备战高考化学 化学反应的速率与限度推断题综合试题含详细答案.docx

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备战高考化学化学反应的速率与限度推断题综合试题含详细答案

备战高考化学化学反应的速率与限度推断题综合试题含详细答案

一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）

1．化学反应速率与限度与生产、生活密切相关

（1）A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在200mL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（min）

1

2

3

4

5

氢气体积（mL）（标准状况）

100

240

688

810

860

①反应速率最大的时间段是____________（填0～1、1～2、2～3、3～4、4～5）min，原因是____________。

②在2～3min时间段以盐酸的浓度变化来表示的反应速率为____________。

（设溶液体积不变）

（2）B学生也做同样的实验，但由于反应太快，测不准氢气体积，故想办法降低反应速率，请你帮他选择在盐酸中加入下列____________以减慢反应速率。

（填写代号）

A．冰块B．HNO3溶液C．CuSO4溶液

（3）C同学为了探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，设计了如图所示的实验。

可通过观察___________________________现象，定性比较得出结论。

有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是__________________________，

【答案】2～3因该反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快0.2mol·L-1·min-1A反应产生气泡的快慢控制阴离子相同，排除阴离子的干扰

【解析】

【分析】

（1）单位时间内生成氢气的体积越大反应速率越快；锌与盐酸反应放热；

②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是

，消耗盐酸的物质的量0.4mol；

（2）根据影响反应速率的因素分析；

（3）双氧水分解有气泡产生；根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同；

【详解】

（1）根据表格数据，2min～3min收集的氢气最多，反应速率最大的时间段是2～3min；锌与盐酸反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快；

②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是

，消耗盐酸的物质的量0.04mol，

=0.2mol·L-1·min-1；

（2）A．加入冰块，温度降低，反应速率减慢，故选A；

B．加入HNO3溶液，硝酸与锌反应不能生成氢气，故不选B；

C．加入CuSO4溶液，锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，故不选C；

（3）双氧水分解有气泡产生，可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较催化效果；根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同，排除阴离子的干扰，所以FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理。

【点睛】

本题主要考查化学反应速率的影响因素，明确影响反应速率的因素是解题关键，注意控制变量法在探究影响化学反应速率因素实验中的应用，理解原电池原理对化学反应速率的影响。

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

①

20mL0.1mol·L－1H2C2O4溶液

30mL0.01mol·L－1KMnO4溶液

②

20mL0.2mol·L－1H2C2O4溶液

30mL0.01mol·L－1KMnO4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①在2min末收集了2.24mLCO2（标准状况下），则在2min末，c（MnO4－）＝__________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t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：

①__________________________；②__________________________。

【答案】2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O浓度①②0.0056KMnO4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Mn2＋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－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；

（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①<②；

（3）根据反应方程式并结合CO2的体积，求出消耗的n（KMnO4）=2×10－5mol，剩余n（KMnO4）=（30×10－3×0.01－2×10－5）mol=2.8×10－4mol，c（KMnO4）=2.8×10－4mol÷50×10－3L=0.0056mol·L－1；

（4）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，还可以通过测定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来比较化学反应速率；

（5）t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：

①此反应是放热反应，温度升高，虽然反应物的浓度降低，但温度起决定作用；②可能产生的Mn2＋是反应的催化剂，加快反应速率。

3．光气（COCl2）常作有机合成、农药、药物、燃料及其他化工制品的中间体。

（1）COCl2结构与甲醛相似，写出COCl2电子式_____；解释COCl2的沸点比甲醛高的原因是_____。

（2）密闭容器中吸热反应COCl2（g）

Cl2（g）+CO（g）达到平衡后，改变一个条件，各物质的浓度变化如图所示（10~14min时有一物质浓度变化未标出）。

①说明该反应已达到平衡状态的是_____。

a．C（COCl2）=C（Cl2）

b．ʋ正（COCl2）=ʋ逆（CO）

c．容器内温度保持不变

d．容器内气体密度保持不变

②4~10min平均反应速率v（COCl2）为_____；10min时改变的反应条件是_____。

③0~4min、8~10min和16~18min三个平衡常数依次为K1、K2、K3，比较其大小____；说明理由____。

【答案】

均为分子晶体，COCl2式量较大，范德华力较强，沸点较高bc0.0025mol/（L·min）分离出COK1

【解析】

【分析】

（1）甲醛的结构式是

；COCl2的相对分子质量大于甲醛；

（2）①根据平衡标志分析；

②根据

计算4~10min平均反应速率v（COCl2）；由图象可知10min时CO的浓度突然减小，后逐渐增大，10min时Cl2的浓度逐渐增大；

③根据图象可知，4min时改变的条件是升高温度、14min时，各物质浓度均减小，改变的条件是减小压强。

【详解】

（1）甲醛的结构式是

，COCl2结构与甲醛相似，COCl2电子式是

；甲醛、COCl2均为分子晶体，COCl2式量较大，范德华力较强，沸点较高；

（2）①a．c（COCl2）=c（Cl2）时，浓度不一定不再改变，反应不一定平衡，故不选a；

b．反应达到平衡状态时，正逆反应速率比等于系数比，ʋ正（COCl2）=ʋ逆（CO），一定平衡，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．气体质量不变、容器体积不变，根据

，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；

②根据图象，4~10min内COCl2浓度变化是0.055mol/L-0.04mol/L=0.015mol/L，

0.0025mol/（L·min）；由图象可知10min时CO的浓度突然减小，后逐渐增大，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；

③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K1

4．Ⅰ.某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。

下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据，将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15mL5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如下：

MnO2

触摸试管情况

观察结果

反应完成所需的时间

粉末状

很烫

剧烈反应，带火星的木条复燃

3.5min

块状

微热

反应较慢，火星红亮但木条未复燃

30min

（1）写出上述实验中发生反应的化学方程式：

_______________________________。

（2）实验结果表明，催化剂的催化效果与________有关。

（3）某同学在10mLH2O2溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况）与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的即时反应速率最慢的是______。

Ⅱ．某反应在体积为5L的恒容密闭容器中进行，在0~3分钟内各物质的量的变化情况如下图所示（A，B，C均为气体，且A气体有颜色）。

（4）该反应的的化学方程式为________________。

（5）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为____。

（6）下列措施能使该反应加快的是__（仅改变一个条件）。

a．降低温度b．缩小容积c．使用效率更高更合适的催化剂

（7）能说明该反应已达到平衡状态的是___________（填序号）。

①单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolC

②单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolA

③容器内压强不再随时间而发生变化的状态

④用C、A、B的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：

2：

1的状态

⑤混合气体的颜色不再改变的状态

⑥混合气体的密度不再改变的状态

⑦v逆（A）=v正（C）

（8）由图求得平衡时A的转化率为__________。

【答案】2H2O2

2H2O+O2↑催化剂的颗粒大小C2A+B

2C0.1mol·（L·min）-1bc①③⑤⑦40%

【解析】

【分析】

【详解】

Ⅰ.

（1）在催化剂二氧化锰的作用下双氧水分解生成氧气和水，发生反应的化学方程式为2H2O2

2H2O+O2↑。

（2）根据表中数据可知粉末状的二氧化锰催化效果好，即实验结果表明，催化剂的催化效果与催化剂的颗粒大小有关。

（3）曲线斜率越大，反应速率越快，则A、B、C三点所表示的即时反应速率最慢的是C点。

Ⅱ．（4）根据图像可知2min时各物质的物质的量不再发生变化，此时A和B分别减少2mol、1mol，C增加2mol，因此该反应的的化学方程式为2A+B

2C。

（5）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为

＝0.1mol·（L·min）-1。

（6）a．降低温度，反应速率减小，a错误；b．缩小容积，压强增大，反应速率加快，b正确；c．使用效率更高更合适的催化剂，反应速率加快，c正确；答案选bc；

（7）①单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolC表示正、逆反应速率相等，能说明；②单位时间内生成nmolB的同时生成2nmolA均表示逆反应速率，不能说明；③正反应体积减小，容器内压强不再随时间而发生变化的状态能说明；④用C、A、B的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：

2：

1的状态不能说明；⑤混合气体的颜色不再改变的状态，说明A的浓度不再发生变化，能说明；⑥密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度不再改变的状态不能说明；⑦v逆（A）=v正（C）表示正逆反应速率相等，能说明；答案选①③⑤⑦；

（8）由图求得平衡时A的转化率为2/5×100%＝40%。

【点睛】

平衡状态的判断是解答的易错点，注意可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：

①正反应速率和逆反应速率相等。

②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。

只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。

判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。

5．一定温度时，在4L密闭容器中，某反应中的气体M和气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

（1）t1时刻N的转化率为____________。

（2）0～t3时间内用M表示的化学反应速率为____________mol/（L·min）。

（3）平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为____________。

（4）该反应的化学方程式为____________；比较t2时刻，正逆反应速率大小：

v正____v逆（填“＞”、“=”或“＜”）。

（5）其他条件不变时，采取下列措施，反应速率的变化情况如何？

保持恒温、恒容：

①充入少量氦气：

____________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；

②充入一定量的气体N：

____________。

（6）下列能表示上述反应达到化学平衡状态的是____________。

（填编号）

A.v逆（M）=2v正（N）B.M与N的物质的量之比保持不变

C.混合气体密度保持不变D.容器中压强保持不变

【答案】25%3/4t37:

102N

M＞不变增大BD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）t1时刻消耗N是8mol－6mol＝2mol，N的转化率=

×100％=25%；

（2）0～t3时间内M增加了5mol－2mol＝3mol，则用M表示的化学反应速率v（M）=

=

3/4t3mol/（L·min）；

（3）初始投放量n（N）=8mol，n（M）=2mol，t3反应达到平衡，n（N）=2mol，n（M）=5mol，混合气体的物质的量与容器内的压强呈正比，可得P（平衡）：

P（初始）=7：

10；

（4）初始投放量n（N）=8mol，n（M）=2mol，t3反应达到平衡，n（N）=2mol，n（M）=5mol，根据单位时间的物质的变化量呈系数比，得化学反应式为2N（g）

M（g），t2时刻向正反应方向进行，正逆反应速率大小v正＞v逆；

（5）其他条件不变时，保持恒温、恒容：

①充入少量氦气，反应物浓度不变，速率不变；

②充入一定量的气体N，反应物浓度增大，速率增大；

（6）A.v逆（M）=2v正（N）正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，A不选；

B.M与N的物质的量之比是个变量，当M与N的物质的量之比保持不变，反应达到平衡，可作平衡依据，B选；

C.反应前后容器体积和质量均是不变的，混合气体密度是个定值，任意时刻都相同，不能用来判定平衡，C不选；

D.该反应从正向开始，压强会减小，容器中压强保持不变说明达到平衡，D选；

故能表示上述反应达到化学平衡状态的是BD。

【点睛】

平衡的判断，特别需要注意是否为变量，若为变量保持不变，可作平衡依据，若为定量，不能做依据，尤其混合气体的密度，相对分子质量，压强等。

6．已知：

N2O4（g）

2NO2（g）ΔH=＋52．70kJ·mol-1

（1）在恒温、恒容的密闭容器中，进行上述反应时，下列描述中，能说明该反应已达到平衡的是___。

A．v正（N2O4）=2v逆（NO2）

B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

C．容器中气体的密度不随时间而变化

D．容器中气体的分子总数不随时间而变化

（2）t℃恒温下，在固定容积为2L的密闭容器中充入0．054molN2O4，30秒后达到平衡，测得容器中含n（NO2）=0．06mol，则t℃时反应N2O4（g）

2NO2（g）的平衡常数K=___。

若向容器内继续通入少量N2O4，则平衡___移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后NO2的体积分数__原平衡时NO2的体积分数（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）取五等份NO2，分别加入到温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：

2NO2（g）

N2O4（g）。

反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量（NO2%），并作出其百分含量随反应温度（T）变化的关系图。

下列示意图中，可能与实验结果相符的是___。

【答案】BD0．075mol·L-1向正反应方向小于BD

【解析】

【分析】

（1）根据平衡标志判断；

（2）K=

；增大反应物的浓度平衡正向移动；

（3）该反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以反应达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的含量增大；

【详解】

（1）A．反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，所以2v正（N2O4）=v逆（NO2）时，反应不平衡，故不选A；

B．反应前后气体物质的量不同，根据

，平均相对分子质量是变量，若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，反应一定达到平衡状态，故选B；

C．根据

，反应在恒容的密闭容器中进行，密度是恒量，容器中气体的密度不随时间而变化，反应不一定达到平衡状态，故不选C；

D．反应前后气体物质的量不同，分子数是变量，容器中气体的分子总数不随时间而变化，一定达到平衡状态，故选D。

答案选BD。

（2）

K=

=0．075mol·L-1；增大反应物的浓度平衡正向移动，若向容器内继续通入少量N2O4，则平衡向正反应方向移动；再次达到平衡，相当于加压，N2O4转化率减小，NO2的体积分数小于原平衡时NO2的体积分数；

（3）A．该反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的含量增大，故A错误；

B．若5个容器在反应相同时间下，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度越高，平衡向逆反应方向移动，NO2的百分含量随温度升高而升高，故B正确；

C．该反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的含量增大，故C错误；

D．若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的NO2转化得快，导致NO2的百分含量少的情况，在D图中转折点为平衡状态，转折点左侧为未平衡状态，右侧为平衡状态，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故D正确。

答案选BD。

7．在2L密闭容器内，800℃时反应：

2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如表：

时间（s）

0

1

2

3

4

5

n（NO）（mol）

0．020

0．010

0．008

0．007

0．007

0．007

（1）800℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是________。

（2）如图中表示NO2的变化的曲线是________。

用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝________。

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是________。

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

（4）能使该反应的反应速率增大的是________。

a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度

c．增大O2的浓度d．选择高效催化剂

【答案】0.0035mol/Lb1.5×10－3mol/（L·s）b、cb、c、d

【解析】

【分析】

【详解】

（1）800℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是c（NO）=n÷V=0.007mol÷2L=0.0035mol/L；

（2）NO2是生成物，每消耗2molNO，会产生2molNO2；反应过程消耗的NO的物质的量是n（NO）=0.020mol-0.007mol=0.0130mol，则反应产生的NO2的物质的量的n（NO2）=0.0130mol，则其浓度是c（NO2）=0.0130mol÷2L=0.0065mol/L，所以在图中表示NO2的变化的曲线是b；从0～2s内用NO表示的化学反应速率是v（NO）=（0.020-0.008）mol÷2L÷2s=0.003mol/（L∙s），由于v（NO）:

v（O2）=2:

1，因此用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v（O2）＝

v（NO）=1.5×10－3mol/（L·s）；

（3）a．在任何时刻都存在v（NO2）＝2v（O2），因此不能判断反应处于平衡状态，错误；b．由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，所以容器内压强保持不变，则反应处于平衡状态，正确；c．v逆（NO）：

v逆（O2）＝2：

1；由于v逆（NO）：

v正（O2）＝2：

1，所以v逆（O2）=v正（O2）；正确；d．由于反应体系都是气体，因此在任何时候，无论反应是否处于平衡状态，容器内密度都保持不变，故不能作为判断平衡的标准，错误。

（4）a．及时分离出NO2气体，使生成物的浓度减小，则正反应的速率瞬间不变，但后来会随着生成物的浓度的减小，反应物浓度也减小，所以正反应速率减小，错误；b．适当升高温度，会使物质的分子能量增加，反应速率加快，正确；c．增大O2的浓度，会使反应速率大大加快，正确；d．选择高效催化剂，可以使化学反应速率大大加快，正确。

8．某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种气体物质的物质的量（n）随着时间（t）变化的曲线如图所示。

由图中数据分析：

（1）该反应的化学方程式为_________________。

（2）反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为_____________。

（3）下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是_____________（填序号）。

A．X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2

B．混合气体的压强不随时间的变化而变化

C．单位时间内每消耗3molX，同时生成2molZ

D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化

E．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变

【答案】3X+Y≒2Z0.05mol·L-1·min-1BE

【解析】

【分析】

【详解】

（1）从图像可知，X和Y物质的量分别减少0.3mol、0.1mol，做反应物，Z的物质的量增加0.2mol，根据反应中物质的量之比=系数之比，推断出方程式为：

3X+Y

2Z，故答案为：

3X+Y

2Z；

（2）2min时，v（Z）=

，故答案为：

0.05mol·L-1·min-1；

（3）A．物质的量成正比关系不能说明达到平衡状态，故A错误；

B．反应前后气体体积数不同，故压强不变时说明达到平衡状态，B正确；

C．消耗X正反应方向，生成Z也是正反应方向，不能说明达到平衡状态，C错误；

D．化学反应遵循质量守恒定律，故D错误；

E．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明正反应速率=逆反应速率，故达到平衡状态，E正