高考化学复习化学反应的速率与限度专项易错题附答案解析

高考化学复习化学反应的速率与限度专项易错题附答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。

（1）某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化，在 400mL 稀硫酸中加入足量的锌粉，标况下用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：
①哪一时间段反应速率最大_______min（填“0～1”、“1～2”、“2～3”、“3～4”、“4～5”），原因是________。

②求 3～4 分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________设溶液体积不变）。

（2）该同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

请回答下列问题：
①硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______。

②实验室中现有 Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等 4 种溶液，可与实验中 CuSO4溶液起相似作用的是_______。

③要减慢上述实验中气体产生速率，可采取的合力措施有_______、_______（答两种）。

（3）某温度下在 4 L 密闭容器中，X、Y、Z 三种气态物质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该反应达到平衡状态的标志是_______（填字母）
A．Y 的体积分数在混合气体中保持不变 B．X、Y 的反应速率比为 3：1
C．容器内气体压强保持不变 D．容器内气体的总质量保持不变E．生成 1 mol Y 的同时消耗 2 mol Z
③2 min 内 Y 的转化率为_______。

【答案】2~3 因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快.
0.025 mol·L-1·min-1 CuSO4与 Zn 反应生成的 Cu 附着在 Zn 表面形成铜锌原电池加快了化学反应速率； Ag2SO4适当增加硫酸的浓度增加锌粒的表面积；升高温度等（答两种即可）3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) AC 10%
【解析】
【分析】
(1)①相同时间内收集的气体体积越多，该反应速率越快；温度越高化学反应速率越快；
②先计算生成氢气物质的量，再根据关系式计算消耗n(HCl)，利用v=
n
V t
V
V
计算盐酸反应速
率；
(2) Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn 原电池，原电池反应比化学反应速率快；
②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag；
③从影响反应速率的因素分析；
(3)①根据图知，随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加，则X和Y是反应物而Z是生成物，反应达到平衡时，△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、△n(Y)=(1.0-
0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比，据此确定化学方程式；
②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
③Y的转化率=
()
()
n Y
n Y
反应的
反应初始
×100%；
【详解】
(1)①相同通条件下，反应速率越大，相同时间内收集的气体越多；由表中数据可知，反应速率最大的时间段是2∼3min，原因是：该反应是放热反应，温度越高，反应速率越大；
②3∼4分钟时间段，收集的氢气体积=(576−464)mL=112mL，n(H2)=
0.112
22.4/
L
L mol
=0.005mol，
根据氢气和HCl关系式得消耗的n(HCl)=2n(H2)=2×0.005mol=0.01mol，则
v(HCl)=
0.01mol
0.4L1min
⨯
=0.025 mol/(L⋅min)；
(2)Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn
原电池，而加快化学反应速率；
②所给四种溶液中只Zn只能置换出Ag，即Ag2SO4与CuSO4溶液具有相似的作用；
③为加快Zn和硫酸的反应速率可从升温、适当增大硫酸的浓度、增大锌的比表面积等角度考虑，可采取的合力措施有：增加锌的表面积；升高温度或适当增大硫酸的浓度等；(3)①根据图知,随着反应进行，X、Y的物质的量减少而Z的物质的量增加，则X和Y是反应物而Z是生成物，反应达到平衡时，△n(X)=(1.0−0.4)mol=0.6mol、
△n(Y)=(1.0−0.8)mol=0.2mol、△n(Z)=(0.5−0.1)mol=0.4mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量变化量之比等于其计算之比，X、Y、Z的计量数之比
=0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2，则该反应方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；
②A．Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明各物质的量不变，反应达到平衡状态，故A正确；
B．X、Y的反应速率比为3:1时，如果反应速率都是指同一方向的反应速率，则该反应不
一定达到平衡状态，故B错误；
C．反应前后气体压强减小，当容器内气体压强保持不变时，各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，故C正确；
D．容器内气体的总质量一直保持不变，故D错误；
E．生成1mol Y的同时消耗2molZ，所描述的为同向反应过程，不能判断反应达到平衡状态，故E错误；
答案选AC；
③Y的转化率=
()
()
n Y
n Y
反应的
反应初始
×100% =
10.9
1
-
×100%=10%。

2．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)00.240.360.400.40
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。

N N
≡的键能为946kJ/mol，H-H的键能为
436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则生成1mol NH3过程中___(填“吸收”或“放出”)的能量为____，反应达到(2)中的平衡状态时，对应的能量变化的数值为____kJ。

(4)为加快反应速率，可以采取的措施是_______
a.降低温度
b.增大压强
c.恒容时充入He气
d.恒压时充入He气
e.及时分离NH3
【答案】3X+Y⇌2Z 1.2×10−3mol/(L·s) 放出 46kJ 18.4 b
【解析】
【分析】
（1）根据曲线的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的量变化之比等于化学计量数之比书写方程式；
（2）根据=
c
t
∆
∆
计算；
（3）形成化学键放出能量，断裂化合价吸收能量；
(4)根据影响反应速率的因素分析；
【详解】
（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，则反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z；
（2）0～50s内，NH3物质的量变化为0.24mol，根据方程式可知，N2物质的量变化为
0.12mol，(Z)=
c
t
∆
∆
=
0.12mol
=
2L50s
⨯
1.2×10−3mol/(L·s)；
（3）断裂1mol N N
≡吸收946kJ的能量，断裂1mol H-H键吸能量436kJ，形成1mo N-H 键放出能量391kJ，根据方程式3H2+N2⇌2NH3，生成2mol氨气，断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ×3=2254 k J，成键放出的能量是391kJ×6=2346 kJ，则生成1mol NH3过程中放出的
能量为2346 kJ-2254 kJ
2
=46kJ；反应达到(2)中的平衡状态时生成0.4mol氨气，所以放
出的能量是46kJ×0.4=18.4kJ；
(4) a.降低温度，反应速率减慢，故不选a；
b.增大压强，体积减小浓度增大，反应速率加快，故选b；
c.恒容时充入He气，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选c；
d.恒压时充入He气，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢，故不选d；
e.及时分离NH3，浓度减小，反应速率减慢，故不选e。

【点睛】
本题考查化学平衡图象分析，根据键能计算反应热，影响化学反应速率的因素，注意压强对反应速率的影响是通过改变浓度实现的，若改变了压强而浓度不变，则反应速率不变。

3．某温度时，在一个容积为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，完成下列问题：
（1）该反应的化学方程____；
（2）反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为_____；
（3）达到平衡后，下列说法不正确的是_____。

A．X、Y、Z的浓度之比是1：2：3
B．X的消耗速率和Y的生成速率相等
C．Z的浓度保持不变
【答案】3X+2Y3Z 0.125mol/ ( L n min) B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据图知，随着反应的进行X、Y的物质的量减少，而Z的物质的量增大，所以X和Y 是反应物、Z是生成物，10min时反应达到平衡状态，则参加反应的△n (X) = (1.00-
0.25)mol=0.75mol、△n(Y)=(1.00-0.50) mol=0.50mol、△n ( Z)=(0.75-0) mol=0.75mol，同一可逆反应中同一时间段内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以X、Y、Z的计量数之比=0.75mol： 050mol：0.75mol=3：2：3所以该反应方程式：
3X+2Y3Z；
(2) 0-2min内Z的平均反应速率v=
c
t
V
n
=
0.50mol
2L
2min
=0.125mol/ ( L n min)，故答案为：
0.125mol/ ( L n min)；
(3) A.相同容器中，X、Y、Z的浓度之比等于其物质的量之比=0.25mol：
0.50mol：0.75mol=1:2:3，故A正确；
B.该反应中X、Y的计量数之比为3:2，当X的消耗速率与Y的生成速率之比为3:2时该反应达到平衡状态，所以当X的消耗速率和Y的生成速率相等时该反应没有达到平衡状态，故B错误；
C.当Z的浓度保持不变时，正逆反应速率相等，可逆反应达到平衡状态，故C正确；
故选B。

4．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。

5．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(O 2)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。

6．Ⅰ. （1）用锌片，铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25g ，铜表面析出了氢气________L （标准状况下），导线中通过________mol 电子。

（2） 将ag Na 投入到bg D 2O （足量）中，反应后所得溶液的密度为dg /cm 3，则该溶液物质的量浓度是_______；
Ⅱ. 将气体A 、B 置于固定容积为2 L 的密闭容器中，发生如下反应：3A （g ）＋B （g ）⇌2C （g ）＋2D （g ）。

反应进行到10 s 末时，测得A 的物质的量为1.8 mol ，B 的物质的量为0.6 mol ，C 的物质的量为0.8 mol ，则：
（1）用C 表示10 s 内正反应的平均反应速率为____________。

（2）反应前A 的物质的量浓度是________。

（3）10 s 末，生成物D 的浓度为________。

【答案】1.12 0.1
23a 1000ad 223b a +-mol /L 0.04mol •L -1•s -1 1.5mol •L -1 0.4mol •L -1 【解析】
【分析】
【详解】
Ⅰ.(1)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，锌为负极，电极反应为：Zn -2e -=Zn 2+，铜为正极，电极反应为2H ++2e -=H 2↑，锌片的质量减少了3.25克，则物质的量为 3.25g 65g /mol
=0.05mol ，转移的电子的物质的量为n (e -)=2n (Zn )=2n (H 2)=2×0.05mol =0.1mol ，则V (H 2)=0.05mol ×22.4L /mol =1.12L ，故答案为：1.12；0.1；
(2)将ag Na 投入到bg D 2O (足量)中，发生2Na +2D 2O =2NaOD +D 2↑，ag Na 的物质的量为
23g/mol ag =23a mol ，生成的氢氧化钠为23a mol ，D 2的物质的量为46
a mol ，质量为46a mol ×4g /mol =223a g ，反应后溶液的质量为ag +bg -223a g =(a +
b -223
a )g ，溶液的体积为
3223/a a b g dg cm +-（）
=223a a b d
+-cm 3，则该溶液物质的量浓度
c =n V =32322310a mol a a b L d
-+-⨯=23a 1000ad 223b a +-mol /L ，故答案为：23a 1000ad 223b a +-mol /L ； Ⅱ.(1)v (C )=0.8210mol
L s
=0.04mol •L -1•s -1，故答案为：0.04mol •L -1•s -1；
(2)3A (g )＋B (g )⇌2C (g )＋2D (g )。

反应进行到10 s 末时，测得A 的物质的量为1.8 mol ，C 的物质的量为0.8 mol ，则反应的A 为1.2mol ，反应前A 的物质的量浓度是(1.8 1.2)2mol L
+=1.5mol •L -1，故答案为：1.5mol •L -1； (3)3A (g )＋B (g )⇌2C (g )＋2D (g )。

反应进行到10 s 末时，测得C 的物质的量为0.8 mol ，
则生成的D 为0.8 mol ，10 s 末，生成物D 的浓度为0.8mol 2L
=0.4mol •L -1，故答案为：0.4mol •L -1 。

【点睛】
本题的难点为I .(2)，要注意生成的氢气的质量的计算，同时注意c =
n V
中V 的单位是“L ”。

7．Ⅰ.碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。

回答下列问题：
(1)有机物M 经过太阳光光照可转化成N ，转化过程如下：
ΔH ＝＋88.6 kJ/mol ，则M 、N 相比，较稳定的是______。

(2)将Cl 2和H 2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl 和CO 2，当有1 mol Cl 2参与反应时释放出145 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式为___________。

Ⅱ．无色气体N 2O 4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。

N 2O 4与NO 2转换的热化
学方程式为N 2O 4(g) 垐?噲?2NO 2(g) ΔH ＝＋24.4 kJ/mol 。

(3)将一定量N 2O 4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是_________。

A ．v 正(N 2O 4)＝2v 逆(NO 2)
B ．体系颜色不变
C ．气体平均相对分子质量不变
D ．气体密度不变
达到平衡后，升高温度，再次到达新平衡时，混合气体颜色_____（填 “变深”、“变浅”或“不变”）。

Ⅲ．(4)常温下，设pH ＝5的H 2SO 4溶液中由水电离出的H ＋浓度为c 1；pH ＝5的Al 2(SO 4)3溶液中由水电离出的H ＋浓度为c 2，则12
c c =________。

(5)常温下，pH ＝13的Ba(OH)2溶液a L 与pH ＝3的H 2SO 4溶液b L 混合。

若所得混合溶液呈中性，则a ∶b ＝________。

(6)已知常温下HCN 的电离平衡常数K ＝5.0×10－10。

将0.2 mol/L HCN 溶液和0.1 mol/L 的NaOH 溶液等体积混合后，溶液中c(H ＋)、c(OH －)、c(CN －)、c(Na ＋)大小顺序为
________________。

【答案】M 2Cl 2(g)＋2H 2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO 2(g) ΔH ＝－290 kJ/mol BC 变深 110000
1:100 c(Na ＋)> c(CN －) > c(OH －) >c(H ＋)
【解析】
【分析】
Ⅰ．(1)M 转化为N 是吸热反应，能量低的物质更稳定；
(2)有1mol Cl 2参与反应时释放出145kJ 热量，2mol 氯气反应放热290kJ ，结合物质聚集状态和对应反应焓变书写热化学方程式；
Ⅱ．(3)可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，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；正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，NO 2的浓度增大；
Ⅲ．(4)酸抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；
(5)混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c(H +)等于碱中c(OH ﹣)； (6)CN ﹣
的水解平衡常数K h ＝14
10105.010--⨯＝2×10﹣5＞K a ，说明相同浓度的NaCN 和HCN ，NaCN 水解程度大于HCN 电离程度。

【详解】
Ⅰ．(1)有机物M 经过太阳光光照可转化成N ，△H ＝+88.6kJ•mol ﹣1，为吸热反应，可知M 的能量低，能量越低越稳定，说明M 稳定；
(2)有1mol Cl 2参与反应时释放出145kJ 热量，2mol 氯气反应放热290kJ ，反应的热化学方程式为2Cl 2(g)+2H 2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO 2(g)△H ＝﹣290kJ•mol ﹣1；
Ⅱ．(3)A ．应是2v 正(N 2O 4)＝v 逆(NO 2) 时反应达到平衡状态，故A 错误；
B ．体系颜色不变，说明二氧化氮浓度不变，反应到达平衡状态，故B 正确；
C ．混合气体总质量不变，随反应减小混合气体总物质的量增大，平均相对分子质量减小，当气体平均相对分子质量不变时，反应到达平衡状态，故C 正确；
D ．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，气体密度始终不变，故D 错误， 故答案为：BC ；
正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO 2)增加，颜色加深；
Ⅲ．(4)常温下，设pH＝5的H2SO4的溶液中由水电离出的H+浓度C1＝10﹣9 mol/L，pH＝5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H+浓度C2＝10﹣5mol/L，则1
2
c
c＝
9
5
10
10
-
-
＝10﹣4；
(5)混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c(H+)等于碱中c(OH﹣)，氢氧化钡溶液中c(OH﹣)＝0.1mol/L、硫酸中c(H+)＝0.001mol/L，0.001b＝0.1a，则a:b＝1:10；
(6)CN﹣的水解平衡常数K h＝
14
10
10
5.010
-
-
⨯
＝2×10﹣5＞K a，说明相同浓度的NaCN和HCN，NaCN水解程度大于HCN电离程度，混合溶液中溶质为等物质的量浓度的NaCN、HCN，水解程度大于弱酸的电离程度导致溶液呈碱性，则c(H+)＜c(OH﹣)，根据电荷守恒得c(CN﹣)＜c(Na+)，其水解程度较小，所以存在c(OH﹣)＜c(CN﹣)，所以离子浓度大小顺序为c(Na+)＞
c(CN﹣)＞c(OH﹣)＞c(H+)。

【点睛】
可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。

②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。

只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。

判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化，即变量不再发生变化。

8．某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种气体物质的物质的量（n）随着时间（t）变化的曲线如图所示。

由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式为_________________。

（2）反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为_____________。

（3）下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是_____________（填序号）。

A．X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗3molX，同时生成2molZ
D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变
【答案】3X+Y≒2Z 0.05mol·L-1·min-1 BE
【解析】
【详解】
(1) 从图像可知，X和Y物质的量分别减少0.3mol、0.1mol，做反应物，Z的物质的量增加0.2mol，根据反应中物质的量之比=系数之比，推断出方程式为：3X + Y2Z，故答案为：3X + Y2Z；
(2)2min时，v(Z)=
Δn0.2mol
Δc V2L
===0.05mol/(L min)
t t2min
g，故答案为：0.05mol·L-1·min-1；
(3)A．物质的量成正比关系不能说明达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体体积数不同，故压强不变时说明达到平衡状态，B正确；
C．消耗X正反应方向，生成Z也是正反应方向，不能说明达到平衡状态，C错误；
D．化学反应遵循质量守恒定律，故D错误；
E．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明正反应速率=逆反应速率，故达到
平衡状态，E正确；
故答案为：BE。

9．为解决“温室效应”日趋严重的问题,科学家们不断探索CO2的捕获与资源化处理方案,利
用CH4捕获CO2并转化为CO和H2混合燃料的研究成果已经“浮出水面”。

已知:①CH4(g)十H2O(g)==CO(g)+3H2(g) △H1=+206.4kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ/mol
T1°C时，在2L恒容密闭容器中加入2molCH4和1molCO2，并测得该研究成果实验数据如
下：
请回答下列问题:
时间/s0102030405060 CO2/mol10.70.60.540.50.50.5 H2/mol00.60.80.92111
（1）该研究成果的热化学方程式③CH4(g)+CO2(g)==2CO(g)+2H2(g) △H=_____
（2）30s时CH4的转化率为_______，20~40s,v(H2)=_______.
（3）T2°C时,该反应的化学平衡常数为1.5,则T2___T1(填“>”“=”或“<”。

)
（4）T1°C时反应③达到平衡的标志为______________。

A．容器内气体密度不变 B．体系压强恒定
C．CO和H2的体积分数相等且保持不变 D．2v(CO)逆=v(CH4)正
（5）上述反应③达到平衡后,其他条件不变,在70 s时再加入2 molCH4和1molCO2,此刻平衡
的移动方向为________(填“不移动”“正向”或“逆向"),重新达到平衡后，CO2的总转化率比原
平衡____________(填“大”“小”或“相等”)。

【答案】+247.6KJ/mol 23% 0.005mol/(L·s) ＞ BC 正向小
【解析】
已知：①CH 4(g)十H 2O(g)=CO(g)+3H 2(g) △H 1=+206.4kJ/mol
②CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) △H 2=-41.2kJ/mol
(1)利用盖斯定律，将①-②，可得出热化学方程式③CH 4(g)+CO 2(g)=2CO(g)+2H 2(g) △H 。

(2)利用三段式，建立各物质的起始量、变化量与平衡量的关系，可得出30s 时CH 4的转化率，20~40s 的v (H 2)。

(3)利用三段式，可求出T 1时的化学平衡常数，与T 2时进行比较，得出T 2与T 1的关系。

(4)A ．气体的质量不变，容器的体积不变，则容器内气体密度始终不变；
B ．容器的体积不变，气体的分子数随反应进行而发生变化；
C ．平衡时，CO 和H 2的体积分数保持不变；
D ．2v(CO)逆=v(CH 4)正，方向相反，但数值之比不等于化学计量数之比。

(5)利用浓度商与平衡常数进行比较，可确定平衡移动的方向；利用等效平衡原理，可确定CO 2的总转化率与原平衡时的关系。

【详解】
已知：①CH 4(g)十H 2O(g)=CO(g)+3H 2(g) △H 1=+206.4kJ/mol
②CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) △H 2=-41.2kJ/mol
(1)利用盖斯定律，将①-②，可得出热化学方程式③CH 4(g)+CO 2(g)=2CO(g)+2H 2(g) △H =+247.6kJ/mol ，故答案为：+247.6kJ/mol ；
(2)利用表中数据，建立如下三段式：
422CH (g)CO (g)2CO(g)2H (g)(mol)
2(m 1000.460.920.920.540.920.9ol)
0.46s (mol) 1.542++垐?噲?
起始转化30末
30s 时，CH 4的转化率为
0.46mol 100%2mol ⨯=23%，20~40s 的v (H 2)=1mol 0.8mol 2L 20s
-⨯= 0.005mol/(L∙s)，故答案为：23%；0.005mol/(L∙s)； (3)利用平衡时的数据，可求出T 1时的化学平衡常数为220.50.51=0.750.253
⨯⨯<1.5，则由T 1到T 2，平衡正向移动，从而得出T 2>T 1，故答案为：>；
(4)A ．反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，则容器内气体密度始终不变，则密度不变时，不一定达平衡状态，A 不合题意；
B ．气体的分子数随反应进行而发生改变，则压强随反应进行而改变，压强不变时达平衡状态，B 符合题意；
C ．平衡时，CO 和H 2的体积分数保持不变，反应达平衡状态，C 符合题意；
D ．2v(CO)逆=v(CH 4)正，速率方向相反，但数值之比不等于化学计量数之比，反应未达平衡，D 不合题意；
故答案为：BC ；
(5)平衡时加入2molCH4和1molCO2，浓度商为Q=
22
0.50.511
=
1.750.75213
⨯
<
⨯
，所以平衡正向移
动；加入2molCH4和1molCO2，相当于原平衡体系加压，平衡逆向移动，CO2的总转化率比原平衡小，故答案为：正向；小。

【点睛】
计算平衡常数时，我们需使用平衡浓度的数据，解题时，因为我们求30s时的CH4转化率，所以易受此组数据的干扰，而使用此时的数据计算平衡常数，从而得出错误的结果。

10．工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理．常用的处理方法有两种．方法1：还原沉淀法．
该法的工艺流程为：
其中第①步存在平衡2CrO42−（黄色）+2H+⇌Cr2O32−（橙色）+H2O
（1）若平衡体系的 pH=2，该溶液显______色．
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是_____（填序号）
A．Cr2O72−和CrO42−的浓度相同
B．2v（Cr2O72−）=v（CrO42−）
C．溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1molCr2O72−离子，需要______mol的FeSO4•7H2O．
（4）第③步生成的Cr（OH）3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：
Cr（OH）3（s）⇌Cr3+（aq）+3OH-（aq），常温下，Cr（OH）3的溶度积
K sp=c（Cr3+）•c3（OH-）=10-32，要使c（Cr3+）降至10-5mol/L，溶液的pH应调至______．方法2：电解法．
该法用Fe做电极电解含Cr2O72−的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀；
（5）用Fe做电极的原因为______（用电极反应式解释）．
（6）在阴极附近溶液 pH 升高，溶液中同时生成的沉淀还有______．
【答案】橙 C 6 5 阳极反应为Fe−2e−═Fe2+，提供还原剂Fe2+ Fe(OH)3
【解析】
【分析】
（1）pH=2，溶液呈酸性，有利于平衡向正反应分析移动；
（2）达到平衡时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变；
（3）根据氧化还原反应中得失电子守恒来计算；
（4）根据溶度积常数以及水的离子积常数来进行计算；
（5）阳极是活性电极时，阳极本身失电子，生成阳离子；
（6）溶液PH升高的原因是溶液中氢离子浓度减少，即氢离子在阴极得电子，PH升高，生成沉淀为 Cr（OH）3和Fe（OH）3。

【详解】
（1）溶液显酸性，c(H +)较大，上述平衡右移，该溶液显橙色；综上所述，本题答案是：橙；
（2）A ．Cr 2O 72−和CrO 42−的浓度相同时，反应不一定达到平衡状态，A 错误；
B ．2v （Cr 2O 72−）=v （CrO 42−），没有标出正逆反应速率，无法判定反应是否达到平衡状态，B 错误；
C ．平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变，可以判断反应达到平衡状态，C 正确；
综上所述，本题选C ；
（3）根据电子得失守恒可以知道,还原1molCr 2O 72−离子，得到Cr 3+，得到电子：2×（6-3）
=6mol ，Fe 2+被氧化为Fe 3+，需要FeSO 4•7H 2O 的物质的量为
()
632-=6mol ； 综上所述，本题答案是：6；
（4）当c(Cr 3+)=10-5mol/L 时,溶液的c(OH - =10-9mol/L,c(H +)=1491010--=10-5mol/L, pH =5，即要使c(Cr 3+)降至10-5mol/L ，溶液的pH 应调至5；
综上所述，本题答案是：5；
（5）用Fe 做阳极，发生氧化反应，失电子：Fe −2e -=Fe 2+，产生的亚铁离子做还原剂； 综上所述，本题答案是：Fe −2e -=Fe 2+，提供还原剂Fe 2+；
（6）溶液中氢离子在阴极得电子被还原为氢气，阴极极反应为：2H ++2e -=H 2↑，溶液酸性减弱，溶液pH 升高，亚铁离子被氧化为铁离子，酸性减弱，铁离子产生沉淀Fe(OH)3； 综上所述，本题答案是：Fe(OH)3。

11．二甲醚（CH 3OCH 3）被称为21世纪的新型燃料，25℃，101kPa 时呈气态，它清洁、高效、具有优良的环保性能。

92g 气态二甲醚25℃，101kPa 时燃烧放热2910kJ 。

(1)当燃烧放热582kJ 热量时，转移的电子数为___。

(2)已知H 2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ/mol 、393.5kJ/mol ；计算反应
4C(s)+6H 2(g)+O 2(g)═2CH 3OCH 3(g)的反应热为__；
(3)工业上利用H 2和CO 2合成二甲醚的反应如下：6H 2(g)+2CO 2(g)⇌CH 3OCH 3(g)+3H 2O(g) △H ＜0
①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应，下列能判断反应达到化学平衡状态的是__（选填字母编号）
A ．c (H 2)与c (H 2O )的比值保持不变
B ．单位时间内有2molH 2消耗时有1molH 2O 生成
C ．容器中气体密度不再改变
D ．容器中气体压强不再改变
E ．反应产生的热量不再变化
②温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH 3OCH 3的产量将__（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均摩尔质量将__。