高考化学易错题精选化学反应的速率与限度练习题及答案解析.docx

高考化学易错题精选化学反应的速率与限度练习题及答案解析.docx

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高考化学易错题精选化学反应的速率与限度练习题及答案解析

高考化学易错题精选-化学反应的速率与限度练习题及答案解析

一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）

1．将一定量纯净的氨基甲酸铵（NH2COONH4）置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：

NH2COONH4（s）

2NH3（g）+CO2（g）。

（1）下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___（填选项）；

A．2v生（NH3）=v耗（CO2）

B．密闭容器中氨气的物质的量不变

C．容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变

D．密闭容器中总压强保持不变

E.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂

（2）能使该反应的反应速率增大的是___（填选项）;

A．及时分离出CO2气体

B．适当升高温度

C．加入少量NH2COONH4（s）

D．选择高效催化剂

（3）如图所示，上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___形成生成物中化学键放出的能量（填写“大于”“等于”“小于”）。

【答案】ACBD大于

【解析】

【分析】

（1）根据化学平衡状态的特征解答；

（2）增大浓度或升高温度或加催化剂可加快反应速率来解答；

（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，结合化学键分析解答。

【详解】

（1）A．平衡时应有v生（NH3）=2v耗（CO2），所以2v生（NH3）=v耗（CO2）时，反应没有达到平衡状态，故A错误；

B．密闭容器中氨气的物质的量不变，说明正、逆反应速率相等，可以判定反应达到平衡状态，故B正确；

C．只要反应发生，容器中CO2与NH3的物质的量之比就是2：

1，始终保持不变，不能判定反应是否达平衡状态，故C错误；

D．密闭容器中总压强保持不变，说明气体的总物质的量不变，反应达平衡状态，故D正确；

E．形成6个N-H键等效于2个C=O键形成的同时有2个C=O键断裂，正、逆反应速率相等，达平衡状态，故E正确；

故答案为AC；

（2）A．及时分离出CO2气体，生成物浓度减小，反应速率减小，故A错误；

B．适当升高温度，反应速率加快，故B正确；

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．新型材料AIN应用前景广泛，对其制备过程的研究成为热点。

（1）将物质的量均为amol的Al2O3与N2充入恒温恒容密闭容器中，控制温度发生反应：

2Al2O3（s）+2N2（g）

4AlN（s）+3O2（g）△H>0。

①下列可作为反应达到平衡的判据是_________（填序号）。

A．固体的质量不再改变

B．2v正（N2）=3v逆（O2）

C．△H不变

D．容器内气体的压强不变

E．N2分子数与O2分子数比为2:

3

②在起始压强为p的反应体系中，平衡时N2的转化率为α，则上述反应的平衡常数Kp__________（对于气相反应，用某组分B的平衡压强p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数，记作Kp，如p（B）=p总·x（B），p总为平衡总压强，x（B）为平衡系统中B的物质的量分数）。

③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是____________。

（2）铝粉与N2在一定温度下可直接生成AlN，加入少量NH4Cl固体可促进反应。

将等质量的A1粉与不同量的NH4Cl混合均匀后置于充N2的密闭容器中，电火花引燃，产品中AlN的质量分数[ω（AlN）]随原料中ω（NH4Cl）的变化如图1所示，燃烧过程中温度随时间变化如图2所示。

则：

①固体混合物中，ω（NH4Cl）的最佳选择是__________。

②结合图2解释当ω（NH4Cl）超过一定值后，ω（AlN）明显减少的原因__________。

（3）AIN粉末会缓慢发生水解反应，粒径为100nm的AlN粉末水解时溶液pH的变化如图3所示。

①AlN粉末水解的化学方程式是______________。

②相同条件下，请在图3中画出粒径为40nm的AlN粉末水解的变化曲线____________。

【答案】AD

p消耗O2、提供能量，均能使平衡向右移动3%NH4Cl分解吸热造成温度降低，不利于Al与N2反应AlN+4H2O

Al（OH）3+NH3•H2O

【解析】

【分析】

（1）①根据反应达到平衡后，正逆反应速率，各成分的浓度不变及由此衍生的其它物理量进行分析；

②平衡时N2的转化率为α，由于反应物中只有N2是气体，所以起始压强p即为起始时N2的分压，列三段式求Kp；

③碳在氧气中燃烧放出热量，焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移；

（2）①根据图像分析，当ω（NH4Cl）=3%时，ω（AlN）最大；

②从图2可以看出，反应过程中温度会降低。

ω（NH4Cl）=3%时的温度比ω（NH4Cl）=1%时的温度降低得更多。

这是因为NH4Cl分解吸热，当ω（NH4Cl）超过一定值后，NH4Cl分解吸热造成温度降低不利于Al与N2反应，导致ω（AlN）明显减少；

（3）①AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成Al（OH）3和NH3；

②相同条件下，由于粒径为40nm的AlN粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm的AlN粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH是相同。

【详解】

（1）①A．消耗2molAl2O3会生成4molAlN，固体质量减少，当固体的质量不再改变时，反应达到了平衡状态；

B．当3v正（N2）=2v逆（O2）时，正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，但2v正（N2）=3v逆（O2）表示的正逆反应速率不相等，不是平衡状态；

C．△H取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，和是否平衡无关；

D．在恒温恒容条件下，容器内的压强和气体的物质的量成正比。

该反应是反应前后气体分子数不相等的反应，在平衡建立过程中，气体总物质的量一直在改变，只有达到平衡时，气体总物质的量才不再不变，即容器内压强才不变，所以当容器内气体的压强不变时，反应达到了平衡状态；

E．N2分子数与O2分子数之比和起始投料以及转化率有关，当N2分子数与O2分子数比为2:

3时，反应不一定是平衡状态；

故选AD。

②反应2Al2O3（s）+2N2（g）

4AlN（s）+3O2（g），在起始时加入的是等物质的量的Al2O3与N2，由于反应物中只有N2是气体，所以起始压强p即为起始时N2的分压，列三段式求Kp，已知平衡时N2的转化率为α，则

Kp=

=

p。

③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，焦炭和氧气反应，放出热量。

焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移，从而促进反应的进行。

（2）①从图1可以看出，当ω（NH4Cl）=3%时，ω（AlN）最大，所以最佳选择是ω（NH4Cl）=3%。

②从图2可以看出，反应过程中温度会降低。

ω（NH4Cl）=3%时的温度比ω（NH4Cl）=1%时的温度降低得更多。

这是因为NH4Cl分解吸热，当ω（NH4Cl）超过一定值后，NH4Cl分解吸热造成温度降低不利于Al与N2反应，导致ω（AlN）明显减少

（3）①AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成Al（OH）3和NH3，AlN粉末水解的化学方程式是AlN+4H2O

Al（OH）3+NH3•H2O。

②相同条件下，由于粒径为40nm的AlN粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm的AlN粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH是相同的。

粒径为40nm的AlN粉末水解的变化曲线为

。

3．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。

4．Ⅰ.碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。

回答下列问题：

（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：

ΔH＝＋88.6kJ/mol，则M、N相比，较稳定的是______。

（2）将Cl2和H2O（g）通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式为___________。

Ⅱ．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。

N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4（g）

2NO2（g）　ΔH＝＋24.4kJ/mol。

（3）将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是_________。

A．v正（N2O4）＝2v逆（NO2）B．体系颜色不变

C．气体平均相对分子质量不变D．气体密度不变

达到平衡后，升高温度，再次到达新平衡时，混合气体颜色_____（填“变深”、“变浅”或“不变”）。

Ⅲ．（4）常温下，设pH＝5的H2SO4溶液中由水电离出的H＋浓度为c1；pH＝5的Al2（SO4）3溶液中由水电离出的H＋浓度为c2，则

=________。

（5）常温下，pH＝13的Ba（OH）2溶液aL与pH＝3的H2SO4溶液bL混合。

若所得混合溶液呈中性，则a∶b＝________。

（6）已知常温下HCN的电离平衡常数K＝5.0×10－10。

将0.2mol/LHCN溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后，溶液中c（H＋）、c（OH－）、c（CN－）、c（Na＋）大小顺序为________________。

【答案】M2Cl2（g）＋2H2O（g）＋C（s）=4HCl（g）＋CO2（g）ΔH＝－290kJ/molBC变深

1:

100c（Na＋）>c（CN－）>c（OH－）>c（H＋）

【解析】

【分析】

Ⅰ．

（1）M转化为N是吸热反应，能量低的物质更稳定；

（2）有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，结合物质聚集状态和对应反应焓变书写热化学方程式；

Ⅱ．（3）可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，NO2的浓度增大；

Ⅲ．（4）酸抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；

（5）混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c（H+）等于碱中c（OH﹣）；

（6）CN﹣的水解平衡常数Kh＝

＝2×10﹣5＞Ka，说明相同浓度的NaCN和HCN，NaCN水解程度大于HCN电离程度。

【详解】

Ⅰ．

（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，△H＝+88.6kJ•mol﹣1，为吸热反应，可知M的能量低，能量越低越稳定，说明M稳定；

（2）有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，反应的热化学方程式为2Cl2（g）+2H2O（g）+C（s）═4HCl（g）+CO2（g）△H＝﹣290kJ•mol﹣1；

Ⅱ．（3）A．应是2v正（N2O4）＝v逆（NO2）时反应达到平衡状态，故A错误；

B．体系颜色不变，说明二氧化氮浓度不变，反应到达平衡状态，故B正确；

C．混合气体总质量不变，随反应减小混合气体总物质的量增大，平均相对分子质量减小，当气体平均相对分子质量不变时，反应到达平衡状态，故C正确；

D．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，气体密度始终不变，故D错误，

故答案为：

BC；

正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c（NO2）增加，颜色加深；

Ⅲ．（4）常温下，设pH＝5的H2SO4的溶液中由水电离出的H+浓度C1＝10﹣9mol/L，pH＝5的Al2（SO4）3溶液中由水电离出的H+浓度C2＝10﹣5mol/L，则

＝

＝10﹣4；

（5）混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c（H+）等于碱中c（OH﹣），氢氧化钡溶液中c（OH﹣）＝0.1mol/L、硫酸中c（H+）＝0.001mol/L，0.001b＝0.1a，则a:

b＝1:

10；

（6）CN﹣的水解平衡常数Kh＝

＝2×10﹣5＞Ka，说明相同浓度的NaCN和HCN，NaCN水解程度大于HCN电离程度，混合溶液中溶质为等物质的量浓度的NaCN、HCN，水解程度大于弱酸的电离程度导致溶液呈碱性，则c（H+）＜c（OH﹣），根据电荷守恒得c（CN﹣）＜c（Na+），其水解程度较小，所以存在c（OH﹣）＜c（CN﹣），所以离子浓度大小顺序为c（Na+）＞c（CN﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）。

【点睛】

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，即变量不再发生变化。

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·L-1·min-1，乙中v（Y）=0.5mol·L-1·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

【解析】

【分析】

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:

1:

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。

【详解】

（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:

1:

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；

（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·L-1·min-1，当乙中v（Y）=0.5mol·L-1·s-1时v（X）=3v（Y）=1.5mol·L-1·s-1=90mol·L-1·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。

【点睛】

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．工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理．常用的处理方法有两种．方法1：

还原沉淀法．

该法的工艺流程为：

其中第①步存在平衡2CrO42−（黄色）+2H+⇌Cr2O32−（橙色）+H2O

（1）若平衡体系的 pH=2，该溶液显______色．

（2）能说明第①步反应达平衡状态的是_____（填序号）

A．Cr2O72−和CrO42−的浓度相同

B．2v（Cr2O72−）=v（CrO42−）

C．溶液的颜色不变

（3）第②步中，还原1molCr2O72−离子，需要______mol的FeSO4•7H2O．

（4）第③步生成的Cr（OH）3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：

Cr（OH）3（s）⇌Cr3+（aq）+3OH-（aq），常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=c（Cr3+）•c3（OH-）=10-32，要使c（Cr3+）降至10-5mol/L，溶液的pH应调至______．

方法2：

电解法．

该法用Fe做电极电解含Cr2O72−的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀；

（5）用Fe做电极的原因为______（用电极反应式解释）．

（6）在阴极附近溶液 pH 升高，溶液中同时生成的沉淀还有______．

【答案】橙C65阳极反应为Fe−2e−═Fe2+，提供还原剂Fe2+Fe（OH）3

【解析】

【分析】

（1）pH=2，溶液呈酸性，有利于平衡向正反应分析移动；

（2）达到平衡时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变；

（3）根据氧化还原反应中得失电子守恒来计算；

（4）根据溶度积常数以及水的离子积常数来进行计算；

（5）阳极是活性电极时，阳极本身失电子，生成阳离子；

（6）溶液PH升高的原因是溶液中氢离子浓度减少，即氢离子在阴极得电子，PH升高，生成沉淀为Cr（OH）3和Fe（OH）3。

【详解】

（1）溶液显酸性，c（H+）较大，上述平衡右移，该溶液显橙色；综上所述，本题答案是：

橙；

（2）A．Cr2O72−和CrO42−的浓度相同时，反应不一定达到平衡状态，A错误；

B．2v（Cr2O72−）=v（CrO42−），没有标出正逆反应速率，无法判定反应是否达到平衡状态，B错误；

C．平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变，可以判断反应达到平衡状态，C正确；

综上所述，本题选C；

（3）根据电子得失守恒可以知道,还原1molCr2O72−离子，得到Cr3+，得到电子：

2×（6-3）=6mol，Fe2+被氧化为Fe3+，需要FeSO4•7H2O的物质的量为

=6mol；

综上所述，本题答案是：

6；

（4）当c（Cr3+）=10-5mol/L时,溶液的c（OH-）=

=10-9mol/L,c（H+）=

=10-5mol/L,pH=5，即要使c（Cr3+）降至10-5mol/L，溶液的pH应调至5；

综上所述，本题答案是：

5；

（5）用Fe做阳极，发生氧化反应，失电子：

Fe−2e-=Fe2+，产生的亚铁离子做还原剂；

综上所述，本题答案是：

Fe−2e-=Fe2+，提供还原剂Fe2+；

（6）溶液中氢离子在阴极得电子被还原为氢气，阴极极反应为：

2H++2e-=H2↑，溶液酸性减弱，溶液pH升高，亚铁离子被氧化为铁离子，酸性减弱，铁离子产生沉淀Fe（OH）3；

综上所