高考化学化学反应的速率与限度提高练习题压轴题训练.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
高考化学（化学反应的速率与限度提高练习题）压轴题训练
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反应研究影响反应速率的因素。
一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO4溶液已酸化）：
实验序号
A溶液
B溶液
①
20mL0.1mol·L－1H2C2O4溶液
30mL0.01mol·L－1KMnO4溶液
②
20mL0.2mol·L－1H2C2O4溶液
30mL0.01mol·L－1KMnO4溶液
（1）该反应的离子方程式___________________________。
（已知H2C2O4是二元弱酸）
（2）该实验探究的是_____________因素对化学反应速率的影响。
相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是_________________＜_____________（填实验序号）。
（3）若实验①在2min末收集了2.24mLCO2（标准状况下），则在2min末，c（MnO4－）＝__________mol/L（假设混合液体积为50mL）
（4）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定_____________来比较化学反应速率。
（一条即可）
（5）小组同学发现反应速率总是如图，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：
①__________________________；②__________________________。
【答案】2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O浓度①②0.0056KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间该反应放热产物Mn2＋是反应的催化剂
【解析】
【详解】
（1）高锰酸钾溶液具有强氧化性，把草酸氧化成CO2，根据化合价升降法进行配平，其离子反应方程式为：
2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；
（2）对比表格数据可知，草酸的浓度不一样，因此是探究浓度对化学反应速率的影响，浓度越大，反应速率越快，则①<②；
（3）根据反应方程式并结合CO2的体积，求出消耗的n（KMnO4）=2×10－5mol，剩余n（KMnO4）=（30×10－3×0.01－2×10－5）mol=2.8×10－4mol，c（KMnO4）=2.8×10－4mol÷50×10－3L=0.0056mol·L－1；
（4）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率；
（5）t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：
①此反应是放热反应，温度升高，虽然反应物的浓度降低，但温度起决定作用；②可能产生的Mn2＋是反应的催化剂，加快反应速率。
2．反应A（g）
B（g）+C（g）在容积为1.0L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050mol/L。
温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。
回答下列问题：
（1）上述反应是______________（填”吸热反应”或”放热反应”），温度T1_____T2，（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）平衡常数K（T1）_______K（T2）。
（2）若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：
①平衡时体系总的物质的量为___________。
②反应在0~5min区间的平均反应速率v（A）=____________。
（3）在温度T1时，若增大体系压强，A的转化率_________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数________。
【答案】吸热反应小于小于0.085mol0.007mol/（L∙min）减小不变
【解析】
【分析】
由图象中的信息可知，T2到达平衡所用的时间较少，故T1＜T2；温度升高后，反应物A的浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故该反应为吸热反应。
【详解】
（1）由上述分析可知，该反应是吸热反应，温度T1小于T2，温度升高，该化学平衡向正反应方向移动，故平衡常数K（T1）小于K（T2）。
（2）A的初始浓度为0.050mol/L，则A的起始量为0.05mol。
若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则A的变化量为0.035mol，B和C的变化量同为0.035mol。
①平衡时体系总的物质的量为0.05mol-0.035mol+0.035mol⨯2=0.085mol。
②容积为1.0L，则反应在0~5min区间的平均反应速率v（A）=
0.007mol/（L∙min）。
（3）A（g）
B（g）+C（g），该反应正反应方向是气体分子数增大的方向。
在温度T1时，若增大体系压强，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，由于平衡常数只与温度有关，故平衡常数不变。
【点睛】
要注意化学平衡的移动不一定能改变平衡常数，因为化学平衡常数只与温度有关，对于一个指定的可逆反应，其平衡常数只随温度的变化而变化。
3．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＜
【解析】
【分析】
（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。
【详解】
（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，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；
（4）由图可知，投料比
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。
【点睛】
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。
4．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。
5．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”。
6．一定温度时，在4L密闭容器中，某反应中的气体M和气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
（1）t1时刻N的转化率为____________。
（2）0～t3时间内用M表示的化学反应速率为____________mol/（L·min）。
（3）平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为____________。
（4）该反应的化学方程式为____________；比较t2时刻，正逆反应速率大小：
v正____v逆（填“＞”、“=”或“＜”）。
（5）其他条件不变时，采取下列措施，反应速率的变化情况如何？
保持恒温、恒容：
①充入少量氦气：
____________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；
②充入一定量的气体N：
____________。
（6）下列能表示上述反应达到化学平衡状态的是____________。
（填编号）
A.v逆（M）=2v正（N）B.M与N的物质的量之比保持不变
C.混合气体密度保持不变D.容器中压强保持不变
【答案】25%3/4t37:
102N
M＞不变增大BD
【解析】
【分析】
【详解】
（1）t1时刻消耗N是8mol－6mol＝2mol，N的转化率=
×100％=25%；
（2）0～t3时间内M增加了5mol－2mol＝3mol，则用M表示的化学反应速率v（M）=
=
3/4t3mol/（L·min）；
（3）初始投放量n（N）=8mol，n（M）=2mol，t3反应达到平衡，n（N）=2mol，n（M）=5mol，混合气体的物质的量与容器内的压强呈正比，可得P（平衡）：
P（初始）=7：
10；
（4）初始投放量n（N）=8mol，n（M）=2mol，t3反应达到平衡，n（N）=2mol，n（M）=5mol，根据单位时间的物质的变化量呈系数比，得化学反应式为2N（g）
M（g），t2时刻向正反应方向进行，正逆反应速率大小v正＞v逆；
（5）其他条件不变时，保持恒温、恒容：
①充入少量氦气，反应物浓度不变，速率不变；
②充入一定量的气体N，反应物浓度增大，速率增大；
（6）A.v逆（M）=2v正（N）正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，A不选；
B.M与N的物质的量之比是个变量，当M与N的物质的量之比保持不变，反应达到平衡，可作平衡依据，B选；
C.反应前后容器体积和质量均是不变的，混合气体密度是个定值，任意时刻都相同，不能用来判定平衡，C不选；
D.该反应从正向开始，压强会减小，容器中压强保持不变说明达到平衡，D选；
故能表示上述反应达到化学平衡状态的是BD。
【点睛】
平衡的判断，特别需要注意是否为变量，若为变量保持不变，可作平衡依据，若为定量，不能做依据，尤其混合气体的密度，相对分子质量，压强等。
7．氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
回答下列问题。
Ⅰ.已知H—H键的键能为akJ·mol-1，N—H键的键能为bkJ·mol-1，N
N键的键能是ckJ·mol-1，则反应NH3（g）
N2（g）+
H2（g）的ΔH=____kJ·mol-1，若在某温度下其平衡常数为K，则N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）的平衡常数K1=____（用K表示）。
Ⅱ.一氯氨、二氯氨和三氯氨（NH2Cl、NHCl2和NCl3）是常用的饮用水二级消毒剂。
（1）用Cl2和NH3反应制备三氯胺的方程式为3Cl2（g）+NH3（g）
NCl3（l）+3HCl（g），向容积均为1L的甲、乙两个恒温（反应温度分别为400℃、T℃）容器中分别加入2molCl2和2molNH3，测得各容器中n（Cl2）随反应时间t的变化情况如下表所示：
t/min
0
40
80
120
160
甲（400℃）n（Cl2）/mol
2.00
1.50
1.10
0.80
0.80
乙（T℃）n（Cl2）/mol
2.00
1.45
1.00
1.00
1.00
①T℃___400℃（填“>”或“<”），该反应的ΔH___0（填“>”或“<”）。
②该反应自发进行的条件是____（填高温、低温、任何温度）。
③对该反应，下列说法正确的是___（填选项字母）。
A．若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态
B．若容器内Cl2和NH3物质的量之比为3∶1，则表明反应达到平衡状态
C．反应达平衡后，其他条件不变，加入一定量的NCl3，平衡将向逆反应方向移动
D．反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按
=1继续充入一定量反应物，达新平衡后Cl2的转化率增大
（2）工业上可利用反应2Cl2（g）+NH3（g）
NHCl2（l）+2HCl（g）制备二氯胺。
①NHCl2在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质，写出该反应的化学方程式____。
②在恒温条件下，将2molCl2和1molNH3充入某密闭容器中发生上述反应，测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。
则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是___点（填“A”“B”或“C”）；B点时反应物转化率：
α（Cl2）___α（NH3）（填“>”“=”或“<”），若B点平衡体积为2L，则平衡常数K=____。
【答案】3b-
c-
a
><低温ADNHCl2+2H2O=2HClO+NH3C=4
【解析】
【分析】
Ⅰ.焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，据此计算，平衡常数K=
，正逆反应的平衡常数互为倒数；
Ⅱ.
（1）①温度越高，反应速率越快；根据数据，在400℃时，甲容
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