全国各地高考化学分类：化学反应的速率与限度推断题综合题汇编

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1、全国各地高考化学分类：化学反应的速率与限度推断题综合题汇编 一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析） 1一定温度下，在2L 的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如 图所示： ( 1) 写出该反应的化学方程式_。 ( 2) 计算反应开始到10s，用 X表示的反应速率是_。 ( 3) 下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_。 a当 X与 Y的反应速率之比为1：1 b混合气体中X 的浓度保持不变 cX、Y、Z 的浓度之比为1：1：2 ( 4) 为使该反应的反应速率增大，可采取的措施是_。 a适当降低温度b扩大容器的体积c充入一定量Z 【答案】 X+Y垐 ? 噲 ?

2、2Z 0.0395 molL - 1 s -1 b c 【解析】 【分析】 由图表可知，随反应进行X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增大，所以X、Y是反应 物， Z是生产物， l0s 后 X、Y、Z的物质的量为定值，不为0，即 10s 达到平衡状态，反应 是可逆反应，且n( X) ： n(Y) ： n( Z)=( 1.20- 0. 41) mol：( 1. 00- 0. 21) mol： 1.58mol =1：1：2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，故反应化学方 程式为 X( g)+ Y( g) ?2Z( g) ，然后结合v= c t V V 及平衡的特征“等、定”及速率之比等

3、于化学 计量数之比来解答。 【详解】 ( 1) 由上述分析可知，该反应的化学方程式为X( g)+ Y( g) ?2Z( g) ； ( 2) 反应开始到10s，用 X表示的反应速率是 1.20mol0.41mol 2 10 L s =0.0395mol ?( L?s) -1； ( 3) a随着反应的进行，X与 Y的反应速率之比始终为1: 1，则不能判断是平衡状态，故a 错误； b混合气体中X 的浓度保持不变，符合平衡特征“定”，为平衡状态，故b 正确； cX、Y、Z 的浓度之比为1: 1: 2，与起始量、转化率有关，不能判断是平衡状态，故 c 错 误； 故答案为b； ( 4) a适当降低温度，反

4、应速率减小，故a 错误； b扩大容器的体积，浓度减小，反应速率减小，故b 错误； c充入一定量Z，浓度增大，反应速率加快，故 c 选； 故答案为c。 【点睛】 注意反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，必须是同一物质的正逆反应速率相等；反 应达到平衡状态时，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，此类试题中容易 发生错误的情况往往有：平衡时浓度不变，不是表示浓度之间有特定的大小关系；正逆反 应速率相等，不表示是数值大小相等；对于密度、相对分子质量等是否不变，要具体情况 具体分析等。 2用酸性 KMnO4和 H2C2O4（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

5、成CO2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 （KMnO4溶液已酸化）： 实验序号 A 溶液B溶液 20 mL 0.1 molL 1H 2C2O4溶液30 mL 0.01 molL 1KMnO 4溶液 20 mL 0.2 molL 1H 2C2O4溶液30 mL 0.01 molL 1KMnO 4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 在 2 min 末收集了2.24 mL CO2（标准状况下），则在2 min 末， c（M

6、nO4 ） _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t1t2时间内速率变快的主要原因可能是： _； _。 【答案】 2MnO4 5H 2C2O46H 2Mn 2 10CO28H2O 浓度 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 Mn 2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 5H 2C

7、2O46H 2Mn210CO 28H2O； （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”或 “”)。 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、3molH2 amolCO2、bmolH2 cmolCH3OH(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CH3OH(g)表示 的化学反应速率为_，此温度下的化学平衡常数为_(保留两位小数 )；要使平衡后乙容器

8、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CO2还原为甲烷，反应为 CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)。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 CO2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_。 【答案】 -159.47 高温 BD 0.02

9、molL-1 min -1 0.18 0.4cT1；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gCO、gOH、 gH+3H2(g)生成gCO+3H2(g)+H2O。 【详解】 （1） 反应 I：2NH3(g)+CO2(g)? NH2COONH4(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)

10、 ?H3=-86.98kJ/mol ，所以 ?H1=-86.98kJ/mol-72.49kJ/mol=-159.47kJ/mol ； NH2COONH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g) ?H0，气体物质的量增大?S 0，根据复合判据 0HTS ，一般在高温条件下有利于该反应的进行； A. 在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应，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

11、，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(CO2)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，T2温度下反应速率快，所以 T2T1；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，?H0； 设达到平衡是，CO2转化了 xmol/L，根据三等式，有： 2232 = 0.51.500 COg3Hg 3 CH OH gH O g 0.51.53 xxxx

12、xxxx 开始 转化 平衡 甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8 倍，则 0.51.53 0.8 0.5+1.5 xxxx ，x=0.2； 反应 10min 内甲容器中以CH3OH(g)表示的化学反应速率为 0.2mol/L 10 min 0.02mol L -1 min-1， 此温度下的化学平衡常数为 3 0.20.2 0.30.9 0.18； 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 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(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C

13、O2 和 H 2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 2=0.4mol，则乙容器 中 c 的取值范围为0.4c”“ 71.4% 0.125mol/(Lmin) 【解析】 【分析】 （1）反应往正方向进行则vv 正逆，反应往逆方向进行则 vv 正 逆； （2）=% 变化浓度 转化率100 起始浓度 ， c v= t ，以此计算； （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

14、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 1min t后， CO浓度增大、 2 CO 浓度减小，说明 1min t时反应未达 到平衡，反应正向进行，因此vv正 逆，故答案为： ； （2）根据图象可知，反应开始时 2 CO的浓度是 0.7mol/L ，4min 时 2 CO浓度是 0.2mol/L ， 所以 0 4min 内， 2 CO的转化率为 0.5 100%=71.4% 0.7 ；04min 内 CO的平均反应速率 0.5mol / L CO0.125mol / L min 4min c，故答案为：71.4%；0.125mol/(L min)； （3）

15、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 2 molCOn 的同时必然会消耗molCOn，又生成molCOn，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，由于体系中各气体的浓度不变，所以化学反应 速率不变。 9在容积为1 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应 N2O4(g)2NO2(g)，随温度升 高，混合气体的颜色变深。回答下列问题： (1)反应的 H_0(填 “ 大于 ” 或“ 小于 ”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如图所