化学化学反应的速率与限度的专项培优易错难题练习题(含答案)

1、化学化学反应的速率与限度的专项培优易错难题练习题(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 .二氧化氮在火箭燃料中可用作氧化剂，在亚硝基法生严流酸甲可用作催化剂，但直接将二氧化氮排放会造成环境污染。已知反应 CH4(g) +2NO2(gLN2(g) +CQ(g) + 2H2O(g),起始 时向体积为V的恒容密闭容器中通人 2mol CH4和3mol NO2,测得CH4.、N2、H2O的物质的 量浓度与时间的关系如图所示。容器体积V=L。(2)图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线 .(填“甲” "乙”或"丙")。(3)0 5min内，用N

2、2表示的化学反应速率为 mol L-1 - min-1。(4)a、b、c三点中达到平衡的点是 。达到平衡时，NO2的转化率是 (物质平衡转化=转化的物质的量/起始的物质的量X 100%)。(5)a 点时，c(CO2) =mol L-1 (保留两位小数)，n( CH4):n(NO2)【答案】2 甲 0.1 c 80%或0.8 0.33 4:5【解析】 【分析】依据图像，根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比确定甲、 乙、丙三条曲线分别代表 CH4.、N2、H2O中的哪种物质；依据单位时间内浓度的变化，计 算出0 5min内，用N2表示的化学反应速率；达到平衡时的判断依据。【详

3、解】(1)起始时向体积为 V的恒容密闭容器中通人 2 mol CH4和3 mol NO2,测得CH4.、N2、 H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示，CH是反应物，即起始时的物质的量浓度为1.0mol L-1,依据 c=,得 V=_2mm=2L;V c 1mol L(2)由(1)可知，丙代表 CH,从开始到平衡时，甲代表的物质的物质的量浓度增加量：1.2mol L-1,乙代表的物质的物质的量浓度增加量：0.6mol L-1,故从开始到平衡时，甲代表的物质的物质的量浓度增加量：1.2mol L1 x 2L=2.4mol故从开始到平衡时，乙代表的物质的物质的量浓度增加量：0.6mol L-1x

4、 2L=1.2mol根据反应物、生成物反应前后物质的量变 化之比等于物质的量之比，故甲代表H2O的物质的量浓度与时间关系，乙代表N2的物质的量浓度与时间关系；(3)乙代表N2的物质的量浓度与时间关系，0 5 min内，N2的物质的量浓度变化量为：0.5mol L-1 - 0=0.5mol L-1,- v(N2)= 0.5mo=0/moi l-1 min -1;5min(4)当达到平衡时反应物、生成物的浓度不再随着时间的变化而变化，故a、b、c三点中达到平衡的点是 c；达到平衡时，c(N2)=0.6mol L-,即从开始平衡，用的物质的量增加了：0.6mol L-1X 2L=1.2mql CH(

5、g) +2NO2(gLN2(g) +CO2(g) + 2H2O(g),依据方程式中反应物、 生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，即从开始到平衡，NQ的物质的量变化量为：1.2mol X2=2.4mo|故达到平衡时，NO2的转化率是2.4m01 100% =80%；3mo1(5)设 a点时的浓度为 xmolL-1, CH4(g) +2NO2(gLN2(g) +CQ(g) + 2H2O(g),依据方程式中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，(1.0-x)： x=1:2, x=0.67,n(H 2O) =0.67mol L_1 x 2L=1.34mqln(CH4):

6、n(NO2): n(N 2): n(COz): n(H 2O) =1：2:1:1:2, a 点时,n(CO 2) =0.67mol, c(CC2) = 0.67m01 =0.33mol L-1 ；(CH 4) =0.67mol ,2Ln(NC 2) =1.34mol,故 a 点时,n( CH4):n(NC2)=(2mo1-0.67mo1) : (3mol-1.34mol)=4:5。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

7、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)00.240.360.400.40050s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

8、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 *3mi0l/(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；c(2)根据期二c计算； t(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4 n(X) ： n(Y) : n(Z)=0

9、.1mol : 0.3mol : 0.2mol=1 : 3: 2,则反应 的化学方程式为 3X+Y?2Z;(2)050s内，NH物质的量变化为0.24mol ,根据方程式可知，Nb物质的量变化为0.12mol , p(Z)= c 二 °"2mo = 1.2 X10-3mol/(L s); t 2L 50s(3)断裂1molN 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+N?2NH,生成2mol氨气，断键吸U的能量是946kJ+436kJ X 3=2254 kJ,成键放出的能量是391kJX 6

10、=2346 kJ,则生成 1mol NH3过程中放出的能量为2346 kJ-2254 kJ =46kJ .反应达到(2)中的平衡状态时生成 0.4mol氨气，所以放2出的能量是 46kJX0.4=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NH,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

11、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) ,*mZ4AlN(s) +3O2(g) H>0。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. AH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在起始压强为p的反应体系中，平衡时N2的转化率为“，则上述反应的平衡常数Kp(对于气相反应，用某组分

12、 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 Kp,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)。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NH4C1固体可促进反应。将等质量的A1粉与不同量的NH4C1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co(AlN)随原料中UNH4C1)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。贝U：固体混合物中，UNH4C1)的最佳选择是。结合图2解释当0XNH4CI)超过一定值后，co(

13、AlN)明显减少的原因。4100 nm的AlN粉末水解时溶液 pH的变化如图3(3)AIN粉末会缓慢发生水解反应，粒径为 所示。AlN粉末水解的化学方程式是 。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 。3一一一(1.5 a)【答案】AD 二 : p消耗02、提供能量，均能使平衡向右移动3 % NH4C1分解吸热(1-a)造成温度降低，不利于 Al与N2反应 AlN + 4H20Al(0H)3 + NH3?H2O【解析】【分析】(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；平衡时N2的转化率为由于反应物中只有 N2是气体

14、，所以起始压强 p即为起始时N2 的分压，列三段式求 Kp；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)根据图像分析，当 co(NH4Cl)=3%寸，co(AlN)最大；从图2可以看出，反应过程中温度会降低。co(NH4Cl)=3%寸的温度比co(NH4Cl)=1%时的温度降低得更多。这是因为NH4Cl分解吸热，当co(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co(AlN)明显减少；(3)AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成 Al(OH)3和NH3；相同条件下，由于粒径为40nm的

15、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)A.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(。2)时，正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，但2v正(N2)=3v逆(。2)表示的正逆反应速率不相等，不是平衡状态；C. AH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

16、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. N2分子数与O2分子数之比和起始投料以及转化率有关，当N2分子数与O2分子数比为2:3时，反应不一定是平衡状态；故选AD。反应2Al2O3(s)+2N2(g)揖&1M 4AlN(s) +3O2(g),在起始时加入的是等物质的量的AI2O3与N2,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Kp,已知平衡时N2的转化率为& ,则2A12O3 s +2N2 g铲隘4AlN s+3O2 g起始p0变化p1.5p平衡p-

17、 p1.5p/ (1.5p )3(1.5 )3Kp=2 =2P。(P P )(1-)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)从图1可以看出，当co(NH4Cl)=3%时，co(AlN)最大，所以最佳选择是co(NH4Cl)=3%。从图2可以看出，反应过程中温度会降低。co(NH4Cl)=3%寸的温度比co(NH4Cl)=1%时的温度降低得更多。这是因为NH4Cl分解吸热，当co(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

18、应，导致co(AlN)明显减少(3)AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成 Al(OH)3和NH3, AlN粉末水解的化学方程式是AlN+ 4H2O ：- Al(OH)3 + NH3?H2O。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.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) +3H2(g)=i2NH3(

19、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 3mmolH2c.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/minCH4(mol)H2O(mol)CO(mol)H2(mol)00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64写出工业用天然气原料制取氢气的化学方程式：。分析表中数

20、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)=。反应在710min内，CO的物质的量减少的原因可能是(填字母)。a.减少CH的物质的量b.降低温度c升高温度d.充入H2【答案】c CH+ H2O(g)'工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)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；根据平衡时物质的浓度不再发生变化分析

21、；根据反应速率=c/ t计算；反应在710min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，

22、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)由表中数据可知，反应 5min ,消耗0.2molH2。，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) 一上一CO+ 3H2(g),故答案为：CH4(g)+ H2O(g) 一二一CO(g)+ 3H2(g)；根据方程式 CH4+H2O=CO+3限结合表中数据可知 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0.2m

23、ol ,浓度是0.1mol/L ,则反应的平均反应速率v(CH4) =0.1mol/L + 5nmn0.02 mol L 1 min 1,故答案为：是；0.020mol L-1 min-1 ；反应在710min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：do5.在2L密闭容器内，800c时反应2NO(g)+O2(g) - 2NOg)体系中，n(NO)随时间的变化如表：时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上述反应(填 是"或 不是"可逆反应。(2

24、)如图所示，表示 NO2变化曲线的是 。用O2表示01s内该反应的平均速率v=。O.tUn012 3 /A(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，01s内，？n(NO)=0.01mol,则可计算出用 O2表示01s内该反应的平均速率 v

25、。(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(O2)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(NO2)=0.007mol,从而确定表示NO2变化的是曲线b。从表中数据可以得出，。1s内，？n

26、(NO)=0.01mol ,则可计算出用。2表示01s内该反应的平均速率v= 0.005moi =0.0025mol/(L s)。答案为:2L 1sb；0.0025mol/(L s);a不合题(3)a.不管反应进行到什么程度，总有v(NO2)=2v(O2),所以不一定达平衡状态,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(O2)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

27、应不一定达平衡状态，d不合题意；故选bco答案为：bco【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。6.将气体A、B置于固定容积为2L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，达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol, C的物质的量为0.8mol。用C表示10s内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 。(4)平衡后，若改变下列条件，生成 D的速率如何变化(填增大"、微小&qu

28、ot;或不变”) 降低温度 ;增大A的浓度;恒容下充入速气 。(5)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号)。A. v(B)=2v(C)B.容器内压强不再发生变化C. A的体积分数不再发生变化D.器内气体密度不再发生变化E.相同时间内消耗 n mol的B的同时生成2n mol的D(6)将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH4l(s)? NH3(g)+HI(g),2HI(g)? H2(g)+I2(g)。当反应达到平衡时，c(H2) = 0.5mol L-1 , c(HI)=4mol L-1 ,则 N% 的浓度为。【答案】0.04mol/(L?s) 1.5mol/L

29、 0.4mol/L 减小增大不变 C 5molL-1 【解析】【分析】【详解】(1)由题可知，10s内，C的物质的量增加了 0.8mol ,容器的容积为2L,所以用C表示的反 应速率为： v(C) c n 0.8mo1 =0.04molgL 1gs 1 ；t V t 2L 10s(2)由题可知，平衡时 A的物质的量为1.8mo1,且容器中C的物质的量为0.8mo1；又因为发 生的反应方程式为：3A(g) B(g)麻为2C(g) 2D(g),所以反应过程中消耗的A为1.2mo1,那么初始的 A为3mol,浓度即1.5mo1/L;由于初始时，只向容器中加入了 A和B,且平衡时生成的 C的物质的量为

30、0.8mo1,又因 为C和D的化学计量系数相同，所以生成的D也是0.8mo1,那么浓度即为 0.4mo1/L ；(4)降低温度会使反应速率下降，所以生成D的速率减小；增大A的浓度会使反应速率增大，生成 D的速率增大；恒容条件充入惰性气体，与反应有关的各组分浓度不变，反应速率不变，因此生成D的速率也不变；(5)A.由选项中给出的关系并不能推出正逆反应速率相等的关系，因此无法证明反应处于 平衡状态，A项错误；B.该反应的气体的总量保持不变，由公式 pV nRT ,恒温恒容条件下，容器内的压强 恒定与是否平衡无关，B项错误；C. A的体积分数不变，即浓度不再变化，说明该反应一定处于平衡状态，C项正确

31、；D.根据公式：m,容器内气体的总质量恒定，总体积也恒定，所以密度为定值，与是否平衡无关，D项错误；E.消耗B和生成D的过程都是正反应的过程，由选项中的条件并不能证明正逆反应速率相等，所以不一定平衡，E项错误；答案选C；(6)由题可知，NH4I分解产生等量的 HI和NH3； HI分解又会产生 H2和I2；由于此时容器内 c(H2)=0.5mo1/L ,说明HI分解生成H2时消耗的浓度为 0.5mo1/L x 2=1mo1/L ,又因为容器内 c(HI)=4mo1/L,所以生成的 HI的总浓度为5mo1/L ,那么容器内NH3的浓度为5mo1/L。【点睛】通过反应速率描述可逆反应达到平衡状态，若

32、针对于同一物质，则需要有该物质的生成速 率与消耗速率相等的关系成立；若针对同一侧的不同物质，则需要一种描述消耗的速率， 另一种描述生成的速率，并且二者之比等于相应的化学计量系数比；若针对的是方程式两 侧的不同物质，则需要都描述物质的生成速率或消耗速率，并且速率之比等于相应的化学 计量系数比。7.碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如CO2、C。CH4、CH30H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CQ和NH3为原料合成尿素是利用 CQ的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可 表不如下：反应 I: 2NH3(g)+CQ(g) ? NH2COONH4(s) ?Hi反应

33、II: NH2COONH4(s) ? CO(NH2)2(s)+H2O(g) ?H2=+72.49kJ/mol总反应：2NH3(g)+CQ(g) ? CO(NH2)2(s)+H2O(g) ?H3=-86.98kJ/mol请回答下列问题：反应 I 的？Hi=_kJ/mol。反应II 一般在_(填高温或 低温")条件下有利于该反应的进行。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

34、CQ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： CQ(g)+3H2(g尸CH30H(g)+H2O(g) ?HO测得CH30H的物质的量在不同温度下随时间的变化关 系如图所示。根据图示判断？H_0(填“皱“<”。)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、bmolH2cmolCH30H(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CH30H(g)表示的化学反应速率为_,此温度下的化学

35、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 CQ 还原为甲烷，反应为 CQ(g)+4H2(g)? CH4(g)+2H2O(g)o ShyamKattel 等 结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CC2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_。能量eVo.?o+o4>.S-1-0

36、-l.S-2.0反应历程【答案】-159.47 高温 BD < 0.02molL-1 min-1 0.18 0.4<c<1 吸收热量gOH+gH=H2O(g)【解析】【分析】(1)根据盖斯定律计算反应I的？Hi ；根据复合判据H T S 0分析。根据平衡标志分析；(2) 由图象可知，血温度下反应速率快，所以T2>T1；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gc。goH、gH+3H2(g)生成 gCO+3H2(g)+H2O。【详解】(1) 反应 I:

37、2NH3(g)+CQ(g)? NH2COONH(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 ;NH2COONH(s)? CO(NH2)2(s)+H2O(g) ?H>0,气体物质的量增大 ？S>0,根据复合判据H T S 0, 一般在高温条件下有利于该反应的进行；A.在体积固定

38、的密闭容器中按计量比投料进彳T反应，容器中气体物质始终是NH3(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(CQ)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，血温度下反应

39、速率快，所以 T2>T1；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;设达到平衡是,CO2转化了 xmol/L,根据三等式，有:CO2 g 3H2g开始0.51.5转化 x3x平衡 0.5 x 1.5 3xCH3OH g H2O g00xxxx甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则0.5 x 1.5 3x x x0.5+1.50.8, x=0.2；反应10min内甲容器中以 CH30H(g)表示的化学反应速率为 "2m"/。0.02mol L1 min-1, 10 min02 02此温度下的化学平衡常数为2 0.18;0.3 0

40、.93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 CQ(g)+3H2(g尸CH30H(g)+H20(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CQ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0.2mol/L x 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gC。gOH、gH+3H2(g)生成gCO+3H2(g)+H2O

41、,反应方程式是gOH+gH=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。8.从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2H2+O2=2H2。(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)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。化

42、学键的键能:化学键H-HO= OH-O键能 kJ mol-1436496463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2molH 2中的化学键1molO2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2H2+O2=2H2。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H2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，

43、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2molH2中的化学键436X 2=872kJ,拆开1moQ2中的化学键496kJ,共吸收1368 kJ, 形成4molH-O键，放出463X4=1852 kJ ,反应的总能量变化为放出4

44、84 kJ ;(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 2molH2参与反应，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。9.合成气(CO+建)广泛用于合成有机物，工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气。(1)在150c时2L的密闭容器中，将 2molCH4和

45、2molH2O(g)混合，经过15min达到平衡，此时CH4的转化率为60%。回答下列问题：从反应开始至平衡，用氢气的变化量来表示该反应速率v(H2)=_。在该温度下，计算该反应的平衡常数K=_o下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是。A. v(H2)逆=3v(COkB.密闭容器中混合气体的密度不变C.密闭容器中总压强不变D. C(CH)=C(CO)(2)合成气制甲醍的反应方程式为2CO(g)+4H2(g)= CH3OCH3 (g) +H2O(g)H=bkJ/mol。有研究者在催化剂(CuZnAlO和A12O3)、压强为5.OMPa的条件下，由 H2和CO直接制备甲醛，结果如图所示。290c

46、前，CO转化率和甲醛产率的变化趋势不一致的原因是b_0,(填 法”或 之"或“='理由是_。(3)合成气中的氢气也用于合成氨气：N2+3H2=2NH3。保持温度和体积不变，在甲、容器体积起始物质平衡时NH3 的物质的量平衡时N2的 体积分数反应开始时的 速率平衡时容器内压强甲1L1molN2+3molH21.6mol(j)甲Y甲P甲乙1L2molN2+6molH2mmol(j)乙Y乙P乙丙2L2molN2+6molH2n2mol(j)丙Y丙P丙,A. ni=n2=3.2B. （|）甲=（）丙（）乙 C. 丫乙 丫丙 丫甲D. P乙P甲=P丙乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如

47、下表。则下列说法正确的是 平衡后，升高温度，产率降起始浓度（mol / L）（1）转化浓度（mol / L）平衡浓度（mol/L）巩10.60.4H2O ?10.60.4CO + 3H2000.61.80.61.8【答案】0.12mol - L-1 - min-1 21.87 AC有副反应发生 低 BD1.8mol / L-1.-1v(H2)= =0. 12mol L1 min 1;15minc COK-C CH4c3 H2 c H2O30.6 1.80.4 0.4=21.87mol2?L-2;A. v逆（H2） = 3v正（CO）,根据反应速率之比等于化学计量数之比有v正（H2）=3v正（C

48、O）,故v逆（H2） = v正（H2）,反应已达到平衡状态，选项A选；B.参与反应的物质均为气体，气体的总质量不变，反应在恒容条件下进行，故密度始终保持不变，密闭容器中混合气体的密度不变，不能说明反应已达到平衡状态，选项B不选;C.同温同压下，气体的压强与气体的物质的量成正比，该反应正反应为气体体积增大的反应，密闭容器中总压强不变，则总物质的量不变，说明反应已达到平衡状态，选项C选;D.反应开始时加入 2 mol CH4和2 mol H2O（g）,反应过程中两者的物质的量始终保持相等，c（ CH4）= c（ CO）不能说明反应已达到平衡状态，选项 D不选。答案选AC；（4）290c前，CO转化

49、率随温度升高而降低，根据反应2CO（g） +4H2（ g）CH3OCH3 （g） + H2O（g）可知甲醍是生成物，产率应该降低，但反而增大，证明 还有另外的反应生成甲醛，即CO的转化率和甲醛产率的变化趋势不一致的原因是有副反应发生；根据图中信息可知，平衡后，升高温度，产率降低，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应， H=bv0。(3)根据表中数据知，甲丙中各反应物的浓度相等，所以相当于等效平衡，平衡时N2的体积分数相等；乙中各反应物浓度是甲的2倍，且压强大于甲，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，所以平衡时乙中冲的体积分数小于甲；A.甲丙中各反应物的浓度相等，n2=

50、3. 2,乙压强大于甲乙，平衡正向移动，ni>3. 2,选项A错误；B.甲丙为等效平衡，平衡时 N2的体积分数相等 。甲二4丙，乙压强大，平衡正向移动，平 衡时乙中N2的体积分数小于甲，故 小甲二。丙。乙，选项B正确；C.甲丙中各反应物的浓度相等，为等效平衡，反应速率相等，丫丙二Y甲，乙中各反应物浓度平衡时接近甲丙的二倍，反应速率较大，y乙丫丙二丫甲，选项C错误；D.体积相同的容器中，甲丙等效，单位体积气体总物质的量浓度相同，压强相等P甲二P丙，乙中平衡时单位体积气体总物质的量接近甲丙的二倍，P乙P甲二P丙，选项D正确。答案选BD。 【点睛】本题考查了化学平衡影响因素分析判断，平衡计算分

51、析，主要是恒温恒压、恒温恒容容器 中平衡的建立和影响因素的理解应用。等效平衡原理的理解和应用是解答的难点和易错 点°10.恒温恒容下，将 2mol A气体和1mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生反应：2A(g)+B(g)=xC(g)+ 2D(s), 2 min达平衡，测得平衡时 A的物质的量为1.2mol , C的浓度为一一 .-10.6mol L-。(1)从开始反应至达到平衡状态，生成B的平均反应速率为 。(2)x=。(3)A的转化率与B的转化率之比为 。(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是 。A. D的质量不再变化B.压强不再变化C.气体密度不再变化D.气体

52、的平均相对分子质量不再变化E.A的消耗速率与 B的消耗速率之比为 2 ： 1(5)请结合(4)总结化学平衡状态的判断依据有哪些： (至少写出2条)。【答案】0.1 mol L71 min 1 3 1： 1 ACD正反应速率二逆反应速率，体系中各种物质的质量、物质的量不变【解析】【分析】反应前，A的浓度=2moi =1mol/L b的浓度 J mo =0.5mol/L ,平衡时，A的浓度2L2L=0.6mol/L,说明A的浓度减小了 0.4mol/L, C的浓度为0.6mol/L ,说明C的浓度1.2mol2L增大了 0.6mol/L,所以:起始浓度/mol 变化浓度/mol 平衡浓度/mol2

53、A g + B g =xC g +2D sL-110.500L-10.40.20.60.41L10.60.30.60.4,据此分析解答。【详解】=0.1 mol L 1 min 1,故答案为:0.1 mol L1 min 1;0.2mol/L(1)v(B尸一2min(2)同一反应用不同的物质表示的反应速率之比二化学计量数之比，故 0.4:0.6=2:x,解得：x=3,故答案为：3;A的转化率=04 100% =40%, B的转化率=02 100% =40%所以，A的转化率与B 10.5的转化率之比为1:1,故答案为：1:1;(4) 2A(g)+B(g)=3C(g)+ 2D(s)A.若反应还未平

54、衡，体系中反应物的质量将减小，生成物的质量将增大，D的质量不变，说明已达到平衡时，A正确；B.该反应是一个气体分子数不变的反应，压强不变，不能说明已达平衡，B错误；C.该反应是气体质量减小的反应，容器的体积不变，密度不再变化，说明气体的质量不再 变化，说明已达到平衡，C正确；D.该反应是气体的物质的量不变、气体的质量减小的反应，气体的平均相对分子质量不再变化，说明气体的平均摩尔质量不再变化，那么气体的质量不再变化，已达平衡，D正确；E. A与B都是反应物，描述的都是正反应速率，不能说明是否平衡，E错误；故答案为：ACD;(5)达到平衡时，正反应速率=逆反应速率，体系中各种物质的质量、物质的量均不变，所 以，化学平衡状态的判断依据有：正反应速率=逆反应速率，体系中各种物质的质量、物质的量不变，故答案为：正反应速率=逆反应速率，体系中各种物质的质量、物质的量不变。11.二甲醍(CH3OCH)被称为21世纪的新型燃料，25C, 101kPa时呈气态，它清洁、高效、具有优良的环保性能。92g气态二甲醍25 c, 101kPa时燃烧放热2910kJ。(1)当燃烧放热582kJ热量时，转移的电子数为 。(2)已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是 285.8