备战高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合题试题附答案.docx

1、备战高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合题试题附答案备战高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合题试题附答案一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）1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衡状态的是_。aC(COCl2)=C(Cl2)b正(COCl2)=逆(CO)c容器内温度保持不

2、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

3、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

4、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，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

5、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，反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。ShyamKattel等结合实验与

6、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】

7、（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N

8、H3(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）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，

9、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0.2

10、mol/L2=0.4mol，则乙容器中c的取值范围为0.4c1；（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制造一次性医用口罩的原料之一丙烯是三大合成材料的基本原料，丙烷脱氢作为一条增产丙烯的非化石燃料路线具有极其重要的现实意义。丙烷脱氢技术主要分为直接脱氢和氧化脱氢两种。(1)根据下表

11、提供的数据，计算丙烷直接脱氢制丙烯的反应C3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的H=_。共价键C-CC=CC-HH-H键能/(kJmol-1)348615413436(2)下图为丙烷直接脱氢制丙烯反应中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系（图中压强分别为1104Pa和1105Pa）在恒容密闭容器中，下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_（填字母）。AH保持不变B混合气体的密度保持不变C混合气体的平均摩尔质量保持不变D单位时间内生成1molH-H键，同时生成1molC=C键欲使丙烯的平衡产率提高，下列措施可行的是_（填字母）A增大压强 B升高温度 C保持容积不变充入氩气工业生产中为提高

12、丙烯的产率，还常在恒压时向原料气中掺入水蒸气，其目的是_。1104Pa时，图中表示丙烷和丙烯体积分数的曲线分别是_、_（填标号）1104Pa、500时，该反应的平衡常数Kp=_Pa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数，计算结果保留两位有效数字）(3)利用CO2的弱氧化性，科学家开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺，该工艺可采用铬的氧化物作催化剂，已知C3H8+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)，该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂的活性，其原因是_，相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的缺点是_。【答案】+123 kJmol-1 C B 该反应是气体分子数增多的

13、反应，恒压条件下充入水蒸气容器体积增大，平衡右移 3.3103 C与CO2反应生成CO，脱离催化剂表面 生成有毒气体CO(或其他合理说法) 【解析】【分析】(1)比较丙烷与丙烯的结构，可确定断裂2个C-H键和1个C-C键，形成1个C=C键和1个H-H键，利用表中键能可计算C3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的H。(2)A对于一个化学反应，方程式确定后，H确定，与反应进行的程度无关；B混合气体的质量和体积都不变，密度始终不变；C混合气体的质量不变，物质的量增大，平均摩尔质量不断减小；D反应发生后，总是存在单位时间内生成1molH-H键，同时生成1molC=C键。A增大压强，平衡逆向移动；B

14、升高温度，平衡正向移动；C保持容积不变充入氩气，平衡不受影响。工业生产中为提高丙烯的产率，还常在恒压时向原料气中掺入水蒸气，可增大混合气的体积，减小与反应有关气体的浓度。1104Pa与1105Pa进行对比，从平衡移动的方向确定图中表示丙烷和丙烯体积分数的曲线。1104Pa、500时，丙烷、丙烯、氢气的体积分数都为33.3%，由此可计算该反应的平衡常数Kp。(3) CO2具有氧化性，能与催化剂表面的积炭发生反应生成一氧化碳气体，由此可确定原因及缺点。【详解】(1)比较丙烷与丙烯的结构，可确定断裂2个C-H键和1个C-C键，形成1个C=C键和1个H-H键，利用表中键能可计算C3H8(g)C3H6(

15、g) +H2(g)的H=(2413+348) kJmol-1-(615+436) kJmol-1=+123 kJmol-1。答案为：+123 kJmol-1；(2)A对于一个化学反应，方程式确定后，H确定，与反应进行的程度无关，A不合题意；B混合气体的质量和体积都不变，密度始终不变，所以密度不变时不一定达平衡状态，B不合题意；C混合气体的质量不变，物质的量增大，平均摩尔质量不断减小，当平均摩尔质量不变时，反应达平衡状态，C符合题意；D反应发生后，总是存在单位时间内生成1molH-H键，同时生成1molC=C键，反应不一定达平衡状态，D不合题意；故选C。答案为：C；A增大压强，平衡逆向移动，丙烯

16、的平衡产率减小，A不合题意；B升高温度，平衡正向移动，丙烯的平衡产率增大，B符合题意；C保持容积不变充入氩气，平衡不受影响，C不合题意；故选B。答案为：B；工业生产中为提高丙烯的产率，还常在恒压时向原料气中掺入水蒸气，可增大混合气的体积，减小与反应有关气体的浓度，其目的是该反应为气体分子数增多的反应，恒压条件下充入水蒸气容器体积增大，平衡右移。答案为：该反应是气体分子数增多的反应，恒压条件下充入水蒸气容器体积增大，平衡右移；升高温度，平衡正向移动，丙烷的体积分数减小，丙烯的体积分数增大，则、为丙烷的曲线，、为丙烯的曲线，1104Pa与1105Pa相比，压强减小，平衡正向移动，从而得出表示丙烷体

17、积分数的曲线为，表示丙烯体积分数的曲线为。答案为：；1104Pa、500时，丙烷、丙烯、氢气的体积分数都为33.3%，由此可计算该反应的平衡常数Kp=3.3103。答案：3.3103；(3) CO2具有氧化性，能与催化剂表面的积炭发生反应生成一氧化碳气体，其原因是C与CO2反应生成CO，脱离催化剂表面；相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的缺点是生成有毒气体CO(或其他合理说法)。答案为：C与CO2反应生成CO，脱离催化剂表面；生成有毒气体CO(或其他合理说法)。【点睛】利用键能计算反应热时，比较反应物与生成物的结构式，确定键的断裂与形成是解题的关键。丙烷的结构式为，丙烯的结构式为，H2的结构式为H-

18、H，由此可确定断键与成键的种类及数目。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）0t3时间内用M表示的化学反应速率为_mol/(Lmin)。（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：充入少量氦气：_（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；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

19、.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% 3/4t3 7:10 2NM 不变 增大 BD 【解析】【分析】【详解】（1）t1时刻消耗N是8mol6mol2mol，N的转化率=100=25%；（2）0t3时间内M增加了5mol2mol3mol，则用M表示的化学反应速率v（M）= =3/4t3 mol/(Lmin)；（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

20、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：充入少量氦气，反应物浓度不变，速率不变；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

21、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已知：N2O4(g)2NO2(g) H=5270kJmol-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_。Av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0054molN2O4，30秒后达到平衡，测得容器中含n(NO2)=006mol，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“