【正文】 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。①AlN 粉末水解的化學方程式是______________。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__________。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。③為促進反應的進行，實際生產(chǎn)中需加入焦炭，其原因是____________。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(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?！军c睛】雖然鋁的金屬活動性比銅強，但由于在常溫下，鋁表面形成鈍化膜，阻止了鋁與濃硝酸的進一步反應，所以鋁與濃硝酸的反應不能持續(xù)進行，鋁作正極，銅作負極。 FeCl3，則Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+。由此可寫出插入濃硝酸溶液中形成的原電池的負極反應式為Cu2e?=Cu2+。答案為：2～3；②A．加入KCl溶液，相當于加水稀釋，反應速率減慢但不影響生成氫氣的體積，A符合題意；B．加入濃鹽酸，增大c(H+)，反應速率加快且生成氫氣的體積增多，B不合題意；C．加入蒸餾水，稀釋鹽酸，反應速率減慢但不影響生成氫氣的體積，C符合題意；D．加入CuSO4溶液，先與Zn反應生成Cu，形成原電池，反應速率加快但不影響氫氣的總量；故選AC。 FeCl3，則Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，可確定轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目。由此可寫出插入濃硝酸溶液中形成的原電池的負極反應式。②A．加入KCl溶液，相當于加水稀釋；B．加入濃鹽酸，增大c(H+)；C．加入蒸餾水，稀釋鹽酸；D．加入CuSO4溶液，先與Zn反應生成Cu，形成原電池。 FeCl3，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為_______。②若A為Cu，B為石墨，電解質(zhì)為FeCl3溶液，工作時的總反應為2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。A．KCl溶液 B．濃鹽酸 C．蒸餾水 D．CuSO4溶液(2)如圖為原電池裝置示意圖：①將鋁片和銅片用導線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個原電池中，作負極的分別是_______(填字母)。他事先在鹽酸中加入等體積的下列溶液以減慢反應速率但不影響生成氫氣的量。某學生為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，在400mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水法收集反應放出的氫氣，實驗記錄如下(累計值):時間/min12345氫氣體積/mL(標況)100240464576620①哪一段時間內(nèi)反應速率最大：__________min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)。面對能源枯竭的危機，提高能源利用率和開辟新能源是解決這一問題的兩個主要方向?！军c睛】注意反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，必須是同一物質(zhì)的正逆反應速率相等；反應達到平衡狀態(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。s1 b c 【解析】【分析】由圖表可知，隨反應進行X、Y的物質(zhì)的量減小，Z的物質(zhì)的量增大，所以X、Y是反應物，Z是生產(chǎn)物，l0s后X、Y、Z的物質(zhì)的量為定值，不為0，即10s達到平衡狀態(tài)，反應是可逆反應，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=()mol：()mol：=1：1：2，參加反應的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比，故反應化學方程式為X(g)+Y(g)?2Z(g)，然后結(jié)合v=及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化學計量數(shù)之比來解答。a．適當降低溫度 b．擴大容器的體積 c．充入一定量Z【答案】X+Y2Z mol(3)下列敘述中能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是_________。備戰(zhàn)高考化學培優(yōu)(含解析)之化學反應的速率與限度及詳細答案一、化學反應的速率與限度練習題（含詳細答案解析）1．一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示：(1)寫出該反應的化學方程式_________________________。(2)計算反應開始到10s，用X表示的反應速率是___________。a．當X與Y的反應速率之比為1：1b．混合氣體中X的濃度保持不變c．X、Y、Z的濃度之比為1：1：2(4)為使該反應的反應速率增大，可采取的措施是_______。L1【詳解】(1)由上述分析可知，該反應的化學方程式為X(g)+Y(g)?2Z(g)；(2)反應開始到10s，用X表示的反應速率是=?(L?s)1；(3)a．隨著反應的進行，X與Y的反應速率之比始終為1:1，則不能判斷是平衡狀態(tài)，故a錯誤；b．混合氣體中X的濃度保持不變，符合平衡特征“定”，為平衡狀態(tài)，故b正確；c．X、Y、Z的濃度之比為1:1:2，與起始量、轉(zhuǎn)化率有關(guān)，不能判斷是平衡狀態(tài)，故c錯誤；故答案為b；(4)a．適當降低溫度，反應速率減小，故a錯誤；b．擴大容器的體積，濃度減小，反應速率減小，故b錯誤；c．充入一定量Z，濃度增大，反應速率加快，故c選；故答案為c。2．能源與材料、信息一起被稱為現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱。(1)化學反應速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，這是化學學科關(guān)注的方面之一。②另一學生為控制反應速率防止反應過快難以測量氫氣體積。你認為可行的是____________(填字母序號)。A．鋁片、銅片 B．銅片、鋁片C．鋁片、鋁片 D．銅片、銅片寫出插入濃硝酸溶液中形成的原電池的負極反應式：_______________。寫出B電極反應式：________；該電池在工作時，A電極的質(zhì)量將_____(填“增加”“減小”或“不變”)?！敬鸢浮?～3 AC B Cu2e?=Cu2+ Fe3++e?=Fe2+ 減小 【解析】【分析】(1)①先分析各個時間段生成氫氣的體積，然后確定反應速率最大的時間段。(2)①將鋁片和銅片用導線相連，一組插入濃硝酸中，鋁發(fā)生鈍化，銅失電子發(fā)生反應；一組插入燒堿溶液中，銅不反應，鋁與電解質(zhì)發(fā)生反應，由此確定兩個原電池中的負極。②若A為Cu，B為石墨，電解質(zhì)為FeCl3溶液，工作時A作負極，B作正極，則B電極，F(xiàn)e3+得電子生成Fe2+；該電池在工作時，A電極上Cu失電子生成Cu2+進入溶液?！驹斀狻?1)①在1min的時間間隔內(nèi)，生成氫氣的體積分別為140mL、224mL、112mL、44mL，從而確定反應速率最大的時間段為2～3min。答案為：AC；(2)①將鋁片和銅片用導線相連，一組插入濃硝酸中，鋁發(fā)生鈍化，銅失電子發(fā)生反應；一組插入燒堿溶液中，銅不反應，鋁與電解質(zhì)發(fā)生反應，由此確定兩個原電池中的負極分別為銅片、鋁片，故選B。答案為：B；Cu2e?=Cu2+； ②若A為Cu，B為石墨，電解質(zhì)為FeCl3溶液，工作時A作負極，B作正極，則B電極上Fe3+得電子生成Fe2+，電極反應式為Fe3++e?=Fe2+；該電池在工作時，A電極上Cu失電子生成Cu2+進入溶液，A電極的質(zhì)量將減小。答案為：減小；。3．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下列可作為反應達到平衡的判據(jù)是_________(填序號）。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)）。(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。則：①固體混合物中，ω(NH4Cl)的最佳選擇是__________。(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。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____________。ω(NH4Cl)=3%時的溫度比ω(NH4Cl)=1%時的溫度降低得更多?！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(guān)；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。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。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從圖2可以看出，反應過程中溫度會降低。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。粒徑為40 nm 的AlN粉末水解的變化曲線為。回答下列問題：（1）用鐵礦石（赤鐵礦）冶煉生鐵的高爐如圖（a）所示。除去鐵礦石中脈石（主要成分為SiO2）的化學反應方程式為______________、______________；高爐排出氣體的主要成分有NCO2和______________(填化學式)。mol1②