化学化学反应的速率与限度的专项培优易错试卷练习题(含答案)附答案解析

化学化学反应的速率与限度的专项培优易错试卷练习题(含答案)附答案解析

一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）

1．将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)

2NH3(g)+CO2(g)。

（1）下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___(填选项)； A．2v生(NH3)=v耗(CO2)

B．密闭容器中氨气的物质的量不变

C．容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变 D．密闭容器中总压强保持不变

E.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂 （2）能使该反应的反应速率增大的是___(填选项); A．及时分离出CO2气体 B．适当升高温度 C．加入少量NH2COONH4(s) D．选择高效催化剂

（3）如图所示，上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___形成生成物中化学键放出的能量(填写“大于”“等于”“小于”)。

【答案】AC BD 大于 【解析】 【分析】

(1)根据化学平衡状态的特征解答；

(2)增大浓度或升高温度或加催化剂可加快反应速率来解答；

(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，所以反应是吸热反应，结合化学键分析解答。 【详解】

(1)A．平衡时应有v生(NH3)=2v耗(CO2)，所以2v生(NH3)=v耗(CO2)时，反应没有达到平衡状态，故A错误；

B．密闭容器中氨气的物质的量不变，说明正、逆反应速率相等，可以判定反应达到平衡状态，故B正确；

C．只要反应发生，容器中CO2与NH3的物质的量之比就是2：1，始终保持不变，不能判定反应是否达平衡状态，故C错误；

D．密闭容器中总压强保持不变，说明气体的总物质的量不变，反应达平衡状态，故D正确；

E．形成6个N-H键等效于2个C=O键形成的同时有2个C=O键断裂，正、逆反应速率相

等，达平衡状态，故E正确； 故答案为AC；

(2)A．及时分离出CO2气体，生成物浓度减小，反应速率减小，故A错误； B．适当升高温度，反应速率加快，故B正确；

C．加入少量NH2COONH4(s)，固体物质量变但浓度不变，故C错误； D．选择高效催化剂，反应速率加快，故D正确； 故答案为：BD；

(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，所以反应是吸热反应，即反应中断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量。 【点睛】

考查化学平衡状态的判断。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．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．甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是： (ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ·mol-1 mol-1 另外：(ⅱ)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·(ⅲ)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572.0kJ·mol-1 回答下列问题：

mol-1。 （1）甲醇的燃烧热为__kJ·

（2）在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为__。

（3）若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应(iv)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是（_________） a.增大 b.减小 c.无影响 d.无法判断

（4）在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ)，各物质的浓度如下表： L-1 浓度/mol·时间/min 0 2 4 6 c(CO) c(H2) c(CH3OH) 0.8 0.6 0.3 0.3 1.6 x 0.6 0.6 0 0.2 0.5 0.5 ①x=__。

②前2min内H2的平均反应速率为v(H2)=__。该温度下，反应(ⅰ)的平衡常数K=__。（保留1位小数）

③反应进行到第2min时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是（_________） a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H2的浓度

（5）如图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO转化率的关系：

由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300～400℃和10MPa的条件，其原因是__。

L-1·min-1 4.6L2·mol-2 a 温度【答案】764.9 CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl d 1.2 0.2mol·较低，反应速率慢；压强太大，成本高 【解析】 【分析】 【详解】

13(ii)，得新的热化学方程式为：CH4OH(g)+ 22O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.9kJ·mol-1，故甲醇的燃烧热为764.9 kJ·mol-1；

（1）利用盖斯定律，热化学方程式(iii)-(i)+

（2）根据提示知CH3Cl中的Cl被羟基取代生成CH3OH，反应方程式为：CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl[或CH3Cl+H2O

NaOH?aq??CH3OH+HCl]；

（3）反应(iv)消耗反应(i)的另外一种反应物氢气，而且生成反应(i)的反应物CO，使反应(i)的CO转化率降低；但反应(iv)为吸热反应，使体系温度降低，反应(i)正向移动，使反应(i)中CO的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应(iv)对反应(i)中CO转化率的影响；

（4）①观察表中数据可知，0～2min内，CO浓度降低了0.2mol/L，则H2浓度会降低0.4mol/L，则x=1.6-0.4=1.2； ②v?H2??2v?CH3OH??2?0.2mol/L=0.2mol?L?1?min?1；平衡常数

2minK?c?CH3OH?0.5mol/L2?2??4.6L?mol；

c2?H2??c?CO??0.6mol/L?2?0.3mol/L