高考化学化学反应的速率与限度(大题培优)附答案解析

高考化学化学反应的速率与限度(大题培优)附答案解析一、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)00.240.360.400.400~50s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=ct∆∆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)=ct∆∆=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 kJ2=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．反应A(g)B(g)+C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050mol/L。

温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。

回答下列问题：（1）上述反应是______________(填”吸热反应”或”放热反应”)，温度T1_____T2，（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）平衡常数K(T1)_______K(T2)。

（2）若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：①平衡时体系总的物质的量为___________。

②反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=____________。

（3）在温度T1时，若增大体系压强，A的转化率_________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数________。

【答案】吸热反应小于小于 0.085mol 0.007mol/(L∙min)减小不变【解析】【分析】由图象中的信息可知， T2到达平衡所用的时间较少，故T1＜T2；温度升高后，反应物A的浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故该反应为吸热反应。

【详解】（1）由上述分析可知，该反应是吸热反应，温度T 1小于T 2，温度升高，该化学平衡向正反应方向移动，故平衡常数K (T 1) 小于K (T 2)。

（2）A 的初始浓度为0.050mol/L ，则A 的起始量为0.05mol 。

若温度T 2时，5min 后反应达到平衡，A 的转化率为70%，则A 的变化量为0.035mol ，B 和C 的变化量同为0.035mol 。

①平衡时体系总的物质的量为0.05mol -0.035mol+0.035mol ⨯2=0.085mol 。

②容积为1.0L ，则反应在0~5min 区间的平均反应速率v (A)=0.035mol /L5c t min==n n 0.007mol/(L∙min)。

（3）A(g)B(g)+C(g)，该反应正反应方向是气体分子数增大的方向。

在温度T 1时，若增大体系压强，平衡向逆反应方向移动，A 的转化率减小，由于平衡常数只与温度有关，故平衡常数不变。

【点睛】要注意化学平衡的移动不一定能改变平衡常数，因为化学平衡常数只与温度有关，对于一个指定的可逆反应，其平衡常数只随温度的变化而变化。

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：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 22MnO ==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 =152⨯=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％=25=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 22MnO ==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．某温度时，在2L 容器中X 、Y 、Z 三种气体物质的物质的量（n ）随着时间（t ）变化的曲线如图所示。

由图中数据分析：（1）该反应的化学方程式为_________________。

（2）反应开始至2min ，用Z 表示的平均反应速率为_____________。

（3）下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是_____________（填序号）。

A ．X 、Y 、Z 的物质的量之比为3∶1∶2 B ．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C ．单位时间内每消耗3molX ，同时生成2molZ D ．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 E ．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变【答案】3X+Y≒2Z 0.05mol·L-1·min-1 BE【解析】【分析】【详解】(1) 从图像可知，X和Y物质的量分别减少0.3mol、0.1mol，做反应物，Z的物质的量增加0.2mol，根据反应中物质的量之比=系数之比，推断出方程式为：3X + Y2Z，故答案为：3X + Y2Z；(2)2min时，v(Z)=Δn0.2molΔc V2L===0.05mol/(L min)t t2ming，故答案为：0.05mol·L-1·min-1；(3)A．物质的量成正比关系不能说明达到平衡状态，故A错误；B．反应前后气体体积数不同，故压强不变时说明达到平衡状态，B正确；C．消耗X正反应方向，生成Z也是正反应方向，不能说明达到平衡状态，C错误；D．化学反应遵循质量守恒定律，故D错误；E．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明正反应速率=逆反应速率，故达到平衡状态，E正确；故答案为：BE。