备战高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题及答案

备战高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题及答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH 2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。

（1）下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___(填选项)；
A．2v生(NH3)=v耗(CO2)
B．密闭容器中氨气的物质的量不变
C．容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变
D．密闭容器中总压强保持不变
E.形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂
（2）能使该反应的反应速率增大的是___(填选项);
A．及时分离出CO2气体
B．适当升高温度
C．加入少量NH2COONH4(s)
D．选择高效催化剂
（3）如图所示，上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___形成生成物中化学键放出的能量(填写“大于”“等于”“小于”)。

【答案】AC BD 大于
【解析】
【分析】
(1)根据化学平衡状态的特征解答；
(2)增大浓度或升高温度或加催化剂可加快反应速率来解答；
(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，所以反应是吸热反应，结合化学键分析解答。

【详解】
(1)A．平衡时应有v生(NH3)=2v耗(CO2)，所以2v生(NH3)=v耗(CO2)时，反应没有达到平衡状态，故A错误；
B．密闭容器中氨气的物质的量不变，说明正、逆反应速率相等，可以判定反应达到平衡状态，故B正确；
C．只要反应发生，容器中CO2与NH3的物质的量之比就是2：1，始终保持不变，不能判定反应是否达平衡状态，故C错误；
D．密闭容器中总压强保持不变，说明气体的总物质的量不变，反应达平衡状态，故D正确；
E．形成6个N-H键等效于2个C=O键形成的同时有2个C=O键断裂，正、逆反应速率相
等，达平衡状态，故E正确；
故答案为AC；
(2)A．及时分离出CO2气体，生成物浓度减小，反应速率减小，故A错误；
B．适当升高温度，反应速率加快，故B正确；
C．加入少量NH2COONH4(s)，固体物质量变但浓度不变，故C错误；
D．选择高效催化剂，反应速率加快，故D正确；
故答案为：BD；
(3)由图可知反应物的总能量低于生成物的总能量，所以反应是吸热反应，即反应中断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量。

【点睛】
考查化学平衡状态的判断。

注意反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，必须是同一物质的正逆反应速率相等；反应达到平衡状态时，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，此类试题中容易发生错误的情况往往有：平衡时浓度不变，不是表示浓度之间有特定的大小关系；正逆反应速率相等，不表示是数值大小相等；对于密度、相对分子质量等是否不变，要具体情况具体分析等。

2．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。

3．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s012345
n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝________，已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)下图中表示NO2的变化的曲线是___，用O2的浓度变化表示从0～2s内该反应的平均速率v＝__________。

(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是（______）。

a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内物质的密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是（______）。

a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度
c．增大O2的浓度d．选择高效的催化剂
【答案】c2(NO2)/c2(NO)c(O2)放热 b 1.5×10－3mol·L－1·s－1 bc c
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)反应的平衡常数K=c2(NO2)/[c2(NO)·c(O2)],因为升温平衡向吸热反应方向进行,已知：K(300℃)＞K(350℃)，温度越高平衡常数越小，升温平衡逆向进行，则该正反应为放热反应。

故答案为c2(NO2)/c2(NO)c(O2)；放热；
(2)由表中数据可知从3s开始,NO的物质的量为0.007mol,不再变化,3s时反应达平
衡,NO2是产物,随反应进行浓度增大。

平衡时NO浓度的变化量
△c(NO)=(0.02mol−0.007mol)/2L=0.0065mol/L,所以图中表示NO2变化的曲线是b；2s内用NO表示的平均反应速率
v(NO)=△n/V△t=(0.02mol−0.008mol)/(2L 2s)=3.0×10−3mol⋅L−1⋅s−1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(O2)=1/2v(NO)=1/2×3.0×10−3mol⋅L−1⋅s−1=1.5×10−3mol⋅L−1⋅s−1。

故答案为b；1.5×10−3mol⋅L−1⋅s−1；
(3)a.未指明正逆速率,若均表示同一方向反应速率,v(NO2)自始至终为v(O2)的2倍，不能说明达到平衡，故a错误；
b.容器体积不变，随反应进行，反应混合气体总的物质的量在减小，容器内压强减小，当容器内压强保持不变，说明反应到达平衡，故b正确；
c.不同物质表示速率,到达平衡时,正逆速率之比等于化学计量数之比,V逆(NO):V正
(O2)=2:1,即V逆(NO)=2v正(O2)，故c正确；
d.混合气体的总质量不变，容器容积为定值，所以密度自始至终不变，不能说明达到平衡，故d错误。

故答案为bc；
(4)a.及时分离除NO2气体平衡向右移动，但反应速率减小，故a错误；
b.适当升高温度，反应速率增大但平衡向逆反应方向移动，故b错误；
c.增大O2的浓度反应速率增大，且该反应向正反应方向移动，故c正确；
d.选择高效催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，故d错误。

故答案为c。

4．在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：
t℃70080083010001200
K0.60.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
（1）该反应化学平衡常数的表达式：K=___；
（2）该反应为___（填“吸热”或“放热”）反应；
（3）下列说法中能说明该反应达平衡状态的是___；
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．混合气体的密度不变
D．c(CO)=c(CO2)
E.化学平衡常数K不变
F.单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等
（4）某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O)，试判此时的温度为___。

【答案】
()()
()()2
22
CO H O
CO H
c c
c c
吸热 BE 830℃
【解析】
【分析】
（1）化学平衡常数等于生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
（2）随温度升高，平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动；
（3）根据平衡标志判断；
（4）某温度下， c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O)，即K=
()() ()()2
22
CO H O
CO H
c c
c c
= 1；
【详解】
（1）根据平衡常数的定义，该反应化学平衡常数的表达式K=
()() ()()2
22 CO H O
CO H c c
c c
（2）随温度升高，平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动，所以正反应为吸热反应；（3）A. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)反应前后气体系数和相等，容器中压强是恒量，压强不变，不一定平衡，故不选A；
B. 根据化学平衡定义，浓度不变一定平衡，所以混合气体中c(CO)不变一定达到平衡状态，故选B；
C. 反应前后气体质量不变、容器体积不变，根据=m V
ρ，混合气体的密度是恒量，混合气
体的密度不变，反应不一定平衡，故不选C；
D. 反应达到平衡时，浓度不再改变，c(CO)=c(CO2)不能判断浓度是否改变，所以反应不一定平衡，故不选D；
E. 正反应吸热，温度是变量，平衡常数只与温度有关，化学平衡常数K不变，说明温度不变，反应一定达到平衡状态，故选E；
F.单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选F；
（4）某温度下， c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O)，即K =
()()
()()2
22
CO H O
CO H
c c
c c
=1，根据表格数据，
此时的温度为830℃。

5．在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其平衡常数K和温度t的关系：
t℃70080085010001200
K2.61.71.00.90.6
（1）K的表达式为：_________；
（2）该反应的正反应为_________反应（“吸热”或“放热”）；
（3）下列选项中可作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是：
_________。

A．容器中压强不再变化B．混合气体中CO浓度不再变化
C．混合气体的密度不再变化D．c(CO2)=c(CO)=c(H2)=c(H2O)
（4）当温度为850℃，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表：
CO H2O CO2H2
0.5mol8.5mol2.0mol2.0mol
此时上述的反应中正、逆反应速率的关系式是_________（填代号）。

A．v(正)＞v(逆) B．v(正)＜v(逆) C．v(正)＝v(逆) D．无法判断
（5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，则该反应中H2(g)的转化率_________（“增大”、“减小”或“不变”）；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应，却意外发现H2(g)的转化率也显著提高，请你从平衡原理解释其可能原因是
__________________________________________。

Ⅱ.设在容积可变的密闭容器中充入10molN2(g)和10molH2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的体积分数为0.25。

（6）求该条件下反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数__________。

（设该条件下，每1mol气体所占的体积为V L）上述反应的平衡时，再充入10mol的N2，根据计算，平衡应向什么方向移动?[需按格式写计算过程，否则答案对也不给分]__________。

【答案】
()
()()
2
22
c(CO)c H O
c CO c H
放热 B、D B 不变压强增大使水蒸气液化，平衡向右移动
8V2(mol·L-1)-2平衡向逆反应方向移动
【解析】
【分析】
根据平衡常数随温度的变化规律分析反应的热效应，根据化学平衡状态的特征分析达到化
学平衡状态的标志，根据平衡移动原理分析化学平衡影响化学平衡移动的因素，根据浓度商与平衡常数的关系分析平衡移动的方向。

【详解】
（1）根据化学平衡常数的定义，可以写出该反应的K 的表达式为
()()()
222c(CO)c H O c CO c H ⋅⋅；
（2）由表中数据可知，该反应的平衡常数随着温度的升高而减小，说明升高温度后化学平衡向逆反应方向移动，故该反应的正反应为放热反应；
（3）A ．该反应在建立化学平衡的过程中，气体的分子数不发生变化，故容器内的压强也保持不变，因此，无法根据容器中压强不再变化判断该反应是否达到平衡；
B ．混合气体中CO 浓度不再变化，说明正反应速率等于逆反应速率，该反应达到化学平衡状态；
C ．由于容器的体积和混合气体的质量在反应过程中均保持不变，故混合气体的密度一直保持不变，因此，无法根据混合气体的密度不再变化判断该反应是否到达化学平衡状态；
D ．由表中数据可知，该反应在850℃时K =1，当c (CO 2)=c (CO )=c (H 2)=c (H 2O ) 时，
()()()
222c(CO)c H O c CO c H ⋅⋅=1=K ，故可以据此判断该反应到达化学平衡状态。

综上所述，可以作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是B 、D 。

（4）当温度为850℃，由于反应前后气体的分子数不变，故可以根据某时刻该温度下的密闭容器中各物质的物质的量的数据求出Q c =
()()()222c(CO)c H O c CO c H ⋅⋅=
0.5mol 8.5mol
1.0625
2.0mol 2.0mol
⨯=⨯＞1(该温度下的平衡常数)，因此，此时上述的反应正在向逆反应方向进行，故v (正)＜v (逆)，选B 。

（5）在700℃通过压缩体积增大气体压强，由于反应前后气体的分子数不变，则该化学平衡不移动，故H 2(g )的转化率不变；工业生产中，通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应，却意外发现H 2(g )的转化率也显著提高，根据平衡移动原理分析，其可能原因是：压强增大使水蒸气液化，正反应成为气体分子数减少的方向，故化学平衡向右移动。

Ⅱ. （6）在容积可变的密闭容器中充入10molN 2(g )和10molH 2(g )，反应在一定条件下达到平衡时，NH 3的体积分数为0.25。

设氮气的变化量为x mol ，则氢气和氨气的变化量分别为3x 和2x ，
20.25101032x
x x x
=-+-+，解之得x =2，则N 2(g )、H 2(g )、NH 3(g )的平
衡量分别为8mol 、4mol 、4mol 。

由于该条件下每1mol 气体所占的体积为VL ，则在平衡状态下，气体的总体积为16VL ，故该条件下该反应的平衡常数为
2
3416841616mol VL mol mol VL VL ⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫
⨯ ⎪⎝⎭
8V 2(mol ·L -1)-2。

上述反应平衡时，再充入10mol 的N 2，则容器的体
积变为26VL ，此时，Q c =2
34261842626mol VL mol mol VL VL ⎛⎫ ⎪⎝⎭=⎛⎫
⨯ ⎪⎝⎭
9.4V 2(mol ·L -1)-2＞K ，故平衡向逆反应方向移动。

6．将气体A 、B 置于固定容积为2L 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，达到平衡，测得A 的物质的量为1.8mol ，B 的物质的量为0.6mol ，C 的物质的量为0.8mol 。

(1)用C 表示10s 内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________。

(4)平衡后，若改变下列条件，生成D 的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”)： ①降低温度____；②增大A 的浓度_____；③恒容下充入氖气________。

(5)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号)_________。

A ．v(B)=2v(C)
B ．容器内压强不再发生变化
C ．A 的体积分数不再发生变化
D ．器内气体密度不再发生变化
E.相同时间内消耗n mol 的B 的同时生成2n mol 的D
(6)将固体NH 4I 置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH 4I(s)⇌NH 3(g)+HI(g)，2HI(g)⇌H 2(g)+I 2(g)。

当反应达到平衡时，c(H 2)＝0.5mol·L −1，c(HI)＝4mol·L −1，则NH 3的浓度为_______________。

【答案】0.04mol/(L∙s) 1.5mol/L 0.4mol/L 减小 增大 不变 C 5mol·L −1 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由题可知，10s 内，C 的物质的量增加了0.8mol ，容器的容积为2L ，所以用C 表示的反应速率为：110.8mol
(C)=0.04mol L s 2L 10s
c n v t V t --∆∆=
==∆∆⨯g g ； (2)由题可知，平衡时A 的物质的量为1.8mol ，且容器中C 的物质的量为0.8mol ；又因为发
生的反应方程式为：3A(g)B(g)2C(g)2D(g)++垐?噲?，所以反应过程中消耗的A 为
1.2mol ，那么初始的A 为3mol ，浓度即1.5mol/L ；
(3)由于初始时，只向容器中加入了A 和B ，且平衡时生成的C 的物质的量为0.8mol ，又因为C 和D 的化学计量系数相同，所以生成的D 也是0.8mol ，那么浓度即为0.4mol/L ； (4)①降低温度会使反应速率下降，所以生成D 的速率减小； ②增大A 的浓度会使反应速率增大，生成D 的速率增大；
③恒容条件充入惰性气体，与反应有关的各组分浓度不变，反应速率不变，因此生成D 的
速率也不变；
(5)A．由选项中给出的关系并不能推出正逆反应速率相等的关系，因此无法证明反应处于平衡状态，A项错误；
B．该反应的气体的总量保持不变，由公式pV nRT
=，恒温恒容条件下，容器内的压强恒定与是否平衡无关，B项错误；
C．A的体积分数不变，即浓度不再变化，说明该反应一定处于平衡状态，C项正确；
D．根据公式：
m
V
ρ=，容器内气体的总质量恒定，总体积也恒定，所以密度为定值，与
是否平衡无关，D项错误；
E．消耗B和生成D的过程都是正反应的过程，由选项中的条件并不能证明正逆反应速率相等，所以不一定平衡，E项错误；
答案选C；
(6)由题可知，NH4I分解产生等量的HI和NH3；HI分解又会产生H2和I2；由于此时容器内c(H2)=0.5mol/L，说明HI分解生成H2时消耗的浓度为0.5mol/L×2=1mol/L，又因为容器内c(HI)=4mol/L，所以生成的HI的总浓度为5mol/L，那么容器内NH3的浓度为5mol/L。

【点睛】
通过反应速率描述可逆反应达到平衡状态，若针对于同一物质，则需要有该物质的生成速率与消耗速率相等的关系成立；若针对同一侧的不同物质，则需要一种描述消耗的速率，另一种描述生成的速率，并且二者之比等于相应的化学计量系数比；若针对的是方程式两侧的不同物质，则需要都描述物质的生成速率或消耗速率，并且速率之比等于相应的化学计量系数比。

7．“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如CO2、CO、CH4、CH3OH等)为初始反应物，合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。

（1）以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。

在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应I：2NH3(g)+CO2(g)ƒNH2COONH4(s) ∆H1
反应II：NH2COONH4(s)ƒCO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H2=+72.49kJ/mol
总反应：2NH3(g)+CO2(g)ƒCO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H3=-86.98kJ/mol
请回答下列问题：
①反应I的∆H1=__kJ/mol。

②反应II一般在__(填“高温或“低温")条件下有利于该反应的进行。

③一定温度下，在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应I，下列能说明反应达到了平衡状态的是__(填字母序号)。

A．混合气体的平均相对分子质量不再变化
B．容器内气体总压强不再变化
C．2v正(NH3)=v逆(CO2)
D．容器内混合气体的密度不再变化
（2）将CO2和H2按物质的量之比为1：3充入一定体积的密闭容器中，发生反应：
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ∆H。

测得CH3OH的物质的量在不同温度下随时间的变化关系如图所示。

①根据图示判断∆H__0(填“>”或“<”)。

②一定温度下，在容积均为2L的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，10min后达到平衡。

容器甲乙
反应物投入量1molCO2、3molH2amolCO2、bmolH2
cmolCH3OH(g)、cmolH2O(g)(a、b、c均不为零)
若甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则反应10min内甲容器中以CH3OH(g)表示的化学反应速率为__，此温度下的化学平衡常数为__(保留两位小数)；要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则乙容器中c的取值范围为__。

（3）氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2(g)+4H2(g)ƒCH4(g)+2H2O(g)。

ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“∙”标注，Ts表示过渡态。

物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会__(填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为__。

【答案】-159.47 高温 BD < 0.02mol·L -1·min -1 0.18 0.4<c<1 吸收热量 g OH+g H== H 2O(g) 【解析】 【分析】
（1）①根据盖斯定律计算反应I 的∆H 1； ②根据复合判据0H T S ∆-∆<分析。

③根据平衡标志分析；
（2）①由图象可知，T 2温度下反应速率快，所以T 2>T 1；升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小；
②利用三段式计算反应速率和平衡常数；利用极值法判断c 的取值范围； （3）根据图象可知，吸附态的能量小于过渡态；活化能最小的过程是g CO 、g OH 、
g H+3H 2(g)生成g CO+3H 2(g)+H 2O 。

【详解】
（1）①反应I ：2NH 3(g)+CO 2(g)ƒNH 2COONH 4(s) ∆H 1 反应II ：NH 2COONH 4(s)ƒCO(NH 2)2(s)+H 2O(g) ∆H 2=+72.49kJ/mol
根据盖斯定律I+II 得总反应：2NH 3(g)+CO 2(g)ƒCO(NH 2)2(s)+H 2O(g) ∆H 3=-86.98kJ/mol ，所以∆H 1=-86.98kJ/mol-72.49kJ/mol=-159.47kJ/mol ；
②NH 2COONH 4(s)ƒCO(NH 2)2(s)+H 2O(g) ∆H >0，气体物质的量增大∆S >0，根据复合判据
0H T S ∆-∆<，一般在高温条件下有利于该反应的进行；
③A.在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应，容器中气体物质始终是NH 3(g)、CO 2且物质的量比等于2:1，所以混合气体的平均相对分子质量是定值，平均相对分子质量不再变化，不一定平衡，故不选A ；
B.体积固定，正反应气体物质的量减小，所以压强是变量，容器内气体总压强不再变化，一定达到平衡状态，故选B ；
C.反应达到平衡状态时，正逆反应的速率比等于系数比，v 正(NH 3)=2v 逆(CO 2)时达到平衡状态，2v 正(NH 3)=v 逆(CO 2)时反应没有达到平衡状态，故不选C ；
D.体积固定，气体质量减小，密度是变量，若容器内混合气体的密度不再变化，一定达到平衡状态，故选D ； 答案选BD ；
（2）①由图象可知，T 2温度下反应速率快，所以T 2>T 1；升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小，即升高温度平衡逆向移动，∆H <0；
②设达到平衡是，CO 2转化了xmol/L ，根据三等式，有：
()()()()2232=0.5 1.500CO g 3H g 3CH OH g H O g 0.5 1.53x x x x x
x
x
x
+-+-开始转化
平衡
甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则
0.5 1.530.80.5+1.5
x x x x
-+-++=，x=0.2；
反应10min 内甲容器中以CH 3OH(g)表示的化学反应速率为0.2mol/L
10min
=0.02mol·L -1·min -1，
此温度下的化学平衡常数为
3
0.20.2
0.30.9⨯≈⨯0.18；
平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，说明甲乙的平衡是等效的。

该反应CO 2(g)+3H 2(g)=CH 3OH(g)+H 2O(g)反应前后体积发生变化，在恒温恒容的条件下，两容器发生反应达到等效平衡，则“一边倒”后，加入的物质完全相同。

若CO 2和H 2完全反应，则生成甲醇最大的量为1mol ，达到平衡时，甲醇的物质的量为0.2mol/L ×2=0.4mol ，则乙容器中c 的取值范围为0.4<c<1；
（3）根据图象可知，吸附态的能量小于过渡态，所以物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会吸收热量；活化能最小的过程是g CO 、g OH 、g H+3H 2(g)生成g CO+3H 2(g)+H 2O ，反应方程式是g OH+g H==H 2O(g)。

【点睛】
本题考查平衡标志判断、平衡图象分析、化学平衡的计算，把握平衡三段式法计算为解答的关键，明确等效平衡原理利用，侧重分析与计算能力的考查。

8．已知：N 2O 4(g)2NO 2(g) ΔH =＋52．70kJ·mol -1
（1）在恒温、恒容的密闭容器中，进行上述反应时，下列描述中，能说明该反应已达到平
衡的是___。

A ．v 正(N 2O 4)=2v 逆(NO 2)
B ．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
C ．容器中气体的密度不随时间而变化
D ．容器中气体的分子总数不随时间而变化
（2）t ℃恒温下，在固定容积为2L 的密闭容器中充入0．054molN 2O 4，30秒后达到平衡，测得容器中含n(NO 2)=0．06mol ，则t ℃时反应N 2O 4(g)
2NO 2(g)的平衡常数K =___。

若
向容器内继续通入少量N 2O 4，则平衡___移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后NO 2的体积分数__原平衡时NO 2的体积分数(填“大于”、“小于”或“等于”)。

（3）取五等份NO 2，分别加入到温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO 2(g)
N 2O 4(g)。

反应相同时间后，分别测定体系中NO 2的百分含量(NO 2%)，并作出
其百分含量随反应温度(T)变化的关系图。

下列示意图中，可能与实验结果相符的是___。

【答案】BD 0．075mol·
L -1 向正反应方向 小于 BD
【分析】
（1）根据平衡标志判断；
（2）K =
()
()
2224NO N O c c ；增大反应物的浓度平衡正向移动； （3）该反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以反应达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO 2的含量增大； 【详解】
（1）A ．反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，所以2v 正(N 2O 4)=v 逆(NO 2)时，反应不平衡，故不选A ；
B ． 反应前后气体物质的量不同，根据()()
m M n -
=
总总，平均相对分子质量是变量，若容器中
气体的平均相对分子质量不随时间而变化，反应一定达到平衡状态，故选B ；
C ． 根据m
V
ρ=
，反应在恒容的密闭容器中进行，密度是恒量，容器中气体的密度不随时间而变化，反应不一定达到平衡状态，故不选C ；
D ． 反应前后气体物质的量不同，分子数是变量，容器中气体的分子总数不随时间而变化，一定达到平衡状态，故选D 。

答案选BD 。

（2）
()()2420.02700.015N O g 2N 0.030.012
0.03
O g ƒ开始转化平衡
K =()()222
240.03=N 0O N O .012
c c =0．075mol·L -1；增大反应物的浓度平衡正向移动，若向容器内继续
通入少量N 2O 4，则平衡向正反应方向移动；再次达到平衡，相当于加压，N 2O 4转化率减小，NO 2的体积分数小于原平衡时NO 2的体积分数；
（3）A ．该反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO 2的含量增大，故A 错误； B ．若5个容器在反应相同时间下，均已达到平衡，因为该反应是放热反应，温度越高，平衡向逆反应方向移动，NO 2的百分含量随温度升高而升高，故B 正确； C ．该反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO 2的含量增大，故C 错误； D ．若5个容器中有未达到平衡状态的，那么温度越高，反应速率越大，会出现温度高的NO 2转化得快，导致NO 2的百分含量少的情况，在D 图中转折点为平衡状态，转折点左侧为未平衡状态，右侧为平衡状态，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故D 正确。

答案选BD 。

9．合成气（CO+H 2）广泛用于合成有机物，工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制
（1）在150℃时2L的密闭容器中，将2molCH4和2molH2O(g)混合，经过15min达到平衡，此时CH4的转化率为60%。

回答下列问题：
①从反应开始至平衡，用氢气的变化量来表示该反应速率v(H2)=__。

②在该温度下，计算该反应的平衡常数K=__。

③下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是__。

A．v(H2)逆=3v(CO)正
B．密闭容器中混合气体的密度不变
C．密闭容器中总压强不变
D．C(CH4)=C(CO)
（2）合成气制甲醚的反应方程式为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3（g）+H2O(g)
△H=bkJ/mol。

有研究者在催化剂（Cu—Zn—Al—O和A12O3)、压强为5.OMPa的条件下，由H2和CO直接制备甲醚，结果如图所示。

①290℃前，CO转化率和甲醚产率的变化趋势不一致的原因是__；
②b__0，（填“＞”或“＜”或“=”）理由是__。

（3）合成气中的氢气也用于合成氨气：N2+3H22NH3。

保持温度和体积不变，在甲、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。

则下列说法正确的是__；
A．n1=n2=3.2 B．φ甲=φ丙＞φ乙C．ν乙＞ν丙＞ν甲 D．P乙＞P甲=P丙
容器体积起始物质平衡时NH3
的物质的量
平衡时N2的
体积分数
反应开始时的
速率
平衡时容器内
压强
甲1L1molN2+3molH2 1.6molφ甲ν甲P甲乙1L2molN2+6molH2n1molφ乙ν乙P乙丙2L2molN2+6molH2n2molφ丙ν丙P丙
【答案】0.12mol·L-1·min-1 21.87 AC 有副反应发生＜平衡后，升高温度，产率降低 BD
【解析】
【分析】
【详解】。