化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题(含答案)及答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析） 1．化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
（1）某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化，在 400mL 稀硫酸中加入足量的锌粉，标况下用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：
①哪一时间段反应速率最大_______min（填“0～1”、“1～2”、“2～3”、“3～4”、“4～5”）， 原因是________。
②求 3～4 分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________设溶液体积不变）。 （2）该同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回 答下列问题：
①硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______。
②实验室中现有 Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 等 4 种溶液，可与实验中 CuSO4 溶液起相似作用的是_______。
③要减慢上述实验中气体产生速率，可采取的合力措施有_______、_______（答两种）。 （3） 某温度下在 4 L 密闭容器中，X、Y、Z 三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是_______。
②该反应达到平衡状态的标志是_______（填字母）
A．Y 的体积分数在混合气体中保持不变 B．X、Y 的反应速率比为 3：1
C．容器内气体压强保持不变 D．容器内气体的总质量保持不变E．生成 1 mol Y 的同时消耗 2 mol Z
③2 min 内 Y 的转化率为_______。
【答案】2~3 因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快. 0.025 mol·L-1·min-1 CuSO4 与 Zn 反应生成的 Cu 附着在 Zn 表面形成铜锌原电池加快了化学反应速率； Ag2SO4 适当增加硫酸的浓度 增加锌粒的表面积；升高温度等（答两种即可） 3X(g)+Y(g)?2Z(g) AC 10% 【解析】
【分析】
(1)①相同时间内收集的气体体积越多，该反应速率越快；温度越高化学反应速率越快；
②先计算生成氢气物质的量，再根据关系式计算消耗n(HCl)，利用v=率；
(2) Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn原电池，原电池反应比化学反应速率快； ②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag； ③从影响反应速率的因素分析；
(3)①根据图知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加，则X和Y是反应物而Z是生成物，反应达到平衡时，△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比，据此确定化学方程式；
②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变； ③Y的转化率=【详解】
(1)①相同通条件下，反应速率越大，相同时间内收集的气体越多；由表中数据可知，反应3min，原因是：该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大； 速率最大的时间段是2～
4分钟时间段，收集的氢气体积=(576?464)mL=112mL，n(H2)=②3～
Vn计算盐酸反应速VVt反应的n?Y?×100%；
反应初始n?Y?0.112L=0.005mol，
22.4L/mol根据氢气和HCl关系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol，则v(HCl)=
0.01mol=0.025 mol/(L?min)；
0.4L?1min(2)Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn原电池，而加快化学反应速率；
②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag，即Ag2SO4与CuSO4溶液具有相似的作用； ③为加快Zn和硫酸的反应速率可从升温、适当增大硫酸的浓度、增大锌的比表面积等角度考虑，可采取的合力措施有：增加锌的表面积；升高温度或适当增大硫酸的浓度等； (3)①根据图知,随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加，则X和Y是反应物而Z是生成物，反应达到平衡时，△n(X)=(1.0?0.4)mol=0.6mol、
△n(Y)=(1.0?0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5?0.1)mol=0.4mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比，X、Y、Z的计量数之比=0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2，则该反应方程式为3X(g)+Y(g)?2Z(g)；
②A．Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明各物质的量不变，反应达到平衡状态，故A正确；
B．X、Y的反应速率比为3:1时，如果反应速率都是指同一方向的反应速率，则该反应不
一定达到平衡状态，故B错误；
C．反应前后气体压强减小，当容器内气体压强保持不变时，各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，故C正确；
D．容器内气体的总质量一直保持不变，故D错误；
E．生成1mol Y的同时消耗2molZ，所描述的为同向反应过程，不能判断反应达到平衡状态，故E错误； 答案选AC； ③Y的转化率=
反应的n?Y?1?0.9×100% =×100%=10%。
反应初始n?Y?12NH3(g)，某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入
2．（1）已知3H2(g)+N2(g)
2.0molN2和2.0molH2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示： t/s 0 50 0.24 150 0.36 250 0.40 350 0.40 n(NH3)/mol 0
0~50s内的平均反应速率v(N2)=__。
（2）已知：键能指在标准状况下，将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)，B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。N?N的键能为946kJ/mol，H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则生成1molNH3过程中__（填“吸收”或“放出”）的能量为__。
（3）为加快反应速率，可以采取的措施是__。
a.降低温度 b.增大压强 c.恒容时充入He气 d.恒压时充入He气 e.及时分离NH3 （4）CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CH4与CO2制备“合成气”（CO、H2）。科学家提出制备“合成气”反应历程分两步： 反应①：CH4(g)
C(ads)+2H2(g)(慢反应)
2CO(g)(快反应)
反应②：C(ads)+CO2(g)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：
CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为___。能量变化图中：E5+E1___E4+E2（填“＞”、“＜”或“=”）。
【答案】1.2?10?3mol?L?1?s?1 放出 46kJ b
CH4?g?+CO2?g??2CO?g?+2H2?g?ΔH=+?E3-E1?kJ/mol <
【解析】 【分析】 【详解】
（1）根据化学反应速率之比等于物质对应计量数之比可知，0~50s内的平均反应速率
0.24mol11；
v?N2??v?NH3???2L?1.2?10?3mol?L?1?s?12250s（2）该反应中反应物总键能为(3×436+946)kJ/mol=2254 kJ/mol，生成物的总键能为6×391 kJ/mol=2346 kJ/mol，反应物总键能小于生成物总键能，由此可知，生成2molNH3时，放出(2346-2254) kJ=92 kJ能量，则生成1molNH3过程中放出能量为
92kJ=46kJ； 2（3）a．降低温度会使化学反应速率降低，故a不符合题意； b．增大压强能够增大化学反应速率，故b符合题意；
c．恒容时充入He气，各组分的浓度未发生改变，化学反应速率不变，故c不符合题意； d．恒压时充入He气，容器体积将增大，各组分浓度将减小，化学反应速率将减小，故d不符合题意；
e．及时分离NH3，将使体系内压强降低，化学反应速率将减小，故e不符合题意； 故答案为：b；
（4）由图可知，1molCH4(g)与1molCO2(g)的总能量为E1kJ，2molCO(g)与2molH2(g)的总能量为E3kJ，生成物总能量高于反应物总能量，该反应为吸热反应，则由CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为：
CH4?g?+CO2?g??2CO?g?+2H2?g?ΔH=+?E3-E1?kJ/mol；反应①为慢反应，反
应②为快反应，由此可知反应①的活化能大于反应②的活化能，即E4-E1>E5-E2，故E5+E1 3．新型材料 AIN 应用前景广泛，对其制备过程的研究成为热点。 (1)将物质的量均为a mol 的 Al2O3与N2 充入恒温恒容密闭容器中，控制温度发生反应：2Al2O3(s)+2N2(g) 4AlN(s) +3O2(g) △H>0。 ①下列可作为反应达到平衡的判据是_________(填序号）。 A．固体的质量不再改变 B．2v正(N2)=3v逆(O 2) C．△H 不变 D．容器内气体的压强不变 E．N2分子数与 O2 分子数比为 2:3 ②在起始压强为p的反应体系中，平衡时 N2的转化率为α，则上述反应的平衡常数 Kp__________(对于气相反应，用某组分 B 的平衡压强 p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示 平衡常数，记作Kp，如p(B) =p总·x(B) ，p总为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数）。 ③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是____________。 (2)铝粉与 N2 在一定温度下可直接生成 AlN， 加入少量 NH4Cl 固体可促进反应。将等质量的A1粉与不同量的 NH4Cl混合均匀后置于充 N2的密闭容器中，电火花引燃，产品中 AlN的质量分数[ω(AlN)] 随原料中ω(NH4Cl)的变化如图1所示，燃烧过程中温度随时间变化如图2所示。则： ①固体混合物中，ω(NH4Cl)的最佳选择是__________。 ②结合图2解释当ω(NH4Cl)超过一定值后，ω(AlN)明显减少的原因__________。 (3)AIN粉末会缓慢发生水解反应，粒径为100 nm 的 AlN 粉末水解时溶液 pH的变化如图3 所示。 ①AlN 粉末水解的化学方程式是______________。 ②相同条件下，请在图3中画出粒径为40 nm 的AlN粉末水解的变化曲线____________。 (1.5α)3p 消耗O2、提供能量，均能使平衡向右移动 3 % NH4Cl分解吸热【答案】AD (1-α)2造成温度降低，不利于Al 与N2反应 AlN + 4H2O Al(OH)3 + NH3?H2O
化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题(含答案)及答案
