历年备战高考化学易错题汇编-化学反应的速率与限度练习题含答案

历年备战高考化学易错题汇编-化学反应的速率与限度练习题含答案
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/s050150250350
n(NH3)00.240.360.400.40
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。

N N
≡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+Y⇌2Z 1.2×10−3mol/(L·s) 放出 46kJ 18.4 b
【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=
c
t
∆
∆
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)=
c
t
∆
∆
=
0.12mol
=
2L50s
⨯
1.2×10−3mol/(L·s)；
（3）断裂1mol N N
≡吸收946kJ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+N2⇌2NH3，生成2mol氨气，断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ×3=2254 kJ，成键放出的能量是391kJ×6=2346 kJ，则生成1mol NH3过程中放出的
能量为2346 kJ-2254 kJ
2
=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．合成氨工业是贵州省开磷集团的重要支柱产业之一。

氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。

（1）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋
3H 2(g)2NH3(g)。

该可逆反应达到平衡的标志是___。

a.3v正(H2)=2v逆(NH3)
b.单位时间生成mmolN2的同时生成3mmolH2
c.容器内的总压强不再随时间而变化
d.混合气体的密度不再随时间变化
（2）工业上可用天然气原料来制取合成氨的原料气氢气。

某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的
原理，在一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。

请回答下列问题：
时间/min CH4(mol)H2O(mol)CO(mol)H2(mol)
00.40 1.0000
5a0.80c0.60
70.20b0.20d
100.210.810.190.64
①写出工业用天然气原料制取氢气的化学方程式：___。

②分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？___（填“是”或“否”），前5min反应的平均反应速率v(CH4)=___。

③反应在7～10min内，CO的物质的量减少的原因可能是___ (填字母)。

a.减少CH4的物质的量
b.降低温度
c.升高温度
d.充入H2
【答案】c CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) 是 0.020mol·L-1·min-1 d
【解析】
【分析】
（1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变，据此分析，注意不同物质的反应速率之比等于计量系数之比；
（2）①结合表中数据，根据化学计量数与物质的量呈正比进行分析解答；
②根据平衡时物质的浓度不再发生变化分析；根据反应速率＝△c/△t计算；
③反应在7~10min内，CO的物质的量减少，而氢气的物质的量增大，据此分析。

【详解】
（1）a．达到平衡状态时，v正(H2): v逆(NH3)=3:2，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)，故a错误；b．氮气和氢气都是反应物，单位时间内生产mmol氮气的同时，必然生成3mmol氢气，反应不一定达到平衡状态，故b错误；
c．该反应正反应是体积减小的反应，在恒容条件下，反应正向进行，气体的总压强减小，反应逆向进行，气体的总压强增大，容器内的总压强不变时，反应达到平衡状态，故c正确；
d．根据质量守恒、容器的体积不变得知，无论反应是否达到平衡状态，混合气体的密度始终不变，所以不能作为判断平衡状态的依据，故d错误；
故答案为：c；
（2）①由表中数据可知，反应5min，消耗0.2molH2O，生成0.3molH2，因此H2O和H2的化学计量数之比为1：3，反应7min时，消耗0.2molCH4，生成0.2molCO，因此CH4和CO 的化学计量数之比为1：1，则用天然气原料制取氢气的化学方程式为CH4(g)＋
H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，故答案为：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)；
②根据方程式CH4+H2O＝CO+3H2结合表中数据可知c＝0.2，所以5 min时反应已经处于平衡状态；前5 min内消耗甲烷是0.2mol，浓度是0.1mol/L，则反应的平均反应速率v(CH4)＝
0.1mol/L÷5min＝0.02 mol·L－1·min－1，故答案为：是；0.020mol·L-1·min-1；
③反应在7~10min内，CO的物质的量减少，而氢气的物质的量增大，可能是充入氢气，使平衡逆向移动引起的，d选项正确，故答案为：d。

3．某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。

(1)该反应的化学方程式为_______________。

(2)反应开始至2分钟时，B 的平均反应速率为_______________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_______________。

A ．v(A)=2v(B) B ．容器内气体密度不变 C ．v 逆(A)=v 正(C)
D ．各组分的物质的量相等
E. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 (4)由图求得平衡时A 的转化率为_______________。

(5)下表是该小组研究影响过氧化氢H 2O 2分解速率的因素时采集的一组数据：用
2210mL?H O 制取2150mLO 所需的时间(秒)
30%H 2O 2 15%H 2O 2 10%H 2O 2 5%H 2O 2
无催化剂、不加热 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 无催化剂、加热
360s
480s 540s 720s MnO 2催化剂、加热 10s
25s
60s
120s
①该研究小组在设计方案时。

考虑了浓度、_______________、_______________等因素对过氧化氢分解速率的影响。

②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响？_______________。

(6)将质量相同但聚集状态不同的2MnO 分别加入到5mL5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。

测定结果如下： 催化剂()2MnO 操作情况
观察结果
反应完成所需的时间 粉末状
混合不振荡
剧烈反应，带火星的木条复燃
3.5分钟
块状
反应较慢，火星红亮但木条未复燃
30分钟
①写出22H O 发生分解的化学反应方程式_______________。

②实验结果说明催化剂作用的大小与_______________有关。

【答案】2A(g)+B(g)⇌2C (g) 0.1 mol/(L∙min) C E 40％ 温度 催化剂 增大反应物浓度越大，可以加快反应速率；升高温度，可以加快化学反应速率；使用合适的催化剂，可以加快化学反应速率；（答其中一条即可） 2H 2O 22
MnO ==2H 2O+ O 2↑ 固体的接触面积
【解析】 【分析】
通过各物质的物质的量变化与计量系数呈正比，可得反应式为2A(g)+B(g)⇌2C (g)，同时通过变化量可以就算化学反应速率以及反应物的转化率；平衡状态的判定：A.v(A)=2v(B) ，没有体现正逆方向，不能判定是否达到平衡，错误；B.容器内气体密度不变，该体系从开始反应到平衡，密度是定值没有变化，不能判定是否达到平衡状态，错误；C.v 逆(A)=v 正(C)，不同物质正逆反应速率呈计量系数比，可以判定达到平衡，正确；D.各组分的物质的量相等，不能作判定，错误，可以改成各物质的量保持不变，可判定平衡；E.混合气体的平均相对分子质量在数值上等于摩尔质量M ，由于前后气体粒子数目可变，则混合气体的相对分子质量和M 是变量可以作平衡的判定依据，正确；根据表格，探究双氧水的浓度、反应的温度、催化剂对过氧化氢H 2O 2分解速率的影响，在探究不同的因素时才用控制变量法来探究可得结果。

【详解】
(1)由图像可得，A 、B 逐渐减小是反应物，C 逐渐增多是产物，当反应到达2min ，Δn （A ）=2mol ，Δn （B ）=1mol ，Δn （C ）=2mol ，各物质的物质的量变化与计量系数呈正比，故反应式为2A(g)+B(g)⇌2C (g) ；
(2)反应开始至2分钟时，B 的平均反应速率v(B)=Δn V Δt =1
52
⨯=0.1 mol/(L∙min)； (3)由分析可得，答案选C E ；
(4)由图求得平衡时A 的转化率α=Δn n 初始×100％=2
5
=40％；
(5) ①根据表中的数据，没有催化剂不加热，不同浓度的双氧水几乎不反应，在无催化剂但是加热的情况下，双氧水发生分解，且双氧水浓度越大分解速率越快，说明反应物浓度和温度对分解速率有影响。

对比无催化剂加热状态，有催化剂加热的情况下，分解速率也明显加快，故答案为温度和催化剂；②分析表中的数据，增大反应物浓度越大，可以加快反应速率；升高温度，可以加快化学反应速率；使用合适的催化剂，可以加快化学反应速率；
(6) ①双氧水在二氧化锰的作用下发生反应：2H 2O 2
2
MnO ==2H 2O+ O 2↑；②其他条件不变，粉
末状的二氧化锰比块状二氧化锰反应所需时间段，说明固体的接触面积对反应速率有影响。

【点睛】
平衡状态的判定的核心在于物理量是否是个变量，若为变量当保持不变可以作判定平衡的
依据，若为定值，则不能作为依据。

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)ƒNH2COONH4(s) ∆H1
反应II：NH2COONH4(s)ƒCO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H2=+72.49kJ/mol
总反应：2NH3(g)+CO2(g)ƒCO(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、3molH2amolCO2、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CO 2还原为甲烷，反应为CO 2(g)+4H 2(g)ƒCH 4(g)+2H 2O(g)。

ShyamKattel 等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO 2催化剂表面上CO 2与H 2的反应历程，前三步历程如图所示其中吸附在Pt/SiO 2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 -1 0.18 0.4<c<1 吸收热量 g OH+g H== H 2O(g) 【解析】 【分析】
（1）①根据盖斯定律计算反应I 的∆H 1； ②根据复合判据0H T S ∆-∆<分析。

③根据平衡标志分析；
（2）①由图象可知，T 2温度下反应速率快，所以T 2>T 1；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g CO 、g OH 、
g H+3H 2(g)生成g CO+3H 2(g)+H 2O 。

【详解】
（1）①反应I ：2NH 3(g)+CO 2(g)ƒNH 2COONH 4(s) ∆H 1 反应II ：NH 2COONH 4(s)ƒCO(NH 2)2(s)+H 2O(g) ∆H 2=+72.49kJ/mol
根据盖斯定律I+II 得总反应：2NH 3(g)+CO 2(g)ƒCO(NH 2)2(s)+H 2O(g) ∆H 3=-86.98kJ/mol ，所以∆H 1=-86.98kJ/mol-72.49kJ/mol=-159.47kJ/mol ；
②NH 2COONH 4(s)ƒCO(NH 2)2(s)+H 2O(g) ∆H >0，气体物质的量增大∆S >0，根据复合判据
0H T S ∆-∆<，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NH 3(g)、
CO 2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(NH 3)=2v 逆(CO 2)时达到平衡状态，2v 正(NH 3)=v 逆(CO 2)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，T 2温度下反应速率快，所以T 2>T 1；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，CO 2转化了xmol/L ，根据三等式，有：
()()()()2232=0.5 1.500CO g 3H g 3CH OH g H O g 0.5 1.53x x x x x
x
x
x
+-+-开始转化平衡
甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则
0.5 1.530.80.5+1.5
x x x x
-+-++=，x=0.2；
反应10min 内甲容器中以CH 3OH(g)表示的化学反应速率为0.2mol/L
10min
=0.02mol·L -1·min -1，
此温度下的化学平衡常数为
3
0.20.2
0.30.9
⨯≈⨯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CO 2(g)+3H 2(g)=CH 3OH(g)+H 2O(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CO 2和H 2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<c<1；
（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g CO 、g OH 、g H+3H 2(g)生成g CO+3H 2(g)+H 2O ，反应方程式是g OH+g H==H 2O(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)根据下表提供的数据，计算丙烷直接脱氢制丙烯的反应C 3H 8(g)C 3H 6(g) +H 2(g)的
∆H =___。

共价键C-C C=C C-H H-H
键能/(kJ∙mol-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1×104Pa和1×105Pa）
①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）。

A．∆H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
②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_____。

③1×104Pa时，图中表示丙烷和丙烯体积分数的曲线分别是___、____（填标号）
④1×104Pa、500℃时，该反应的平衡常数K p=____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)催化剂
高温
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 kJ∙mol-1 C B 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ⅳⅰ 3.3×103 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C 3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的∆H。

(2)①A．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。

②A．增大压强，平衡逆向移动；
B．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。

③1×104Pa与1×105Pa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。

④1×104Pa、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K p。

(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C 3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的∆H=(2×413+348) kJ∙mol-1-(615+436) kJ∙mol-1=+123 kJ∙mol-1。

答案为：+123 kJ∙mol-1；
(2)①A．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；
②A．增大压强，平衡逆向移动，丙烯的平衡产率减小，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；
③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ⅰ、ⅲ为丙烷的曲线，ⅱ、ⅳ为丙烯的曲线，1×104Pa与1×105Pa相比，压强减小，平衡正向移动，从而得出表示丙烷体积分数的曲线为ⅳ，表示丙烯体积分数的曲线为ⅰ。

答案为：ⅳ；ⅰ；
④1×104Pa、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K p =44a a
4
a
33.3%110p 33.3%110p 33.3%110p ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=3.3×103。

答案：3.3×103； (3) CO 2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CO 2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CO 2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
，H 2的结构式为H-H ，
由此可确定断键与成键的种类及数目。

6．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a kJ·
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NH 3(g)
12
N 2(g)+3
2H 2(g)的ΔH =____kJ·mol -1，若在某温度下其平衡常数为K ，
则N 2(g)+3H 2(g)
2NH 3(g)的平衡常数K 1=____（用K 表示）。

Ⅱ.一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH 2Cl 、NHCl 2和NCl 3)是常用的饮用水二级消毒剂。

（1）用Cl 2和NH 3反应制备三氯胺的方程式为3Cl 2(g)+NH 3(g)NCl 3(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2molCl 2和2molNH 3，测得各容器中n(Cl 2)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(Cl 2)/mol 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙（T ℃）n(Cl 2)/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Cl 2和NH 3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NCl 3，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23n(Cl )
n(NH )
=1继续充入一定量反应物，
达新平衡后Cl 2的转化率增大 （2）工业上可利用反应2Cl 2(g)+NH 3(g)
NHCl 2 (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-1
2
c-
3
2
a
2
1
K
> < 低温 AD NHCl2+2H2O=2HClO+NH3 C = 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=生成物平衡浓度幂次方乘积
反应物平衡浓度幂次方乘积
，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，甲容器，平衡后0.8mol，乙容器中1.00mol，达到平衡时间短说明反应速率大，乙中剩余氯气应少，但氯气增多说明温度升高影响平衡逆向进行；
②反应自发进行的判断依据为△H-T△S＜0，结合反应特征分析判断；
③可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，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；
(2)①根据元素守恒可推测出具有强烈杀菌作用的物质为HClO，据此写出反应；
②体系中HCl的浓度越大则Cl2转化率越大；起始量2molCl2和1molNH3，根据方程式可知Cl2和NH3按照2:1的比例进行反应，所以转化率始终相同；B点处HCl和Cl2的浓度相同，据此反推各物质的浓度进行平衡常数的计算；
【详解】
Ⅰ.已知：H-H键能为akJ•mol-1，H-N键能为bkJ•mol-1，N≡N键的键能ckJ•mol-1，对于反应
NH3(g)1
2
N2(g)+
3
2
H2(g)的△H=反应物的总键能-生成物的总键能=3b-
1
2
c-
3
2
a，其平衡
常数为K=
()()
()
31
22
22
3
H N
NH
c c
c
g，则N
2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数K1=
()
()()
2
3
32
22
NH1
=
H N
c
c c K
g
，
故答案为：3b-1
2
c-
3
2
a；
2
1
K
；
Ⅱ.(1)①温度越高，反应速率越快，平衡向吸热反应方向移动，其他条件相同时，T℃时的
反应速率比400℃时的反应速率快，则T ℃＞400℃；根据数据，在400℃时，甲容器，平衡后0.8mol ，乙容器中1.00mol ，达到平衡时间短说明反应速率大，乙中剩余氯气应少，但氯气增多说明温度升高影响平衡逆向进行，△H ＜0，故答案为：>；<；
②3Cl 2(g)+NH 3(g)⇌NCl 3(l)+3HCl(g)，反应的△S ＜0，△H ＜0，满足△H -T △S ＜0，需要低温下，反应能自发进行，故答案为：低温；
③A ．NCl 3(l)为液体，反应前后气体质量变化，气体体积不变，若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态，故A 正确；
B ．起始量2molCl 2和2molNH 3，根据方程式可知反应过程中Cl 2和NH 3按照3:1的比例进行反应，所以容器内的Cl 2和NH 3物质的量之比不可能为3：1，故B 错误；
C ．反应达到平衡后，其他条件不变，加入一定量的NCl 3(l)为液体不影响此平衡的移动，故C 错误；
D ．反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按23n(Cl
)
n(NH )
=1继续充入一定量反应物，
压强增大，平衡正向进行，Cl 2的转化率增大，故D 正确； 故答案为：AD 。

(2)①根据元素守恒可推测出具有强烈杀菌作用的物质为HClO ，所以二氯胺与水反应方程式为：NHCl 2+2H 2O=2HClO+2NH 3；
②容器为密闭容器，据图可知C 点处HCl 的浓度最大，体系中HCl 的浓度越大则Cl 2转化率越大，所以C 点Cl 2转化率最高；起始量2molCl 2和1molNH 3，根据方程式可知Cl 2和NH 3按照2:1的比例进行反应，所以转化率始终相同；B 点处HCl 和Cl 2的浓度相同，设平衡时c (HCl)=amol/L ，初始c (Cl 2)=
-12mol 1mol L 2L =g ，c (NH 3)=-11mol
0.5mol L 2L
=g ，则 ()()()()
232++10.50
a 0.5a a 1-a 0.5-0.2Cl g NH g NHCl l 2HCl g 5a a
ƒ起始转化平衡
则有1-a=a ，解得a=0.5mol/L ，所以平衡时c (HCl)=0.5mol/L ，c (Cl 2)=0.5mol/L ，
c (NH 3)=0.25mol/L ，平衡常数K =()
()()22
2
232c HCl 0.5==4c c 0.50.Cl NH 25
⨯g ，故答案为：C ；=；4；
7．如图是：600℃ 时，在2L 密闭容器里A 、B 、C 三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，其中A 为有色气体，B 、C 是无色气体。

请从图中分析并填空：
（1）该反应的化学反应方程式为_____
（2）反应达到平衡状态时，反应物的转化率为_____
（3）当反应进行到第_____min，该反应达到平衡。

（4）反应从开始至2分钟末，B的物质的量_____，用B的浓度变化表示的平均反应速率
为v(B)=_
（5）下列描述能表示反应达平衡状态的是_____（填选项）。

a.容器中A与B的物质的量相等
b.容器内气体的颜色不再改变
c.各物质的浓度保持不变
【答案】2B(g)ƒ2A(g)+C(g) 50% 2 由0.8mol减少为0.4mol 0.1mol·L-1·min-1 bc 【解析】
【分析】
分析题给c-t图，可以看出A、C浓度随着时间的进行逐渐增大，2min后保持不变，B的浓
度随着时间的进行逐渐减小，2min后保持不变，由此可知，B为反应物，A、C为生成物。

且在2min时达到平衡状态。

结合其浓度的变化值，可以推导出该反应的反应方程式并进
行相关计算。

【详解】
（1）由图知：B为反应物，A、C为生成物。

A、B、C的浓度变化值分别为：
()A=0.3mol/L-0.1mol/L=0.2mol/L
c
∆，()B=0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L
c
∆，()C=0.1mol/L-0.0mol/L=0.1mol/L
c
∆。

根据同一反应中各物质表示的反应速率之比等
于反应方程式中相应物质的化学计量数之比，可知A、B、C的化学计量数之比为：
()()()()()()
A:B:C A:B:C0.2mol/L:0.2mol/L:0.1mol/L=2:2:1 v v v c c c
∆∆∆=∆∆∆=
，故反应方程式为：2B(g)ƒ2A(g)+C(g)；答案为：2B(g)ƒ2A(g)+C(g)；
（2）由图可知，平衡时B物质的浓度为0.2mol/L，反应物B的转化浓度
=0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L，则B的转化率=0.2mol/L
100%=50%
0.4mol/L
⨯，答案为：
50%；
（3）由图可知，反应在2min时各物质的浓度保持不变，可知在2min时该反应达平衡状态，答案为：2；
（4）据图可得：开始时，B的物质的量为0.4mol/L2L=0.8mol
⨯，2min末，B的物质的量为0.2mol/L2L=0.4mol
⨯，反应从开始至2分钟末，B的物质的量由0.8mol减少为0.4mol；()B=0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L
c∆，根据反应速率定义，用B的浓度变化
表示的反应速率v(B)=
()
11
B0.2mol/L
0.1mol L min
2min
c
t
--
∆
==
∆
g g；故答案为：由0.8mol减
少为0.4mol；0.1mol·L-1·min-1；
（5）反应达平衡状态时正逆反应速率相等，反应物和生成物的质量或浓度保持不变，据此判断：
a．由图可以看出，在t min时，A、B物质的量浓度相等，物质的量也相等。

但此时反应不是平衡状态，故A、B物质的量相等不能表示反应达平衡状态，a项错误；
b．A为有色气体，B、C是无色气体。

含有有色物质的体系颜色不再发生变化，可以表示。