备战高考化学(化学反应的速率与限度提高练习题)压轴题训练及答案

备战高考化学(化学反应的速率与限度提高练习题)压轴题训练及答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．某温度下在2L密闭容器中，3种气态物质A、B、C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）若A、B、C均为气体，10min后反应达到平衡，
①此时体系的压强是开始时的________倍。

②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%（计算结果保留1位小数）
（3）关于该反应的说法正确的是_________。

a.到达10min时停止反应
b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率
c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率
【答案】2C A+3B 9
7
或1.29或1.3 66.7% b、c
【解析】
【分析】
（1）由图可知，C是反应物，物质的量分别减少2mol，A、B生成物，物质的量增加
1mol、3mol，物质的量变化比等于系数比；
（2）①体系的压强比等于物质的量比；
②转化率=变化量÷初始量×100%；
（3）根据化学平衡的定义判断；
【详解】
（1）由图可知，C是反应物，物质的量减少2mol，A、B生成物，物质的量分别增加
1mol 、3mol，物质的量变化比等于系数比，所以该反应的化学方程式为：2C A+3B；（2）①体系的压强比等于物质的量比，反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物
质的量是9mol，所以此时体系的压强是开始时的9
7
倍；
②转化率=变化量÷初始量×100%=2÷3×100%=66.7%；
（3）a.根据图象，到达10min时反应达到平衡状态，正逆反应速率相等但不为0，反应没有停止，故a错误；
b.在到达10min之前，C的物质的量减少，所以 C气体的消耗速率大于它的生成速率，故b 正确；
c.在10min时反应达到平衡状态，所以B气体的正反应速率等于逆反应速率，故c正确；选bc。

本题考查化学反应中物质的量随时间的变化曲线、以及平衡状态的判断，注意根据化学平衡的定义判断平衡状态，明确化学反应的物质的量变化比等于化学方程式的系数比。

2．铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。

回答下列问题：
（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（a）所示。

原料中除铁矿石和焦炭外含有____________。

除去铁矿石中脉石（主要成分为SiO2）的化学反应方程式为
______________、______________；高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和
______________(填化学式)。

（2）已知：①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494kJ·mol-1
②CO(g)+1
2
O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
③C(s)+1
2
O2(g)=CO(g) ΔH=-110kJ·mol-1
则反应Fe2O3(s)+3C(s)+3
2
O2(g)=2Fe(s)+3CO2(g) 的ΔH=________kJ·mol-1。

理论上反应
________放出的热量足以供给反应__________所需的热量（填上述方程式序号）
（3）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图(b)所示，其中，还原竖炉相当于高炉的_____部分，主要反应的化学方程式为_________________________；熔融造气炉相当于高炉的____部分。

（4）铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2污染空气，脱SO2的方法是
________________。

【答案】石灰石 CaCO3高温
CaO+CO2↑ CaO+SiO2
高温
CaSiO3 CO -355 ②③①炉
身 Fe2O3+3CO 高温
2Fe+3CO2炉腹用碱液吸收（氢氧化钠溶液或氨水等）
【解析】【分析】
（1）铁矿石中含有氧化铁和脉石，为除去脉石，可以加入石灰石，石灰石分解为氧化钙，
氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙，方程式为CaCO3高温
CaO+CO2↑、
CaO+SiO2高温
CaSiO3；加入焦炭，先生成CO，最后生成CO2所以高炉排出气体的主要成分
有N2、CO2和CO；
（2）已知：①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494kJ·mol-1
②CO(g)+1
2
O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
利用盖斯定律将①+②×3得到Fe2O3(s)+3C(s)+3
2
O2(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH＝-355
kJ·mol-1，因①为吸热反应，②③为放热反应，则②③反应放出的热量可使①反应；
（3）高炉炼铁时，炉身部分发生Fe2O3+3CO 高温
2Fe+3CO2，还原竖炉发生此反应，熔融
造气炉和高炉的炉腹都发生2C+O2高温
2CO以及CaCO3
高温
CaO+CO2↑，
CaO+SiO2高温
CaSiO3反应；
（4）高炉气中混有SO2，SO2为酸性气体，可与碱反应。

3．用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反应研究影响反应速率的因素。

一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO4溶液已酸化）：
（1）该反应的离子方程式___________________________。

（已知H2C2O4是二元弱酸）（2）该实验探究的是_____________因素对化学反应速率的影响。

相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是_________________＜_____________（填实验序号）。

（3）若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2（标准状况下），则在2 min末， c（MnO4
－）＝__________mol/L（假设混合液体积为50mL）
（4）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定
_____________来比较化学反应速率。

（一条即可）
（5）小组同学发现反应速率总是如图，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：
①__________________________；②__________________________。

【答案】2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 浓度①② 0.0056 KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间该反应放热产物Mn2＋是反应的催化剂
【解析】
【详解】
（1）高锰酸钾溶液具有强氧化性，把草酸氧化成CO2，根据化合价升降法进行配平，其离子反应方程式为：2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；
（2）对比表格数据可知，草酸的浓度不一样，因此是探究浓度对化学反应速率的影响，浓度越大，反应速率越快，则①<②；
（3）根据反应方程式并结合CO2的体积，求出消耗的n(KMnO4)= 2×10－5mol，剩余
n(KMnO4)=(30×10－3×0.01－2×10－5)mol=2.8×10－4mol，c(KMnO4)=2.8×10－4mol÷50×10－
3L=0.0056mol·L－1；
（4）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率；
（5）t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①此反应是放热反应，温度升高，虽然反应物的浓度降低，但温度起决定作用；②可能产生的Mn2＋是反应的催化剂，加快反应速率。

4．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 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
=
0.50mol
2L
2min
=0.125mol/ ( L min)，故答案为：
0.125mol/ ( L 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。

5．Ⅰ.某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。

下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据，将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15 mL 5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如下：
MnO2触摸试管情况观察结果反应完成所需的时间粉末状很烫剧烈反应，带火星的木条复燃 3.5 min
块状微热反应较慢，火星红亮但木条未复燃30 min
(1)写出上述实验中发生反应的化学方程式：_______________________________。

(2)实验结果表明，催化剂的催化效果与________有关。

(3)某同学在10 mL H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积(标准状况)与反应
时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的即时反应速率最慢的是______。

Ⅱ．某反应在体积为5 L的恒容密闭容器中进行，在0~3分钟内各物质的量的变化情况如下图所示(A，B，C均为气体，且A气体有颜色)。

(4)该反应的的化学方程式为________________。

(5)反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为____。

(6)下列措施能使该反应加快的是__(仅改变一个条件)。

a．降低温度 b．缩小容积 c．使用效率更高更合适的催化剂
(7)能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填序号)。

①单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol C
②单位时间内生成n mol B的同时生成2n mol A
③容器内压强不再随时间而发生变化的状态
④用C、A、B的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：2：1的状态
⑤混合气体的颜色不再改变的状态
⑥混合气体的密度不再改变的状态
⑦v逆(A)=v正(C)
(8)由图求得平衡时A的转化率为__________。

【答案】2H 2O22H2O + O2↑催化剂的颗粒大小 C 2A + B 2C
0.1mol·(L·min)-1 bc ①③⑤⑦ 40%
【解析】
【分析】
【详解】
Ⅰ.（1）在催化剂二氧化锰的作用下双氧水分解生成氧气和水，发生反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。

（2）根据表中数据可知粉末状的二氧化锰催化效果好，即实验结果表明，催化剂的催化效果与催化剂的颗粒大小有关。

（3）曲线斜率越大，反应速率越快，则A、B、C三点所表示的即时反应速率最慢的是C
点。

Ⅱ．（4）根据图像可知2min时各物质的物质的量不再发生变化，此时A和B分别减少2mol、1mol，C增加2mol，因此该反应的的化学方程式为2A+B2C。

（5）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为
1
52min
mol
L
＝0.1mol·(L·min)-1。

（6）a．降低温度，反应速率减小，a错误；b．缩小容积，压强增大，反应速率加快，b 正确；c．使用效率更高更合适的催化剂，反应速率加快，c正确；答案选bc；
（7）①单位时间内生成nmol B的同时生成2nmol C表示正、逆反应速率相等，能说明；
②单位时间内生成nmol B的同时生成2nmol A均表示逆反应速率，不能说明；③正反应体积减小，容器内压强不再随时间而发生变化的状态能说明；④用C、A、B的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2：2：1的状态不能说明；⑤混合气体的颜色不再改变的状态，说明A的浓度不再发生变化，能说明；⑥密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度不再改变的状态不能说明；⑦v
逆(A)=v
正
(C) 表示正逆反应速率相等，能说明；答案选①③⑤⑦；
（8）由图求得平衡时A的转化率为2/5×100%＝40%。

【点睛】
平衡状态的判断是解答的易错点，注意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。

6．已知：N2O4(g)2NO2(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(N2O4)=2v逆(NO2)
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0．054molN2O4，30秒后达到平衡，测得容器中含n(NO2)=0．06mol，则t℃时反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数K=___。

若向容器内继续通入少量N2O4，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NO2的体积分数__原平衡时NO2的体积分数(填“大于”、“小于”或“等于”)。

（3）取五等份NO2，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：
2NO2(g)N2O4(g)。

反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%)，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 【解析】 【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 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，NO2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，NO2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NO2转化得快，导致NO2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。

7．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+Y2Z ＞ = 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
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，密度不变是平衡标志。

8．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。

CO2可转化成有机物实现碳循环。

在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

（1）从3min到9min，v(CO2)=__mol·L-1·min-1（计算结果保留2位有效数字）。

（2）能说明上述反应达到平衡状态的是__（填编号）。

A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点）
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内生成1molH2，同时生成1molCH3OH
D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
（3）平衡时CO2的转化率为__%。

（4）平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是__。

（5）第3分钟时v正(CH3OH)__第9分钟时v逆(CH3OH)（填“＞”、“＜”“=”或“无法比较”）。

【答案】0.042 BD 75 22：3 ＞
【解析】
【分析】
（1）3min到9min，根据CO2浓度变化计算CO2化学反应速率v(CO2)；
（2）化学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；
（3）由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，以此计算转化率；（4）结合各物质的平衡浓度，利用三段式法计算；
（5）第9分钟时达到平衡，υ逆（CH3OH）=υ正（CH3OH），随着反应的进行，正反应速率逐渐减小。

【详解】
(1)3min到9min，CO2浓度变化为0.5mol/L−0.25mol/L=0.25mol/L，CO2反应速率为：
0.25mol/L
，故答案为：0.042；
=0.042mol/(L min)
9min-3min
(2)A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)，浓度相等而不是不变，故A错误；
B. 混合气体的物质的量为变量，则压强为变量，随着反应的进行，混合气体的压强不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，故B正确；
C. 单位时间内生成3molH2，同时生成1molCH3OH，则正逆反应速率相等，故C错误；
D. 混合气体的质量不变，混合气体的物质的量随着反应的进行是变量，则平均相对分子质量不随时间的变化而变化此时反应达到平衡，故D正确；
故答案为：BD；
(3)由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，则转化率为
0.75mol/L
×100%=75%
，故答案为：75；
1mol/L
(4)
()()()()
2232
CO g+3H g CH OH g+H O g (mol)1300
(mol)0.75 2.250.750.75
(mol)0.250.750.750.75起始
转化
平衡
则平衡时混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是
mol44g/mol
=
mol g mol
0.25
22:3
0.752/
⨯
⨯
，故答
案为：22:3；
(5)第9分钟时达到平衡，υ逆(CH3OH)=υ正(CH3OH)，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，则第3分钟时υ正(CH3OH) 大于第9分钟时υ逆(CH3OH)。

故答案为：＞。

【点睛】
平衡问题计算时一般采用三段法进行计算。

反应达到平衡时，υ逆=υ正。

9．“绿水青山就是金山银山”。

目前人们对环境保护、新能源开发很重视，研究NO2、NO、CO、SO2等大气污染物转化为能参与大气循环的物质，对建设美丽中国具有重要意义。

(1)有人设计通过硫循环完成CO的综合处理，原理为
a．2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) △H1= － 37.4kJ·mol－1
b．S(l)+2H2O(g)2H2(g)+SO2(g) △H2=－45.4 kJ·mol－1
则CO和水蒸气完全反应生成H2和CO2的热化学方程式为
__________________________________。

(2)CO可在一定条件下转化为CH3OH。

已知：向2L密闭容器中通入2 molCO和4molH2，在适合的催化剂和T1温度下，发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0，10min时达到平衡状态，10min后改变温度为T2，20min时达到平衡状态，反应过程中部分数据见表：
反应时间CO(mol)H2(mol)CH3OH(mol)
0min240
10min2
20min0.2
①前10min内的平均反应速率v(CO)= _______；在20min时，温度T2下，该反应的化学平衡常数为________________。

②若30min时升高温度，化学平衡常数值_______(填：“增大“减小”“不变”)。

③在T1温度下，既能增大反应速率和提高CO平衡转化率的措施有_____________(填两种措施即可)
④在恒温恒容下，下列可以判断CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡状态的
________(填序号)。

a．2v正(H2)=v逆(CH3OH) b．混合气体的物质的量不再变化
c．单位时间内有1 mol CO消耗同时消耗2molH2 d．混合气体的平均相对分子质量不变
(3)已知反应2NO(g)+O 2(g)2NO 2的正反应速率v 正=k 1C m (NO)C n (O 2)，其中k 1为速率常
数，可通过下表实验数据计算k 1、m 、n 。

组别
起始浓度/mol·
L -1 初始速率/ mol·L -1·S -1 NO
O 2 1 0.02 0.0125 7.98×10-3 2 0.02 0.0250 15.96×10-3 3
0.04
0.0125
31.92×10-3
则k 1=____， m =_____， n =_____。

【答案】CO(g)+H 2O(g)H 2(g)+CO 2(g) △H=－41.4 kJ·mol －1 0.05mol/(L·min) 225 减小
增大压强或增大氢气浓度或按原比例等倍加入反应物 bd 1596 2 1
【解析】 【分析】
（1）是典型的盖斯定律的应用，注意热化学方程式需要标出各物质的聚集状态； （2）按照表格给出的数据进行速率的计算、平衡常数的计算即可，在判断反应是否达到平衡状态时，要按照“各物质的浓度不再发生改变”为核心来进行分析； （3）只要代入表格中的数据进行计算即可。

【详解】
（1）将a 式和b 式相加，再除以2即可得到
222CO(g)+H O(g)H (g)+CO (g) ΔH=-41.4kJ/mol ；
（2）①根据方程式不难看出2H 和CO 是按照2:1消耗的，因此在10min 时CO 有1mol ，根据Δc Δn (2-1)mol
v=
===0.05mol/(L min)t Vt 2L 10min
⋅⨯即可算出CO 的反应速率；在20min 时2H 的物质的量为0.4mol ，甲醇的物质的量为1.8mol ，代入平衡常数的表达式
322
2c(CH OH)0.9
K=
==225c(CO)c (H )0.10.2⨯即可；
②题干告诉我们该反应是放热，因此若30min 升高温度，平衡常数将减小；
③方法有很多，例如增大压强可以使平衡向气体分子数减少的方向移动，即正向移动；也可以充入少量氢气，使平衡正向移动，提高一氧化碳的转化率；
④a.平衡时各物质的反应速率之比等于其计量数之比，故当氢气的消耗速率等于甲醇的消耗速率的两倍时，反应才达到平衡状态，a 项错误；
b.该反应是一个反应前后气体分子数改变的反应，因此当混合气体的物质的量不再变化时，反应即达平衡状态，b 项正确；
c.反应无时不刻在按照1:2的化学计量数之比消耗CO 和2H ，所以不能作为平衡状态的判据，c 项错误；
d.因为反应前后气体分子数不同，故当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应即达平
衡状态，d 项正确； 答案选bd ；
（3）代入表中的三组数据，有①-3m n
17.9810=k 0.020.0125⨯⨯⨯；
②-3m n 115.9610=k 0.020.0250⨯⨯⨯；③-3m n
131.9210=k 0.040.0125⨯⨯⨯；三个未知数
三个方程，联立①、③解得m=2，联立①、②解得n=1，将m 、n 代入任意一个方程解得
k=1596。

10．煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。

反应为：C(s)＋H 2O(g)CO(g)＋H 2(g)
①写出该可逆反应的化学平衡常数表达式__。

②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___。

（填字母，下同） a.容器中的压强不再改变
b.1molH —H 键断裂的同时断裂2molH —O 键
c.v 正(CO)=v 逆(H 2O)
d.c(CO)=c(H 2)
（2）将不同量的CO(g)和H 2O(g)分别通入到体积为2L 的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋H 2(g)，得到如下三组数据：
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所 需时间/min H 2O
CO H 2 CO 1 650 2 4 1.6 2.4 5 2
900
1
2
0.4
1.6
3
①实验1中以v(CO 2)表示的反应速率为___。

②该反应的逆反应为___（填“吸”或“放”）热反应
（3）目前工业上有一种方法是用CO 2来生产甲醇。

一定条件下发生反应：CO 2(g)＋3H 2(g)
CH 3OH(g)＋H 2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量的变化。

在体积为1L 的恒容
密闭容器中，充入1molCO 2和3molH 2，下列措施中能使c(CH 3OH)增大的是__。

a.充入H 2(g)，使体系压强增大
b.降低温度
c.将H 2O(g)从体系中分离出来
d.使用催化剂，加快反应
【答案】K=22c CO c H c H O （）（）
（）
⨯ b 、c 0.16mol ·(L ·min)-1 吸 a 、b 、c
【解析】 【分析】
（1）①根据化学平衡常数定义可知K=22c CO c H c C c H O （）（）
（）（）
⨯⨯，固体浓度默认为1mol/L ；
②根据化学平衡状态的特征解答，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；
（2）①由表中数据可知，CO 的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol ，根据
n
V
v t
= 计算v （CO ），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v （CO 2）；
②第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时CO 2的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应； （3）要使c （CH 3OH ）增大，平衡正向移动。

【详解】
(1)①根据化学平衡常数定义可知K=22c CO c H c C c H O （）（）
（）（）⨯⨯，C 为固体故
K=22c CO c H c H O （）（）
（）
⨯
故答案为：K=22c CO c H c H O （）（）
（）
⨯；
②a.一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中发生上述反应，反应前后气体的物质的量发生变化，随反应进行气体的物质的量增加，压强增大，保持恒压，容器中的压强始终不变，不能说明反应到达平衡，故a 错误；
b.1molH−H 键断裂的同时断裂2molH−O 键，断裂2molH−O 键同时生成lmolH−H 键，说明反应到达平衡，故b 正确。

c.反应速率之比等于化学方程式计量数之比，v 正(CO)=v 逆(H 2O)，说明水的正反应速率和逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故c 正确；
d.根据反应可知，自始至终c(CO)=c(H 2)，不能说明反应到达平衡，故d 错误； 故答案选：bc ；
(2)①由表中数据可知，CO 的物质的量变化量为4mol−2.4mol=1.6mol ，
()n 1.6mol
V 2L v CO ===0.16mol/L min t 5min
（）
∆⨯∆，速率之比等于化学计量数之比，故
v(CO 2)=v(CO)=0.16mol/(L ⋅min)， 故答案为：0.16mol/(L ⋅min)；。