1、化學化學反應的速率與限度的專項培優易錯難題練習題(含答案)一、化學反應的速率與限度練習題(含詳細答案解析)1 .二氧化氮在火箭燃料中可用作氧化劑，在亞硝基法生嚴流酸甲可用作催化劑，但直接將二氧化氮排放會造成環境污染。已知反應 CH4(g) +2NO2(gLN2(g) +CQ(g) + 2H2O(g),起始 時向體積為V的恒容密閉容器中通人 2mol CH4和3mol NO2,測得CH4.、N2、H2O的物質的 量濃度與時間的關系如圖所示。容器體積V=L。(2)圖中表示H2O的物質的量濃度與時間關系的是曲線 .(填“甲” "乙”或"丙")。(3)0 5min內，用N

2、2表示的化學反應速率為 mol L-1 - min-1。(4)a、b、c三點中達到平衡的點是 。達到平衡時，NO2的轉化率是 (物質平衡轉化=轉化的物質的量/起始的物質的量X 100%)。(5)a 點時，c(CO2) =mol L-1 (保留兩位小數)，n( CH4):n(NO2)【答案】2 甲 0.1 c 80%或0.8 0.33 4:5【解析】 【分析】依據圖像，根據反應物、生成物反應前后物質的量變化之比等于物質的量之比確定甲、 乙、丙三條曲線分別代表 CH4.、N2、H2O中的哪種物質；依據單位時間內濃度的變化，計 算出0 5min內，用N2表示的化學反應速率；達到平衡時的判斷依據。【詳

3、解】(1)起始時向體積為 V的恒容密閉容器中通人 2 mol CH4和3 mol NO2,測得CH4.、N2、 H2O的物質的量濃度與時間的關系如圖所示，CH是反應物，即起始時的物質的量濃度為1.0mol L-1,依據 c=,得 V=_2mm=2L;V c 1mol L(2)由(1)可知，丙代表 CH,從開始到平衡時，甲代表的物質的物質的量濃度增加量：1.2mol L-1,乙代表的物質的物質的量濃度增加量：0.6mol L-1,故從開始到平衡時，甲代表的物質的物質的量濃度增加量：1.2mol L1 x 2L=2.4mol故從開始到平衡時，乙代表的物質的物質的量濃度增加量：0.6mol L-1x

4、 2L=1.2mol根據反應物、生成物反應前后物質的量變 化之比等于物質的量之比，故甲代表H2O的物質的量濃度與時間關系，乙代表N2的物質的量濃度與時間關系；(3)乙代表N2的物質的量濃度與時間關系，0 5 min內，N2的物質的量濃度變化量為：0.5mol L-1 - 0=0.5mol L-1,- v(N2)= 0.5mo=0/moi l-1 min -1;5min(4)當達到平衡時反應物、生成物的濃度不再隨著時間的變化而變化，故a、b、c三點中達到平衡的點是 c；達到平衡時，c(N2)=0.6mol L-,即從開始平衡，用的物質的量增加了：0.6mol L-1X 2L=1.2mql CH(

5、g) +2NO2(gLN2(g) +CO2(g) + 2H2O(g),依據方程式中反應物、 生成物的物質的量的變化量之比等于化學計量數之比，即從開始到平衡，NQ的物質的量變化量為：1.2mol X2=2.4mo|故達到平衡時，NO2的轉化率是2.4m01 100% =80%；3mo1(5)設 a點時的濃度為 xmolL-1, CH4(g) +2NO2(gLN2(g) +CQ(g) + 2H2O(g),依據方程式中反應物、生成物的物質的量的變化量之比等于化學計量數之比，(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 點時,n(CO 2) =0.67mol, c(CC2) = 0.67m01 =0.33mol L-1 ；(CH 4) =0.67mol ,2Ln(NC 2) =1.34mol,故 a 點時,n( CH4):n(NC2)=(2mo1-0.67mo1) : (3mol-1.34mol)=4:5。2.某溫度時，在2L的密閉容器中，X、Y、Z(均為氣體)三種物質的量隨時間的變化曲線如 圖所示：(1)由圖中所給數據進行分析，該反應的化學方程式為 。(2)若上述反應中X、Y、Z分別為H2、N2、NH3,某溫度下，在

7、容積恒定為2.0L的密閉容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2, 一段時間后反應達平衡狀態，實驗數據如表所示：t/s050150250350n(NH3)00.240.360.400.40050s內的平均反應速率 v(N2)=。(3)已知：鍵能指在標準狀況下，將 1mol氣態分子AB(g)解離為氣態原子 A(g), B(g)所需的 能量，用符號 E表示，單位為kJ/mol。N N的鍵能為946kJ/mol , H-H的鍵能為 436kJ/mol, N-H的鍵能為391kJ/mol ,則生成1mol NH3過程中(填 吸收”或放出”的能 量為,反應達到(2)中的平衡狀態時，對應的能量變化

8、的數值為 kJ。(4)為加快反應速率，可以采取的措施是 a.降低溫度b.增大壓強c.恒容時充入He氣d.恒壓時充入He氣e.及時分離NH3【答案】3X+Y?2Z 1.2 *3mi0l/(L s)放出 46kJ 18.4 b【解析】【分析】(1)根據曲線的變化趨勢判斷反應物和生成物，根據物質的量變化之比等于化學計量數之 比書寫方程式；c(2)根據期二c計算； t(3)形成化學鍵放出能量，斷裂化合價吸收能量；(4)根據影響反應速率的因素分析；【詳解】(1)由圖象可以看出，反應中 X、Y的物質的量減小，Z的物質的量增多，則 X、Y為反應 物，Z為生成物，且4 n(X) ： n(Y) : n(Z)=0

9、.1mol : 0.3mol : 0.2mol=1 : 3: 2,則反應 的化學方程式為 3X+Y?2Z;(2)050s內，NH物質的量變化為0.24mol ,根據方程式可知，Nb物質的量變化為0.12mol , p(Z)= c 二 °"2mo = 1.2 X10-3mol/(L s); t 2L 50s(3)斷裂1molN N吸收946kJ的能量，斷裂1mol H-H鍵吸能量436kJ ,形成1mo N-H 鍵放出能量391kJ,根據方程式3H2+N?2NH,生成2mol氨氣，斷鍵吸U的能量是946kJ+436kJ X 3=2254 kJ,成鍵放出的能量是391kJX 6

10、=2346 kJ,則生成 1mol NH3過程中放出的能量為2346 kJ-2254 kJ =46kJ .反應達到(2)中的平衡狀態時生成 0.4mol氨氣，所以放2出的能量是 46kJX0.4=18.4kJ ;(4) a.降低溫度，反應速率減慢，故不選 a;b.增大壓強，體積減小濃度增大，反應速率加快，故選 b；c.恒容時充入He氣，反應物濃度不變，反應速率不變，故不選 c;d.恒壓時充入He氣，容器體積增大，反應物濃度減小，反應速率減慢，故不選 d;e.及時分離NH,濃度減小，反應速率減慢，故不選 e。【點睛】本題考查化學平衡圖象分析，根據鍵能計算反應熱，影響化學反應速率的因素，注意壓強

11、對反應速率的影響是通過改變濃度實現的，若改變了壓強而濃度不變，則反應速率不變。3.新型材料AIN應用前景廣泛，對其制備過程的研究成為熱點。(1)將物質的量均為a mol的Al2O3與N2充入恒溫恒容密閉容器中，控制溫度發生反應：2Al2O3(s)+2N2(g) ,*mZ4AlN(s) +3O2(g) H>0。下列可作為反應達到平衡的判據是 (填序號)。A.固體的質量不再改變B. 2v 正(N2)=3v 逆(O 2)C. AH不變D.容器內氣體的壓強不變E. N2分子數與O2分子數比為2:3在起始壓強為p的反應體系中，平衡時N2的轉化率為“，則上述反應的平衡常數Kp(對于氣相反應，用某組分

12、 B的平衡壓強p(B)代替物質的量濃度 c(B)也可表示 平衡常數，記作 Kp,如p(B) =p總 x(B) , p總為平衡總壓強，x(B)為平衡系統中B的物質的 量分數)。為促進反應的進行，實際生產中需加入焦炭，其原因是 。(2)鋁粉與N2在一定溫度下可直接生成AlN,加入少量NH4C1固體可促進反應。將等質量的A1粉與不同量的NH4C1混合均勻后置于充 N2的密閉容器中，電火花引燃，產品中AlN的質量分數co(AlN)隨原料中UNH4C1)的變化如圖1所示，燃燒過程中溫度隨時間變化如圖2所示。貝U：固體混合物中，UNH4C1)的最佳選擇是。結合圖2解釋當0XNH4CI)超過一定值后，co(

13、AlN)明顯減少的原因。4100 nm的AlN粉末水解時溶液 pH的變化如圖3(3)AIN粉末會緩慢發生水解反應，粒徑為 所示。AlN粉末水解的化學方程式是 。相同條件下，請在圖 3中畫出粒徑為40 nm的AlN粉末水解的變化曲線 。3一一一(1.5 a)【答案】AD 二 : p消耗02、提供能量，均能使平衡向右移動3 % NH4C1分解吸熱(1-a)造成溫度降低，不利于 Al與N2反應 AlN + 4H20Al(0H)3 + NH3?H2O【解析】【分析】(1)根據反應達到平衡后，正逆反應速率，各成分的濃度不變及由此衍生的其它物理量進 行分析；平衡時N2的轉化率為由于反應物中只有 N2是氣體

14、，所以起始壓強 p即為起始時N2 的分壓，列三段式求 Kp；碳在氧氣中燃燒放出熱量，焦炭既可以消耗氧氣，使生成物濃度降低，又可以提供熱量，這兩方面的作用都可以使平衡右移；(2)根據圖像分析，當 co(NH4Cl)=3%寸，co(AlN)最大；從圖2可以看出，反應過程中溫度會降低。co(NH4Cl)=3%寸的溫度比co(NH4Cl)=1%時的溫度降低得更多。這是因為NH4Cl分解吸熱，當co(NH4Cl)超過一定值后，NH4Cl分解吸熱造成溫度降低不利于 Al與N2反應，導致co(AlN)明顯減少；(3)AIN粉末會緩慢發生水解反應，生成 Al(OH)3和NH3；相同條件下，由于粒徑為40nm的

15、AlN粉末和水的接觸面積更大，所以其水解速率大于粒徑為100nm的AlN粉末的水解速率，由于固體不影響平衡，所以最終溶液的pH是相同。【詳解】(1)A.消耗2mol Al2O3會生成4molAlN,固體質量減少，當固體的質量不再改變時，反應 達到了平衡狀態；B.當3v正(N2)=2v逆(。2)時，正逆反應速率相等，反應達到了平衡狀態，但2v正(N2)=3v逆(。2)表示的正逆反應速率不相等，不是平衡狀態；C. AH取決于反應物和生成物的總能量的相對大小，和是否平衡無關；D.在恒溫恒容條件下，容器內的壓強和氣體的物質的量成正比。該反應是反應前后氣體分子數不相等的反應，在平衡建立過程中，氣體總物質

16、的量一直在改變，只有達到平衡時，氣體總物質的量才不再不變，即容器內壓強才不變，所以當容器內氣體的壓強不變時，反應達到了平衡狀態；E. N2分子數與O2分子數之比和起始投料以及轉化率有關，當N2分子數與O2分子數比為2:3時，反應不一定是平衡狀態；故選AD。反應2Al2O3(s)+2N2(g)揖&1M 4AlN(s) +3O2(g),在起始時加入的是等物質的量的AI2O3與N2,由于反應物中只有 N2是氣體，所以起始壓強 p即為起始時N2的分壓，列三段式求Kp,已知平衡時N2的轉化率為& ,則2A12O3 s +2N2 g鏟隘4AlN s+3O2 g起始p0變化p1.5p平衡p-

17、 p1.5p/ (1.5p )3(1.5 )3Kp=2 =2P。(P P )(1-)為促進反應的進行，實際生產中需加入焦炭，焦炭和氧氣反應，放出熱量。焦炭既可以 消耗氧氣，使生成物濃度降低，又可以提供熱量，這兩方面的作用都可以使平衡右移，從 而促進反應的進行。(2)從圖1可以看出，當co(NH4Cl)=3%時，co(AlN)最大，所以最佳選擇是co(NH4Cl)=3%。從圖2可以看出，反應過程中溫度會降低。co(NH4Cl)=3%寸的溫度比co(NH4Cl)=1%時的溫度降低得更多。這是因為NH4Cl分解吸熱，當co(NH4Cl)超過一定值后，NH4Cl分解吸熱造成溫度降低不利于 Al與N2反

18、應，導致co(AlN)明顯減少(3)AIN粉末會緩慢發生水解反應，生成 Al(OH)3和NH3, AlN粉末水解的化學方程式是AlN+ 4H2O ：- Al(OH)3 + NH3?H2O。相同條件下，由于粒徑為40nm的AlN粉末和水的接觸面積更大，所以其水解速率大于粒徑為100nm的AlN粉末的水解速率，由于固體不影響平衡，所以最終溶液的pH是相同的。粒徑為40 nm的AlN粉末水解的變化曲線為4.合成氨工業是貴州省開磷集團的重要支柱產業之一。氨是一種重要的化工原料，在工農 業生產中有廣泛的應用。(1)在一定溫度下，在固定體積的密閉容器中進行可逆反應：N2(g) +3H2(g)=i2NH3(

19、g)。該可逆反應達到平衡的標志是 。a.3v 正(H2)=2v逆(NH3)b.單位時間生成 mmolN2的同時生成 3mmolH2c.容器內的總壓強不再隨時間而變化d.混合氣體的密度不再隨時間變化(2)工業上可用天然氣原料來制取合成氨的原料氣氫氣。某研究性學習小組的同學模擬工 業制取氫氣的原理，在一定溫度下，體積為2L的恒容密閉容器中測得如下表所示數據。請回答下列問題：時間/minCH4(mol)H2O(mol)CO(mol)H2(mol)00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64寫出工業用天然氣原料制取氫氣的化學方程式：。分析表中數

20、據，判斷 5min時反應是否處于平衡狀態？(填是”或否”)，前5min反應的平均反應速率 v(CH4)=。反應在710min內，CO的物質的量減少的原因可能是(填字母)。a.減少CH的物質的量b.降低溫度c升高溫度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)可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的物理量不變，據此分析，注意不同物質的反應速率之比等于計量系數之比；(2)結合表中數據，根據化學計量數與物質的量呈正比進行分析解答；根據平衡時物質的濃度不再發生變化分析

21、；根據反應速率=c/ t計算；反應在710min內，CO的物質的量減少，而氫氣的物質的量增大，據此分析。【詳解】(1) a.達到平衡狀態時,v正(H2): v逆(NH3)=3:2 ,即2v正(H2)= 3v逆(NH3),故a錯誤；b.氮氣和氫氣都是反應物，單位時間內生產mmol氮氣的同時，必然生成 3mmol氫氣，反應不一定達到平衡狀態，故b錯誤；c.該反應正反應是體積減小的反應，在恒容條件下，反應正向進行，氣體的總壓強減小，反應逆向進行，氣體的總壓強增大，容器內的總壓強不變時，反應達到平衡狀態，故c正確；d.根據質量守恒、容器的體積不變得知，無論反應是否達到平衡狀態，混合氣體的密度始終不變，

22、所以不能作為判斷平衡狀態的依據，故 d錯誤；故答案為：c;(2)由表中數據可知，反應 5min ,消耗0.2molH2。，生成0.3molH2,因此H2O和H2的化學計量數之比為 1: 3,反應7min時，消耗0.2molCH4,生成0.2molCO,因此CH4和CO 的化學計量數之比為1:1,則用天然氣原料制取氫氣的化學方程式為CH4(g)+H2O(g) 一上一CO+ 3H2(g),故答案為：CH4(g)+ H2O(g) 一二一CO(g)+ 3H2(g)；根據方程式 CH4+H2O=CO+3限結合表中數據可知 c=0.2,所以5 min時反應已經處于平衡狀態；前5 min內消耗甲烷是0.2m

23、ol ,濃度是0.1mol/L ,則反應的平均反應速率v(CH4) =0.1mol/L + 5nmn0.02 mol L 1 min 1,故答案為：是；0.020mol L-1 min-1 ；反應在710min內，CO的物質的量減少，而氫氣的物質的量增大，可能是充入氫氣，使 平衡逆向移動引起的，d選項正確，故答案為：do5.在2L密閉容器內，800c時反應2NO(g)+O2(g) - 2NOg)體系中，n(NO)隨時間的變化如表：時間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上述反應(填 是"或 不是"可逆反應。(2

24、)如圖所示，表示 NO2變化曲線的是 。用O2表示01s內該反應的平均速率v=。O.tUn012 3 /A(3)能說明該反應已達到平衡狀態的是 (填字母)。a. v(NO2)=2v(O2)b容器內壓強保持不變c. V逆(NO)=2v正(O2)d容器內密度保持不變【答案】是 b 0.0025mol/(L s) bc【解析】【分析】(1)從表中數據可看出，反應進行3s后，n(NO)始終保持不變，從而可確定上述反應是否為可逆反應。(2)利用圖中數據，結合化學反應，可確定表示NO2變化的曲線。從表中數據可以得出，01s內，？n(NO)=0.01mol,則可計算出用 O2表示01s內該反應的平均速率 v

25、。(3)a.不管反應進行到什么程度，總有v(NO2)=2v(O2)；b.因為反應前后氣體分子數不等，所以平衡前容器內壓強始終發生改變；c. v逆(NO)=2v正(O2)表示反應方向相反，且數值之比等于化學計量數之比；d.容器內氣體的質量不變，容器的體積不變，所以容器內密度保持不變。【詳解】(1)從表中數據可看出，反應進行3s后，n(NO)= 0.007mol,且始終保持不變，從而可確定上述反應是可逆反應。答案為：是； (2)從圖中可看出，？n(NO)=0.007mol ,結合化學反應，可確定 ？n(NO2)=0.007mol,從而確定表示NO2變化的是曲線b。從表中數據可以得出，。1s內，？n

26、(NO)=0.01mol ,則可計算出用。2表示01s內該反應的平均速率v= 0.005moi =0.0025mol/(L s)。答案為:2L 1sb；0.0025mol/(L s);a不合題(3)a.不管反應進行到什么程度，總有v(NO2)=2v(O2),所以不一定達平衡狀態,意； b.因為反應前后氣體分子數不等，所以平衡前容器內壓強始終發生改變，當壓強不變時， 反應達平衡狀態，b符合題意；c. v逆(NO)=2v正(O2)表示反應方向相反，且數值之比等于化學計量數之比，則此時反應達平 衡狀態，c符合題意；d.容器內氣體的質量不變，容器的體積不變，所以容器內密度保持不變，所以當密度不變時，反

27、應不一定達平衡狀態，d不合題意；故選bco答案為：bco【點睛】用體系的總量判斷平衡狀態時，應分析此總量是常量還是變量，常量不能用來判斷平衡狀態，變量不變時反應達平衡狀態。6.將氣體A、B置于固定容積為2L的密閉容器中，發生如下反應：3A(g)+B(g)? 2c(g)+2D(g),反應進行到10 s末，達到平衡，測得A的物質的量為1.8mol,B的物質的量為0.6mol, C的物質的量為0.8mol。用C表示10s內反應的平均反應速率為 。(2)反應前A的物質的量濃度是。(3)10 s末，生成物 D的濃度為 。(4)平衡后，若改變下列條件，生成 D的速率如何變化(填增大"、微小&qu

28、ot;或不變”) 降低溫度 ;增大A的濃度;恒容下充入速氣 。(5)下列敘述能說明該反應已達到化學平衡狀態的是(填標號)。A. v(B)=2v(C)B.容器內壓強不再發生變化C. A的體積分數不再發生變化D.器內氣體密度不再發生變化E.相同時間內消耗 n mol的B的同時生成2n mol的D(6)將固體NH4I置于密閉容器中，在某溫度下發生下列反應：NH4l(s)? NH3(g)+HI(g),2HI(g)? H2(g)+I2(g)。當反應達到平衡時，c(H2) = 0.5mol L-1 , c(HI)=4mol L-1 ,則 N% 的濃度為。【答案】0.04mol/(L?s) 1.5mol/L

29、 0.4mol/L 減小增大不變 C 5molL-1 【解析】【分析】【詳解】(1)由題可知，10s內，C的物質的量增加了 0.8mol ,容器的容積為2L,所以用C表示的反 應速率為： v(C) c n 0.8mo1 =0.04molgL 1gs 1 ；t V t 2L 10s(2)由題可知，平衡時 A的物質的量為1.8mo1,且容器中C的物質的量為0.8mo1；又因為發 生的反應方程式為：3A(g) B(g)麻為2C(g) 2D(g),所以反應過程中消耗的A為1.2mo1,那么初始的 A為3mol,濃度即1.5mo1/L;由于初始時，只向容器中加入了 A和B,且平衡時生成的 C的物質的量為

30、0.8mo1,又因 為C和D的化學計量系數相同，所以生成的D也是0.8mo1,那么濃度即為 0.4mo1/L ；(4)降低溫度會使反應速率下降，所以生成D的速率減小；增大A的濃度會使反應速率增大，生成 D的速率增大；恒容條件充入惰性氣體，與反應有關的各組分濃度不變，反應速率不變，因此生成D的速率也不變；(5)A.由選項中給出的關系并不能推出正逆反應速率相等的關系，因此無法證明反應處于 平衡狀態，A項錯誤；B.該反應的氣體的總量保持不變，由公式 pV nRT ,恒溫恒容條件下，容器內的壓強 恒定與是否平衡無關，B項錯誤；C. A的體積分數不變，即濃度不再變化，說明該反應一定處于平衡狀態，C項正確

31、；D.根據公式：m,容器內氣體的總質量恒定，總體積也恒定，所以密度為定值，與是否平衡無關，D項錯誤；E.消耗B和生成D的過程都是正反應的過程，由選項中的條件并不能證明正逆反應速率相等，所以不一定平衡，E項錯誤；答案選C；(6)由題可知，NH4I分解產生等量的 HI和NH3； HI分解又會產生 H2和I2；由于此時容器內 c(H2)=0.5mo1/L ,說明HI分解生成H2時消耗的濃度為 0.5mo1/L x 2=1mo1/L ,又因為容器內 c(HI)=4mo1/L,所以生成的 HI的總濃度為5mo1/L ,那么容器內NH3的濃度為5mo1/L。【點睛】通過反應速率描述可逆反應達到平衡狀態，若

32、針對于同一物質，則需要有該物質的生成速 率與消耗速率相等的關系成立；若針對同一側的不同物質，則需要一種描述消耗的速率， 另一種描述生成的速率，并且二者之比等于相應的化學計量系數比；若針對的是方程式兩 側的不同物質，則需要都描述物質的生成速率或消耗速率，并且速率之比等于相應的化學 計量系數比。7.碳化學”是指以含一個碳原子的化合物(如CO2、C。CH4、CH30H等)為初始反應物, 合成一系列重要的化工原料和燃料的化學。(1)以CQ和NH3為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應可 表不如下：反應 I: 2NH3(g)+CQ(g) ? NH2COONH4(s) ?Hi反應

33、II: NH2COONH4(s) ? CO(NH2)2(s)+H2O(g) ?H2=+72.49kJ/mol總反應：2NH3(g)+CQ(g) ? CO(NH2)2(s)+H2O(g) ?H3=-86.98kJ/mol請回答下列問題：反應 I 的？Hi=_kJ/mol。反應II 一般在_(填高溫或 低溫")條件下有利于該反應的進行。一定溫度下，在體積固定的密閉容器中按計量比投料進行反應I,下列能說明反應達到了平衡狀態的是_(填字母序號)。A.混合氣體的平均相對分子質量不再變化B.容器內氣體總壓強不再變化C. 2v 正(NH3)=v 逆(CO2)D.容器內混合氣體的密度不再變化(2)將

34、CQ和H2按物質的量之比為1： 3充入一定體積的密閉容器中，發生反應： CQ(g)+3H2(g尸CH30H(g)+H2O(g) ?HO測得CH30H的物質的量在不同溫度下隨時間的變化關 系如圖所示。根據圖示判斷？H_0(填“皺“<”。)一定溫度下，在容積均為2L的兩個密閉容器中，按如下方式加入反應物，10min后達到平衡。容器甲乙反應物投入量1molCO2、3molH2amolCO2、bmolH2cmolCH30H(g)、cmolH2O(g)(a、b、c均不為零)若甲容器平衡后氣體的壓強為開始時的0.8倍，則反應10min內甲容器中以CH30H(g)表示的化學反應速率為_,此溫度下的化學

35、平衡常數為_(保留兩位小數)；要使平衡后乙容器與甲容器中相同組分的體積分數相等，且起始時維持化學反應向逆反應方向進行，則乙容 器中c的取值范圍為。(3)氫氣可將 CQ 還原為甲烷，反應為 CQ(g)+4H2(g)? CH4(g)+2H2O(g)o ShyamKattel 等 結合實驗與計算機模擬結果，研究了在Pt/SiO2催化劑表面上CC2與H2的反應歷程，前三步歷程如圖所示其中吸附在Pt/SiO2催化劑表面用“標注，Ts表示過渡態。物質吸附在催化劑表面，形成過渡態的過程會_(填放出熱量”或吸收熱量”)反應歷程中最小能壘(活化能)步驟的化學方程式為_。能量eVo.?o+o4>.S-1-0

36、-l.S-2.0反應歷程【答案】-159.47 高溫 BD < 0.02molL-1 min-1 0.18 0.4<c<1 吸收熱量gOH+gH=H2O(g)【解析】【分析】(1)根據蓋斯定律計算反應I的？Hi ；根據復合判據H T S 0分析。根據平衡標志分析；(2) 由圖象可知，血溫度下反應速率快，所以T2>T1；升高溫度，平衡時甲醇的物質的量減小；利用三段式計算反應速率和平衡常數；利用極值法判斷c的取值范圍；(3)根據圖象可知，吸附態的能量小于過渡態；活化能最小的過程是gc。goH、gH+3H2(g)生成 gCO+3H2(g)+H2O。【詳解】(1) 反應 I:

37、2NH3(g)+CQ(g)? NH2COONH(s) ?H1反應 II: NH2COONH4(s) ? CO(NH2)2(s)+H2O(g) ?H2=+72.49kJ/mol根據蓋斯定律 I+II 得總反應：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,氣體物質的量增大 ？S>0,根據復合判據H T S 0, 一般在高溫條件下有利于該反應的進行；A.在體積固定

38、的密閉容器中按計量比投料進彳T反應，容器中氣體物質始終是NH3(g)、CO2且物質的量比等于 2:1,所以混合氣體的平均相對分子質量是定值，平均相對分子質量不再變化，不一定平衡，故不選A；B.體積固定，正反應氣體物質的量減小，所以壓強是變量，容器內氣體總壓強不再變化， 一定達到平衡狀態，故選B;C.反應達到平衡狀態時，正逆反應的速率比等于系數比，v正(NH3)=2v逆(CQ)時達到平衡狀態，2v正(NH3)=v逆(CO2)時反應沒有達到平衡狀態，故不選C；D.體積固定，氣體質量減小，密度是變量，若容器內混合氣體的密度不再變化，一定達到平衡狀態，故選D；答案選BD;(2)由圖象可知，血溫度下反應

39、速率快，所以 T2>T1；升高溫度，平衡時甲醇的物質的 量減小，即升高溫度平衡逆向移動，？H<0;設達到平衡是,CO2轉化了 xmol/L,根據三等式，有:CO2 g 3H2g開始0.51.5轉化 x3x平衡 0.5 x 1.5 3xCH3OH g H2O g00xxxx甲容器平衡后氣體的壓強為開始時的0.8倍，則0.5 x 1.5 3x x x0.5+1.50.8, x=0.2；反應10min內甲容器中以 CH30H(g)表示的化學反應速率為 "2m"/。0.02mol L1 min-1, 10 min02 02此溫度下的化學平衡常數為2 0.18;0.3 0

40、.93平衡后乙容器與甲容器中相同組分的體積分數相等，說明甲乙的平衡是等效的。該反應 CQ(g)+3H2(g尸CH30H(g)+H20(g)反應前后體積發生變化，在恒溫恒容的條件下，兩容器發生 反應達到等效平衡，則“一邊倒”后，加入的物質完全相同。若CQ和H2完全反應，則生成甲醇最大的量為1mol,達到平衡時，甲醇的物質的量為0.2mol/L x 2=0.4mol ,則乙容器中c的取值范圍為0.4<c<1;(3)根據圖象可知，吸附態的能量小于過渡態，所以物質吸附在催化劑表面，形成過渡態的過程會吸收熱量；活化能最小的過程是gC。gOH、gH+3H2(g)生成gCO+3H2(g)+H2O

41、,反應方程式是gOH+gH=H2O(g)。【點睛】本題考查平衡標志判斷、平衡圖象分析、化學平衡的計算，把握平衡三段式法計算為解答 的關鍵，明確等效平衡原理利用，側重分析與計算能力的考查。8.從能量的變化和反應的快慢等角度研究反應：2H2+O2=2H2。(1)為了加快正反應速率，可以采取的措施有 (填序號，下同)。A.使用催化劑B適當提高氧氣的濃度C.適當提高反應的溫度D適當降低反應的溫度(2)已知該反應為放熱反應，下圖能正確表示該反應中能量變化的是(3)從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應中能量的變化。(資料)鍵能：拆開 1mol化學鍵需要吸收的能量，或是形成 1mol化學鍵所放出的能量稱為鍵能。化

42、學鍵的鍵能:化學鍵H-HO= OH-O鍵能 kJ mol-1436496463請填寫表:化學鍵填吸收熱量”或放 出熱量”能量變化kJ拆開化學鍵2molH 2中的化學鍵1molO2中的化學鍵形成化學鍵4molH-O 鍵總能量變化(4)氫氧燃料電池的總反應方程式為2H2+O2=2H2。其中，氫氣在 (填 正”或負”)極發生 反應(填氧化”或還原”)。電路中每轉移 0. 2mol電子，標準狀況下消耗H2的體積是 L。【答案】ABC A吸收熱量 872吸收熱量 496放出熱量 1852放出熱量 484負氧化 2.24【解析】【分析】【詳解】(1)常用的加快化學反應速率的方法是：升高溫度，加入正催化劑，

43、增大反應物濃度，增大壓強(濃度也增大)等，故選ABC;(2)反應物的總能量高于生成物的總能量，稱為放熱反應。氫氣的燃燒反應屬于典型的放熱反應，所以能正確表示反應能量變化的是A;(3)拆開1mol化學鍵需要吸收的能量，或是形成 1mol化學鍵所放出的能量稱為鍵能。反應物化學鍵斷裂，吸收能量，生成物形成化學鍵，釋放能量，吸收的總能量減去釋放的總能量為該反應的能量變化，若為負值，則為放熱反應，反之為吸熱反應。則拆開2molH2中的化學鍵436X 2=872kJ,拆開1moQ2中的化學鍵496kJ,共吸收1368 kJ, 形成4molH-O鍵，放出463X4=1852 kJ ,反應的總能量變化為放出4

44、84 kJ ;(4)氫氧燃料電池中，氫氣作負極反應物發生氧化反應，氧氣作正極反應物發生還原反應，根據反應式，每有 2molH2參與反應，轉移電子 4mol電子，故每轉移 0. 2mol電子， 參與反應的氫氣為 0.1mol H 2,標準狀況下2.24L。【點睛】反應熱的計算：1.生成物總能量-反應物總能量；2.反應物的總鍵能-生成物的總鍵能。燃料 電池注意升失氧化，負極氧化(負極失去電子發生氧化反應)，燃料做負極反應物，空氣 或者氧氣作正極反應物。9.合成氣(CO+建)廣泛用于合成有機物，工業上常采用天然氣與水蒸氣反應等方法來制取合成氣。(1)在150c時2L的密閉容器中，將 2molCH4和

45、2molH2O(g)混合，經過15min達到平衡，此時CH4的轉化率為60%。回答下列問題：從反應開始至平衡，用氫氣的變化量來表示該反應速率v(H2)=_。在該溫度下，計算該反應的平衡常數K=_o下列選項中能表示該反應已達到平衡狀態的是。A. v(H2)逆=3v(COkB.密閉容器中混合氣體的密度不變C.密閉容器中總壓強不變D. C(CH)=C(CO)(2)合成氣制甲醍的反應方程式為2CO(g)+4H2(g)= CH3OCH3 (g) +H2O(g)H=bkJ/mol。有研究者在催化劑(CuZnAlO和A12O3)、壓強為5.OMPa的條件下，由 H2和CO直接制備甲醛，結果如圖所示。290c

46、前，CO轉化率和甲醛產率的變化趨勢不一致的原因是b_0,(填 法”或 之"或“='理由是_。(3)合成氣中的氫氣也用于合成氨氣：N2+3H2=2NH3。保持溫度和體積不變，在甲、容器體積起始物質平衡時NH3 的物質的量平衡時N2的 體積分數反應開始時的 速率平衡時容器內壓強甲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、丙三個容器中建立平衡的相關信息如

47、下表。則下列說法正確的是 平衡后，升高溫度，產率降起始濃度（mol / L）（1）轉化濃度（mol / L）平衡濃度（mol/L）鞏10.60.4H2O ?10.60.4CO + 3H2000.61.80.61.8【答案】0.12mol - L-1 - min-1 21.87 AC有副反應發生 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）,根據反應速率之比等于化學計量數之比有v正（H2）=3v正（C

48、O）,故v逆（H2） = v正（H2）,反應已達到平衡狀態，選項A選；B.參與反應的物質均為氣體，氣體的總質量不變，反應在恒容條件下進行，故密度始終保持不變，密閉容器中混合氣體的密度不變，不能說明反應已達到平衡狀態，選項B不選;C.同溫同壓下，氣體的壓強與氣體的物質的量成正比，該反應正反應為氣體體積增大的反應，密閉容器中總壓強不變，則總物質的量不變，說明反應已達到平衡狀態，選項C選;D.反應開始時加入 2 mol CH4和2 mol H2O（g）,反應過程中兩者的物質的量始終保持相等，c（ CH4）= c（ CO）不能說明反應已達到平衡狀態，選項 D不選。答案選AC；（4）290c前，CO轉化

49、率隨溫度升高而降低，根據反應2CO（g） +4H2（ g）CH3OCH3 （g） + H2O（g）可知甲醍是生成物，產率應該降低，但反而增大，證明 還有另外的反應生成甲醛，即CO的轉化率和甲醛產率的變化趨勢不一致的原因是有副反應發生；根據圖中信息可知，平衡后，升高溫度，產率降低，平衡向逆反應方向移動，逆反應為吸熱反應，則正反應為放熱反應， H=bv0。(3)根據表中數據知，甲丙中各反應物的濃度相等，所以相當于等效平衡，平衡時N2的體積分數相等；乙中各反應物濃度是甲的2倍，且壓強大于甲，增大壓強，平衡向氣體體積縮小的方向移動，所以平衡時乙中沖的體積分數小于甲；A.甲丙中各反應物的濃度相等，n2=

50、3. 2,乙壓強大于甲乙，平衡正向移動，ni>3. 2,選項A錯誤；B.甲丙為等效平衡，平衡時 N2的體積分數相等 。甲二4丙，乙壓強大，平衡正向移動，平 衡時乙中N2的體積分數小于甲，故 小甲二。丙。乙，選項B正確；C.甲丙中各反應物的濃度相等，為等效平衡，反應速率相等，丫丙二Y甲，乙中各反應物濃度平衡時接近甲丙的二倍，反應速率較大，y乙丫丙二丫甲，選項C錯誤；D.體積相同的容器中，甲丙等效，單位體積氣體總物質的量濃度相同，壓強相等P甲二P丙，乙中平衡時單位體積氣體總物質的量接近甲丙的二倍，P乙P甲二P丙，選項D正確。答案選BD。 【點睛】本題考查了化學平衡影響因素分析判斷，平衡計算分

51、析，主要是恒溫恒壓、恒溫恒容容器 中平衡的建立和影響因素的理解應用。等效平衡原理的理解和應用是解答的難點和易錯 點°10.恒溫恒容下，將 2mol A氣體和1mol B氣體通入體積為2 L的密閉容器中發生反應：2A(g)+B(g)=xC(g)+ 2D(s), 2 min達平衡，測得平衡時 A的物質的量為1.2mol , C的濃度為一一 .-10.6mol L-。(1)從開始反應至達到平衡狀態，生成B的平均反應速率為 。(2)x=。(3)A的轉化率與B的轉化率之比為 。(4)下列各項可作為該反應達到平衡狀態的標志的是 。A. D的質量不再變化B.壓強不再變化C.氣體密度不再變化D.氣體

52、的平均相對分子質量不再變化E.A的消耗速率與 B的消耗速率之比為 2 ： 1(5)請結合(4)總結化學平衡狀態的判斷依據有哪些： (至少寫出2條)。【答案】0.1 mol L71 min 1 3 1： 1 ACD正反應速率二逆反應速率，體系中各種物質的質量、物質的量不變【解析】【分析】反應前，A的濃度=2moi =1mol/L b的濃度 J mo =0.5mol/L ,平衡時，A的濃度2L2L=0.6mol/L,說明A的濃度減小了 0.4mol/L, C的濃度為0.6mol/L ,說明C的濃度1.2mol2L增大了 0.6mol/L,所以:起始濃度/mol 變化濃度/mol 平衡濃度/mol2

53、A g + B g =xC g +2D sL-110.500L-10.40.20.60.41L10.60.30.60.4,據此分析解答。【詳解】=0.1 mol L 1 min 1,故答案為:0.1 mol L1 min 1;0.2mol/L(1)v(B尸一2min(2)同一反應用不同的物質表示的反應速率之比二化學計量數之比，故 0.4:0.6=2:x,解得：x=3,故答案為：3;A的轉化率=04 100% =40%, B的轉化率=02 100% =40%所以，A的轉化率與B 10.5的轉化率之比為1:1,故答案為：1:1;(4) 2A(g)+B(g)=3C(g)+ 2D(s)A.若反應還未平

54、衡，體系中反應物的質量將減小，生成物的質量將增大，D的質量不變，說明已達到平衡時，A正確；B.該反應是一個氣體分子數不變的反應，壓強不變，不能說明已達平衡，B錯誤；C.該反應是氣體質量減小的反應，容器的體積不變，密度不再變化，說明氣體的質量不再 變化，說明已達到平衡，C正確；D.該反應是氣體的物質的量不變、氣體的質量減小的反應，氣體的平均相對分子質量不再變化，說明氣體的平均摩爾質量不再變化，那么氣體的質量不再變化，已達平衡，D正確；E. A與B都是反應物，描述的都是正反應速率，不能說明是否平衡，E錯誤；故答案為：ACD;(5)達到平衡時，正反應速率=逆反應速率，體系中各種物質的質量、物質的量均不變，所 以，化學平衡狀態的判斷依據有：正反應速率=逆反應速率，體系中各種物質的質量、物質的量不變，故答案為：正反應速率=逆反應速率，體系中各種物質的質量、物質的量不變。11.二甲醍(CH3OCH)被稱為21世紀的新型燃料，25C, 101kPa時呈氣態，它清潔、高效、具有優良的環保性能。92g氣態二甲醍25 c, 101kPa時燃燒放熱2910kJ。(1)當燃燒放熱582kJ熱量時，轉移的電子數為 。(2)已知H2(g)和C(s)的燃燒熱分別是 285.8