高考化学复习化学反应的速率与限度专项易错题及详细答案

高考化学复习化学反应的速率与限度专项易错题及详细答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．一定温度下，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。

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
的键能为946kJ/mol，H-H的键能为
能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。

N N
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 kJ，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．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)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ·mol-1
另外：(ⅱ)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·mol-1
(ⅲ)2H2(g)+O2(g)=2H2O(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(CH3Cl)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)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(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：
浓度/mol·L-1
时间/min
c(CO)c(H2)c(CH3OH)
00.8 1.60
20.6x0.2
40.30.60.5
60.30.60.5
①x=__。

②前2min内H2的平均反应速率为v(H2)=__。

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H2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 CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl d 1.2 0.2mol·L-1·min-1 4.6L2·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)+1
2
(ii)，得新的热化学方程式为：CH4OH(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
()()()()3222
22CH 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。

4．某温度下，在2L 容器中，3种物质进行反应，X 、Y 、Z 的物质的量随时间的变化曲线如图。

反应在t 1 min 时到达平衡，如图所示：
(1)①该反应的化学方程式是________。

②在t 1 min 时，该反应达到了_________状态，下列可作为判断反应已达到该状态的是________。

A ．X 、Y 、Z 的反应速率相等
B ．X 、Y 的反应速率比为2:3
C ．生成3mol Y 的同时生成1mol Z
D ．生成1mol Z 的同时生成2mol X
(2)①若上述反应中X 、Y 、Z 分别为NH 3、H 2、N 2，且已知1mol 氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ 的热量，则至t 1 min 时，该反应吸收的热量为____________； ②在此t 1 min 时间内，用H 2表示反应的平均速率v (H 2)为________。

【答案】2X 3Y+Z 平衡 D 36.8 kJ
1
0.6
t mol•L -1•min -1 【解析】 【分析】
(1)①根据物质的量的变化判断反应物和生成物，根据物质的量的变化之比等于化学计量数
之比分析书写方程式；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，据此分析判断；
(2)①根据NH3分解的物质的量，结合反应热计算至t1min时，该反应吸收的热量；②根据
c=
n V t V
V计算反应速率。

【详解】
(1)①由图象可以看出，反应中X的物质的量减小，Y、Z的物质的量增多，则X为反应物，Y、Z为生成物，一段时间后物质的量不再变化，说明该反应为可逆反应，且
△n(X)∶△n(Y)∶△n(Z)=0.8mol∶1.2mol∶0.4mol=2∶3∶1，则反应的化学方程式为：
2X3Y+Z，故答案为：2X3Y+Z；
②在t1min时，各物质的物质的量不再变化，说明达到平衡状态；A．由方程式可以看出，达到平衡时X、Y、Z的反应速率不相等，X、Y、Z的反应速率相等，说明不是平衡状态，故A错误；B．无论是否达到平衡状态，X、Y的反应速率比都为2∶3，故B错误；C．无论是否达到平衡状态，生成3molY的同时一定生成1molZ，故C错误；D．生成1molZ的同时生成2molX，说明正、逆反应速率相等，说明达到平衡状态，故D正确；故答案为：平衡；D；
(2)①t1min时，消耗NH3的物质的量为0.8mol，则吸收的能量为：
0.8mol×46kJ/mol=36.8kJ，故答案为：36.8 kJ；
②H2的反应曲线为Y，则在此t1min时间内，用H2表示反应的平均速率
v(H2)=
1
1.2mol
2L
t min
=
1
0.6
t mol•L
-1•min-1，故答案为：
1
0.6
t mol•L
-1•min-1。

【点睛】
本题的易错点为(1)中方程式的书写，要注意该反应为可逆反应。

5．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】
【分析】
【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。

6．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，达到平衡，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。

(1)用C表示10 s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)A与B的平衡转化率之比为________。

(5)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____________。

【答案】0.04 mol/(L·s) 1.5 mol/L 0. 4 mol/L 1∶1 减小增大
【解析】
【分析】
(1)根据v=
c
t
n
n
表示反应速率；
(2)根据物质转化关系，由生成物C的物质的量计算反应消耗的A的物质的量，再结合10 s
时剩余A的物质的量可得反应开始时A的物质的量，利用c=n
V
计算开始时A物质的浓
度；
(3)根据方程式知，10 s末生成的n(D)=n(C)=0.8 mol，利用c =n
V
计算D的物质的浓度；
(4)根据C的物质的量计算反应消耗的A 、B的物质的量，然后根据转化率等于
转化量
开始加入量
×100%计算比较；
(5)根据温度、浓度对化学反应速率的影响分析解答。

【详解】
(1)反应从正反应方向开始，开始时C的物质的量为0，10 s时C的物质的量为0.8 mol，由于容器的容积是2 L，所以用C物质表示的10 s内化学反应平均反应速率
v(C)=
c
t
n
n
=
()
0.80?mol
2?L
10?s
-
=0.04 mol/(L·s)；
(2)根据反应方程式3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)可知：每反应消耗3 mol A就会同时产生2
mol C物质，10 s内反应产生了0.8 mol C，则反应消耗A的物质的量为△n(A)=3
2
×0.8
mol=1.2 mol，此时还有A物质1.8 mol，因此反应开始时A的物质的量是n(A)=1.8 mol+1.2
mol=3.0 mol，所以反应开始时A的浓度c(A)=
3.0?
2?
n mol
V L
==1.5 mol/L；
(3)根据方程式知，10 s末生成的n(D)=n(C)=0.8 mol，则c(D)=
0.8?
2?
n mol
V L
==0.4 mol/L；
(4)根据已知条件可知：反应进行到10 s末C物质的量是0.8 mol，则反应消耗A的物质的
量为△n(A)=3
2
×0.8 mol=1.2 mol，此时还有A物质1.8 mol，则反应开始时A的物质的量是
n(A)=1.8 mol+1.2 mol=3.0 mol；△n(B)=1
2
×0.8 mol=0.4 mol，此时还有B物质0.6 mol，所以
反应开始时n(B)=0.6 mol+0.4 mol=1.0 mol，反应开始时n(A)：n(B)=3：1，△n(A)：△n(B)= 3：1，等于化学方程式中二者化学计量数的比，所以反应物A、B转化率相等，则两种物质反应时转化率的比为1：1；
(5)①平衡后，若降低温度，物质的内能减小，活化分子数减少，分子之间有效碰撞次数减少，化学反应速率减小；
②平衡后，若增大反应物A的浓度，单位体积内活化分子数增加，分子之间有效碰撞次数增加，化学反应速率增大。

7．在一定温度下，体积为2L的密闭容器中，NO2和N2O4之间发生反应：
2NO2(g)N2O4(g)，如图所示。

（1）曲线__(填“X”或“Y”)表示NO 2的物质的量随时间的变化曲线。

（2）在0到1min 中内用X 表示该反应的速率是__，该反应达限度时，Y 的转化率是__。

（3）下列能说明该反应已达到化学平衡状态的是__。

(填标号)。

A ．v(NO 2)=2v(N 2O 4) B ．容器内压强不再发生变化 C ．容器内分子总数不再发生变化 D ．容器内N 2O 4与NO 2物质的量相同 E.消耗nmolN 2O 4的同时生成2nmolNO 2 【答案】Y 0.15mol·L －1·min －1 60% BC 【解析】 【分析】
根据化学计量数，可知NO 2的变化量是N 2O 4的变化量的2倍，从图可知，Y 的物质的量从1mol 降低到0.4mol 变化了0.6mol ，X 的物质的量从0.4mol 增加到0.7mol 变化了0.3mol ，可知Y 表示的是NO 2，X 表示的N 2O 4。

【详解】
(1)根据化学计量数，可知NO 2的变化量是N 2O 4的变化量的2倍，从图可知，Y 的物质的量从1mol 降低到0.4mol 变化了0.6mol ，X 的物质的量从0.4mol 增加到0.7mol 变化了0.3mol ，可知Y 表示的是NO 2，X 表示的N 2O 4。

则Y 表示的NO 2的物质的量随时间的变化曲线；
(2)X 表示N 2O 4，其物质的量在0－1min 中内从0.4mol 增加到0.7mol ，则表示的化学反应速率是-1-1240.3mol (N O )0.15mol L min 2L 1min
n v V t ∆=
==∆⨯g g ； Y 表示NO 2，其物质的量从1mol 降低到0.4mol 变化了0.6mol ，转化率
20.6mol (NO )100%60%1mol
n n α∆=
=⨯=； (3)A ．v (NO 2)=2v (N 2O 4)，不知道其表示的是正反应速率，还是逆反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，则不能说明反应已达到平衡状态，A 不符合题意；
B ．恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，该反应前后气体的物质的量发生改变，则压强发生改变，若压强不变时，则气体的物质的量不变，说明反应达到平衡状态，B 符合题意；
C ．分子总数和总的物质的量成正比，分子总数不变，则总物质的量不变，该反应前后气体的物质的量发生变化，则当总物质的量不变时，反应达到平衡，C 符合题意；
D ．达到平衡时，各物质的物质的量不变，但是不能确定NO 2和N 2O 4的物质的量是否相
等，D不符合题意；
E．消耗N2O4表示的为逆反应速率，生成NO2表示的也为逆反应速率，不能判断正逆反应速率相等，则不能判断反应是否达到平衡，E不符合题意；
综上答案选BC。

8．研究减少CO2排放是一项重要课题。

CO2经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应：
反应Ⅰ：CO 2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.6kJ/mol
反应Ⅱ：CH 3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g) △H2＝＋23.4kJ/mol
反应Ⅲ：2CO 2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H3
(1)△H3=___kJ/mol。

(2)恒温恒容条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2，发生反应I。

下列描述能说明反应I达到平衡状态的是___（填序号）。

A．容器内的混合气体的密度保持不变
B．反应体系总压强保持不变
C．断裂3N A个H－O键同时断裂2N A个C=O键
D．CH3OH和H2O的浓度之比保持不变
(3)反应II在某温度下的平衡常数为0.25，此温度下，在密闭容器中加入等物质的量的
CH3OCH3(g)和H2O(g)，反应到某时刻测得各组分浓度如下：
物质CH3OCH3(g)H2O(g)CH3OH(g)
浓度/mol．L－1 1.8 1.80.4
此时v正___v逆（填“＞”、“＜”或“＝”），当反应达到平衡状态时，混合气体中CH3OH体积分数(CH3OH)%=___%。

(4)在某压强下，反应III在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图所示。

T1温度下，将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0～5min 内的平均反应速率v(CH3OCH3)=__。

(5)恒压下将CO2和H2按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应III，在
相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。

其中：CH3OH的选择性=×100%
①温度高于230℃，CH3OH产率随温度升高而下降的原因是__。

②在上述条件下合成甲醇的工业条件是__。

A．210℃ B．230℃ C．催化剂CZT D．催化剂CZ(Zr－1)T
【答案】-122.6 BC ＞ 20 0.18mol·L−1·min−1反应I的△H＜0温度升高，使CO2转化为CH3OH的平衡转化率下降 BD
【解析】
【分析】
反应Ⅰ：CO 2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.6kJ/mol
反应Ⅱ：CH 3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g) △H2＝＋23.4kJ/mol
反应Ⅲ：2CO 2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H3
(1)将反应Ⅰ×2-反应Ⅱ，即可求出反应Ⅲ的△H3。

(2)A．容器内的混合气体的质量不变，体积不变，密度始终不变；
B．恒温恒容条件下，反应前后气体的分子数不等，则随反应的不断进行，反应体系总压强不断发生改变；
C．断裂3N A个H－O键，即有1molCH3OH(g)和1molH2O(g)发生反应；断裂2N A个C=O 键，即有1molCO2参加反应；
D．CH3OH和H2O的浓度之比等于化学计量数之比。

(3)利用表中数据求出浓度商，然后与平衡常数0.25进行比较，确定平衡移动的方向，从而确定v正与v逆的相对大小；再设未知数，建立三段式，利用平衡常数求出CH3OH的平衡量及平衡时的混合气总量，从而求出混合气体中CH3OH体积分数CH3OH%。

(4)将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中，则投料比为2，从图中采集数据，得出CO2的平衡转化率为60%，利用三段式可求出CH3OCH3的平衡量，从而可求出0～5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)。

(5)①温度高于230℃，CH3OH产率随温度升高而下降，说明平衡逆向移动，从温度对平衡的影响寻找原因。

②从图中数据，可得出最佳温度与催化剂。

【详解】
反应Ⅰ：CO 2(g)＋3H 2(g)CH 3OH(g)＋H 2O(g) △H 1＝－49.6kJ/mol
反应Ⅱ：CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g)2CH 3OH(g) △H 2＝＋23.4kJ/mol 反应Ⅲ：2CO 2(g)＋6H 2(g)
CH 3OCH 3(g)＋3H 2O(g) △H 3
(1)将反应Ⅰ×2-反应Ⅱ，即可求出反应Ⅲ：2CO 2(g)＋6H 2(g)CH 3OCH 3(g)＋3H 2O(g)
△H 3=-122.6 kJ/mol 。

答案为：-122.6；
(2)A ．容器内的混合气体的质量不变，体积不变，密度始终不变，则反应不一定达平衡状态，A 不合题意；
B ．恒温恒容条件下，反应前后气体的分子数不等，则随反应的不断进行，反应体系总压强不断发生改变，当压强不变时，反应达平衡状态，B 符合题意；
C ．断裂3N A 个H －O 键，即有1molCH 3OH(g)和1molH 2O(g)发生反应；断裂2N A 个C=O 键，即有1molCO 2参加反应；满足反应方向相反，变化量之比等于化学计量数之比，即反应达平衡状态，C 符合题意；
D ．CH 3OH 和H 2O 的浓度之比等于化学计量数之比，则反应不一定达平衡状态，D 不合题意。

答案为：BC ；
(3)浓度商Q =2
0.41.8 1.8
⨯=0.05<0.25，所以平衡正向移动，v 正>v 逆。

设参加反应的CH 3OCH 3的物质的量为x
3323CH OCH (g)H O(g)2CH OH(g)(mol)
1.8 1.80.4(mol)2(mol)
1.8 1.80.42x x x x
x
x
+--+垐?噲?
起始量变化量平衡量
K =
(0.42)
0.25(1.8)
x x +=-，x =0.2mol ， V (CH 3OH)%=
0.424
x
+=20%。

答案为：>；20； (4) T 1温度下，投料比为2，从表中可提取出CO 2的平衡转化率为60%。

223322CO (g)6H (g)CH OCH (g)3H O(g)
(mol)61200
(mol) 3.610.8 1.8 5.4(mol) 2.4 1.2
1.8 5.4
++ƒ
起始量变化量平衡量
v (CH 3OCH 3)=1.8mol
2L 5min
= 0.18mol·L −1·min −1。

答案为：0.18mol·L −1·min −1；
(5)①230℃时，反应达平衡状态，此时升高温度，由于反应放热，所以平衡逆向移动， CH 3OH 产率下降。

答案为：反应I 的△H ＜0，温度升高，使CO 2转化为CH 3OH 的平衡转化率下降；
②从图中数据可以看出，甲醇平衡转化率最高的温度为230℃；比较两种催化剂的催化效率，催化剂CZ(Zr －1)T 催化效率更高。

答案为：BD 。

【点睛】
采集图中信息时，首先要弄清横坐标与纵坐标表示的意义，然后需理解图中曲线表示的意义，它的变化趋势与拐点所在的位置，还需分析反应物或生成物的热稳定性，反应的热焓变，可能发生的副反应等，然后针对问题进行分析。

9．氮的化合物既是一种资源，也会给环境造成危害。

I．氨气是一种重要的化工原料。

(1)NH3与CO2在120℃，催化剂作用下反应生成尿素：CO2（g）+2NH3（g ）CO(NH2)2
（
s）+H2O（g），△H=-xkJ/mol（x＞0），其他相关数据如表：
物质NH3（g）CO2（
g）
CO(NH2)2（s）H2O（g）
1mol分子中的
化学键断裂时
需要吸收的能
量/kJ
a b z d
则表中z（用x、a、b、d表示）的大小为___。

(2)120℃时，在2L密闭反应容器中充入3molCO2与NH3的混合气体，混合气体中NH3的体积分数随反应时间变化关系如图2所示，该反应60s内CO2的平均反应速率为___。

下列能使正反应的化学反应速率加快的措施有___。

①及时分离出尿素②升高温度③向密闭定容容器中再充入CO2 ④降低温度
Ⅱ．氮的氧化物会污染环境。

目前，硝酸厂尾气治理可采用NH3与NO在催化剂存在的条件下作用，将污染物转化为无污染的物质。

某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率（已知浓硫酸在常温下不氧化NO气体）。

(3)写出装置⑤中反应的化学方程式___；
(4)装置①和装置②如图4，仪器A 中盛放的药品名称为___。

装置②中，先在试管中加入2-3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，加入石灰石的作用是___。

(5)装置⑥中，小段玻璃管的作用是___；装置⑦的作用是除去NO ，NO 与FeSO 4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO 4溶液，同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽，若氨气未除尽，可观察到的实验现象是___。

【答案】x-d+b+2a 0.0047mol/（L•s ） ②③ 4NH 3+6NO
5N 2+6H 2O 浓氨水 产生
CO 2，排出装置中的空气，防止NO 被氧化 防倒吸 溶液变浑浊 【解析】 【分析】
(1) △H =反应物的总键能-生成物的总键能。

(2)设参加反应的CO 2物质的量为x ，利用三段式建立关系式，求出x ，从而可求出该反应60s 内CO 2的平均反应速率。

①尿素呈固态，及时分离出尿素，对反应没有影响； ②升高温度，可加快反应速率；
③向密闭定容容器中再充入CO 2，增大反应物浓度，加快反应速率； ④降低温度，减慢反应速率。

(3)装置⑤中，NH 3、NO 在催化剂作用下反应，生成N 2和水。

(4)装置①利用浓氨水滴入生石灰中制取氨气。

装置②中，先在试管中加入2-3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，由于NO 易与空气中的O 2反应，所以加入石灰石，排尽装置内的空气。

(5)装置⑥用于干燥气体，但NH 3易被浓硫酸吸收产生倒吸；装置⑦的作用是除去NO ，NO 与FeSO 4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO 4溶液，同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽，若氨气未除尽，NH 3会与FeSO 4发生反应。

【详解】
(1) △H =反应物的总键能-生成物的总键能，即-x=(2a+b)-(z+d)，从而得出z =x-d+b+2a 。

答案为：x-d+b+2a ；
(2)设参加反应的CO 2物质的量为x ，利用三段式建立关系式：
322222NH (g)CO (g)CO(NH )(s)
H O(g)(mol)350%350%00
(mol)2(mol)
1.52 1.5x x x x x
x
x
x
+
+
⨯⨯--ƒ
起始量变化量平衡量 1.521325
x x -=-，x=916mol ，该反应60s 内CO 2的平均反应速率为9
mol
162L 60s
⨯= 0.0047mol/
（L•s ）。

答案为：0.0047mol/（L•s ）；
①尿素呈固态，及时分离出尿素，对反应没有影响，①不合题意； ②升高温度，可加快反应速率，②符合题意；
③向密闭定容容器中再充入CO 2，增大反应物浓度，加快反应速率，③符合题意；
④降低温度，减慢反应速率，④不合题意； 故选②③。

答案为：②③；
(3) 装置⑤中，NH 3、NO 在催化剂作用下反应，生成N 2和水，反应的化学方程式4NH 3+6NO
5N 2+6H 2O 。

答案为：4NH 3+6NO
5N 2+6H 2O ；
(4) 装置①利用浓氨水滴入生石灰中制取氨气，仪器A 中盛放的药品名称为浓氨水。

装置②中，先在试管中加入2-3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，由于NO 易与空气中的O 2反应，所以加入石灰石的作用是产生CO 2，排出装置中的空气，防止NO 被氧化。

答案：浓氨水；产生CO 2，排出装置中的空气，防止NO 被氧化；
(5)装置⑥用于干燥气体，但NH 3易被浓硫酸吸收而产生负压，所以小段玻璃管的作用是防倒吸；装置⑦的作用是除去NO ，NO 与FeSO 4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO 4溶液，同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽，若氨气未除尽，NH 3会与FeSO 4发生反应，可观察到的实验现象是溶液变浑浊。

答案为：防倒吸；溶液变浑浊。

【点睛】
浓氨水滴入生石灰中，H 2O 与CaO 反应生成Ca(OH)2放热，使氨水的温度升高，氨气的溶解度降低，从而挥发出氨气。

10．连通装置是化学研究的重要装置。

起始时，甲、乙体积均为1L ，向甲、乙中均充入1.5 mol A 、3.5 mol B ，关闭阀门K 。

在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器中各自发
生下列反应：3A(g)+ 2B(g) 垐?噲? C(g)+2D(g)+200kJ 。

5分钟时甲达平衡，此时乙容器的体积
为0.86L 。

请回答以下问题：
(1)甲中达到平衡时（_________）
A ．甲中C 物质不再产生
B ．甲中气体密度保持不变
C ．2v 正（A ）= 3v 逆（
D ） D ．甲中气体压强保持不变
(2)若5分钟时测得甲中A 为amol ，则该反应从起始到平衡时间内A 的平均反应速率为_________________（用含a 的式子表示）
(3)甲容器改变某一条件，该反应的平衡常数K 值变大，则该反应（__________） A ．一定向正反应方向移动 B ．一定向逆反应方向应当 C ．逆反应速率先增大后减小 D ．逆反应速率先减小后增大
(4)5分钟时活塞向上拉，乙容器中平衡移动方向为_________________，再次平衡后甲中C 和乙中A 的物质的量比较：_______（填“相等”、“前者大”、“后者大”、“无法确定”）。

【答案】CD （0.3-
5
a
）mol ·L -1·min -1 AD 逆反应方向 后者大
【解析】
【分析】
(1)根据化学平衡状态的特征：正逆反应速率相等、各组分的浓度不变等来回答判断；
(2)根据化学反应速率v=
c
t
V
V
来计算；
(3)根据化学反应的方向确定反应的.平衡常数K的大小变化，K受外界温度的影响；
(4)根据外界条件对化学平衡移动的影响来回答。

【详解】
(1)A．化学平衡状态是动态平衡，甲中C物质不再产生不是平衡的特征，故A错误；B．中气体密度等于质量和体积的比值，质量守恒，体积不变，密度始终不变，当密度保持不变，不一定达到了平衡，故B错误；
C．2v正(A)= 3v逆(D)证明正逆反应速率相等，平衡状态，故C正确；
D．由3A(g)+ 2B(g) 垐?
噲? C(g)+2D(g)+200kJ，反应前后气体系数和不等，当甲中气体压强保持不变，证明达到了平衡状态，故D正确；
故选CD。

(2)化学反应速率 v=
c
t
V
V
=
1.5mol a
1L
5min
-
=（0.3-
5
a
）mol·L-1·min-1，故答案（0.3-
5
a
）
mol·L-1·min-1；
(3)因为3A(g)+ 2B(g) 垐?
噲? C(g)+2D(g)+200kJ反应是放热的，甲是恒容容器，改变某一条件，该反应的平衡常数K值变大，则改变的条件是降低温度，平衡是正向移动的，反应速率是先减小后增大，所以AD符合题意，故答案为：AD；
(4)5分钟时活塞向上拉，乙容器中压强减小，平衡左移，A的物质的量增大，再次平衡时，甲中C小于乙中A的物质的量，故答案为：逆反应方向；后者大。

11．多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。

(1)SiCl4可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为_____________________________________。

(2)SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。

一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：3 SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）垐?
噲?4SiHCl3（g）达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为___kg。

(3)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑；MnO2+4HCl（浓）
∆
−−→ MnCl2+Cl2↑+2H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置
_______(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置_________（填代号）。

可选用制备气体的装置：。