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