大连化学化学反应的速率与限度的专项培优 易错 难题练习题含答案.docx

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大连化学化学反应的速率与限度的专项培优易错难题练习题含答案

大连化学化学反应的速率与限度的专项培优易错难题练习题（含答案）

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。

2．光气（COCl2）常作有机合成、农药、药物、燃料及其他化工制品的中间体。

（1）COCl2结构与甲醛相似，写出COCl2电子式_____；解释COCl2的沸点比甲醛高的原因是_____。

（2）密闭容器中吸热反应COCl2（g）

Cl2（g）+CO（g）达到平衡后，改变一个条件，各物质的浓度变化如图所示（10~14min时有一物质浓度变化未标出）。

①说明该反应已达到平衡状态的是_____。

a．C（COCl2）=C（Cl2）

b．ʋ正（COCl2）=ʋ逆（CO）

c．容器内温度保持不变

d．容器内气体密度保持不变

②4~10min平均反应速率v（COCl2）为_____；10min时改变的反应条件是_____。

③0~4min、8~10min和16~18min三个平衡常数依次为K1、K2、K3，比较其大小____；说明理由____。

【答案】

均为分子晶体，COCl2式量较大，范德华力较强，沸点较高bc0.0025mol/（L·min）分离出COK1

【解析】

【分析】

（1）甲醛的结构式是

；COCl2的相对分子质量大于甲醛；

（2）①根据平衡标志分析；

②根据

计算4~10min平均反应速率v（COCl2）；由图象可知10min时CO的浓度突然减小，后逐渐增大，10min时Cl2的浓度逐渐增大；

③根据图象可知，4min时改变的条件是升高温度、14min时，各物质浓度均减小，改变的条件是减小压强。

【详解】

（1）甲醛的结构式是

，COCl2结构与甲醛相似，COCl2电子式是

；甲醛、COCl2均为分子晶体，COCl2式量较大，范德华力较强，沸点较高；

（2）①a．c（COCl2）=c（Cl2）时，浓度不一定不再改变，反应不一定平衡，故不选a；

b．反应达到平衡状态时，正逆反应速率比等于系数比，ʋ正（COCl2）=ʋ逆（CO），一定平衡，故选b；

c．正反应吸热，密闭容器内温度是变量，容器内温度保持不变，反应一定平衡，故选c；

d．气体质量不变、容器体积不变，根据

，密度是恒量，容器内气体密度保持不变，不一定平衡，故不选d；

选bc；

②根据图象，4~10min内COCl2浓度变化是0.055mol/L-0.04mol/L=0.015mol/L，

0.0025mol/（L·min）；由图象可知10min时CO的浓度突然减小，后逐渐增大，10min时Cl2的浓度逐渐增大，可知10min时改变的条件是分离出CO，平衡正向移动，氯气浓度增大；

③根据图象可知，4min时改变的条件是升高温度，正反应吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，所以K1

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%

【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。

4．“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-10.180.4

OH+

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。

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．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：

。

（1）为了加快正反应速率，可以采取的措施有________（填序号，下同）。

A．使用催化剂B．适当提高氧气的浓度

C．适当提高反应的温度D．适当降低反应的温度

（2）已知该反应为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是________。

（3）从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。

（资料）①键能：

拆开1mol化学键需要吸收的能量，或是形成1mol化学键所放出的能量称为键能。

②化学键的键能：

化学键

H—H

O＝O

H—O

键能

436

496

463

请填写表：

化学键

填“吸收热量”或“放出热量”

能量变化

拆开化学键

中的化学键

______

____

中的化学键

______

____

形成化学键

键

______

____

总能量变化

______

____

（4）氢氧燃料电池的总反应方程式为

。

其中，氢气在________（填“正”或“负”）极发生________反应（填“氧化”或“还原”）。

电路中每转移0．2mol电子，标准状况下消耗H2的体积是__________________L。

【答案】ABCA吸收热量872吸收热量496放出热量1852放出热量484负氧化2.24

【解析】

【分析】

【详解】

（1）常用的加快化学反应速率的方法是：

升高温度，加入正催化剂，增大反应物浓度，增大压强（浓度也增大）等，故选ABC；

（2）反应物的总能量高于生成物的总能量，称为放热反应。

氢气的燃烧反应属于典型的放热反应，所以能正确表示反应能量变化的是A；

（3）拆开1mol化学键需要吸收的能量，或是形成1mol化学键所放出的能量称为键能。

反应物化学键断裂，吸收能量，生成物形成化学键，释放能量，吸收的总能量减去释放的总能量为该反应的能量变化，若为负值，则为放热反应，反之为吸热反应。

则拆开

中的化学键436×2=872

，拆开

中的化学键496

，共吸收1368

，形成

键，放出463×4=1852

，反应的总能量变化为放出484

；

（4）氢氧燃料电池中，氢气作负极反应物发生氧化反应，氧气作正极反应物发生还原反应，根据反应式，每有2molH2参与反应，转移电子4mol电子，故每转移0．2mol电子，参与反应的氢气为0.1molH2，标准状况下2.24L。

【点睛】

反应热的计算：

1.生成物总能量-反应物总能量；2.反应物的总键能-生成物的总键能。

燃料电池注意升失氧化，负极氧化（负极