备战高考化学易错题精选-化学反应的速率与限度练习题及详细答案

1、备战高考化学易错题精选-化学反应的速率与限度练习题及详细答案一、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 。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, 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)=。已知：键能指在标准状况下，将1mol气态分

2、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 X3mbl/(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

3、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，贝U 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) 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c 0.12mol30.12mol , <Z)= 1.2 x 10- mol/(L s

4、);t 2L 50s(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+Nz?2NH,生成2mol氨气，断键吸收的能量是946kJ+436kJx 3=2254 kJ，成键放出的能量是391kJX 6=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 46kJX 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

5、，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 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. (1)已知3H2(g)+N2(g)= 2NH3(g)，某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示：t/s050150250350n (

6、NH3)/mol00.240.360.400.40050s内的平均反应速率 v(N2)=_。(2) 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1molNH3过程中_ (填 吸收”或 放出”的能 量为_。(3 )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(4) CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CH

7、4与CQ制备 合成气” (COH2)。科学家提出制备合成气”反应历程分两步：反应：CH4(g)= C(ads)+2H2(g)(慢反应)反应：C(ads)+CQ(g)= 2CO(g)(快反应)上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图:f'lLJ-mol辰向 用称反应肪程CH4与CQ制备 合成气”的热化学方程式为 。能量变化图中：E5+E1_E4+E2 (填”、 或【答案】1.2 10 3mol L 1 s1放出46kJ bCH4 g +CO2 g ? 2CO g +2H2 g AH =+ E3-E1 kJ/mol <【解析】【分析】【详解】(1) 根据化学反应速

8、率之比等于物质对应计量数之比可知，050s内的平均反应速率0.24molv N2NH312 1.2 10 3mol L1 s1 ；2250s(2) 该反应中反应物总键能为 (3 X 436+946)kJ/mol=2254 kJ/mol生成物的总键能为 6X 391kJ/mol=2346 kJ/mol，反应物总键能小于生成物总键能，由此可知，生成2molNH3时，放出92kJ(2346-2254) kJ=92 kJ能量，则生成1molNH3过程中放出能量为=46kJ ;2(3) a 降低温度会使化学反应速率降低，故a不符合题意；b 增大压强能够增大化学反应速率，故b符合题意；c. 恒容时充入 H

9、e气，各组分的浓度未发生改变，化学反应速率不变，故c不符合题意；d. 恒压时充入He气，容器体积将增大，各组分浓度将减小，化学反应速率将减小，故d 不符合题意；e. 及时分离NH3，将使体系内压强降低，化学反应速率将减小，故e不符合题意；故答案为：b ；(4) 由图可知，1molCH4(g)与 1molCO2(g)的总能量为 E1kJ, 2molCO(g)与 2molH2(g)的总能 量为巳kJ，生成物总能量高于反应物总能量，该反应为吸热反应，则由CH与CQ制备 合 成气”的热化学方程式为：CH4 g +CO2 g ? 2CO g +2H2 g AH =+ E3-E1 kJ/mol ；反应为慢

10、反应，反应为快反应，由此可知反应的活化能大于反应的活化能，即E-E1>E5-E2，故E5+E1 <E4+E2o3. 现代工业的发展导致 CO2的大量排放，对环境造成的影响日益严重，通过各国科技工作者的努力，已经开发出许多将CQ回收利用的技术，其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题：(1 )在催化转化法回收利用CQ的过程中，可能涉及以下化学反应：宀3 CQ(g)+2H2O(1)噲 Q CHOH(1)+3O2(g) H=+727kJmol-1 G=+703kJmol-12 CO2(g)+2H2O(1)垐 CH4(g)+2O2(g) H=+890kJ - mol-1 G=+818kJ

11、- mol-1 CQ(g)+3H2(g)噲 9 CH3OH(1)+H2O(1) H=-131kJ mol-1 G=-9.35kJmol-1 CQ(g)+4H2(g)噲 9 CH4(g)+2H2O(1) H=-253kJ - mol-1 G=-130kJ - mol-1从化学平衡的角度来看，上述化学反应中反应进行程度最小的是_，反应进行程度最大的是。(2) 反应CQ(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)称为Sabatier反应，可用于载人航空航天工业。我 国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。 在载人航天器中利用Sabatier反应实现回收CQ再生O2,其反应过程如

12、图所示，这种方法再生O2的最大缺点是需要不断补充 (填化学式)。 在1.5 MPa，气体流速为20 mL - min时研究温度对催化剂催化性能的影响，得到CQ的转化率(%)如下：劇XI2oo r220 r280七300 T：320 XT360 T：Co4 N/ jUji 込8.037.374, £Mr 490.】Co/AIO0.2a 72.0t- J r. T17.659, 8分析上表数据可知： (填化学式)的催化性能更好。 调整气体流速，研究其对某一催化剂催化效率的影响，得到CO2的转化率()如下:气体淹遠/ mL » riHfiISO300矗220電:时1VIO T16

13、b T：H)lift25. 14V. S* 2S3, ft97. 2歸0弼“0wr2fiB, 772. 779 , 882. i40a 25. 2|JP361. 2g 271 3500.25, 0IOP ()5G. Q5*> 561. 264. 16»J. 1分析上表数据可知：相同温度时，随着气体流速增加，CO2的转化率 (填“增大”或“减小”)，其可能的原因是 在上述实验条件中，Sabatier反应最可能达到化学平衡状态的温度是 ，已知初始反应气体中V(H2)：V(CQ) =4:1,估算该温度下的平衡常数为 (列出计算表达式)。(3) 通过改变催化剂可以改变CO2与H2反应催

14、化转化的产物，如利用Co/ C作为催化剂，反应后可以得到含有少量甲酸的甲醇。为了研究催化剂的稳定性，将Co/C催化剂循环使用，相同条件下，随着循环使用次数的增加，甲醇的产量如图所示，试推测甲醇产量变 化的原因 。(已知 Co的性质与Fe相似)【答案】 H2 CO4N/AI2O3减小 气流流速加快，导致反应物与催化剂接触时间不20.98 20.98够360 C4反应产生的甲酸腐蚀催化剂，使催化剂活性降低0.02 40.02【解析】【分析】(1) 在温度、压强一定的条件下，反应总是向Gv0的方向进行，由此判断。(2) 分析反应过程图，CQ、02、H2O属于循环过程中始终在循环过程中的，而H2属于循

15、环过程中加入的，由此可知正确答案； 分析表中数据，在相同温度下，对比不同催化剂时CO2的转化率可选择出催化性能更好的催化剂； 分析表中数据，在温度不变的情况下，气流速度增大，CQ的转化率逐渐降低，据此分析原因； 分析表中数据，大部分数据显示，在气流速度不变的情况下，CO2的转化率随着温度的增大而逐渐增大，但增大的幅度在逐渐减小，故在上述实验条件中，Sabatier反应最可能达到化学平衡状态的温度是 360 C,根据此时CO2的转化率，计算该温度下的平衡常数；(3) 由图可知，随着 Co/C催化剂循环次数的增多，甲醇的产量逐渐降低，说明该催化剂 在循环过程中受到一定程度的影响，结合产物的性质进行

16、分析；【详解】(1) 分析四个反应，根据在温度、压强一定的条件下，反应总是向Gv0的方向进行， 反应的 G越小反应进行程度越大，反之反应进行的程度就越小，故上述化学反应中反应 进行程度最小的是，反应进行程度最大的是。答案为：；(2) 分析循环图，只有 H2需不断补充，答案为：H2； 对比表中的数据，在相同温度下，催化剂为CC4N/AI2O3时，CO2的转化率更大，答案为：C04N/AI2O3； 分析表中数据，温度不变时，随着气体流速的逐渐增大，CO2的转化率逐渐减小，可能是气体流速过快，来不及和催化剂充分接触，导致CO2的转化率减小。答案为：减小；气流流速加快，导致反应物与催化剂接触时间不够；

17、 分析表中数据，大部分数据表明，在320 C至360 C时，气体流速不变的情况下，CO2的转化率的增大幅度在逐渐减小，由此可知Sabatier反应最可能达到化学平衡状态的温度是360 C,结合题中所给信息，选择气体流速为10mL min-1时CQ的转化率进行计算。已知初始反应气体中 V(H2)：V(CO2)=4:1，根据在密闭容器里，全部由气体参与的反应中，压V(H2)：V(CO2) = n (H2)： n(CO2)=4:l,强、温度不变时，气体的体积比等于物质的量之比，可知 设初始气体中H2的物质的量为4mol, CO2的物质的量为1mol，则有:CO2 g 起始物质的量(mol) 1 转化

18、物质的量(mol) 0.98 平衡物质的量(mol)0.024H2 gCH4 g404 0.980.9841-0.980.982H2O g02 0.982 0.98=气体物质的量浓度之比，可知该温度下，该反应的平衡常数c CH4 c2 H2OK= -4C CO2 C- H20.980.0222 0.984 04 0.02在密闭容器中，全部由气体参与的反应中，平衡时气体的物质的量之比20.98 20.98答案为：360 C；40.02 40.02(3) 根据题中催化剂循环次数和甲醇产量的关系：催化剂的循环次数越多，甲醇的产量逐 渐降低，说明催化剂一定程度受到了其他物质的影响，结合题给信息：用Co

19、/ C作为催化剂，反应后可以得到含有少量甲酸的甲醇。又已知Co的性质与Fe相似，说明甲酸可与催化剂中的Co进行反应，故催化剂的活性降低，进而影响甲醇的产量，答案为：反应产生 的甲酸腐蚀催化剂，使催化剂活性降低。4光气(COC2)常作有机合成、农药、药物、燃料及其他化工制品的中间体。(1) COC2结构与甲醛相似，写出COC2电子式;解释COC2的沸点比甲醛高的原因(2)密闭容器中吸热反应C0Q(g)=Cl2(g)+C0(g达到平衡后，改变一个条件，各物质的浓度变化如图所示(1014min时有一物质浓度变化未标出)。说明该反应已达到平衡状态的是a. C(COC2)=C(C2)b. ?正(COC2

20、)=?逆(CO)c. 容器内温度保持不变d 容器内气体密度保持不变410min平均反应速率v(COC2)为;10min时改变的反应条件是04min、810min理由。和1618min三个平衡常数依次为 K1、K2、K3，比较其大小【答案】均为分子晶体，COC2式量较大，范德华力较强，沸点较高bc0.0025mol/(L min)【解析】【分析】(1 )甲醛的结构式是分离出CO K<K2=K3 4min时改变条件为升温，吸热反应升温K变大C. =O ; COC2的相对分子质量大于甲醛;(2 根据平衡标志分析；根据c-计算410min平均反应速率 v(COC2);由图象可知10min时CO的

21、浓度突然10min时Cb的浓度逐渐增大；4min时改变的条件是升高温度、14min时，各物质浓度均减小，改变的减小，后逐渐增大，根据图象可知，条件是减小压强。【详解】(1 )甲醛的结构式是c=o，COC2结构与甲醛相似,：()：COC2电子式是总*齐;甲醛、COC2均为分子晶体，COC2式量较大，范德华力较强，沸点较高;a；(2a. c(COC2)=c(Cl2)时，浓度不一定不再改变，反应不一定平衡，故不选?正(COC2)=?逆(CO), 定平衡,b .反应达到平衡状态时，正逆反应速率比等于系数比, 故选b;c.正反应吸热，密闭容器内温度是变量，容器内温度保持不变，反应一定平衡，故选c;d 气

22、体质量不变、容器体积不变，根据mV，密度是恒量，容器内气体密度保持不变，不一定平衡，故不选d;选bc; 根据图象，410min 内 COC2 浓度变化是 0.055mol/L-0.04mol/L=0.015mol/L ,c 0.015mol/L=0.0025mol/(L min)；由图象可知10min时CO的浓度突然减小，后t 6min逐渐增大，10min时Cl2的浓度逐渐增大，可知10min时改变的条件是分离出CO,平衡正向移动，氯气浓度增大； 根据图象可知，4min时改变的条件是升高温度，正反应吸热，升高温度平衡正向移动， 平衡常数增大，所以Ki<©, I4min时改变的条

23、件是减小压强，平衡常数只与温度有关，所以K2=K3，故K、K2、K3的大小关系是 Kl<K2=K3；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 X 10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)+2H2(g)=CH3OH(g)H=-90.1kJ mol-1另外：(ii )2CO(g)+C2(g)=2CC2(g)H=J566.0kJ mol-1(iii )2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H-572.0kJmol-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(CH3CI)水解也可制备少

24、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)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H?O(g)AH=+41.1kJmol-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：浓度 /mol L-1 时间/minc(CO)c(H2)c(CHjOH)00.81.6020.6x0.240.30.60.560.30.60.5 x=_。 前2min内H2的平均反应速率为 v(H2)=_。该温度下，反应(i )的平衡常数K=_。(保留1位小数) 反应进行到第2min时，改变了

25、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H2的浓度(5) 如图是温度、压强与反应 (i )中CO转化率的关系：1UK) 21M)3(M) -MM) 500温度比由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300400C和10MPa的条件，其原因是 _。【答案】764.9 Cfcl+NaOHf CHOH+NaCI d 1.2 0.2molL-1 min-1 4.6L2 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 3(1) 利用盖斯定律，热化学方程式(iii)-(i)+(ii)，得新的热化学方程式为：CHOH(

26、g)+2 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(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CH3Cl中的Cl被羟基取代生成CH30H,反应方程式为：NaOH aqCfCI+NaOHf CHOH+NaCI或 CH3Cl+H2OCHOH+HCI;(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；

27、(4 观察表中数据可知,02min内，CO浓度降低了 0.2mol/L，贝出浓度会降低 0.4mol/L，贝U x=1.6-0.4=1.2; v H2 2v CH3OH2 0.2mol/L2min=0.2mol1 1L min ；平衡常数c CH3OH2c H2 c CO24.6L mol0.5mol/L20.6mol/L0.3mol/L2min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-合

28、成气(CO+H2)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2molH 20(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=_。 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(C0)正B. 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(CHi)=C(CO)(2) 合成气制甲醚的反应方程式为2CO(g)+4H2(g). ' C

29、H3OCH3 (g) +H2O(g)H=bkJ/mol。有研究者在催化剂(CuZn Al O和A12O3)、压强为5.OMPa的条件下，由 H2和CO直接制备甲醚，结果如图所示。 290C前，CO转化率和甲醚产率的变化趋势不一致的原因是_; b_0，(填”或< ”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、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。则下列说法正确的是_;A. n1=n2=3.2B. $ 甲=0 丙>0 乙 C. v&> vw> v甲D. P 乙>P 甲=P丙容器体积起

30、始物质平衡时NH3平衡时N2的反应开始时的平衡时容器内的物质的量体积分数速率压强甲1L1molN 2+3molH21.6mol0甲v甲P甲乙1L2molN2+6molH2mmol0乙v乙P乙丙2L2molN 2+6molH2n2mol0丙v丙P丙【答案】0.12mol 匕1 min-1 21.87 AC有副反应发生 < 平衡后，升高温度，产率降 低BD【解析】【分析】【详解】ch4+ H2O ?CO+ 3H2起始浓度/ /| (mol / L)1100J )转化浓度(mol / L)0.60.60.61.8平衡浓度(mol / L)0.40.40.61.8心2)=1亦014=0. 12m

31、ol L-115mi n-1-min 'K= C C°_C H2 =匹 11 =21.87mol2?L-2;c CH4 c H2O0.4 0.4 A. v逆(H2)= 3v正(Cq，根据反应速率之比等于化学计量数之比有v正(H2)= 3v正(Cq ,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

32、，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 H20(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;(4290 C前，CO转化率随温度升高而降低，根据反应2CO(g) +4H2(g) CH3OCH3 (g) + H2O( g)可知甲醚是生成物，产率应该降低，但反而增大，证明 还有另外的反应生成甲醚，即CO的转化率和甲醚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

33、反应，H=bv 0。(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N2的体积分数小于甲；A. 甲丙中各反应物的浓度相等，n2=3. 2,乙压强大于甲乙，平衡正向移动，n13. 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 $甲珂丙，乙压强大，平衡正向移动，平衡时乙中N2的体积分数小于甲，故$甲=©丙0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，v丙=v甲，乙中各反应物浓度平衡时接近甲丙的二倍，

34、反应速率较大，乙 v丙=»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=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=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。7.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/min123

35、45氢气体积/mL (标准状况)100240464576620 哪一时间段反应速率最大 min(填“0 1 ” 72” 33”勺4”或“4 5”，)原因是。 求34 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. KCI溶液 C. KN03溶液 D. CuSO溶液某温度下在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： 该反应的化学方程式是。 该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。A. Y的

36、体积分数在混合气体中保持不变B. X、Y的反应速率比为3:1C. 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 2 min内Y的转化率为 。【答案】23 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+Y? 2Z AC 10%【解析】【分析】【详解】(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 23 min，原因是：该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大；34分钟时间段，收集的氢气体积=(576-464)mL=112mL,n(H2)=0.1

37、12L - 22.4L/mol=0.005mpl根据氢气和 HCI关系式得消耗的 n(HCI)=2(H2)=2 x 0.005mol=0.01mql 则 V(HCl)=0.01mol 0.4L x 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KCI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CuSQ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) 根据图知，随着反应

38、进行，X、Y的物质的量减少而 Z的物质的量增加，贝U 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+Y? 2Z； A . 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

39、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; Y的转化率=反应的n(Y)+反应初始n(Y) X 100%=(1-0思)1 X 100%=10%& 一定条件下铁可以和 CO2发生反应Fe(s)+ CQ(g)= FeO(s)+CO(g。一定温度下，向某 密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中 CQ气体和CO气

40、体的浓度变化与时间的关系如图所示。(1) t1min时，正、逆反应速率的大小关系为v正v逆(填“"或'"=).(2) 04min内，CO2的转化率为_，CO的平均反应速率，v(CO)=_。(3) 下列条件的改变能减慢上述反应的反应速率的是(填序号，下同)。降低温度减少铁粉的质量保持压强不变，充入 He使容器的体积增大保持体积不变，充入He使体系压强增大(4 )下列选项能说明上述反应已达平衡状态的是_。 v(CO2)=v(CO) 单位时间内生成 nm0ICO2的同时生成nmolCO 容器中气体压强不随时间的变化而变化 容器中气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化【

41、答案】71.4%0.125mol/(L min)【解析】【分析】(1) 反应往正方向进行则 V正 V逆，反应往逆方向进行则 v正 v逆 ；(2) 转化率=变化浓度 100%，v=，以此计算；起始浓度t(3) 根据影响化学反应速率的因素进行判断；(4 )当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由 此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生 变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。【详解】(1) 根据图象可知，在 t! min后，CO浓度增大、CO?浓度减小，说明 Jmin时反应未达到平衡，反应正向进行，因此 v

42、正 v逆，故答案为：；(2) 根据图象可知，反应开始时CO?的浓度是0.7mol/L，4min时CO?浓度是0.2mol/L ,所以04min内,CO2的转化率为0.50.7100%=71.4% ; 04min内CO的平均反应速率c CO0.5mol / L4min0.125mol / L min ，故答案为:71.4%； 0.125mol/(L min)；(3) 降低温度，化学反应速率降低，符合题意； 由于固体的浓度始终不变，所以减少铁粉的质量对反应速率没有影响，不符合题意； 保持压强不变，充入 He使容器的体积增大，反应体系中各气体的浓度降低化学反应速 率降低，符合题意； 保持体积不变，充

43、入 He使体系压强增大，由于体系中各气体的浓度不变，所以化学反 应速率不变，不符合题意；故答案为：；(4) 未指明正、逆反应速率，因此不能判断是否为平衡状态，错误； 单位时间内生成 nmolCO2的同时必然会消耗 nmolCO，又生成nmolCO，则CO的物 质的量不变，反应达到平衡状态，正确； 该反应是反应前后气体体积不变的反应，即体系的压强始终不变，因此不能据此判断反 应是否为平衡状态，错误； 若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，因该反应不是纯气体反应，说明气 体的质量不再发生变化，则反应达到平衡状态，正确；故答案为：。【点睛】保持体积不变，充入 He使体系压强增大，由于体系中各

44、气体的浓度不变，所以化学反应 速率不变。9. 在一定温度下，体积为 2L的密闭容器中，NO2和N2O4之间发生反应:2NO2(g=N2O4(g),如图所示。(1) 曲线一(填“X或 “Y'表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。(2) 在0到1min中内用X表示该反应的速率是_，该反应达限度时， Y的转化率是 _。(3) 下列能说明该反应已达到化学平衡状态的是_。(填标号)。A. v(NO2)=2v(N2O4)B. 容器内压强不再发生变化C. 容器内分子总数不再发生变化D. 容器内N2O4与N02物质的量相同E消耗nmOIN2O4的同时生成 2nm0INO2【答案】丫 0.15molLr

45、min 一160% BC【解析】【分析】根据化学计量数，可知 NO?的变化量是N2O4的变化量的2倍，从图可知，Y的物质的量从 1mol降低到0.4mol变化了 0.6mol , X的物质的量从 0.4mol增加到0.7mol变化了 0.3mol, 可知Y表示的是NO2, X表示的N2O4。【详解】(1) 根据化学计量数，可知NO2的变化量是N2O4的变化量的2倍，从图可知，Y的物质的量从1mol降低到0.4mol变化了 0.6mol , X的物质的量从 0.4mol增加至U 0.7mol变化了 0.3mol，可知Y表示的是NO2, X表示的N2O4。贝Y表示的NO2的物质的量随时间的变化 曲

46、线；(2) X表示N2O4，其物质的量在 0 1min中内从0.4mol增加到0.7mol，则表示的化学反应速率是v(N2O4)0.3mol2L 1min1 10.15molgL gmin ；Y表示NO2,其物质的量从1mol降低到0.4mol变化了 0.6mol，转化率(NO 2)0.6m°- 100%60% ;n 1mol(3) A. v(NO2)=2v(N2O4),不知道其表示的是正反应速率，还是逆反应速率，无法判断正逆反 应速率是否相等，则不能说明反应已达到平衡状态，A不符合题意；B. 恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，该反应前后气体的物质的量发生改变，则压 强发生改变，

47、若压强不变时，则气体的物质的量不变，说明反应达到平衡状态，B符合题C. 分子总数和总的物质的量成正比，分子总数不变，则总物质的量不变，该反应前后气体的物质的量发生变化，则当总物质的量不变时，反应达到平衡，C符合题意；D. 达到平衡时，各物质的物质的量不变，但是不能确定N02和N2O4的物质的量是否相等，D不符合题意；E. 消耗N2O4表示的为逆反应速率，生成 速率相等，则不能判断反应是否达到平衡， 综上答案选BC。N02表示的也为逆反应速率，不能判断正逆反应E不符合题意;10. 研究减少CQ排放是一项重要课题。CQ经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应：反应I: CQ(g)+ 3H2(g

48、) CH30H(g)+ H2O© Hi = 49.6kJ/mol反应n： CfOCH3(g)+ H20(g) = 2CH3OH(g) H2=+ 23.4kJ/mol反应川：2CO2(g)+ 6H2(g) r 匚 CH3OCH(g)+ 3H2O(g) H3(1) H3=_kJ/mol。恒温恒容条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CC2和H2,发生反应I。下列描述能说明反应I达到平衡状态的是 (填序号)。A. 容器内的混合气体的密度保持不变B. 反应体系总压强保持不变C. 断裂3Na个H O键同时断裂2Na个C=O键D. CHOH和H2O的浓度之比保持不变(3) 反应II在某温度下的平衡

49、常数为0.25，此温度下，在密闭容器中加入等物质的量的CH3OCHs(g)和H2O(g),反应到某时刻测得各组分浓度如下：物质CfOCH3(g)H2O(g)CHsOH(g)浓度 /mol . L11.81.80.4此时V正_v逆(填”、 ”或 = ”)，当反应达到平衡状态时，混合气体中CH3OH体积分数(CH3OH)%=_%。(4) 在某压强下，反应III在不同温度、不同投料比时， CO2的平衡转化率如图所示。 Ti温度 下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则 05min 内的平均反应速率 v(CH3OCH3)=_o°*痢：|曲赋II

50、沙如CO。604ft2W 尸惟幅if.'t-.%I和反应III,在恒压下将CO2和H2按体积比1 : 3混合，在不同催化剂作用下发生反应 相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。其中:CH3OH的选择性=的翎肪前*反闻EMCO血彻Ml的量x 100%(FhOH'也'i21D?5D ?fn 科湿町 I4(- 讣¥tai/m一 czt地忙制 CZ(Zr I订低住制i HXJJidfeWtl czrflKt 刖*rZi7r-lfT<k?!P 温度高于230 C, CH3OH产率随温度升高而下降的原因是 _。 在上述条件下合成甲醇的工业条件是_。

51、A. 210CB. 230CC.催化剂 CZT D 催化剂 CZ(Z11)T【答案】-122.6 BC > 20 0.18molL-1min-1反应I的厶Hv0温度升高，使 CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降BD【解析】【分析】反应I: CQ(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O© H1 = - 49.6kJ/mol反应 n： CH3OCH3(g)+ H2O(gh ° 2CH3OH(g) H2 = + 23.4kJ/mol反应川：2CQ(g)+ 6H2(g)CH3OCH(g)+ 3H2O(g) H3(1) 将反应I x 2反应n,即可求出反应川的H3。(

52、2) A 容器内的混合气体的质量不变，体积不变，密度始终不变；B. 恒温恒容条件下，反应前后气体的分子数不等，则随反应的不断进行，反应体系总压强 不断发生改变；C. 断裂3Na个H O键，即有1molCH3OH(g)和1molH2O(g)发生反应；断裂 2Na个C=O键，即有1molCO2参加反应；CHOH和H2O的浓度之比等于化学计量数之比。(3) 利用表中数据求出浓度商，然后与平衡常数0.25进行比较，确定平衡移动的方向，从而确定v正与v逆的相对大小；再设未知数，建立三段式，利用平衡常数求出CH3OH的平衡量及平衡时的混合气总量，从而求出混合气体中CfOH体积分数CHOH%。 将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，则投料比为2,从图中采集数据，得出CO2的平衡转化率为 60%，利用三段式可求出 CHOCHs的平衡量，从而可求出 05min内 的平均反应速率v(CH3OCHs)。(5) 温度高于230C, CHsOH产率随温度升高而下降，说明平衡逆向移动，从温度对平衡 的影响寻找原因。从图中数据，可得出最佳温度与催化剂。【详解】反应I: CQ(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) Hi = - 49.6kJ/mol反应n： CfOCH3(g)+ H2O(g) = 2