全国高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合高考模拟和真题分类汇总含答案

全国高考化学化学反应的速率与限度的推断题综合高考模拟和真题分类汇总含
答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件，用如图实验装置进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下：
分析表中数据回答下列问题：
MnO2
时间
0.1g0.3g0.8g
H2O2
10mL1.5%223s67s56s
10mL3.0%308s109s98s
10mL4.5%395s149s116s
（1）相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。

（2）从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入________g的二氧化锰为较佳选择。

（3）该小组的某同学分析上述数据后认为：“当用相同质量的二氧化锰时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确________，理由是__________________________________。

（4）为加快过氧化氢的分解速率，除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外，还可以采取的加快反应速率的措施有_____。

（回答任意两个合理的措施）
【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%)，但反应所需时间比其二倍小的多升高温度；粉碎二氧化锰，增大其表面积。

【解析】
【分析】
由题可知，该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响，通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律，因为该实验不是直接测出反应速率，而是测出反应停止的时间，要考虑反应物增多对反应时间的影响。

【详解】
(1)由表格中的数据可知：相同浓度的H2O2，加入的MnO2越多，反应所用的时间越短，即分解速率越快。

(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率；用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多，但用0.3 g催化剂节约药品。

(3)从表中数据可知，相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的双氧水中溶质含量的二倍，但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多，由反应速率计算公式可得出，此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快，由此得出上述结论不正确；
(4)加快反应速率的措施常见的有：增加反应物浓度、适当升高温度、增加反应物表面积（接触面积）、使用催化剂等。

2．化学反应速率与限度与生产、生活密切相关
（1）A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：
时间（min）12345
氢气体积（mL）（标准状况）100240688810860
①反应速率最大的时间段是____________（填0～1、1～2、2～3、3～4、4～5）min，原因是____________。

②在2～3min时间段以盐酸的浓度变化来表示的反应速率为____________。

（设溶液体积不变）
（2）B学生也做同样的实验，但由于反应太快，测不准氢气体积，故想办法降低反应速率，请你帮他选择在盐酸中加入下列____________以减慢反应速率。

（填写代号）A．冰块B．HNO3溶液C．CuSO4溶液
（3）C同学为了探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，设计了如图所示的实验。

可通过观察___________________________现象，定性比较得出结论。

有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是__________________________，
【答案】2～3 因该反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快 0.2mol·L-1·min-1 A 反应产生气泡的快慢控制阴离子相同，排除阴离子的干扰
【解析】
【分析】
（1）单位时间内生成氢气的体积越大反应速率越快；锌与盐酸反应放热；
②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是
0.448L
0.02mol 22.4L/mol
，
消耗盐酸的物质的量0.4mol；
（2）根据影响反应速率的因素分析；
（3）双氧水分解有气泡产生；根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同；
【详解】
（1）根据表格数据，2 min～3min收集的氢气最多，反应速率最大的时间段是2～3min；锌与盐酸反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快；
②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是
0.448L
0.02mol 22.4L/mol
=，
消耗盐酸的物质的量0.04mol，
0.04mol0.2L
1min
v
÷
==0.2mol·L-1·min-1；
（2）A．加入冰块，温度降低，反应速率减慢，故选A；
B．加入HNO3溶液，硝酸与锌反应不能生成氢气，故不选B；
C．加入CuSO4溶液，锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，故不选C；
（3）双氧水分解有气泡产生，可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较催化效果；根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同，排除阴离子的干扰，所以FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理。

【点睛】
本题主要考查化学反应速率的影响因素，明确影响反应速率的因素是解题关键，注意控制变量法在探究影响化学反应速率因素实验中的应用，理解原电池原理对化学反应速率的影响。

3．二氧化氮在火箭燃料中可用作氧化剂，在亚硝基法生严流酸甲可用作催化剂，但直接将二氧化氮排放会造成环境污染。

已知反应CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) ，起始时向体积为V的恒容密闭容器中通人2mol CH4和3mol NO2，测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示。

(1)容器体积V=_______L。

(2)图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线___________. (填“甲”“乙"或"丙")。

(3)0 ~5min内，用N2表示的化学反应速率为____________________mol·L-1·min-1。

(4)a、b、c三点中达到平衡的点是______。

达到平衡时， NO2的转化率是___________ (物质平衡转化=转化的物质的量/起始的物质的量×100%)。

(5)a点时，c(CO2) =__________mol·L-1(保留两位小数) ，n( CH4):n(NO2)
=_________________。

【答案】2 甲 0.1 c 80% 或0.8 0.33 4:5 【解析】 【分析】
依据图像，根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比确定甲、乙、丙三条曲线分别代表CH 4.、N 2、H 2O 中的哪种物质；依据单位时间内浓度的变化，计算出0 ~5min 内，用N 2表示的化学反应速率；达到平衡时的判断依据。

【详解】
（1）起始时向体积为V 的恒容密闭容器中通人2 mol CH 4和3 mol NO 2，测得CH 4.、N 2、H 2O 的物质的量浓度与时间的关系如图所示，CH 4是反应物，即起始时的物质的量浓度为1.0mol·L -1，依据c=
n V
，得V=n c =1
2mol
1mol L -⋅=2L ； （2）由(1)可知，丙代表CH 4，从开始到平衡时，甲代表的物质的物质的量浓度增加量：1.2mol·L -1，乙代表的物质的物质的量浓度增加量：0.6mol·L -1，故从开始到平衡时，甲代表的物质的物质的量浓度增加量：1.2mol·
L -1×2L=2.4mol ；故从开始到平衡时，乙代表的物质的物质的量浓度增加量：0.6mol·
L -1×2L=1.2mol ，根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比，故甲代表H 2O 的物质的量浓度与时间关系，乙代表N 2的物质的量浓度与时间关系；
（3）乙代表N 2的物质的量浓度与时间关系，0 ~5 min 内，N 2的物质的量浓度变化量为：
0.5mol·L -1
- 0=0.5mol·L -1
，v(N 2)=1
0.5mol L 5min
-⋅=0.1mol·L -1·min -1；
（4）当达到平衡时反应物、生成物的浓度不再随着时间的变化而变化，故a 、b 、c 三点中达到平衡的点是c ；达到平衡时，c(N 2)=0.6mol·L -1，即从开始平衡，N 2的物质的量增加了：0.6mol·L -1×2L=1.2mol ，CH 4(g) +2NO 2(g)
N 2(g) +CO 2(g) + 2H 2O(g) ，依据方程式中反应物、
生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，即从开始到平衡，NO 2的物质的量变化量为：1.2mol×2=2.4mol ，故达到平衡时， NO 2的转化率是2.4mol
100%3mol
⨯ =80%； （5）设a 点时的浓度为xmol·
L -1，CH 4(g) +2NO 2(g)N 2(g) +CO 2(g) + 2H 2O(g) ，依据方程式
中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，(1.0-x)：x=1:2，x=0.67，
2n(H O)∆=0.67mol·L -1×2L=1.34mol ，
42222n(CH ):n(NO ):n(N ):n(CO ):n(H O)∆∆∆∆∆=1:2:1:1:2，a 点时，2n(CO )∆=0.67mol ，c(CO 2) =
0.67mol
2L
=0.33mol·L -1；4(CH )∆=0.67mol ，2n(NO )∆=1.34mol ，故a 点时，n( CH 4):n(NO 2)=(2mol-0.67mol)：(3mol-1.34mol)=4:5。

4．光气（COCl 2）常作有机合成、农药、药物、燃料及其他化工制品的中间体。

（1）COCl 2结构与甲醛相似，写出COCl 2电子式_____；解释COCl 2的沸点比甲醛高的原因是_____。

（2）密闭容器中吸热反应COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)达到平衡后，改变一个条件，各物质的浓度变化如图所示（10~14min时有一物质浓度变化未标出）。

①说明该反应已达到平衡状态的是_____。

a．C(COCl2)=C(Cl2)
b．ʋ正(COCl2)=ʋ逆(CO)
c．容器内温度保持不变
d．容器内气体密度保持不变
②4~10min平均反应速率v(COCl2)为_____；10min时改变的反应条件是_____。

③0~4min、8~10min和16~18min三个平衡常数依次为K1、K2、K3，比较其大小____；说明理由____。

【答案】均为分子晶体，COCl2式量较大，范德华力较强，沸点较高 bc
0.0025mol/(L·min) 分离出CO K1<K2=K3 4min时改变条件为升温，吸热反应升温K变大【解析】
【分析】
（1）甲醛的结构式是；COCl2的相对分子质量大于甲醛；
（2）①根据平衡标志分析；
②根据=c t
υ∆
∆
计算4~10min平均反应速率v(COCl2)；由图象可知10min时CO的浓度突然减小，后逐渐增大，10min时Cl2的浓度逐渐增大；
③根据图象可知，4min时改变的条件是升高温度、14min时，各物质浓度均减小，改变的条件是减小压强。

【详解】
（1）甲醛的结构式是，COCl2结构与甲醛相似，COCl2电子式是；甲醛、COCl2均为分子晶体，COCl2式量较大，范德华力较强，沸点较高；
（2）①a．c(COCl2)=c(Cl2)时，浓度不一定不再改变，反应不一定平衡，故不选a；
b．反应达到平衡状态时，正逆反应速率比等于系数比，ʋ正(COCl2)=ʋ逆(CO)，一定平衡，
c ．正反应吸热，密闭容器内温度是变量，容器内温度保持不变，反应一定平衡，故选c ；
d ．气体质量不变、容器体积不变，根据=m
V
ρ ，密度是恒量，容器内气体密度保持不变，不一定平衡，故不选d ； 选bc ；
②根据图象，4~10min 内COCl 2浓度变化是0.055mol/L-0.04mol/L=0.015mol/L ，
0.015mol/L =
=6c t υ∆=∆min
0.0025mol/(L·min)；由图象可知10min 时CO 的浓度突然减小，后逐渐增大，10min 时Cl 2的浓度逐渐增大，可知10min 时改变的条件是分离出CO ，平衡正向移动，氯气浓度增大；
③根据图象可知，4min 时改变的条件是升高温度，正反应吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，所以K 1<K 2，14min 时改变的条件是减小压强，平衡常数只与温度有关，所以K 2=K 3，故K 1、K 2、K 3的大小关系是K 1<K 2=K 3；
5．甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。

甲醇的合成方法是： (ⅰ)CO(g)+2H 2(g)=CH 3OH(g) ΔH =-90.1kJ·mol -1 另外：(ⅱ)2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g) ΔH =-566.0kJ·mol -1 (ⅲ)2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l) ΔH=-572.0kJ·mol -1 回答下列问题：
（1）甲醇的燃烧热为__kJ·
mol -1。

（2）在碱性条件下利用一氯甲烷(CH 3Cl)水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为__。

（3）若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应(iv)CO 2(g)+H 2(g)=CO(g)+H 2O(g) ΔH =+41.1kJ·mol -1对合成甲醇反应中CO 的转化率的影响是（_________） a.增大 b.减小 c.无影响 d.无法判断
（4）在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ)，各物质的浓度如下表：
②前2min 内H 2的平均反应速率为v(H 2)=__。

该温度下，反应(ⅰ)的平衡常数K =__。

（保留1位小数）
③反应进行到第2min 时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是（_________） a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H 2的浓度
（5）如图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO 转化率的关系：
由图像可知，温度越低，压强越大，CO 转化率越高，但实际生产往往采用300～400℃和10MPa 的条件，其原因是__。

【答案】764.9 CH 3Cl+NaOH→CH 3OH+NaCl d 1.2 0.2mol·L -1·min -1 4.6L 2·mol -2 a 温度较低，反应速率慢；压强太大，成本高 【解析】 【分析】 【详解】
（1）利用盖斯定律，热化学方程式(iii)-(i)+
12(ii)，得新的热化学方程式为：CH 4OH(g)+3
2
O 2(g)=CO 2(g)+2H 2O(l)△H =-764.9kJ·mol -1，故甲醇的燃烧热为764.9 kJ·mol -1；
（2）根据提示知CH 3Cl 中的Cl 被羟基取代生成CH 3OH ，反应方程式为：CH 3Cl+NaOH→CH 3OH+NaCl[或CH 3Cl+H 2O
()
NaOH aq →
CH 3OH+HCl]；
（3）反应(iv)消耗反应(i)的另外一种反应物氢气，而且生成反应(i)的反应物CO ，使反应(i)的CO 转化率降低；但反应(iv)为吸热反应，使体系温度降低，反应(i)正向移动，使反应(i)中CO 的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应(iv)对反应(i)中CO 转化率的影响；
（4）①观察表中数据可知，0～2min 内，CO 浓度降低了0.2mol/L ，则H 2浓度会降低0.4mol/L ，则x=1.6-0.4=1.2； ②()()112320.2mol/L
H 2CH OH =0.2mol L min 2min
v v --⨯==
⋅⋅；平衡常数
()()()()322
222CH OH 0.5mol/L 4.6L mol H CO 0.6mol/L 0.3mol/L
c K c c -=
=≈⋅⨯⨯；
③2min到4min的反应速率大于0到2min，而降低温度，反应速率降低，b项错误；由表格中的数据可知c项错误；故a项使用催化剂正确，故答案为：a；
（5）温度较低，反应速率慢，不利于甲醇的生成；压强越大，CO的转化率越大，但压强太大对设备要求高，成本高。

6．合成氨工业是贵州省开磷集团的重要支柱产业之一。

氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。

（1）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋
3H 2(g)2NH3(g)。

该可逆反应达到平衡的标志是___。

a.3v正(H2)=2v逆(NH3)
b.单位时间生成mmolN2的同时生成3mmolH2
c.容器内的总压强不再随时间而变化
d.混合气体的密度不再随时间变化
（2）工业上可用天然气原料来制取合成氨的原料气氢气。

某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的
原理，在一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。

请回答下列问题：
时间/min CH4(mol)H2O(mol)CO(mol)H2(mol)
00.40 1.0000
5a0.80c0.60
70.20b0.20d
100.210.810.190.64
①写出工业用天然气原料制取氢气的化学方程式：___。

②分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？___（填“是”或“否”），前5min反应的平均反应速率v(CH4)=___。

③反应在7～10min内，CO的物质的量减少的原因可能是___ (填字母)。

a.减少CH4的物质的量
b.降低温度
c.升高温度
d.充入H2
【答案】c CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) 是 0.020mol·L-1·min-1 d
【解析】
【分析】
（1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变，据此分析，注意不同物质的反应速率之比等于计量系数之比；
（2）①结合表中数据，根据化学计量数与物质的量呈正比进行分析解答；
②根据平衡时物质的浓度不再发生变化分析；根据反应速率＝△c/△t计算；
③反应在7~10min内，CO的物质的量减少，而氢气的物质的量增大，据此分析。

【详解】
（1）a．达到平衡状态时，v正(H2): v逆(NH3)=3:2，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)，故a错误；b．氮气和氢气都是反应物，单位时间内生产mmol氮气的同时，必然生成3mmol氢气，反应不一定达到平衡状态，故b错误；
c．该反应正反应是体积减小的反应，在恒容条件下，反应正向进行，气体的总压强减小，反应逆向进行，气体的总压强增大，容器内的总压强不变时，反应达到平衡状态，故c正确；
d．根据质量守恒、容器的体积不变得知，无论反应是否达到平衡状态，混合气体的密度始终不变，所以不能作为判断平衡状态的依据，故d错误；
故答案为：c；
（2）①由表中数据可知，反应5min，消耗0.2molH2O，生成0.3molH2，因此H2O和H2的化学计量数之比为1：3，反应7min时，消耗0.2molCH4，生成0.2molCO，因此CH4和CO 的化学计量数之比为1：1，则用天然气原料制取氢气的化学方程式为CH4(g)＋
H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，故答案为：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)；
②根据方程式CH4+H2O＝CO+3H2结合表中数据可知c＝0.2，所以5 min时反应已经处于平衡状态；前5 min内消耗甲烷是0.2mol，浓度是0.1mol/L，则反应的平均反应速率v(CH4)＝
0.1mol/L÷5min＝0.02 mol·L－1·min－1，故答案为：是；0.020mol·L-1·min-1；
③反应在7~10min内，CO的物质的量减少，而氢气的物质的量增大，可能是充入氢气，使平衡逆向移动引起的，d选项正确，故答案为：d。

7．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示：
(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为__________。

(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3，某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如表所示：
t/s050150250350
n(NH3)00.360.480.500.50
0~50s内的平均反应速率v(N2)=__________。

(3)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。

H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为
391kJ/mol，生成1mol NH3过程中放出46kJ的热量。

则N≡N的键能为_________kJ/mol。

【答案】3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) 1.8×10−3mol/(L·s) 946
【解析】
【分析】
(1)由图中所给数据看，反应开始前，X、Y的物质的量都为1.0mol，而Z的物质的量为0，所以X、Y为反应物，Z为生成物；当各物质的量不变时，其物质的量都大于0，表明反应为可逆反应；再由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，可确定反应的化学计量数关系，从而写出反应方程式。

(2)从表中数据可得出，反应生成n(NH3)= 0.36mol，则参加反应的n(N2)= 0.18mol，从而求出0~50s内的平均反应速率v(N2)。

(3)利用∆H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)。

【详解】
(1)由图中所给数据可得出，X、Y、Z的变化量分别为0.3mol、0.1mol、0.2mol，从而得出三者的物质的量之比为3:1:2，结合上面分析，可得出该反应的化学方程式为
3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)。

答案为：3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；
(2)从表中数据可得出，反应生成n(NH3)= 0.36mol，则参加反应的n(N2)=0.18mol，从而得出
0~50s内的平均反应速率v(N2)=
0.18mol
2.0L50s
= 1.8×10−3mol/(L·s)。

答案为：1.8×10−3mol/(L·s)；
(3)利用∆H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)=∆H-3E(H-H)+6E(N-H)=- 46×2kJ/mol-
3×436kJ/mol+6×391kJ/mol=946 kJ/mol。

答案为：946。

【点睛】
由图中数据确定反应方程式时，对于方程式中的每个关键点，都需认真求证，不能随意表示，否则易产生错误。

如我们在书写方程式时，很容易将反应物与生成物之间用“==”表示。

8．在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间/s012345
n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007
(1)上述反应_____(填“是”或“不是”)可逆反应。

(2)如图所示，表示NO2变化曲线的是____。

用O2表示0～1s内该反应的平均速率
v=____。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是____(填字母)。

a．v(NO2)=2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)=2v正(O2) d．容器内密度保持不变
【答案】是 b 0.0025mol/(L·s) bc
【解析】
【分析】
(1)从表中数据可看出，反应进行3s后，n(NO)始终保持不变，从而可确定上述反应是否为可逆反应。

(2)利用图中数据，结合化学反应，可确定表示NO2变化的曲线。

从表中数据可以得出，0～1s内，∆n(NO)=0.01mol，则可计算出用O2表示0～1s内该反应的平均速率v。

(3)a．不管反应进行到什么程度，总有v(NO2)=2v(O2)；
b．因为反应前后气体分子数不等，所以平衡前容器内压强始终发生改变；
c．v逆(NO)=2v正(O2)表示反应方向相反，且数值之比等于化学计量数之比；
d．容器内气体的质量不变，容器的体积不变，所以容器内密度保持不变。

【详解】
(1)从表中数据可看出，反应进行3s后，n(NO)= 0.007mol，且始终保持不变，从而可确定上述反应是可逆反应。

答案为：是；
(2)从图中可看出，∆n(NO)=0.007mol，结合化学反应，可确定∆n(NO2)=0.007mol，从而确定表示NO2变化的是曲线b。

从表中数据可以得出，0～1s内，∆n(NO)=0.01mol，则可计算出
用O2表示0～1s内该反应的平均速率v=0.005mol
2L1s
=0.0025mol/(L·s)。

答案为：b；
0.0025mol/(L·s)；
(3)a．不管反应进行到什么程度，总有v(NO2)=2v(O2)，所以不一定达平衡状态，a不合题意；
b．因为反应前后气体分子数不等，所以平衡前容器内压强始终发生改变，当压强不变时，反应达平衡状态，b符合题意；
c．v逆(NO)=2v正(O2)表示反应方向相反，且数值之比等于化学计量数之比，则此时反应达平衡状态，c符合题意；
d．容器内气体的质量不变，容器的体积不变，所以容器内密度保持不变，所以当密度不变时，反应不一定达平衡状态，d不合题意；
故选bc。

答案为：bc。

【点睛】
用体系的总量判断平衡状态时，应分析此总量是常量还是变量，常量不能用来判断平衡状态，变量不变时反应达平衡状态。

9．氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。

回答下列问题。

Ⅰ.已知H—H键的键能为a kJ·mol-1，N—H键的键能为bkJ·mol-1，N N键的键能是ckJ·mol-
1，则反应NH 3(g)12N 2(g)+32H 2(g)的ΔH =____kJ·mol -1，若在某温度下其平衡常数为K ，则N 2(g)+3H 2(g)
2NH 3(g)的平衡常数K 1=____（用K 表示）。

Ⅱ.一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH 2Cl 、NHCl 2和NCl 3)是常用的饮用水二级消毒剂。

（1）用Cl 2和NH 3反应制备三氯胺的方程式为3Cl 2(g)+NH 3(g)NCl 3
(l)+3HCl(g)，向容积均为1L 的甲、乙两个恒温（反应温度分别为400℃、T ℃）容器中分别加入2molCl 2和2molNH 3，测得各容器中n(Cl 2)随反应时间t 的变化情况如下表所示：
t/min
0 40 80 120 160 甲（400℃）n(Cl 2)/mol
2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙（T ℃）n(Cl 2)/mol 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00
①T ℃___400℃（填“>”或“<”），该反应的ΔH ___0（填“>”或“<”）。

②该反应自发进行的条件是____（填高温、低温、任何温度）。

③对该反应，下列说法正确的是___（填选项字母）。

A ．若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态
B ．若容器内Cl 2和NH 3物质的量之比为3∶1，则表明反应达到平衡状态
C ．反应达平衡后，其他条件不变，加入一定量的NCl 3，平衡将向逆反应方向移动
D ．反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按
23n(Cl )n(NH )
=1继续充入一定量反应物，达新平衡后Cl 2的转化率增大
（2）工业上可利用反应2Cl 2(g)+NH 3(g)
NHCl 2 (l)+2HCl(g)制备二氯胺。

①NHCl 2在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质，写出该反应的化学方程式____。

②在恒温条件下，将2molCl 2和1molNH 3充入某密闭容器中发生上述反应，测得平衡时Cl 2和HCl 的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。

则A 、B 、C 三点中Cl 2转化率最高的是___点（填“A ”“B ”或“C ”）；B 点时反应物转化率：α(Cl 2)___α(NH 3)（填“>”“=”或“<”），若B 点平衡体积为2L ，则平衡常数K =____。

【答案】3b-
12c-32
a 21K > < 低温 AD NHCl 2+2H 2O=2HClO+NH 3 C = 4 【解析】
【分析】 Ⅰ.焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，据此计算，平衡常数
K =生成物平衡浓度幂次方乘积反应物平衡浓度幂次方乘积
，正逆反应的平衡常数互为倒数； Ⅱ.(1)①温度越高，反应速率越快；根据数据，在400℃时，甲容器，平衡后0.8mol ，乙容器中1.00mol ，达到平衡时间短说明反应速率大，乙中剩余氯气应少，但氯气增多说明温度升高影响平衡逆向进行；
②反应自发进行的判断依据为△H -T △S ＜0，结合反应特征分析判断；
③可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；
(2)①根据元素守恒可推测出具有强烈杀菌作用的物质为HClO ，据此写出反应； ②体系中HCl 的浓度越大则Cl 2转化率越大；起始量2molCl 2和1molNH 3，根据方程式可知Cl 2和NH 3按照2:1的比例进行反应，所以转化率始终相同；B 点处HCl 和Cl 2的浓度相同，据此反推各物质的浓度进行平衡常数的计算；
【详解】
Ⅰ.已知：H-H 键能为akJ•mol -1，H-N 键能为bkJ•mol -1，N≡N 键的键能ckJ•mol -1，对于反应NH 3(g)
12N 2(g)+32H 2(g)的△H =反应物的总键能-生成物的总键能=3b-12c-32a ，其平衡常数为K =()()()3
1
22
223H N NH c c c g ，则N 2(g)+3H 2(g)⇌2NH 3(g)的平衡常数K 1=()()()2332
22NH 1=H N c c c K g ，故答案为：3b-12c-32
a ；21K ； Ⅱ.(1)①温度越高，反应速率越快，平衡向吸热反应方向移动，其他条件相同时，T ℃时的反应速率比400℃时的反应速率快，则T ℃＞400℃；根据数据，在400℃时，甲容器，平衡后0.8mol ，乙容器中1.00mol ，达到平衡时间短说明反应速率大，乙中剩余氯气应少，但氯气增多说明温度升高影响平衡逆向进行，△H ＜0，故答案为：>；<；
②3Cl 2(g)+NH 3(g)⇌NCl 3(l)+3HCl(g)，反应的△S ＜0，△H ＜0，满足△H -T △S ＜0，需要低温下，反应能自发进行，故答案为：低温；
③A ．NCl 3(l)为液体，反应前后气体质量变化，气体体积不变，若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态，故A 正确；
B ．起始量2molCl 2和2molNH 3，根据方程式可知反应过程中Cl 2和NH 3按照3:1的比例进行反应，所以容器内的Cl 2和NH 3物质的量之比不可能为3：1，故B 错误；
C ．反应达到平衡后，其他条件不变，加入一定量的NCl 3(l)为液体不影响此平衡的移动，故C 错误；
D ．反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按23n(Cl )n(NH )
=1继续充入一定量反应物，压强增大，平衡正向进行，Cl 2的转化率增大，故D 正确；
故答案为：AD 。

(2)①根据元素守恒可推测出具有强烈杀菌作用的物质为HClO ，所以二氯胺与水反应方程式
为：NHCl 2+2H 2O=2HClO+2NH 3；
②容器为密闭容器，据图可知C 点处HCl 的浓度最大，体系中HCl 的浓度越大则Cl 2转化率越大，所以C 点Cl 2转化率最高；起始量2molCl 2和1molNH 3，根据方程式可知Cl 2和NH 3按照2:1的比例进行反应，所以转化率始终相同；B 点处HCl 和Cl 2的浓度相同，设平衡时c (HCl)=amol/L ，初始c (Cl 2)=-12mol
1mol L 2L =g ，c (NH 3)=-11mol 0.5mol L 2L
=g ，则 ()()()()
232++10.50a 0.5a a
1-a 0.5-0.2Cl g NH g NHCl l 2HCl g 5a a
ƒ起始转化平衡 则有1-a=a ，解得a=0.5mol/L ，所以平衡时c (HCl)=0.5mol/L ，c (Cl 2)=0.5mol/L ，
c (NH 3)=0.25mol/L ，平衡常数K =()
()()22
2232c HCl 0.5==4c c 0.50.Cl NH 25⨯g ，故答案为：C ；=；4；
10．某温度下，在一个2L 的密闭容器中，X 、Y 、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

根据图中数据，填写下列空白：
（1）从开始至2min ，X 的平均反应速率为__。

（2）该反应的化学方程式为___。

（3）1min 时，v （正）__v （逆），2min 时，v （正）__v （逆）。

（填“>”或“<”或“=”）。

（4）上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中v(X)=9mol·
L -1·min -1，乙中v(Y)=0.5mol·L -1·s -1，则___中反应更快。

（5）若X 、Y 、Z 均为气体，在2min 时，向容器中通入氩气（容器体积不变），X 的化学反应速率将___，若加入适合的催化剂，Y 的化学反应速率将___。

（填“变大”或“不变”或“变小”）。

（6）若X 、Y 、Z 均为气体（容器体积不变），下列能说明反应已达平衡的是___。

a.X 、Y 、Z 三种气体的浓度相等
b.气体混合物物质的量不再改变
c.反应已经停止
d.反应速率v(X)︰v(Y)=3︰1
e.（单位时间内消耗X 的物质的量）：（单位时间内消耗Z 的物质的量）=3︰2
f.混合气体的密度不随时间变化
【答案】0.075mol•L -1•min -1 3X+Y
2Z ＞ = 乙 不变 变大 be
【解析】
【分析】
由图可知，从反应开始到达到平衡，X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增加，应为生成物，从反应开始到第2分钟反应到达平衡状态，X、Y消耗的物质的量分别为0.3mol、0.1mol，Z的生成的物质的量为0.2mol，物质的量的变化量之比为3:1:2，物质的
量变化之比等于化学计量数之比，则化学方程式为3X+Y2Z，结合v=
c
t
V
V
及平衡的特征
“等、定”及衍生的物理量来解答。

【详解】
(1)从开始至2min，X的平均反应速率为1mol0.7mol
2L
2min
=0.075mol/(L•min)；
(2)从反应开始到第2分钟反应到达平衡状态，X、Y消耗的物质的量分别为0.3mol、
0.1mol，Z的生成的物质的量为0.2mol，物质的量的变化量之比为3:1:2，物质的量变化之比等于化学计量数之比，则化学方程式为3X+Y2Z；
(3)1min时，反应正向进行，则正逆反应速率的大小关系为：v(正)＞v(逆)，2min时，反应达到平衡状态，此时v(正)=v(逆)；
(4)甲中v(X)=9mol·L-1·min-1，当乙中v(Y)=0.5mol·L-1·s-1时v(X)=3 v(Y)= 1.5mol·L-1·s-1=90mol·L-1·min-1，则乙中反应更快；
(5)若X、Y、Z均为气体，在2min时，向容器中通入氩气(容器体积不变)，容器内压强增大，但X、Y、Z的浓度均不变，则X的化学反应速率将不变；若加入适合的催化剂，Y的化学反应速率将变大；
(4)a．X、Y、Z三种气体的浓度相等，与起始量、转化率有关，不能判定平衡，故a错误；b．气体混合物物质的量不再改变，符合平衡特征“定”，为平衡状态，故b正确；
c．平衡状态是动态平衡，速率不等于0，则反应已经停止不能判断是平衡状态，故c错误；
d．反应速率v(X):v(Y)=3:1，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能判定平衡，故d错误；
e．(单位时间内消耗X的物质的量)：(单位时间内消耗Z的物质的量)=3:2，说明X的正、逆反应速率相等，为平衡状态，故e正确；
f．混合气体的质量始终不变，容器体积也不变，密度始终不变，则混合气体的密度不随时间变化，无法判断是平衡状态，故f错误；
故答案为be。

【点睛】
化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。

一、直接标志：正反应速率=逆反应速率，注意反应速率的方向必须有正向和逆向。

同时要注意物质之间的比例关系，必须符合方程式中的化学计量数的比值。

二、间接标志：①各物质的浓度不变；②各物质的百分含量不变；③对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志；④对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志；⑤对于恒温恒压条件下的反应，气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志；⑥对于恒温恒容下的反应，有非气体物质的反应，密度不变是平衡标。