高考化学备考之化学反应的速率与限度压轴突破训练∶培优 易错 难题篇附答案(1)

高考化学备考之化学反应的速率与限度压轴突破训练∶培优易错难题篇附答
案(1)
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．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。

2．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。

3．新型材料 AIN 应用前景广泛，对其制备过程的研究成为热点。

(1)将物质的量均为a mol 的 Al2O3与N2充入恒温恒容密闭容器中，控制温度发生反应：
2Al2O3(s)+2N2(g) 4AlN(s) +3O2(g) △H>0。

①下列可作为反应达到平衡的判据是_________(填序号）。

A．固体的质量不再改变
B．2v正(N2)=3v逆(O 2)
C．△H不变
D．容器内气体的压强不变
E．N2分子数与 O2分子数比为 2:3
②在起始压强为p的反应体系中，平衡时 N2的转化率为α，则上述反应的平衡常数
K p__________(对于气相反应，用某组分 B 的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作K p，如p(B) =p总·x(B) ，p总为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数）。

③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是____________。

(2)铝粉与 N2在一定温度下可直接生成 AlN，加入少量 NH4Cl 固体可促进反应。

将等质量的A1粉与不同量的 NH4Cl混合均匀后置于充 N2的密闭容器中，电火花引燃，产品中 AlN的质量分数[ω(AlN)] 随原料中ω(NH4Cl)的变化如图1所示，燃烧过程中温度随时间变化如图2所示。

则：
①固体混合物中，ω(NH4Cl)的最佳选择是__________。

②结合图2解释当ω(NH4Cl)超过一定值后，ω(AlN)明显减少的原因__________。

(3)AIN粉末会缓慢发生水解反应，粒径为100 nm 的 AlN 粉末水解时溶液 pH的变化如图3 所示。

①AlN 粉末水解的化学方程式是______________。

②相同条件下，请在图3中画出粒径为40 nm 的AlN粉末水解的变化曲线____________。

【答案】AD
3
2
(1.5α)
(1-α)
p消耗O2、提供能量，均能使平衡向右移动 3 % NH4Cl分解吸热
造成温度降低，不利于Al 与N2反应 AlN + 4H2O Al(OH)3 + NH3•H2O
【解析】
【分析】
(1) ①根据反应达到平衡后，正逆反应速率，各成分的浓度不变及由此衍生的其它物理量进行分析；
②平衡时N2的转化率为α，由于反应物中只有N2是气体，所以起始压强p即为起始时N2的分压，列三段式求K p；
③碳在氧气中燃烧放出热量，焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移；
(2)①根据图像分析，当ω(NH4Cl)=3%时，ω(AlN)最大；
②从图2可以看出，反应过程中温度会降低。

ω(NH4Cl)=3%时的温度比ω(NH4Cl)=1%时的温度降低得更多。

这是因为NH4Cl分解吸热，当ω(NH4Cl)超过一定值后，NH4Cl分解吸热造成温度降低不利于Al 与N2反应，导致ω(AlN)明显减少；
(3)①AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成Al(OH)3和NH3；
②相同条件下，由于粒径为40nm的AlN粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm的AlN粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH是相同。

【详解】
(1)①A．消耗2mol Al2O3会生成4molAlN，固体质量减少，当固体的质量不再改变时，反应达到了平衡状态；
B．当3v正(N2)=2v逆(O2)时，正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，但2v正(N2)=3v逆(O2)表示的正逆反应速率不相等，不是平衡状态；
C．△H取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，和是否平衡无关；
D．在恒温恒容条件下，容器内的压强和气体的物质的量成正比。

该反应是反应前后气体分子数不相等的反应，在平衡建立过程中，气体总物质的量一直在改变，只有达到平衡时，气体总物质的量才不再不变，即容器内压强才不变，所以当容器内气体的压强不变时，反应达到了平衡状态；
E ．N 2分子数与 O 2 分子数之比和起始投料以及转化率有关，当N 2分子数与O 2分子数比为 2:3时，反应不一定是平衡状态； 故选AD 。

②反应2Al 2O 3(s)+2N 2(g)
4AlN(s) +3O 2(g)，在起始时加入的是等物质的量的Al 2O 3与
N 2，由于反应物中只有N 2是气体，所以起始压强p 即为起始时N 2的分压，列三段式求K p ，已知平衡时N 2的转化率为α，则
()()()()
23222Al O s +2N g 4AlN s +30
1.5-g 1.5O p p p p p p ααα
α
垐垎噲垐
高温起始变化平衡
K p =32(1.5)()p p p αα-=32
(1.5)(1-)
ααp 。

③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，焦炭和氧气反应，放出热量。

焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移，从而促进反应的进行。

(2)①从图1可以看出，当ω(NH 4Cl)=3%时，ω(AlN)最大，所以最佳选择是ω(NH 4Cl)=3%。

②从图2可以看出，反应过程中温度会降低。

ω(NH 4Cl)=3%时的温度比ω(NH 4Cl)=1%时的温度降低得更多。

这是因为NH 4Cl 分解吸热，当ω(NH 4Cl)超过一定值后，NH 4Cl 分解吸热造成温度降低不利于Al 与N 2反应，导致ω(AlN)明显减少
(3)①AIN 粉末会缓慢发生水解反应，生成Al(OH)3和NH 3，AlN 粉末水解的化学方程式是AlN + 4H 2O
Al(OH)3 + NH 3•H 2O 。

②相同条件下，由于粒径为40nm 的AlN 粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm 的AlN 粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH 是相同
的。

粒径为40 nm 的AlN 粉末水解的变化曲线为。

4．用酸性KMnO 4和H 2C 2O 4（草酸）反应研究影响反应速率的因素。

一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO 2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO 4溶液已酸化）： 实验序号
A 溶液
B 溶液
①20 mL 0.1 mol·L－1H2C2O4溶液30 mL 0.01 mol·L－1KMnO4溶液
②20 mL 0.2 mol·L－1H2C2O4溶液30 mL 0.01 mol·L－1KMnO4溶液
（1）该反应的离子方程式___________________________。

（已知H2C2O4是二元弱酸）（2）该实验探究的是_____________因素对化学反应速率的影响。

相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是_________________＜_____________（填实验序号）。

（3）若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2（标准状况下），则在2 min末， c（MnO4－）＝__________mol/L（假设混合液体积为50mL）
（4）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定
_____________来比较化学反应速率。

（一条即可）
（5）小组同学发现反应速率总是如图，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：
①__________________________；②__________________________。

【答案】2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 浓度①② 0.0056 KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间该反应放热产物Mn2＋是反应的催化剂
【解析】
【详解】
（1）高锰酸钾溶液具有强氧化性，把草酸氧化成CO2，根据化合价升降法进行配平，其离子反应方程式为：2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；
（2）对比表格数据可知，草酸的浓度不一样，因此是探究浓度对化学反应速率的影响，浓度越大，反应速率越快，则①<②；
（3）根据反应方程式并结合CO2的体积，求出消耗的n(KMnO4)= 2×10－5mol，剩余
n(KMnO4)=(30×10－3×0.01－2×10－5)mol=2.8×10－4mol，c(KMnO4)=2.8×10－4mol÷50×10－
3L=0.0056mol·L－1；
（4）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率；
（5）t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①此反应是放热反应，温度升高，虽然反应物的浓度降低，但温度起决定作用；②可能产生的Mn2＋是反应的催化剂，加快反应速率。

5．在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：CO2(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H2(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10molN2(g)和10molH2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的体积分数为0.25。

（6）求该条件下反应N2(g)+3H2(g)2NH3(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N2，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】
()
()()
2
22
c(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
8V2(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。

6．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0.2molH 2O ，生成0.3molH 2，因此H 2O 和H 2的化学计量数之比为1：3，反应7min 时，消耗0.2molCH 4，生成0.2molCO ，因此CH 4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CH 4(g)＋H 2O(g)
CO(g)＋3H 2(g)，故答案为：CH 4(g)＋H 2O(g)
CO(g)＋3H 2(g)；
②根据方程式CH 4+H 2O ＝CO+3H 2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 (CH 4)＝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 。

7．某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL 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（气体体积已折算为标准状况下的体积），实验记录如下（累计值）： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL
50
120
232
290
310
（1）反应速率最大的时间段是__（填“0～1mi n”“1～2min”“2～3min”或“4～5min”），原因是__。

（2）反应速率最小的时间段是__（填“0～1min”“1～2min”“2～3min”或“4～5min”），原因是__。

（3）2～3min 时间段内，以盐酸的浓度变化表示该反应的速率为__。

（4）如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，该同学在盐酸中分别加入等体积的下列液体，你认为可行的是__（填序号）。

A ．蒸馏水 B ．NaCl 溶液 C ．Na 2CO 3溶液 D ．CuSO 4溶液
【答案】2～3min 该反应是放热反应，2～3min 时间段内温度较高 4～5min 4～5min 时间段内H +浓度较低 0.1mol ·L -1·min -1 AB 【解析】 【分析】
根据表格数据可得：“0～1min”产生氢气的量为50mL ，“1～2min”产生氢气的量为120mL-50mL=70mL ，“2～3min”产生氢气的量为232mL-120mL=112mL ，“4～5min”产生的氢气的量为310mL-290mL=20mL ，再根据公式m V c
n=v=V t
∆∆，速率分析解答问题。

【详解】
(1)反应速率最大，则单位时间内产生的氢气最多，“2～3min”产生氢气的量为232mL-120mL=112mL ，又因该反应是放热反应，此时间段内温度较高，故答案为：2～3min ；该反应是放热反应，2～3min 时间段内温度较高；
(2)速率最小，即单位内产生的氢气最少，4～5min 共产生20mL 氢气，主要原因是随着反应的进行，此时间段内H +浓度较低，故答案为：4～5min ；4～5min 时间段内H +浓度较低； (3) 根据公式m
V
n=
V ，“2～3min”产生氢气的量为232mL-120mL=112mL ，则()()22-1
m V
H 0.112L
n H =
==0.005mol V 22.4L mol
g ，根据方程式：Zn+2HCl===ZnCl 2+H 2↑可知，消耗HCl 的物质的量n(HCl)=2n(H 2)=0.01mol ，然后再根据c
v=
t
∆∆可求得盐酸的反应速率-1-10.01mol 0.1L
v(HCl)=
=0.1mol L min 1min
÷g g ，故答案为0.1 mol·L -1·min -1；
(4)加入蒸馏水和NaCl 溶液相当于降低盐酸浓度，反应速率减小，加入Na 2CO 3溶液，会消耗盐酸，则会减少生成氢气的量，CuSO 4溶液会消耗锌，会减少生成氢气的量，且反应放热会增大反应速率，故答案选AB 。

8．中国政府承诺，到2020年，单位GDP 二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。

CO 2可转化成有机物实现碳循环。

在体积为1L 的密闭容器中，充入1molCO 2和3molH 2，一定条件下反应：CO 2(g)+3H 2(g)CH 3OH(g)+H 2O(g)，测得CO 2和CH 3OH(g)的浓度随时间变化如
图所示。

（1）从3min 到9min ，v(CO 2)=__mol·
L -1·min -1（计算结果保留2位有效数字）。

（2）能说明上述反应达到平衡状态的是__（填编号）。

A ．反应中CO 2与CH 3OH 的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点）
B ．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C ．单位时间内生成1molH 2，同时生成1molCH 3OH
D ．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 （3）平衡时CO 2的转化率为__%。

（4）平衡混合气体中CO 2(g)和H 2(g)的质量之比是__。

（5）第3分钟时v 正(CH 3OH)__第9分钟时v 逆(CH 3OH)（填“＞”、“＜”“=”或“无法比较”）。

【答案】0.042 BD 75 22：3 ＞ 【解析】 【分析】
（1）3min到9min，根据CO2浓度变化计算CO2化学反应速率v(CO2)；
（2）化学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；
（3）由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，以此计算转化率；（4）结合各物质的平衡浓度，利用三段式法计算；
（5）第9分钟时达到平衡，υ逆（CH3OH）=υ正（CH3OH），随着反应的进行，正反应速率逐渐减小。

【详解】
(1)3min到9min，CO2浓度变化为0.5mol/L−0.25mol/L=0.25mol/L，CO2反应速率为：
0.25mol/L
=0.042mol/(L min)
9min-3min
⋅，故答案为：0.042；
(2)A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)，浓度相等而不是不变，故A错误；
B. 混合气体的物质的量为变量，则压强为变量，随着反应的进行，混合气体的压强不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，故B正确；
C. 单位时间内生成3molH2，同时生成1molCH3OH，则正逆反应速率相等，故C错误；
D. 混合气体的质量不变，混合气体的物质的量随着反应的进行是变量，则平均相对分子质量不随时间的变化而变化此时反应达到平衡，故D正确；
故答案为：BD；
(3)由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，则转化率为
0.75mol/L
×100%=75%
1mol/L
，故答案为：75；
(4)
()()()()
2232
CO g+3H g CH OH g+H O g (mol)1300
(mol)0.75 2.250.750.75
(mol)0.250.750.750.75
ƒ
起始
转化
平衡
则平衡时混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是
mol44g/mol
=
mol g mol
0.25
22:3
0.752/
⨯
⨯
，故答
案为：22:3；
(5)第9分钟时达到平衡，υ逆(CH3OH)=υ正(CH3OH)，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，则第3分钟时υ正(CH3OH) 大于第9分钟时υ逆(CH3OH)。

故答案为：＞。

【点睛】
平衡问题计算时一般采用三段法进行计算。

反应达到平衡时，υ逆=υ正。

9．化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。

(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在 400mL 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/min12345
氢气体积/mL (标准状况)100240464576620
①哪一时间段反应速率最大______min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)，原因是
______。

②求 3～4 min 时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率______(设溶液体积不变)。

(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是______ (填字母)。

A．蒸馏水 B．KCl 溶液 C．KNO3溶液 D．CuSO4溶液
(3)某温度下在 4 L 密闭容器中，X、Y、Z 三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图：
①该反应的化学方程式是______。

②该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)。

A．Y 的体积分数在混合气体中保持不变
B．X、Y 的反应速率比为 3:1
C．容器内气体压强保持不变
D．容器内气体的总质量保持不变
E.生成 1mol Y 的同时消耗 2mol Z
③2 min 内 Y 的转化率为_______。

【答案】2～3 min 该反应是放热反应，此时温度高，反应速率越大 0.025 mol/（L•min）CD 3X+Yƒ2Z AC 10%
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①相同条件下，反应速率越大，相同时间内收集的气体越多；由表中数据可知，反应速率最大的时间段是2～3 min，原因是：该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大；
②3～4分钟时间段，收集的氢气体积=(576-464)mL=112mL，
n(H2)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol，根据氢气和HCl关系式得消耗的
n(HCl)=2(H2)=2×0.005mol=0.01mol，则V(HCl)=0.01mol÷(0.4L×1min)=0.025 mol/(L•min)；(2)A．加入蒸馏水，氢离子浓度减小，反应速率降低，故A不选；
B．加入KCl溶液，氢离子浓度降低，反应速率降低，故B不选；
C．加入KNO3溶液，相当于含有硝酸，硝酸和Zn反应生成NO而不是氢气，故C选；D．加入CuSO4溶液，Zn和铜离子反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池而加快反应速
率，故D选；
故选：CD；
(3)①根据图知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加，则X和Y是反应物而Z是生成物，反应达到平衡时，△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-
0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol。

同一可逆反应中，同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比，X、Y、Z的计量数之比=0.6mol：0.2mol：
0.4mol=3：1：2，则该反应方程式为3X+Yƒ2Z；
②A．Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，故A正确；
B．X、Y的反应速率比为3：1时，如果反应速率都是指同一方向的反应速率，则该反应不一定达到平衡状态，故B错误；
C．反应前后气体压强减小，当容器内气体压强保持不变时，各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，故C正确；
D．容器内气体的总质量一直保持不变，故D错误；
E．只要反应发生就有生成1molY的同时消耗2molZ，故E错误；
故选：AC；
③Y的转化率=反应的n(Y)÷反应初始n(Y)×100%=(1-0.9)÷1×100%=10%。

10．为了减轻大气污染，可在汽车尾气排放处加装“催化净化器”装置。

（1）通过“催化净化器”的CO、NO在催化剂和高温作用下可发生可逆反应，转化为参与大气循环的无毒混合气体，写出该反应的化学方程式：__。

（2）在一定温度下，向1L密闭恒容容器中充入1molNO、2molCO，发生上述反应，10s时反应达到平衡，此时CO的物质的量为1.2mol。

请回答下列问题：
①前10s内平均反应速率v(CO)=___。

②在该温度下反应的平衡常数K=___。

③关于上述反应，下列叙述正确的是___(填字母)。

A．达到平衡时，移走部分CO2，平衡将向右移动，正反应速率加快
B．扩大容器的体积，平衡将向右移动
C．在相同的条件下，若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍，使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍，则应该选用乙催化剂
D．若保持平衡时的温度不变，再向容器中充入0.8molCO和0.4molN2，则此时v正>v逆
④已知上述实验中，c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图：。