高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附答案解析

高考化学与化学反应的速率与限度有关的压轴题附答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．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。

2．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
(1)写出该反应的化学方程式_________________________。

(2)计算反应开始到10s，用X表示的反应速率是___________。

(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_________。

a．当X与Y的反应速率之比为1：1
b．混合气体中X的浓度保持不变
c．X、Y、Z的浓度之比为1：1：2
(4)为使该反应的反应速率增大，可采取的措施是_______。

a．适当降低温度b．扩大容器的体积c．充入一定量Z
【答案】X+Y垐?
噲?2Z 0.0395mol·L-1·s-1 b c
【解析】
【分析】
由图表可知，随反应进行X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增大，所以X、Y是反应物，Z是生产物，l0s后X、Y、Z的物质的量为定值，不为0，即10s达到平衡状态，反应是可逆反应，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=(1.20-0.41)mol：(1.00-0.21)mol：
1.58mol=1：1：2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，故反应化学方
程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g)，然后结合v=
c
t
V
V
及平衡的特征“等、定”及速率之比等于化学
计量数之比来解答。

【详解】
(1)由上述分析可知，该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；
(2)反应开始到10s，用X表示的反应速率是1.20mol0.41mol
2
10
L
s
=0.0395mol•(L•s)-1；
(3)a ．随着反应的进行，X 与Y 的反应速率之比始终为1:1，则不能判断是平衡状态，故a 错误；
b ．混合气体中X 的浓度保持不变，符合平衡特征“定”，为平衡状态，故b 正确；
c ．X 、Y 、Z 的浓度之比为1:1:2，与起始量、转化率有关，不能判断是平衡状态，故c 错误； 故答案为b ；
(4)a ．适当降低温度，反应速率减小，故a 错误；
b ．扩大容器的体积，浓度减小，反应速率减小，故b 错误；
c ．充入一定量Z ，浓度增大，反应速率加快，故c 选； 故答案为c 。

【点睛】
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。

3．现代工业的发展导致CO 2的大量排放，对环境造成的影响日益严重，通过各国科技工作者的努力，已经开发出许多将CO 2回收利用的技术，其中催化转化法最具应用价值。

回答下列问题：
（1）在催化转化法回收利用CO 2的过程中，可能涉及以下化学反应：
①CO 2(g)+2H 2O(1)垐?噲?CH 3OH(1)+
3
2
O 2(g) △H =+727kJ·mol -1 △G =+703kJ·mol -1 ②CO 2(g)+2H 2O(1)垐?噲?CH 4(g)+2O 2(g) △H =+890kJ ·mol -1 △G =+818kJ ·mol -1 ③CO 2(g)+3H 2(g)垐?噲?CH 3OH(1)+H 2O(1) △H =-131kJ·mol -1 △G =-9.35kJ·mol -1 ④CO 2(g)+4H 2(g)垐?噲?CH 4(g)+2H 2O(1) △H =-253kJ ·mol -1 △G =-130kJ ·mol -1
从化学平衡的角度来看，上述化学反应中反应进行程度最小的是____，反应进行程度最大的是_____。

（2）反应CO 2(g)+4H 2(g)=CH 4(g) +2H 2O(g)称为Sabatier 反应，可用于载人航空航天工业。

我国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。

①在载人航天器中利用Sabatier 反应实现回收CO 2再生O 2，其反应过程如图所示，这种方法再生O 2的最大缺点是需要不断补充_________（填化学式）。

②在1.5 MPa，气体流速为20 mL·min-l时研究温度对催化剂催化性能的影响，得到CO2的转化率(%)如下：
分析上表数据可知：_____（填化学式）的催化性能更好。

③调整气体流速，研究其对某一催化剂催化效率的影响，得到CO2的转化率(%)如下：
分析上表数据可知：相同温度时，随着气体流速增加，CO2的转化率____（填“增大”或“减小”），其可能的原因是_________________________________。

④在上述实验条件中，Sabatier反应最可能达到化学平衡状态的温度是____，已知初始反应气体中V(H2):V(CO2) =4:l，估算该温度下的平衡常数为 ___________（列出计算表达式）。

（3）通过改变催化剂可以改变CO2与H2反应催化转化的产物，如利用Co／C作为催化剂，反应后可以得到含有少量甲酸的甲醇。

为了研究催化剂的稳定性，将Co/C催化剂循环使用，相同条件下，随着循环使用次数的增加，甲醇的产量如图所示，试推测甲醇产量变化的原因_________________________________。

（已知Co的性质与Fe相似）
【答案】②④ H2 Co4N/Al2O3减小气流流速加快，导致反应物与催化剂接触时间不
够 360℃ ()()2
4
0.9820.98
0.0240.02
⨯⨯⨯⨯ 反应产生的甲酸腐蚀催化剂，使催化剂活性降低 【解析】 【分析】
（1）在温度、压强一定的条件下，反应总是向△G ＜0的方向进行，由此判断。

（2）①分析反应过程图，CO 2、O 2、H 2O 属于循环过程中始终在循环过程中的，而H 2属于循环过程中加入的，由此可知正确答案；
②分析表中数据，在相同温度下，对比不同催化剂时CO 2的转化率可选择出催化性能更好的催化剂；
③分析表中数据，在温度不变的情况下，气流速度增大，CO 2的转化率逐渐降低，据此分析原因；
④分析表中数据，大部分数据显示，在气流速度不变的情况下，CO 2的转化率随着温度的增大而逐渐增大，但增大的幅度在逐渐减小，故在上述实验条件中，Sabatier 反应最可能达到化学平衡状态的温度是360℃，根据此时CO 2的转化率，计算该温度下的平衡常数； （3）由图可知，随着Co/C 催化剂循环次数的增多，甲醇的产量逐渐降低，说明该催化剂在循环过程中受到一定程度的影响，结合产物的性质进行分析； 【详解】
（1）分析四个反应，根据在温度、压强一定的条件下，反应总是向△G ＜0的方向进行，反应的△G 越小反应进行程度越大，反之反应进行的程度就越小，故上述化学反应中反应进行程度最小的是②，反应进行程度最大的是④。

答案为：②；④； （2）①分析循环图，只有H 2需不断补充，答案为：H 2；
②对比表中的数据，在相同温度下，催化剂为Co 4N/Al 2O 3时，CO 2的转化率更大，答案为：Co 4N/Al 2O 3；
③分析表中数据，温度不变时，随着气体流速的逐渐增大，CO 2的转化率逐渐减小，可能是气体流速过快，来不及和催化剂充分接触，导致CO 2的转化率减小。

答案为：减小；气流流速加快，导致反应物与催化剂接触时间不够；
④分析表中数据，大部分数据表明，在320℃至360℃时，气体流速不变的情况下，CO 2的转化率的增大幅度在逐渐减小，由此可知Sabatier 反应最可能达到化学平衡状态的温度是360℃，结合题中所给信息，选择气体流速为10mL ·min -1时CO 2的转化率进行计算。

已知初始反应气体中V (H 2):V (CO 2) =4:l ，根据在密闭容器里，全部由气体参与的反应中，压强、温度不变时，气体的体积比等于物质的量之比，可知V (H 2):V (CO 2) = n (H 2):n (CO 2)=4:l ，设初始气体中H 2的物质的量为4mol ，CO 2的物质的量为1mol ，则有：
()()()()
()
2242g g g g (mol)1400
(mol)0.9840.980.9820.98(mol)
0.02
41-0.980.98
20CO 4H CH 2H O .98
⨯⨯⨯⨯+
=+起始物质的量转化物质的量平衡物质的量
在密闭容器中，全部由气体参与的反应中，平衡时气体的物质的量之比=气体物质的量浓度
之比，可知该温度下，该反应的平衡常数K =
()()
()()
()
()
2
2
42
4
4
22
CH H O0.9820.98
CO H0.0240.02
c c
c c
⨯⨯⨯
=
⨯⨯⨯。

答案为：360℃；()
()
2
4
0.9820.98 0.0240.02
⨯⨯
⨯⨯
；
（3）根据题中催化剂循环次数和甲醇产量的关系：催化剂的循环次数越多，甲醇的产量逐渐降低，说明催化剂一定程度受到了其他物质的影响，结合题给信息：用Co／C作为催化剂，反应后可以得到含有少量甲酸的甲醇。

又已知Co的性质与Fe相似，说明甲酸可与催化剂中的Co进行反应，故催化剂的活性降低，进而影响甲醇的产量，答案为：反应产生的甲酸腐蚀催化剂，使催化剂活性降低。

4．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】
()()()
222c(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
8V 2(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
34168
41616mol 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。

5．研究和深度开发CO 、CO 2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

（1）CO 可用于炼铁，已知：Fe 2O 3（s ）+ 3C （s ）＝2Fe （s ）+ 3CO （g ） ΔH 1＝+489.0 kJ·mol －1
C （s ） +CO 2（g ）＝2CO （g ） ΔH 2 ＝+172.5 kJ·mol －1。

则CO 还原Fe 2O 3（s ）的热化学方程式为_________________________________________________。

（2）分离高炉煤气得到的CO 与空气可设计成燃料电池（以KOH 溶液为电解液）。

写出该电池的负极反应式：__________________________________________________。

（3）①CO 2和H 2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO 2（g ）+3H 2（g ）€CH 3OH （g ）+H 2O （g ），测得CH 3OH 的物质的量随时间的变化如图。

①曲线I 、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K Ⅰ___________________K Ⅱ（填“＞”或“＝”或“＜”）。

②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器 甲
乙
反应物投入量
1molCO 2、3molH 2
a molCO 2、
b molH 2、
c molCH 3OH （g ）、c molH 2O （g ）
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲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c 的取值范围为______________________。

③一定温度下，此反应在恒压．．容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________。

a ．容器中压强不变
b ．H 2的体积分数不变
c ．c （H 2）＝3c （CH 3OH ）
d ．容器中密度不变
e ．2个C ＝O 断裂的同时有3个H －H 断裂
（4）将燃煤废气中的CO 2转化为二甲醚的反应原理为：2CO 2（g ） + 6H 2（g ）−−−→←−−−
催化剂
CH 3OCH 3（g ） + 3H 2O （g ）。

已知一定条件下，该反应中CO 2的平衡转化率随温度、投料比[n(H 2) / n(CO 2)]的变化曲线如图，若温度不变，提高投料比n(H 2)/n(CO 2)，则K 将__________；该反应△H_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

【答案】Fe 2O 3（s ）+3CO （g ）=2Fe （s ）+ 3CO 2（g ）△H=-28.5KJ/mol CO-2e -+4OH -=CO 32-+2H 2O ＞ 0.4＜c≤1 bd 不变 ＜ 【解析】 【分析】
(1)已知：①Fe 2O 3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H 1=+489.0kJ/mol ， ②C(石墨)+CO 2(g)=2CO(g)△H 2=+172.5kJ/mol ，根据盖斯定律有①-②×3可得； (2)根据原电池负极失去电子发生氧化反应结合电解质环境可得； (3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，根据K=
()323
2c CH OH c(H O)c(CO)c (H )
⋅⋅判断；
②根据平衡三段式求出甲中平衡时各气体的物质的量，然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行来判断范围； ③根据化学平衡状态的特征分析；
(4)由图可知，投料比()
22(H )
m n CO 一定，温度升高，CO 2的平衡转化率减小，根据温度对化学
平衡的影响分析可得。

【详解】
(1)已知：①Fe 2O 3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H 1=+489.0kJ/mol ， ②C(石
墨)+CO 2(g)=2CO(g)△H 2=+172.5kJ/mol ，根据盖斯定律有①-②×3，得到热化学方程式：Fe 2O 3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g)△H=-28.5kJ/mol ；
(2)CO 与空气可设计成燃料电池(以KOH 溶液为电解液)，负极电极反应为：CO-2e -+4OH -=CO 32-+2H 2O ；
(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，则一氧化碳和氢气的物质的量越多，根据K=
()3232c CH OH c(H O)c(CO)c (H )
⋅⋅可知，平衡常数越小，故K Ⅰ＞K Ⅱ；
②
2232O (mol)1300
C (mol)x 3x x x (mol)1-x O g +3H g CH OH g +H g 3-3x x x
起始量变化量平衡量（）（）
（）（）
ƒ
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，即(4-2x)÷4=0.8，解得x=0.4mol ；依题意：甲、乙为等同平衡，且起始时维持反应逆向进行，所以全部由生成物投料，c 的物质的量为1mol ，c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol ，所以c 的物质的量为：0.4mol ＜n(c)≤1mol ；
③a ．反应在恒压容器中进行，容器中压强始终不变，故a 错误； b ．反应开始，减少，H 2的体积分数不变时，反应平衡，故b 正确；
c ．c(H 2)与c(CH 3OH)的关系与反应进行的程度有关，与起始加入的量也有关，所以不能根据它们的关系判断反应是否处于平衡状态，故c 错误；
d ．根据ρ=
m V
混
，气体的质量不变，反应开始，体积减小，容器中密度不变时达到平衡，故d 正确；
e ．C=O 断裂描述的正反应速率，H-H 断裂也是描述的正反应速率，故e 错误； 故答案为：bd ；
(4)由图可知，投料比()
22(H )
m n CO 一定，温度升高，CO 2的平衡转化率减小，说明温度升高不
利于正反应，即正反应为放热反应△H ＜0；K 只与温度有关，温度不变，提高投料比
()
22(H )
m n CO ，K 不变。

【点睛】
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。

6．在2 L 密闭容器内，800 ℃时反应：2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g)体系中，n(NO)随时间
的变化如表： 时间(s)
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0．020 0．010 0．008 0．007 0．007 0．007
（1）800℃，反应达到平衡时，NO 的物质的量浓度是________。

（2）如图中表示NO2的变化的曲线是________。

用O2表示从0～2 s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________。

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
（4）能使该反应的反应速率增大的是________。

a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂
【答案】0.0035 mol/L b 1.5×10－3mol/(L·s) b、c b、c、d
【解析】
【分析】
【详解】
（1）800℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是c(NO)=n÷V=0.007mol÷2L=0.0035 mol/L；
（2）NO2是生成物，每消耗2molNO，会产生2molNO2；反应过程消耗的NO的物质的量是n(NO)= 0.020mol-0.007mol=0.0130mol，则反应产生的NO2的物质的量的
n(NO2)=0.0130mol，则其浓度是c(NO2)=0.0130mol÷2L=0.0065mol/L，所以在图中表示NO2的变化的曲线是b；从0～2 s内用NO表示的化学反应速率是v(NO)=(0.020-
0.008)mol÷2L÷2s=0.003mol/(L∙s)，由于v(NO):v(O2)=2:1，因此用O2表示从0～2 s内该反应
的平均速率v(O2)＝1
2
v(NO)= 1.5×10－3mol/(L·s)；
（3）a．在任何时刻都存在v(NO2)＝2v(O2)，因此不能判断反应处于平衡状态，错误；b．由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，所以容器内压强保持不变，则反应处于平衡状态，正确； c．v逆(NO)：v逆(O2) ＝2：1；由于v逆(NO)：v正(O2) ＝2：1 ，所以v逆(O2) = v正(O2)；正确；d．由于反应体系都是气体，因此在任何时候，无论反应是否处于平衡状态，容器内密度都保持不变，故不能作为判断平衡的标准，错误。

（4）a．及时分离出NO2气体，使生成物的浓度减小，则正反应的速率瞬间不变，但后来会随着生成物的浓度的减小，反应物浓度也减小，所以正反应速率减小，错误； b．适当升高温度，会使物质的分子能量增加，反应速率加快，正确； c．增大O2的浓度，会使反应速率大大加快，正确；d．选择高效催化剂，可以使化学反应速率大大加快，正确。

7．二甲醚（CH3OCH3）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__。

【答案】4.8N A -378.8 kJ/mol ADE 变小 变小
【解析】
【分析】
92g 气态二甲醚25℃，101kPa 时燃烧放热2910kJ ，则燃烧的热化学方程式为
CH 3OCH 3(g)+3O 2(g)==2CO 2(g)+3H 2O(l) △H = -1455kJ/mol ①
(1)当燃烧放热582kJ 热量时，转移的电子数为A 582kJ 121455kJ/mol
N ⨯。

(2)已知H 2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ/mol 、393.5kJ/mol ；
则热化学方程式为C(s)+O 2(g)==CO 2(g) △H = - 393.5kJ/mol ②
H 2(g)+12
O 2(g)=H 2O(l) △H = - 285.8kJ/mol ③ 利用盖斯定律，将②×4+③×6-①×2，即得反应4C(s)+6H 2(g)+O 2(g)═2CH 3OCH 3(g)的反应热；
(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
①A ．c (H 2)与c (H 2O)的比值保持不变，则对题给反应来说，二者的浓度保持不变； B ．单位时间内有2molH 2消耗时有1molH 2O 生成，反应方向相同；
C ．气体的质量不变，体积不变，所以容器中气体密度始终不变；
D ．反应前后气体分子数不等，容器中气体压强不再改变，反应达平衡；
E ．反应产生的热量不再变化，则反应达平衡状态。

②温度升高，平衡逆向移动；混合气体的质量不变，物质的量增大。

【详解】
92g 气态二甲醚25℃，101kPa 时燃烧放热2910kJ ，则燃烧的热化学方程式为
CH 3OCH 3(g)+3O 2(g)==2CO 2(g)+3H 2O(l) △H = -1455kJ/mol ①
(1)当燃烧放热582kJ 热量时，转移的电子数为A 582kJ 121455kJ/mol
N ⨯=4.8N A 。

答案为：
4.8N A；
(2)已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ/mol、393.5kJ/mol；则热化学方程式为C(s)+O2(g)==CO2(g) △H= - 393.5kJ/mol ②
H2(g)+1
2
O2(g)=H2O(l) △H= - 285.8kJ/mol ③
利用盖斯定律，将②×4+③×6-①×2，即得反应4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH3OCH3(g) △H= -378.8kJ/mol。

答案为：-378.8 kJ/mol；
(3)工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2(g)+2CO2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H＜0
①A．c(H2)与c(H2O)的比值保持不变，则对题给反应来说，二者的浓度保持不变，反应达平衡状态，A符合题意；
B．单位时间内有2molH2消耗时有1molH2O生成，反应方向相同，不一定达平衡状态，B 不合题意；
C．气体的质量不变，体积不变，所以容器中气体密度始终不变，反应不一定达平衡状态，C不合题意；
D．反应前后气体分子数不等，容器中气体压强不再改变，反应达平衡状态，D符合题意；E．反应产生的热量不再变化，则反应达平衡状态，E符合题意；
故选ADE。

答案为：ADE；
②温度升高，平衡逆向移动，CH3OCH3的产量将变小；混合气体的质量不变，物质的量增大，则混合气体的平均摩尔质量将变小。

答案为：变小；变小。

【点睛】
利用盖斯定律进行计算时，同一反应的热化学方程式可以写出无数个，但反应热△H与化学计量数的比值是一个定值。

8．一定条件下铁可以和CO 2发生反应Fe(s)+ CO2(g)FeO(s)+CO(g)。

一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度变化与时间的关系如图所示。

（1）t1min时，正、逆反应速率的大小关系为v正__v逆（填“>”“<”或“=”）.
（2）0～4min内，CO2的转化率为__，CO的平均反应速率，v(CO)=__。

（3）下列条件的改变能减慢上述反应的反应速率的是__（填序号，下同）。

①降低温度②减少铁粉的质量③保持压强不变，充入He使容器的体积增大④保持体积不变，充入He使体系压强增大
（4）下列选项能说明上述反应已达平衡状态的是__。

①v(CO 2)=v(CO)
②单位时间内生成nmolCO 2的同时生成nmolCO
③容器中气体压强不随时间的变化而变化
④容器中气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
【答案】> 71.4% 0.125mol/(L ·min) ①③ ②④
【解析】
【分析】
（1）反应往正方向进行则v v >正逆，反应往逆方向进行则v v <正逆；
（2）=%变化浓度转化率100起始浓度⨯，c v=t
∆∆，以此计算； （3）根据影响化学反应速率的因素进行判断；
（4）当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。

【详解】
（1）根据图象可知，在1min t 后，CO 浓度增大、2CO 浓度减小，说明1min t 时反应未达到平衡，反应正向进行，因此v v >正逆，故答案为：>；
（2）根据图象可知，反应开始时2CO 的浓度是0.7mol/L ，4min 时2CO 浓度是0.2mol/L ，所以0～4min 内，2CO 的转化率为0.5100%=71.4%0.7
⨯；0～4min 内CO 的平均反应速率()()0.5mol /L CO 0.125mol /L min 4min
c =
=⋅，故答案为：71.4%；0.125mol/(L ·min)； （3）①降低温度，化学反应速率降低，①符合题意； ②由于固体的浓度始终不变，所以减少铁粉的质量对反应速率没有影响，②不符合题意； ③保持压强不变，充入He 使容器的体积增大，反应体系中各气体的浓度降低化学反应速率降低，③符合题意；
④保持体积不变，充入He 使体系压强增大，由于体系中各气体的浓度不变，所以化学反应速率不变，④不符合题意；
故答案为：①③；
（4）①未指明正、逆反应速率，因此不能判断是否为平衡状态，①错误；
②单位时间内生成2molCO n 的同时必然会消耗molCO n ，又生成molCO n ，则CO 的物质的量不变，反应达到平衡状态，②正确；
③该反应是反应前后气体体积不变的反应，即体系的压强始终不变，因此不能据此判断反应是否为平衡状态，③错误；
④若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，因该反应不是纯气体反应，说明气体的质量不再发生变化，则反应达到平衡状态，④正确；
故答案为：②④。

【点睛】。