化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题含详细答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：3A（g）+B（g）? 2C(g)，开始时加入4molA、6molB、2molC，2min末测得C的物质的量是3mol。 （1）用A的浓度变化表示的反应速率是：________； （2）在2min末，B的浓度为：___________；
（3）若改变下列一个条件，推测该反应速率发生的变化（填变大、变小、或不变）①升高温度，化学反应速率_____；②充入1molB，化学反应速率___；③将容器的体积变为3L，化学反应速率_________ 。
L-1·min-1 2.75 mol·L-1 变大 变大 变小 【答案】0.375 mol·【解析】 【分析】
根据题干信息，建立三段式有：
起始?mol?转化?mol?2min末?mol?3A?g?+B?g??461.52.50.55.52C?g?213
据此分析解答。 【详解】
(1)2min内，用A的浓度变化表示的反应速率为：
1.5molΔc?A?L-1·min-1； -1-1，故答案为：0.375mol·2Lv?A?=??0.375molgLgminΔt2min(2)根据上述分析可知。在2min末，B的物质的量为5.5mol，则B的浓度
c?B?=5.5mol=2.75molgL-1，故答案为：2.75mol·L-1； 2L(3)①升高温度，体系内活化分子数增多，有效碰撞几率增大，化学反应速率变大，故答案为：变大；
②冲入1molB，体系内活化分子数增多，有效碰撞几率增大，化学反应速率变大，故答案为：变大；
③将容器的体积变为3L，浓度减小，单位体积内的活化分子数减小，有效碰撞几率减小，化学反应速率变小，故答案为：变小。
2．在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：CO2(g)+H2(g)衡常数K和温度t的关系： t℃ K 700 2.6 800 1.7 850 1.0 1000 0.9 1200 0.6 CO(g)+H2O(g)，其平
（1）K的表达式为：_________；
（2）该反应的正反应为_________反应（“吸热”或“放热”）；
（3）下列选项中可作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是：_________。
A．容器中压强不再变化 B．混合气体中CO浓度不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．c(CO2)=c(CO)=c(H2)=c(H2O)
（4）当温度为850℃，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表： CO 0.5mol H2O 8.5mol CO2 2.0mol H2 2.0mol 此时上述的反应中正、逆反应速率的关系式是_________（填代号）。 A．v(正)＞v(逆) B．v(正)＜v(逆) C．v(正)＝v(逆) D．无法判断 （5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，则该反应中H2(g)的转化率_________（“增大”、“减小”或“不变”）；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应，却意外发现H2(g)的转化率也显著提高，请你从平衡原理解释其可能原因是__________________________________________。
Ⅱ.设在容积可变的密闭容器中充入10molN2(g)和10molH2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的体积分数为0.25。 （6）求该条件下反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的平衡常数__________。（设该条
件下，每1mol气体所占的体积为VL）上述反应的平衡时，再充入10mol的N2，根据计算，平衡应向什么方向移动?[需按格式写计算过程，否则答案对也不给分]__________。 【答案】
c(CO)c?H2O?c?CO2?c?H2? 放热 B、D B 不变 压强增大使水蒸气液化，平衡向右移动
8V2(mol·L-1)-2 平衡向逆反应方向移动 【解析】 【分析】
根据平衡常数随温度的变化规律分析反应的热效应，根据化学平衡状态的特征分析达到化学平衡状态的标志，根据平衡移动原理分析化学平衡影响化学平衡移动的因素，根据浓度商与平衡常数的关系分析平衡移动的方向。 【详解】
（1）根据化学平衡常数的定义，可以写出该反应的K的表达式为
c(CO)?c?H2O?c?CO2??c?H2?；
（2）由表中数据可知，该反应的平衡常数随着温度的升高而减小，说明升高温度后化学平衡向逆反应方向移动，故该反应的正反应为放热反应；
（3）A．该反应在建立化学平衡的过程中，气体的分子数不发生变化，故容器内的压强也保持不变，因此，无法根据容器中压强不再变化判断该反应是否达到平衡；
B．混合气体中CO浓度不再变化，说明正反应速率等于逆反应速率，该反应达到化学平衡状态；
C．由于容器的体积和混合气体的质量在反应过程中均保持不变，故混合气体的密度一直保持不变，因此，无法根据混合气体的密度不再变化判断该反应是否到达化学平衡状态； D．由表中数据可知，该反应在850℃时K=1，当c(CO2)=c(CO)=c(H2)=c(H2O) 时，
c(CO)?c?H2O?c?CO2??c?H2?=1=K，故可以据此判断该反应到达化学平衡状态。
综上所述，可以作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是B、D。 （4）当温度为850℃，由于反应前后气体的分子数不变，故可以根据某时刻该温度下的密
c(CO)?c?H2O?0.5mol?8.5mol?1.0625闭容器中各物质的物质的量的数据求出Qc==
c?CO2??c?H2?2.0mol?2.0mol＞1(该温度下的平衡常数)，因此，此时上述的反应正在向逆反应方向进行，故v(正)＜v(逆)，选B。
（5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，由于反应前后气体的分子数不变，则该化学平衡不移动，故H2(g)的转化率不变；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应，却意外发现H2(g)的转化率也显著提高，根据平衡移动原理分析，其可能原因是：压强增大使水蒸气液化，正反应成为气体分子数减少的方向，故化学平衡向右移动。 Ⅱ. （6）在容积可变的密闭容器中充入10molN2(g)和10molH2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的体积分数为0.25。设氮气的变化量为x mol，则氢气和氨气的变化量分别为3x和2x，
2x?0.25，解之得x=2，则N2(g)、H2(g)、NH3(g)的平
10?x?10?3x?2x衡量分别为8mol、4mol、4mol。由于该条件下每1mol气体所占的体积为VL，则在平衡状态下，气体的总体积为16VL，故该条件下该反应的平衡常数为
2?4mol????16VL??8V2(mol·L-1)-2。上述反应平衡时，再充入10mol的N2，则容器的体38mol?4mol????16VL?16VL??4mol????26VL??9.4V2(mol·L-1)-2＞K，故平衡向逆反应方向积变为26VL，此时，Qc=318mol?4mol????26VL?26VL?移动。
2
3．Ⅰ.碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
ΔH＝＋88.6 kJ/mol，则M、N相比，较稳定的是______。
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式为___________。
Ⅱ．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化
垐?学方程式为N2O4(g) 噲?2NO2(g) ΔH＝＋24.4 kJ/mol。
(3)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是_________。
A．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) B．体系颜色不变 C．气体平均相对分子质量不变 D．气体密度不变
达到平衡后，升高温度，再次到达新平衡时，混合气体颜色_____（填 “变深”、“变浅”或“不变”）。
＋
Ⅲ．(4)常温下，设pH＝5的H2SO4溶液中由水电离出的H浓度为c1；pH＝5的Al2(SO4)3溶
c1液中由水电离出的H浓度为c2，则=________。
c2＋
(5)常温下，pH＝13的Ba(OH)2溶液a L与pH＝3的H2SO4溶液b L混合。若所得混合溶液呈中性，则a∶b＝________。
(6)已知常温下HCN的电离平衡常数K＝5.0×10－10。将0.2 mol/L HCN溶液和0.1 mol/L的NaOH溶液等体积混合后，溶液中c(H＋)、c(OH－)、c(CN－)、c(Na＋)大小顺序为________________。
【答案】M 2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g) ΔH＝－290 kJ/mol BC 变深 1:100 c(Na＋)> c(CN－) > c(OH－) >c(H＋) 【解析】 【分析】
Ⅰ．(1)M转化为N是吸热反应，能量低的物质更稳定；
(2)有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，结合物质聚集状态和对应反应焓变书写热化学方程式；
Ⅱ．(3)可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，NO2的浓度增大；
Ⅲ．(4)酸抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；
(5)混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c(H+)等于碱中c(OH﹣)；
1
1000010?14(6)CN的水解平衡常数Kh＝＝2×10﹣5＞Ka，说明相同浓度的NaCN和HCN，?105.0?10﹣
NaCN水解程度大于HCN电离程度。
【详解】
Ⅰ．(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，△H＝+88.6kJ?mol1，为吸热反应，可知M的能量低，能量越低越稳定，说明M稳定；
(2)有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，反应的热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H＝﹣290kJ?mol1； Ⅱ．(3)A．应是2v正(N2O4)＝v逆(NO2) 时反应达到平衡状态，故A错误； B．体系颜色不变，说明二氧化氮浓度不变，反应到达平衡状态，故B正确；
C．混合气体总质量不变，随反应减小混合气体总物质的量增大，平均相对分子质量减小，当气体平均相对分子质量不变时，反应到达平衡状态，故C正确；
D．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，气体密度始终不变，故D错误， 故答案为：BC；
正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO2)增加，颜色加深； Ⅲ．(4)常温下，设pH＝5的H2SO4的溶液中由水电离出的H+浓度C1＝10﹣9 mol/L，pH＝5
﹣
﹣
c110?9﹣
的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H浓度C2＝10mol/L，则＝?5＝104；
c210+
﹣5
(5)混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c(H+)等于碱中c(OH﹣)，氢氧化钡溶液中c(OH﹣)＝0.1mol/L、硫酸中c(H+)＝0.001mol/L，0.001b＝0.1a，则a:b＝1:10；
10?14﹣5
(6)CN的水解平衡常数Kh＝2×10＝＞Ka，说明相同浓度的NaCN和HCN，?105.0?10﹣
NaCN水解程度大于HCN电离程度，混合溶液中溶质为等物质的量浓度的NaCN、HCN，水
﹣﹣
解程度大于弱酸的电离程度导致溶液呈碱性，则c(H+)＜c(OH)，根据电荷守恒得c(CN)＜
c(Na+)，其水解程度较小，所以存在c(OH﹣)＜c(CN﹣)，所以离子浓度大小顺序为c(Na+)＞c(CN﹣)＞c(OH﹣)＞c(H+)。 【点睛】
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，即变量不再发生变化。
4．某温度下，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白：
（1）从开始至2min，X的平均反应速率为__。
化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题含详细答案
