- 化学反应的速率和限度
- 共8779题
在一容积为2L的密闭容器中，充入4mol氮气和12mol氢气，使其在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)
（1）以N2的浓度变化表示该反应在2min内的平均反应速率为 ；
（2）H2在2min末的体积分数为 （保留两位有效数字）；
（3）2min末N2的转化率为 ；
（4）已知在25℃，101kPa下，拆开1mol N2中的化学键需消耗946kJ的能量，拆开1mol H2中的H—H键要消耗436kJ的能量，而形成1mol N—H键会放出391kJ的能量。试通过以上数据计算当反应掉1molN2和3molH2生成2molNH3时会 （填“放出”或“吸收”） 热量；
（5）若将1mol N2和3molH2置于绝热密闭容器中，并在上述条件下反应，发现热量实测值（恢复到25℃，101kPa）远小于上述计算值，你认为最可能的原因是 。
正确答案
（每空1分，共6分，无单位或单位写错不得分）
（1）0.1 mol/(L•min)
（2）71%
（3）10%
（4）放出 ； 92kJ
（5）反应N2+3H2 
试题分析： N2(g)+3H2(g)
开始的物质的量 4mol 12mol 0mol
反应的物质的量 0.4mol 1.2mol 0.8mol
2min末物质的量 3.6mol 10.8mol 0.8mol
（1）v(N2)=△c(N2)÷t=△n(N2) ÷V÷t=0.4mol÷2L÷2min=0.1mol/(L·min)
（2）H2在2min末的体积分数为10.8mol÷(3.6mol+10.8mol+0.8mol)×100%=71%。
（3）2min末N2的转化率为0.4mol÷4mol×100%=10%。
（4）△H=391kJ×2-946kJ+436kJ×3=-1472。故当反应掉1molN2和3molH2生成2molNH3时会放出热量。
（5）反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物。
点评：本题较难，考查化学平衡中等效平衡的计算，明确温度与压强不变时，起始反应物的量成正比则平衡等效是解答本题的关键。
（4分）下列各项分别与哪个影响化学反应速率的因素的关系最为密切？
（1）硫在氧气中比在空气中燃烧
(2) MnO2加入双氧水中反应更剧烈______________
（3）同质量的铁片和铁粉与足量的同浓度的盐酸反应，后者先反应完___________
(4) 镁粉在冷水中反应仅有微量气泡逸出，但加热时则有大量气泡产生________
正确答案
略
（8分）为了减少温室气体排放，目前工业上采用CO2与H2在CuO-ZnO/ZrO催化下反应制备重要化工原料CH3OH的工艺：CO2(g)+3H2(g) 
根据题目回答下列问题：
（1）0～3 s内用H2表示的平均反应速率是 ，
（2）平衡时CO2的转化率是 。
（3）能说明反应已达平衡状态的是 。
A.υ(H2)=3υ(CO2) B.容器内压强保持不变
C.υ逆(CO2)=υ正(CH3OH) D.容器内密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是 。（填序号）
A.及时分离出产物 B.适当升高温度
C.增大CO2浓度 D.选择适当的催化剂
正确答案
（8分）（1） 0.05mol·L-1·S-1 （2分） （2） 25% （2分）
（3）B C （2分） （4）C （2分）
略
将对H2相对密度为3.6 的N2与H2组成的混合气0.5 mol 通入一恒容密闭容器中，一定条件下发生反应，平衡时容器内压强比反应前少了24%。求：
(1) 反应前混合气中N2和H2的质量比。
(2) 平衡混合气中，含氨的体积分数。
(3) 平衡时N2、H2的转化率。
正确答案
（1）7∶2（2）31.6%。
（3）N2、H2的转化率分别为60%和40%。
这种题首先要利用相对密度求出混合气的平均相对分子量为 7.2，利用十字交叉法求出N2、H2的物质的量比为1∶4，从而得出N2、H2的质量比为 7∶2。然后设未知数列出下列平衡计算模式：
N2(g) ＋ 3H2(g) 
n 0(mol) 0.4 ＋ 0.1 ＋ 0 ＝ 0.5
n变(mol) 3x x 2x
n平(mol) 0.4－3x ＋ 0.1－x ＋ 2x ＝ 0.5－2x
根据压强与物质的量成正比，可得出2x ＝ 0.12 mol，即可求出NH3的体积分数为31.6%。最后可求出N2、H2的转化率分别为60%和40%。
（10分）固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)+3H2(g)
（1）0~a，a~b，b~c，c~d四段中，平均反应速率最大的时间段是___________ ，该时间段内H2的平均反应速率是_____________。
（2）平衡时CO2的转化率是多少？反应前后容器内的压强比时多少？（请按计算题格式在答题卡上作答）
L)
正确答案
（1）0~a段；该时间段内H2的平均反应速率是1mol/(L·min) （2）33% ；7︰5
试题分析：（1）0~a段：V(H2)="(8mol-6mol)÷2L÷1min=1mol/(L·min);" a~b段：V(H2)="(6mol-3mol)÷" 2L÷ 2min="0.75mol/(L·min);" b~c段：V(H2)="(3mol-2mol)÷2L÷5min=0.1mol/(L·min);" c~d段：V(H2)="(2" mol- 2mol)÷2L÷5min0=0.1mol/(L·min)。所以平均反应速率最大的时间段是0~a段。该时间段内H2的平均反应速率是1mol/(L·min)。（2） 在反应过程中H2的物质的量改变6mol,因为CO2与H2反应的物质的量的比为1:3，所以CO2反应消耗的物质的量为2mol.因此平衡时CO2的转化率是(2mol÷6molCO2) ×100%= 33%。反应前后容器内的压强比等于气体的物质的量的比。在反应开始时，n(总)=6+8=14mol;当反应达到平衡时，n(H2)=2mol；n(CO2)=(6-2)mol=4mol；n(CH3OH)=2mol；n(H2O)= 2mol。所以n(总)平衡=10mol.n(开始)：n(平衡)=14:10=7︰5。所以反应前后容器内的压强比7︰5。
把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化情况如图所示。其中t1—t2速率变化的主要原因是______________________________；t2—t3速率变化的主要原因是________________________________________。
正确答案
（1）反应是放热反应，温度升高使化学反应速率提高
（2）Hcl的物质的量浓度变小，使化学反应速率降低
略
固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：
CO2（g）＋3H2（g）
某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中（温度保持不变），测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）。回答下列问题：
（1）该反应在0~8min内CO2的平均反应速率是 mol·L-1·min-1
（2）此温度下该反应的平衡常数K的数值为 。
（3）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。
与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是 ，曲线Ⅱ改变的条件可能是 。若实线对应条件下平衡常数为
正确答案
（10分）
（1）0.125(2分)
（2）0.5mol-2·L-2 (2分，单位不写扣分)
（3）升高温度(2分)；增大压强(2分)；K1
试题分析：
（1）该反应在0~8min内H2的平均反应速率是
（2）平衡常数K=；
（3）曲线Ⅰ，结合反应CO2（g）＋3H2（g）
个化学反应，我们不但关心物质变化和能量变化，还通常要研究化学反应的快慢
(1)用纯净的锌粒和盐酸反应制取氢气，回答：
实验过程如下图所示，分析判断：________段化学反应速率最快，原因是 ，_______段收集的氢气最多。
为了加快上述反应的速率，欲向溶液中加入一定量下列物质，你认为可行的是
A.胆矾晶体 B.硫酸氢钠固体
C.氯化锌浓溶液 D.浓硝酸
除了上述方法外，你认为还可以采取 措施来加快化学反应速率。
(2)下图表示800℃时，A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t是达到平衡状态的时间。
试回答
①该反应的化学方程式为_________________________________。
②达到平衡状态的所需时间是2min，A物质的平均化学反应速率为______ ______
正确答案
（1）EF；反应放热,溶液温度升高,反应速率加快；EF；AB；加热或把锌处理成小颗粒；施来加快化学反应速率
（2）①2A
试题分析：（1）反应速率越快，则曲线的斜率越大，所以根据图像可知，EF段反应速率最快。这是由于反应放热，溶液温度升高,反应速率加快；根据纵坐标的变化可知，EF 段产生的氢气最多；胆矾溶于水，锌能置换出铜，从而构成铜锌原电池，加快反应速率，A正确；硫酸氢钠溶于水电离出氢离子，增大氢离子浓度，反应速率加快，B正确；氯化锌的浓溶液不能改变氢离子的浓度，反应速率变化不大，C错误；硝酸是氧化性酸，和锌反应得不到氢气，D不正确，答案选AB；由于温度和固体的表面积也可以改变反应速率，所以加热或把锌处理成小颗粒；施来加快化学反应速率。
（2）①根据图像可知，反应进行到2min时物质的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态。其中A的浓度减少了0.8mol/L，B和C的浓度分别增加了0.4mol/L和1.2mol/L，则根据变化量之比是化学计量数之比可知，该反应的方程式是2A
②平衡时A的反应速率是0.8mol/L÷2min＝0.4 mol/(L·min)。
点评：该题是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查。试题基础性强，侧重对学生基础知识的训练，有利于培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，提高学习效率。该题的关键是明确反应速率的含义和表达式，然后结合题意灵活运用即可。
探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，设计如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积气体所需时间。
完成此实验设计，其中：V9=
正确答案
V9=17.5
要探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则硫酸铜溶液和水的体积之和应该始终是保持相同的，根据表中数据可知二者之和20.0ml，所以V9＝20.0ml－2.5ml＝17.5ml。
在一定条件下，在1 L密闭容器中发生反应3A(g)+B(g)
(1)用A的浓度变化表示反应的平均速率为v(A)=___________；
(2)2 min末时，B的浓度为c(B)=__________；
正确答案
(1)1.5 mol／(L·min) (2) 5 mol·L－1
考查有关化学反应速率的计算。在有关反应速率的计算时一般采用三段式进行计算，即根据反应式分别列出起始量、转化量和平衡量（或某时刻的量），然后在根据已知条件进行列式计算。即：
3A(g) + B(g)
起始量（mol） 4 6 0
转化量（mol） 3 1 2
2min（mol） 1 5 2
因为反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示
所以用A的浓度变化表示反应的平均速率为
2 min末时，B的浓度为
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