【正文】 備戰(zhàn)高考化學(xué)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度的推斷題綜合熱點考點難點及答案一、化學(xué)反應(yīng)的速率與限度練習(xí)題（含詳細(xì)答案解析）1．在一定體積的密閉容器中，進行如下反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表所示：t℃70080083010001200K回答下列問題：（1）該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的表達式：K=___；（2）該反應(yīng)為___（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)；（3）下列說法中能說明該反應(yīng)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___?！敬鸢浮? 吸熱 BE 830℃ 【解析】【分析】（1）化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)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(biāo)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(yīng)化學(xué)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(yīng)為吸熱反應(yīng)；（3）A. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)反應(yīng)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(xué)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(yīng)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(yīng)不一定平衡，故不選C；D. 反應(yīng)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(yīng)不一定平衡，故不選D；E. 正反應(yīng)吸熱，溫度是變量，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，化學(xué)平衡常數(shù)K不變，說明溫度不變，反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)，故選E；，不能判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，反應(yīng)不一定平衡，故不選F；（4）某溫度下， c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，即K = =1，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，此時的溫度為830℃。2．研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對構(gòu)建生態(tài)文明社會具有重要的意義。（1）CO可用于煉鐵，已知：Fe2O3（s）+ 3C（s）＝2Fe（s）+ 3CO（g） ΔH 1＝+ kJmol－1C（s） +CO2（g）＝2CO（g） ΔH 2 ＝+ kJmol－1。則CO還原Fe2O3（s）的熱化學(xué)方程式為_________________________________________________。（2）分離高爐煤氣得到的CO與空氣可設(shè)計成燃料電池（以KOH溶液為電解液）。寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________________________。（3）①CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖。①曲線I、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ___________________KⅡ（填“＞”或“＝”或“＜”）。②一定溫度下，在容積相同且固定的兩個密閉容器中，按如下方式加入反應(yīng)物，一段時間后達到平衡。容 器甲乙反應(yīng)物投入量1molCO3molH2a molCOb molHc molCH3OH（g）、c molH2O（g），要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等，且起始時維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，則c的取值范圍為______________________。③一定溫度下，此反應(yīng)在恒壓容器中進行，能判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是______________。a．容器中壓強不變 b．H2的體積分?jǐn)?shù)不變 c．c（H2）＝3c（CH3OH） d．容器中密度不變 e．2個C＝O斷裂的同時有3個H－H斷裂（4）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為：2CO2（g） + 6H2（g） CH3OCH3（g） + 3H2O（g）。已知一定條件下，該反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的變化曲線如圖，若溫度不變，提高投料比n(H2)/n(CO2)，則K將__________；該反應(yīng)△H_________0（填“＞”、“＜”或“=”）?！敬鸢浮縁e2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+ 3CO2（g）△H=+4OH=CO32+2H2O ＞ ＜c≤1 bd 不變 ＜ 【解析】【分析】(1)已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+，②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+，根據(jù)蓋斯定律有①②3可得；(2)根據(jù)原電池負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)結(jié)合電解質(zhì)環(huán)境可得；(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物質(zhì)的量少，根據(jù)K= 判斷；②根據(jù)平衡三段式求出甲中平衡時各氣體的物質(zhì)的量，然后根據(jù)平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等，且起始時維持反應(yīng)逆向進行來判斷范圍；③根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析；(4)由圖可知，投料比一定，溫度升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響分析可得。【詳解】(1)已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+，②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+，根據(jù)蓋斯定律有①②3，得到熱化學(xué)方程式：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=；(2)CO與空氣可設(shè)計成燃料電池(以KOH溶液為電解液)，負(fù)極電極反應(yīng)為：CO2e+4OH=CO32+2H2O；(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物質(zhì)的量少，則一氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量越多，根據(jù)K= 可知，平衡常數(shù)越小，故KⅠ＞KⅡ；② ，即(42x)247。4=，解得x=；依題意：甲、乙為等同平衡，且起始時維持反應(yīng)逆向進行，所以全部由生成物投料，c的物質(zhì)的量為1mol，c ，所以c的物質(zhì)的量為：＜n(c)≤1mol；③a．反應(yīng)在恒壓容器中進行，容器中壓強始終不變，故a錯誤；b．反應(yīng)開始，減少，H2的體積分?jǐn)?shù)不變時，反應(yīng)平衡，故b正確；c．c(H2)與c(CH3OH)的關(guān)系與反應(yīng)進行的程度有關(guān)，與起始加入的量也有關(guān)，所以不能根據(jù)它們的關(guān)系判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，故c錯誤；d．根據(jù)ρ=，氣體的質(zhì)量不變，反應(yīng)開始，體積減小，容器中密度不變時達到平衡，故d正確；e．C=O斷裂描述的正反應(yīng)速率，HH斷裂也是描述的正反應(yīng)速率，故e錯誤；故答案為：bd；(4)由圖可知，投料比一定，溫度升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明溫度升高不利于正反應(yīng)，即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)△H＜0；K只與溫度有關(guān)，溫度不變，提高投料比，K不變?！军c睛】注意反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，必須是同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等；反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，此類試題中容易發(fā)生錯誤的情況往往有：平衡時濃度不變，不是表示濃度之間有特定的大小關(guān)系；正逆反應(yīng)速率相等，不表示是數(shù)值大小相等；對于密度、相對分子質(zhì)量等是否不變，要具體情況具體分析等。3．某溫度時，在2L的密閉容器中，X、Y、Z(均為氣體)三種物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示：(1)由圖中所給數(shù)據(jù)進行分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。(2)若上述反應(yīng)中X、Y、Z分別為HNNH3，某溫度下， H2，一段時間后反應(yīng)達平衡狀態(tài)，實驗數(shù)據(jù)如表所示：t/s050150250350n(NH3)00~50s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=__________。(3)已知：鍵能指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將1mol氣態(tài)分子AB(g)解離為氣態(tài)原子A(g)、B(g)所需的能量，用符號E表示，單位為kJ/mol。HH的鍵能為436kJ/mol，NH的鍵能為391kJ/mol，生成1mol NH3過程中放出46kJ的熱量。則N≡N的鍵能為_________kJ/mol?！敬鸢浮?X(g)+Y(g)?2Z(g) 10?3mol/(Ls) 946 【解析】【分析】(1)由圖中所給數(shù)據(jù)看，反應(yīng)開始前，X、而Z的物質(zhì)的量為0，所以X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物；當(dāng)各物質(zhì)的量不變時，其物質(zhì)的量都大于0，表明反應(yīng)為可逆反應(yīng)；再由物質(zhì)的量的變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，可確定反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系，從而寫出反應(yīng)方程式。(2)從表中數(shù)據(jù)可得出，反應(yīng)生成n(NH3)= ，則參加反應(yīng)的n(N2)= ，從而求出0~50s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)。(3)利用?H=E(N≡N)+3E(HH)6E(NH)，可求出E(N≡N)?！驹斀狻?1)由圖中所給數(shù)據(jù)可得出，X、Y、從而得出三者的物質(zhì)的量之比為3:1:2，結(jié)合上面分析，可得出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X(g)+Y(g)?2Z(g)。答案為：3X(g)+Y(g)?2Z(g)；(2)從表中數(shù)據(jù)可得出，反應(yīng)生成n(NH3)= ，則參加反應(yīng)的n(N2)=，從而得出0~50s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)== 10?3mol/(Ls)。答案為：10?3mol/(Ls)；(3)利用?H=E(N≡N)+3E(HH)6E(NH)，可求出E(N≡N)=?H3E(HH)+6E(NH)= 462kJ/mol3436kJ/mol+6391kJ/mol=946 kJ/mol。答案為：946?！军c睛】由圖中數(shù)據(jù)確定反應(yīng)方程式時，對于方程式中的每個關(guān)鍵點，都需認(rèn)真求證，不能隨意表示，否則易產(chǎn)生錯誤。如我們在書寫方程式時，很容易將反應(yīng)物與生成物之間用“==”表示。4．將氣體A、B置于固定容積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g)?2C(g)+2D(g)，反應(yīng)進行到10 s末，達到平衡，。(1)用C表示10s內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為_____________。(2)反應(yīng)前A的物質(zhì)的量濃度是_________。(3)10 s末，生成物D的濃度為________。(4)平衡后，若改變下列條件，生成D的速率如何變化(填“增大”、“減小”或“不變”)：①降低溫度____；②增大A的濃度_____；③恒容下充入氖氣________。(5)下列敘述能說明該反應(yīng)已達到