化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题(含答案)含答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
(1)写出该反应的化学方程式_________________________。 (2)计算反应开始到10s，用X表示的反应速率是___________。 (3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_________。 a．当X与Y的反应速率之比为1：1 b．混合气体中X的浓度保持不变 c．X、Y、Z的浓度之比为1：1：2
(4)为使该反应的反应速率增大，可采取的措施是_______。 a．适当降低温度 b．扩大容器的体积 c．充入一定量Z
-1-1
【答案】X+Y噲垐??2Z 0.0395 mol·L·s b c
【解析】 【分析】
由图表可知，随反应进行X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增大，所以X、Y是反应物，Z是生产物，l0s后X、Y、Z的物质的量为定值，不为0，即10s达到平衡状态，反应是可逆反应，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=(1.20-0.41)mol：(1.00-0.21)mol：1.58mol=1：1：2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，故反应化学方程式为X(g)+Y(g)?2Z(g)，然后结合v=计量数之比来解答。 【详解】
(1)由上述分析可知，该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)?2Z(g)；
Vc及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学Vt1.20mol?0.41mol(2)反应开始到10s，用X表示的反应速率是=0.0395mol?(L?s)-1； 2L10s(3)a．随着反应的进行，X与Y的反应速率之比始终为1:1，则不能判断是平衡状态，故a错误；
b．混合气体中X的浓度保持不变，符合平衡特征“定”，为平衡状态，故b正确； c．X、Y、Z的浓度之比为1:1:2，与起始量、转化率有关，不能判断是平衡状态，故c错误；
故答案为b；
(4)a．适当降低温度，反应速率减小，故a错误；
b．扩大容器的体积，浓度减小，反应速率减小，故b错误； c．充入一定量Z，浓度增大，反应速率加快，故c选； 故答案为c。 【点睛】
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．某温度下在2L密闭容器中，3种气态物质A、B、C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）若A、B、C均为气体，10min后反应达到平衡， ①此时体系的压强是开始时的________倍。
②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%（计算结果保留1位小数） （3）关于该反应的说法正确的是_________。 a.到达10min时停止反应
b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率 c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率 【答案】2C【解析】 【分析】
（1）由图可知，C是反应物，物质的量分别减少2mol，A、B生成物，物质的量增加1mol、3mol，物质的量变化比等于系数比； （2）①体系的压强比等于物质的量比； ②转化率=变化量÷初始量×100%； （3）根据化学平衡的定义判断； 【详解】
（1）由图可知，C是反应物，物质的量减少2mol，A、B生成物，物质的量分别增加1mol、3mol，物质的量变化比等于系数比，所以该反应的化学方程式为：2C
A+3B；
A+3B
9或1.29或1.3 66.7% b、c 7（2）①体系的压强比等于物质的量比，反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物
9倍； 7②转化率=变化量÷初始量×100%=2÷3×100%=66.7%；
质的量是9mol，所以此时体系的压强是开始时的
（3）a.根据图象，到达10min时反应达到平衡状态，正逆反应速率相等但不为0，反应没有停止，故a错误；
b.在到达10min之前，C的物质的量减少，所以 C气体的消耗速率大于它的生成速率，故b正确；
c.在10min时反应达到平衡状态，所以B气体的正反应速率等于逆反应速率，故c正确； 选bc。 【点睛】
本题考查化学反应中物质的量随时间的变化曲线、以及平衡状态的判断，注意根据化学平衡的定义判断平衡状态，明确化学反应的物质的量变化比等于化学方程式的系数比。
3．反应A(g)
B(g)+C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050mol/L。
温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题：
（1）上述反应是______________(填”吸热反应”或”放热反应”)，温度T1_____T2，（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）平衡常数K(T1)_______K(T2)。 （2）若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则： ①平衡时体系总的物质的量为___________。
②反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=____________。
（3）在温度T1时，若增大体系压强，A的转化率_________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数________。
【答案】吸热反应 小于 小于 0.085mol 0.007mol/(L?min) 减小 不变 【解析】 【分析】
由图象中的信息可知， T2到达平衡所用的时间较少，故T1＜T2；温度升高后，反应物A的浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故该反应为吸热反应。 【详解】
（1）由上述分析可知，该反应是吸热反应，温度T1小于T2，温度升高，该化学平衡向正反应方向移动，故平衡常数K(T1) 小于K(T2)。
（2）A的初始浓度为0.050mol/L，则A的起始量为0.05mol。若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则A的变化量为0.035mol，B和C的变化量同为0.035mol。 ①平衡时体系总的物质的量为0.05mol -0.035mol+0.035mol?2=0.085mol。
②容积为1.0L，则反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=
nc0.035mol/L??0.007mol/(L?min)。 nt5minB(g)+C(g)，该反应正反应方向是气体分子数增大的方向。在温度T1时，若增
（3）A(g)
大体系压强，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，由于平衡常数只与温度有关，故平衡常数不变。 【点睛】
要注意化学平衡的移动不一定能改变平衡常数，因为化学平衡常数只与温度有关，对于一个指定的可逆反应，其平衡常数只随温度的变化而变化。
4．研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。 （1）CO可用于炼铁，已知：Fe2O3（s）+ 3C（s）＝2Fe（s）+ 3CO（g） ΔH 1＝+489.0 kJ·mol－1
C（s） +CO2（g）＝2CO（g） ΔH 2 ＝+172.5 kJ·mol－1。则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为_________________________________________________。
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。写出该电池的负极反应式：__________________________________________________。 （3）①CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2（g）+3H2（g）�CH3OH（g）+H2O（g），测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图。①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ___________________KⅡ（填“＞”或“＝”或“＜”）。
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。 容 器 反应物投入量 甲 1molCO2、3molH2 乙 a molCO2、b molH2、 c molCH3OH（g）、c molH2O（g）
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为______________________。
③一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是．．______________。
a．容器中压强不变 b．H2的体积分数不变 c．c（H2）＝3c（CH3OH） d．容器中密度不变 e．2个C＝O断裂的同时有3个H－H断裂
???? （4）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2（g） + 6H2（g）????CH3OCH3（g） + 3H2O（g）。已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如图，若温度不变，提高投料比n(H2)/n(CO2)，则K将__________；该反应△H_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。
催化剂
【答案】Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+ 3CO2（g）△H=-28.5KJ/mol CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O ＞ 0.4＜c≤1 bd 不变 ＜ 【解析】 【分析】
(1)已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol， ②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol，根据盖斯定律有①-②×3可得； (2)根据原电池负极失去电子发生氧化反应结合电解质环境可得； (3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，根据K=
c?CH3OH??c(H2O)c(CO)?c(H2)3判断；
②根据平衡三段式求出甲中平衡时各气体的物质的量，然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行来判断范围； ③根据化学平衡状态的特征分析；
m(H2)(4)由图可知，投料比一定，温度升高，CO2的平衡转化率减小，根据温度对化学
n?CO2?平衡的影响分析可得。 【详解】
(1)已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol， ②C(石
墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol，根据盖斯定律有①-②×3，得到热化学方程式：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol；
(2)CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)，负极电极反应为：CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O；
(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，则一氧化碳和氢气的物质的量越多，根据K=
c?CH3OH??c(H2O)c(CO)?c3(H2)②
可知，平衡常数越小，故KⅠ＞KⅡ；
化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题(含答案)含答案解析
