【正文】 【化學】化學二模試題分類匯編——化學反應的速率與限度推斷題綜合含詳細答案一、化學反應的速率與限度練習題（含詳細答案解析）1．某實驗小組為確定過氧化氫分解的最佳催化條件，用如圖實驗裝置進行實驗，反應物用量和反應停止的時間數(shù)據(jù)如下：分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題： MnO2時間 H2O2%223s67s56s%308s109s98s%395s149s116s（1）相同濃度的過氧化氫的分解速率隨著二氧化錳用量的增加而________。（2）從實驗效果和“綠色化學”的角度考慮，雙氧水的濃度相同時，加入________g的二氧化錳為較佳選擇。（3）該小組的某同學分析上述數(shù)據(jù)后認為：“當用相同質(zhì)量的二氧化錳時，雙氧水的濃度越小，所需要的時間就越少，亦即其反應速率越快”的結(jié)論，你認為是否正確________，理由是__________________________________。（4）為加快過氧化氫的分解速率，除了使用MnO2作催化劑和改變過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)之外，還可以采取的加快反應速率的措施有_____。（回答任意兩個合理的措施）【答案】加快 不正確 H2O2的濃度擴大二倍(%→%)，但反應所需時間比其二倍小的多 升高溫度；粉碎二氧化錳，增大其表面積。 【解析】【分析】由題可知，該實驗研究濃度和催化劑對反應速率的影響，通過表中數(shù)據(jù)可分析得出濃度和催化劑對反應速率的影響規(guī)律，因為該實驗不是直接測出反應速率，而是測出反應停止的時間，要考慮反應物增多對反應時間的影響?！驹斀狻?1)由表格中的數(shù)據(jù)可知：相同濃度的H2O2，加入的MnO2越多，反應所用的時間越短，即分解速率越快。(2) g催化劑的反應速率； g催化劑的反應速率及反應時間相差不多， g催化劑節(jié)約藥品。(3)從表中數(shù)據(jù)可知，%%的雙氧水中溶質(zhì)含量的二倍，但反應的時間卻比其反應時間的二倍小得多，由反應速率計算公式可得出，此實驗條件下雙氧水的濃度越大分解速率越快，由此得出上述結(jié)論不正確；(4)加快反應速率的措施常見的有：增加反應物濃度、適當升高溫度、增加反應物表面積（接觸面積）、使用催化劑等。2．新型材料 AIN 應用前景廣泛，對其制備過程的研究成為熱點。(1)將物質(zhì)的量均為a mol 的 Al2O3與N2 充入恒溫恒容密閉容器中，控制溫度發(fā)生反應：2Al2O3(s)+2N2(g) 4AlN(s) +3O2(g) △H0。①下列可作為反應達到平衡的判據(jù)是_________(填序號）。A．固體的質(zhì)量不再改變B．2v正(N2)=3v逆(O 2)C．△H 不變D．容器內(nèi)氣體的壓強不變E．N2分子數(shù)與 O2 分子數(shù)比為 2:3②在起始壓強為p的反應體系中，平衡時 N2的轉(zhuǎn)化率為α，則上述反應的平衡常數(shù) Kp__________(對于氣相反應，用某組分 B 的平衡壓強 p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)，記作Kp，如p(B) =p總x(B) ，p總為平衡總壓強，x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分數(shù)）。③為促進反應的進行，實際生產(chǎn)中需加入焦炭，其原因是____________。(2)鋁粉與 N2 在一定溫度下可直接生成 AlN， 加入少量 NH4Cl 固體可促進反應。將等質(zhì)量的A1粉與不同量的 NH4Cl混合均勻后置于充 N2的密閉容器中，電火花引燃，產(chǎn)品中 AlN的質(zhì)量分數(shù)[ω(AlN)] 隨原料中ω(NH4Cl)的變化如圖1所示，燃燒過程中溫度隨時間變化如圖2所示。則：①固體混合物中，ω(NH4Cl)的最佳選擇是__________。②結(jié)合圖2解釋當ω(NH4Cl)超過一定值后，ω(AlN)明顯減少的原因__________。(3)AIN粉末會緩慢發(fā)生水解反應，粒徑為100 nm 的 AlN 粉末水解時溶液 pH的變化如圖3 所示。①AlN 粉末水解的化學方程式是______________。②相同條件下，請在圖3中畫出粒徑為40 nm 的AlN粉末水解的變化曲線____________?！敬鸢浮緼D p 消耗O提供能量，均能使平衡向右移動 3 % NH4Cl分解吸熱造成溫度降低，不利于Al 與N2反應 AlN + 4H2O Al(OH)3 + NH3?H2O 【解析】【分析】(1) ①根據(jù)反應達到平衡后，正逆反應速率，各成分的濃度不變及由此衍生的其它物理量進行分析；②平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為α，由于反應物中只有N2是氣體，所以起始壓強p即為起始時N2的分壓，列三段式求Kp；③碳在氧氣中燃燒放出熱量，焦炭既可以消耗氧氣，使生成物濃度降低，又可以提供熱量，這兩方面的作用都可以使平衡右移；(2)①根據(jù)圖像分析，當ω(NH4Cl)=3%時，ω(AlN)最大；②從圖2可以看出，反應過程中溫度會降低。ω(NH4Cl)=3%時的溫度比ω(NH4Cl)=1%時的溫度降低得更多。這是因為NH4Cl分解吸熱，當ω(NH4Cl)超過一定值后，NH4Cl分解吸熱造成溫度降低不利于Al 與N2反應，導致ω(AlN)明顯減少；(3)①AIN粉末會緩慢發(fā)生水解反應，生成Al(OH)3和NH3；②相同條件下，由于粒徑為40nm的AlN粉末和水的接觸面積更大，所以其水解速率大于粒徑為100nm的AlN粉末的水解速率，由于固體不影響平衡，所以最終溶液的pH是相同?！驹斀狻?1)①A．消耗2mol Al2O3會生成4molAlN，固體質(zhì)量減少，當固體的質(zhì)量不再改變時，反應達到了平衡狀態(tài)；B．當3v正(N2)=2v逆(O2)時，正逆反應速率相等，反應達到了平衡狀態(tài)，但2v正(N2)=3v逆(O2)表示的正逆反應速率不相等，不是平衡狀態(tài)；C．△H取決于反應物和生成物的總能量的相對大小，和是否平衡無關；D．在恒溫恒容條件下，容器內(nèi)的壓強和氣體的物質(zhì)的量成正比。該反應是反應前后氣體分子數(shù)不相等的反應，在平衡建立過程中，氣體總物質(zhì)的量一直在改變，只有達到平衡時，氣體總物質(zhì)的量才不再不變，即容器內(nèi)壓強才不變，所以當容器內(nèi)氣體的壓強不變時，反應達到了平衡狀態(tài)；E．N2分子數(shù)與 O2 分子數(shù)之比和起始投料以及轉(zhuǎn)化率有關，當N2分子數(shù)與O2分子數(shù)比為 2:3時，反應不一定是平衡狀態(tài)；故選AD。②反應2Al2O3(s)+2N2(g) 4AlN(s) +3O2(g)，在起始時加入的是等物質(zhì)的量的Al2O3與N2，由于反應物中只有N2是氣體，所以起始壓強p即為起始時N2的分壓，列三段式求Kp，已知平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為α，則Kp==p。③為促進反應的進行，實際生產(chǎn)中需加入焦炭，焦炭和氧氣反應，放出熱量。焦炭既可以消耗氧氣，使生成物濃度降低，又可以提供熱量，這兩方面的作用都可以使平衡右移，從而促進反應的進行。(2)①從圖1可以看出，當ω(NH4Cl)=3%時，ω(AlN)最大，所以最佳選擇是ω(NH4Cl)=3%。②從圖2可以看出，反應過程中溫度會降低。ω(NH4Cl)=3%時的溫度比ω(NH4Cl)=1%時的溫度降低得更多。這是因為NH4Cl分解吸熱，當ω(NH4Cl)超過一定值后，NH4Cl分解吸熱造成溫度降低不利于Al 與N2反應，導致ω(AlN)明顯減少(3)①AIN粉末會緩慢發(fā)生水解反應，生成Al(OH)3和NH3，AlN 粉末水解的化學方程式是AlN + 4H2O Al(OH)3 + NH3?H2O。②相同條件下，由于粒徑為40nm的AlN粉末和水的接觸面積更大，所以其水解速率大于粒徑為100nm的AlN粉末的水解速率，由于固體不影響平衡，所以最終溶液的pH是相同的。粒徑為40 nm 的AlN粉末水解的變化曲線為。3．在一定體積的密閉容器中，進行如下反應：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下表所示：t℃70080083010001200K回答下列問題：（1）該反應化學平衡常數(shù)的表達式：K=___；（2）該反應為___（填“吸熱”或“放熱”）反應；（3）下列說法中能說明該反應達平衡狀態(tài)的是___；A．容器中壓強不變B．混合氣體中c(CO)不變C．混合氣體的密度不變D．c(CO)=c(CO2)（4）某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，試判此時的溫度為___。【答案】 吸熱 BE 830℃ 【解析】【分析】（1）化學平衡常數(shù)等于生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；（2）隨溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動；（3）根據(jù)平衡標志判斷；（4）某溫度下， c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，即K== 1；【詳解】（1）根據(jù)平衡常數(shù)的定義，該反應化學平衡常數(shù)的表達式K= （2）隨溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動，所以正反應為吸熱反應；（3）A. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)反應前后氣體系數(shù)和相等，容器中壓強是恒量，壓強不變，不一定平衡，故不選A；B. 根據(jù)化學平衡定義，濃度不變一定平衡，所以混合氣體中c(CO)不變一定達到平衡狀態(tài)，故選B；C. 反應前后氣體質(zhì)量不變、容器體積不變，根據(jù)，混合氣體的密度是恒量，混合氣體的密度不變，反應不一定平衡，故不選C；D. 反應達到平衡時，濃度不再改變，c(CO)=c(CO2)不能判斷濃度是否改變，所以反應不一定平衡，故不選D；E. 正反應吸熱，溫度是變量，平衡常數(shù)只與溫度有關，化學