【化学】化学化学反应的速率与限度的专项培优易错试卷练习题(含答案)及详细答案

【化学】化学化学反应的速率与限度的专项培优易错试卷练习题(含答案)及详
细答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件，用如图实验装置进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下：
分析表中数据回答下列问题：
MnO2
时间
0.1g0.3g0.8g
H2O2
10mL1.5%223s67s56s
10mL3.0%308s109s98s
10mL4.5%395s149s116s
（1）相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。

（2）从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入________g的二氧化锰为较佳选择。

（3）该小组的某同学分析上述数据后认为：“当用相同质量的二氧化锰时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确________，理由是__________________________________。

（4）为加快过氧化氢的分解速率，除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外，还可以采取的加快反应速率的措施有_____。

（回答任意两个合理的措施）
【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%)，但反应所需时间比其二倍小的多升高温度；粉碎二氧化锰，增大其表面积。

【解析】
【分析】
由题可知，该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响，通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律，因为该实验不是直接测出反应速率，而是测出反应停止的时间，要考虑反应物增多对反应时间的影响。

【详解】
(1)由表格中的数据可知：相同浓度的H2O2，加入的MnO2越多，反应所用的时间越短，即分解速率越快。

(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率；用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多，但用0.3 g催化剂节约药品。

(3)从表中数据可知，相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的双氧水中溶质含量的二倍，但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多，由反应速率计算公式可得出，此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快，由此得出上述结论不正确；
(4)加快反应速率的措施常见的有：增加反应物浓度、适当升高温度、增加反应物表面积（接触面积）、使用催化剂等。

2．化学反应速率与限度与生产、生活密切相关
（1）A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：
时间（min）12345
氢气体积（mL）（标准状况）100240688810860
①反应速率最大的时间段是____________（填0～1、1～2、2～3、3～4、4～5）min，原因是____________。

②在2～3min时间段以盐酸的浓度变化来表示的反应速率为____________。

（设溶液体积不变）
（2）B学生也做同样的实验，但由于反应太快，测不准氢气体积，故想办法降低反应速率，请你帮他选择在盐酸中加入下列____________以减慢反应速率。

（填写代号）A．冰块B．HNO3溶液C．CuSO4溶液
（3）C同学为了探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，设计了如图所示的实验。

可通过观察___________________________现象，定性比较得出结论。

有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是__________________________，
【答案】2～3 因该反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快 0.2mol·L-1·min-1 A 反应产生气泡的快慢控制阴离子相同，排除阴离子的干扰
【解析】
【分析】
（1）单位时间内生成氢气的体积越大反应速率越快；锌与盐酸反应放热；
②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是
0.448L
0.02mol 22.4L/mol
，
消耗盐酸的物质的量0.4mol；
（2）根据影响反应速率的因素分析；
（3）双氧水分解有气泡产生；根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同；
【详解】
（1）根据表格数据，2 min～3min收集的氢气最多，反应速率最大的时间段是2～3min；锌与盐酸反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快；
②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是
0.448L
0.02mol 22.4L/mol
=，
消耗盐酸的物质的量0.04mol，
0.04mol0.2L
1min
v
÷
==0.2mol·L-1·min-1；
（2）A．加入冰块，温度降低，反应速率减慢，故选A；
B．加入HNO3溶液，硝酸与锌反应不能生成氢气，故不选B；
C．加入CuSO4溶液，锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，故不选C；
（3）双氧水分解有气泡产生，可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较催化效果；根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同，排除阴离子的干扰，所以FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理。

【点睛】
本题主要考查化学反应速率的影响因素，明确影响反应速率的因素是解题关键，注意控制变量法在探究影响化学反应速率因素实验中的应用，理解原电池原理对化学反应速率的影响。

3．某温度时，在一个容积为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，完成下列问题：
（1）该反应的化学方程____；
（2）反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为_____；
（3）达到平衡后，下列说法不正确的是_____。

A．X、Y、Z的浓度之比是1：2：3
B．X的消耗速率和Y的生成速率相等
C．Z的浓度保持不变
【答案】3X+2Y3Z 0.125mol/ ( L n min) B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据图知，随着反应的进行X、Y的物质的量减少，而Z的物质的量增大，所以X和Y 是反应物、Z是生成物，10min时反应达到平衡状态，则参加反应的△n (X) = (1.00-
0.25)mol=0.75mol、△n(Y)=(1.00-0.50) mol=0.50mol、△n ( Z)=(0.75-0) mol=0.75mol，同一可逆反应中同一时间段内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以X、Y、Z的计量数之比=0.75mol： 050mol：0.75mol=3：2：3所以该反应方程式：
3X+2Y3Z；
(2) 0-2min内Z的平均反应速率v=
c
t
V
n
=
0.50mol
2L
2min
=0.125mol/ ( L n min)，故答案为：
0.125mol/ ( L n min)；
(3) A.相同容器中，X、Y、Z的浓度之比等于其物质的量之比=0.25mol：
0.50mol：0.75mol=1:2:3，故A正确；
B.该反应中X、Y的计量数之比为3:2，当X的消耗速率与Y的生成速率之比为3:2时该反应达到平衡状态，所以当X的消耗速率和Y的生成速率相等时该反应没有达到平衡状态，故B错误；
C.当Z的浓度保持不变时，正逆反应速率相等，可逆反应达到平衡状态，故C正确；
故选B。

4．在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：CO 2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其平衡常数K和温度t的关系：
t℃70080085010001200
K2.61.71.00.90.6
（1）K的表达式为：_________；
（2）该反应的正反应为_________反应（“吸热”或“放热”）；
（3）下列选项中可作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是：
_________。

A．容器中压强不再变化B．混合气体中CO浓度不再变化
C．混合气体的密度不再变化D．c(CO2)=c(CO)=c(H2)=c(H2O)
（4）当温度为850℃，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表：
CO H2O CO2H2
0.5mol8.5mol2.0mol2.0mol
此时上述的反应中正、逆反应速率的关系式是_________（填代号）。

A．v(正)＞v(逆) B．v(正)＜v(逆) C．v(正)＝v(逆) D．无法判断
（5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，则该反应中H2(g)的转化率_________（“增大”、“减小”或“不变”）；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反
应，却意外发现H 2(g )的转化率也显著提高，请你从平衡原理解释其可能原因是__________________________________________。

Ⅱ.设在容积可变的密闭容器中充入10molN 2(g )和10molH 2(g )，反应在一定条件下达到平衡时，NH 3的体积分数为0.25。

（6）求该条件下反应N 2(g )+3H 2(g )
2NH 3(g )的平衡常数__________。

（设该条
件下，每1mol 气体所占的体积为V L ）上述反应的平衡时，再充入10mol 的N 2，根据计算，平衡应向什么方向移动?[需按格式写计算过程，否则答案对也不给分]__________。

【答案】
()()()
222c(CO)c H O c CO c H 放热 B 、D B 不变 压强增大使水蒸气液化，平衡向右移动
8V 2(mol ·L -1)-2 平衡向逆反应方向移动 【解析】 【分析】
根据平衡常数随温度的变化规律分析反应的热效应，根据化学平衡状态的特征分析达到化学平衡状态的标志，根据平衡移动原理分析化学平衡影响化学平衡移动的因素，根据浓度商与平衡常数的关系分析平衡移动的方向。

【详解】
（1）根据化学平衡常数的定义，可以写出该反应的K 的表达式为
()()()
222c(CO)c H O c CO c H ⋅⋅；
（2）由表中数据可知，该反应的平衡常数随着温度的升高而减小，说明升高温度后化学平衡向逆反应方向移动，故该反应的正反应为放热反应；
（3）A ．该反应在建立化学平衡的过程中，气体的分子数不发生变化，故容器内的压强也保持不变，因此，无法根据容器中压强不再变化判断该反应是否达到平衡；
B ．混合气体中CO 浓度不再变化，说明正反应速率等于逆反应速率，该反应达到化学平衡状态；
C ．由于容器的体积和混合气体的质量在反应过程中均保持不变，故混合气体的密度一直保持不变，因此，无法根据混合气体的密度不再变化判断该反应是否到达化学平衡状态；
D ．由表中数据可知，该反应在850℃时K =1，当c (CO 2)=c (CO )=c (H 2)=c (H 2O ) 时，
()()()
222c(CO)c H O c CO c H ⋅⋅=1=K ，故可以据此判断该反应到达化学平衡状态。

综上所述，可以作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是B 、D 。

（4）当温度为850℃，由于反应前后气体的分子数不变，故可以根据某时刻该温度下的密
闭容器中各物质的物质的量的数据求出Q c =()()()222c(CO)c H O c CO c H ⋅⋅=
0.5mol 8.5mol
1.0625
2.0mol 2.0mol
⨯=⨯＞1(该温度下的平衡常数)，因此，此时上述的反应正在向逆反应方向进行，故v (正)＜v (逆)，选B 。

（5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，由于反应前后气体的分子数不变，则该化学平衡不移动，故H 2(g )的转化率不变；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应，却意外发现H 2(g )的转化率也显著提高，根据平衡移动原理分析，其可能原因
是：压强增大使水蒸气液化，正反应成为气体分子数减少的方向，故化学平衡向右移动。

Ⅱ. （6）在容积可变的密闭容器中充入10molN 2(g )和10molH 2(g )，反应在一定条件下达到平衡时，NH 3的体积分数为0.25。

设氮气的变化量为x mol ，则氢气和氨气的变化量分别为3x 和2x ，
20.25101032x
x x x
=-+-+，解之得x =2，则N 2(g )、H 2(g )、NH 3(g )的平
衡量分别为8mol 、4mol 、4mol 。

由于该条件下每1mol 气体所占的体积为VL ，则在平衡状态下，气体的总体积为16VL ，故该条件下该反应的平衡常数为
2
3416841616mol VL mol mol VL VL ⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫
⨯ ⎪⎝⎭
8V 2(mol ·L -1)-2。

上述反应平衡时，再充入10mol 的N 2，则容器的体积变为26VL ，此时，Q c =2
34261842626mol VL mol mol VL VL ⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫
⨯ ⎪⎝⎭
9.4V 2(mol ·L -1)-2＞K ，故平衡向逆反应方向移动。

5．甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。

甲醇的合成方法是： (ⅰ)CO(g)+2H 2(g)=CH 3OH(g) ΔH =-90.1kJ·mol -1 另外：(ⅱ)2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g) ΔH =-566.0kJ·mol -1 (ⅲ)2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l) ΔH=-572.0kJ·mol -1 回答下列问题：
（1）甲醇的燃烧热为__kJ·
mol -1。

（2）在碱性条件下利用一氯甲烷(CH 3Cl)水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为__。

（3）若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应(iv)CO 2(g)+H 2(g)=CO(g)+H 2O(g) ΔH =+41.1kJ·mol -1对合成甲醇反应中CO 的转化率的影响是（_________） a.增大 b.减小 c.无影响 d.无法判断
（4）在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ)，各物质的浓度如下表：
6 0.3 0.6 0.5
①x=__。

②前2min 内H 2的平均反应速率为v(H 2)=__。

该温度下，反应(ⅰ)的平衡常数K =__。

（保留1位小数）
③反应进行到第2min 时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是（_________） a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H 2的浓度
（5）如图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO 转化率的关系：
由图像可知，温度越低，压强越大，CO 转化率越高，但实际生产往往采用300～400℃和10MPa 的条件，其原因是__。

【答案】764.9 CH 3Cl+NaOH→CH 3OH+NaCl d 1.2 0.2mol·L -1·min -1 4.6L 2·mol -2 a 温度较低，反应速率慢；压强太大，成本高 【解析】 【分析】 【详解】
（1）利用盖斯定律，热化学方程式(iii)-(i)+
12(ii)，得新的热化学方程式为：CH 4OH(g)+3
2
O 2(g)=CO 2(g)+2H 2O(l)△H =-764.9kJ·mol -1，故甲醇的燃烧热为764.9 kJ·mol -1；
（2）根据提示知CH 3Cl 中的Cl 被羟基取代生成CH 3OH ，反应方程式为：CH 3Cl+NaOH→CH 3OH+NaCl[或CH 3Cl+H 2O
()
NaOH aq →
CH 3OH+HCl]；
（3）反应(iv)消耗反应(i)的另外一种反应物氢气，而且生成反应(i)的反应物CO ，使反应(i)的CO 转化率降低；但反应(iv)为吸热反应，使体系温度降低，反应(i)正向移动，使反应(i)中CO 的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应(iv)对反应(i)中CO 转化率的影响；
（4）①观察表中数据可知，0～2min 内，CO 浓度降低了0.2mol/L ，则H 2浓度会降低0.4mol/L ，则x=1.6-0.4=1.2； ②()()112320.2mol/L
H 2CH OH =0.2mol L min 2min
v v --⨯==
⋅⋅；平衡常数
()
()()()
322
2
2
2
CH OH0.5mol/L
4.6L mol
H CO0.6mol/L0.3mol/L
c
K
c c
-
==≈⋅
⨯⨯；
③2min到4min的反应速率大于0到2min，而降低温度，反应速率降低，b项错误；由表格中的数据可知c项错误；故a项使用催化剂正确，故答案为：a；
（5）温度较低，反应速率慢，不利于甲醇的生成；压强越大，CO的转化率越大，但压强太大对设备要求高，成本高。

6．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)00.360.480.500.50
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。

H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为
391kJ/mol，生成1mol NH3过程中放出46kJ的热量。

则N≡N的键能为_________kJ/mol。

【答案】3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) 1.8×10−3mol/(L·s) 946
【解析】
【分析】
(1)由图中所给数据看，反应开始前，X、Y的物质的量都为1.0mol，而Z的物质的量为0，所以X、Y为反应物，Z为生成物；当各物质的量不变时，其物质的量都大于0，表明反应为可逆反应；再由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，可确定反应的化学计量数关系，从而写出反应方程式。

(2)从表中数据可得出，反应生成n(NH3)= 0.36mol，则参加反应的n(N2)= 0.18mol，从而求出0~50s内的平均反应速率v(N2)。

(3)利用∆H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)。

【详解】
(1)由图中所给数据可得出，X、Y、Z的变化量分别为0.3mol、0.1mol、0.2mol，从而得出
三者的物质的量之比为3:1:2，结合上面分析，可得出该反应的化学方程式为
3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)。

答案为：3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；
(2)从表中数据可得出，反应生成n(NH3)= 0.36mol，则参加反应的n(N2)=0.18mol，从而得出
0~50s内的平均反应速率v(N2)=
0.18mol
2.0L50s
= 1.8×10−3mol/(L·s)。

答案为：1.8×10−3mol/(L·s)；
(3)利用∆H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)=∆H-3E(H-H)+6E(N-H)=- 46×2kJ/mol-
3×436kJ/mol+6×391kJ/mol=946 kJ/mol。

答案为：946。

【点睛】
由图中数据确定反应方程式时，对于方程式中的每个关键点，都需认真求证，不能随意表示，否则易产生错误。

如我们在书写方程式时，很容易将反应物与生成物之间用“==”表示。

7．在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间/s012345
n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007
(1)上述反应_____(填“是”或“不是”)可逆反应。

(2)如图所示，表示NO2变化曲线的是____。

用O2表示0～1s内该反应的平均速率
v=____。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是____(填字母)。

a．v(NO2)=2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)=2v正(O2) d．容器内密度保持不变
【答案】是 b 0.0025mol/(L·s) bc
【解析】
【分析】
(1)从表中数据可看出，反应进行3s后，n(NO)始终保持不变，从而可确定上述反应是否为可逆反应。

(2)利用图中数据，结合化学反应，可确定表示NO2变化的曲线。

从表中数据可以得出，0～1s内，∆n(NO)=0.01mol，则可计算出用O2表示0～1s内该反应的平均速率v。

(3)a．不管反应进行到什么程度，总有v(NO2)=2v(O2)；
b．因为反应前后气体分子数不等，所以平衡前容器内压强始终发生改变；
c ．v 逆(NO)=2v 正(O 2)表示反应方向相反，且数值之比等于化学计量数之比；
d ．容器内气体的质量不变，容器的体积不变，所以容器内密度保持不变。

【详解】
(1)从表中数据可看出，反应进行3s 后，n (NO)= 0.007mol ，且始终保持不变，从而可确定上述反应是可逆反应。

答案为：是；
(2)从图中可看出，∆n (NO)=0.007mol ，结合化学反应，可确定∆n (NO 2)=0.007mol ，从而确定表示NO 2变化的是曲线b 。

从表中数据可以得出，0～1s 内，∆n (NO)=0.01mol ，则可计算出用O 2表示0～1s 内该反应的平均速率v=0.005mol
2L 1s
⨯=0.0025mol/(L·s)。

答案为：b ；
0.0025mol/(L·s)；
(3)a ．不管反应进行到什么程度，总有v(NO 2)=2v(O 2)，所以不一定达平衡状态，a 不合题意；
b ．因为反应前后气体分子数不等，所以平衡前容器内压强始终发生改变，当压强不变时，反应达平衡状态，b 符合题意；
c ．v 逆(NO)=2v 正(O 2)表示反应方向相反，且数值之比等于化学计量数之比，则此时反应达平衡状态，c 符合题意；
d ．容器内气体的质量不变，容器的体积不变，所以容器内密度保持不变，所以当密度不变时，反应不一定达平衡状态，d 不合题意； 故选bc 。

答案为：bc 。

【点睛】
用体系的总量判断平衡状态时，应分析此总量是常量还是变量，常量不能用来判断平衡状态，变量不变时反应达平衡状态。

8．Ⅰ. （1）用锌片，铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25g ，铜表面析出了氢气________L （标准状况下），导线中通过________mol 电子。

（2） 将ag Na 投入到bg D 2O （足量）中，反应后所得溶液的密度为dg /cm 3，则该溶液物质的量浓度是_______；
Ⅱ. 将气体A 、B 置于固定容积为2 L 的密闭容器中，发生如下反应：3A （g ）＋B （g ）⇌2C （g ）＋2D （g ）。

反应进行到10 s 末时，测得A 的物质的量为1.8 mol ，B 的物质的量为0.6 mol ，C 的物质的量为0.8 mol ，则：
（1）用C 表示10 s 内正反应的平均反应速率为____________。

（2）反应前A 的物质的量浓度是________。

（3）10 s 末，生成物D 的浓度为________。

【答案】1.12 0.1 23a 1000ad
223b a
+-mol /L 0.04mol •L -1•s -1 1.5mol •L -1 0.4mol •L -1
【解析】 【分析】 【详解】
Ⅰ.(1)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，锌为负极，电极反应为：Zn -2e -=Zn 2+，铜为正极，电极反应为2H ++2e -=H 2↑，锌片的质量减少了3.25克，则物质的
量为 3.25g 65g /mol
=0.05mol ，转移的电子的物质的量为n (e -)=2n (Zn )=2n (H 2)=2×0.05mol =0.1mol ，则V (H 2)=0.05mol ×22.4L /mol =1.12L ，故答案为：1.12；0.1；
(2)将ag Na 投入到bg D 2O (足量)中，发生2Na +2D 2O =2NaOD +D 2↑，ag Na 的物质的量为
23g/mol ag =
23a mol ，生成的氢氧化钠为23a mol ，D 2的物质的量为46
a
mol ，质量为46a mol ×4g /mol =223a g ，反应后溶液的质量为ag +bg -223a g =(a +b -223
a )g ，溶液的体积为3223/a a
b g dg cm +-
（）=223a
a b d
+-
cm 3，则该溶液物质的量浓度
c =n V =32322310a
mol a a b L d -+-⨯=23a 1000ad 223b a +-mol /L ，故答案为：23a 1000ad
223b a
+-mol /L ； Ⅱ.(1)v (C )=0.8210mol
L s
=0.04mol •L -1•s -1，故答案为：0.04mol •L -1•s -1；
(2)3A (g )＋B (g )⇌2C (g )＋2D (g )。

反应进行到10 s 末时，测得A 的物质的量为1.8 mol ，C 的物质的量为0.8 mol ，则反应的A 为1.2mol ，反应前A 的物质的量浓度是
(1.8 1.2)2mol L
+=1.5mol •L -1，故答案为：1.5mol •L -1；
(3)3A (g )＋B (g )⇌2C (g )＋2D (g )。

反应进行到10 s 末时，测得C 的物质的量为0.8 mol ，则生成的D 为0.8 mol ，10 s 末，生成物D 的浓度为0.8mol
2L
=0.4mol •L -1，故答案为：0.4mol •L -1 。

【点睛】
本题的难点为I .(2)，要注意生成的氢气的质量的计算，同时注意c =n
V
中V 的单位是“L ”。

9．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N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K1=____（用K表示）。

Ⅱ.一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3)是常用的饮用水二级消毒剂。

（1）用Cl2和NH3反应制备三氯胺的方程式为3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(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2molCl2和
2molNH 3，测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示：
t/min04080120160
甲（400℃）n(Cl2)/mol 2.00 1.50 1.100.800.80
乙（T℃）n(Cl2)/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Cl2和NH3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NCl3，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2
3
n(Cl)
n(NH)
=1继续充入一定量反应物，达新平衡后Cl2的转化率增大
（2）工业上可利用反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2 (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Cl 2转化率越大；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，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NH 3(g)12N 2(g)+3
2H 2(g)的△H =反应物的总键能-生成物的总键能=3b-12c-32
a ，其平衡
常数为K =()()()
3
1
2
2
223H N NH c
c c g ，则N 2(g)+3H 2(g)⇌2NH 3(g)的平衡常数K 1=()
()()233222NH 1=H N c c c K g ，故答案为：3b-
12c-32
a ；21
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；
10．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2222H +O =2H O 。

（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-1kJ mol ⋅
436
496
463
请填写表： 化学键
填“吸收热量”或“放出热量”
能量变化kJ
拆开化学键
22molH 中的化学键 ______
____
21molO 中的化学键 ______
____ 形成化学键 4molH-O 键 ______ ____ 总能量变化
______
____
（4）氢氧燃料电池的总反应方程式为2222H +O =2H O 。

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H 2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
22molH 中的化学键436×2=872kJ ，拆开21molO 中的化学键496kJ ，共吸收1368kJ ，
形成4molH-O 键，放出463×4=1852kJ ，反应的总能量变化为放出484kJ ； （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2molH 2参与反应，转移电子4mol 电子，故每转移0．2mol 电子，参与反应的氢气为0.1mol H 2，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（负极失去电子发生氧化反应），燃料做负极反应物，空气或者氧气作正极反应物。

11．在2 L 密闭容器内，800 ℃时反应：2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g)体系中，n(NO)随时间
的变化如表： 时间(s)
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0．020 0．010 0．008 0．007 0．007 0．007。