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

1、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2.0mol N2和2.0mol H2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如表所示：t/s050150250350n(NH3)00.240.360.400.40050s内的平均反

2、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1mol NH3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+Y2Z 1.2103mol/(Ls) 放出 46kJ 18.4 b 【解析】

3、【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+Y2Z；（2）050s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)=1.2103mol/(Ls)；（3）断裂1mol吸收946kJ

4、的能量，断裂1mol H-H键吸能量436kJ，形成1mo N-H键放出能量391kJ，根据方程式3H2+N22NH3，生成2mol氨气，断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ3=2254 kJ，成键放出的能量是391kJ6=2346 kJ，则生成1mol NH3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46kJ0.4=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

5、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（1014min时有一物质浓度变化未标出）。说明该反应已达到平

6、衡状态的是_。aC(COCl2)=C(Cl2)b正(COCl2)=逆(CO)c容器内温度保持不变d容器内气体密度保持不变410min平均反应速率v(COCl2)为_；10min时改变的反应条件是_。04min、810min和1618min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 bc 0.0025mol/(Lmin) 分离出CO K1K2=K3 4min时改变条件为升温，吸热反应升温K变大 【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）根据平衡标志分析；根据 计算410min

7、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；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）ac(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， 正(COCl2)=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

8、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；根据图象，410min内COCl2浓度变化是0.055mol/L-0.04mol/L=0.015mol/L， 0.0025mol/(Lmin)；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；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K1K2，14min时改变的条件是减小压强，平衡常数只与温度有关，

9、所以K2=K3，故K1、K2、K3的大小关系是K1”或“”)。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、3molH2amolCO2、bmolH2cmolCH3OH(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

10、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 0.02molL-1min-1 0.18 0.4cT1；升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小；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

11、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）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；NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H0，气体物质的量增大S0，根据复合判据，一般在高温条

12、件下有利于该反应的进行；A.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B

13、D；（2）由图象可知，T2温度下反应速率快，所以T2T1；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，H0；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0.02molL-1min-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

14、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/L2=0.4mol，则乙容器中c的取值范围为0.4c”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)=9molL-1min-1，乙中v(Y)=0.5molL-1s-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

15、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)=31e.（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）=32f.混合气体的密度不随时间变化【答案】0.075molL-1min-1 3X+Y2Z = 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

16、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/(Lmin)；(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+Y2Z；(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)=9molL-1min-1，当乙中v(Y)=0.5molL-1s-1时v(X)

17、=3 v(Y)= 1.5molL-1s-1=90molL-1min-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)aX、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

18、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：各物质的浓度不变；各物质的百分含量不变；对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志；对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志

19、；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；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）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。化学键的键能： 化学键HHOOHO键能436496463请填写表：化

20、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02mol电子，标准状况下消耗H2的体积是_L。【答案】ABC A 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

21、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4362=872，拆开中的化学键496，共吸收1368，形成键，放出4634=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02mol电子，参与反应的氢气为0.1mol H2，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