备战高考化学二轮 化学反应的速率与限度 专项培优 易错 难题含答案解析

备战高考化学二轮化学反应的速率与限度专项培优易错难题含答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．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。

2．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。

3．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(O2)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。

4．一定温度时，在4L密闭容器中，某反应中的气体M和气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
（1）t1时刻N的转化率为____________。

（2）0～t3时间内用M表示的化学反应速率为____________mol/(L·min)。

（3）平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为____________。

（4）该反应的化学方程式为____________；比较t2时刻，正逆反应速率大小：v正____v逆(填“＞”、“=”或“＜”)。

（5）其他条件不变时，采取下列措施，反应速率的变化情况如何？保持恒温、恒容：①充入少量氦气：____________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；
②充入一定量的气体N：____________。

（6）下列能表示上述反应达到化学平衡状态的是____________。

（填编号）A.v逆（M）=2v正（N）B.M与N的物质的量之比保持不变C.混合气体密度保持不变D.容器中压强保持不变
【答案】25% 3/4t3 7:10 2N垐?
噲?M ＞不变增大 BD
【解析】
【分析】
【详解】
（1）t1时刻消耗N是8mol－6mol＝2mol，N的转化率=
Δn2
100%
n8
⨯=
初始
×100％
=25%；
（2）0～t3时间内M增加了5mol－2mol＝3mol，则用M表示的化学反应速率v（M）
=Δc
Δt
=
3
3mol
4L min
t
=
⨯3/4t3mol/(L·min)；
（3）初始投放量n(N)=8mol，n(M)=2mol，t3反应达到平衡，n(N)=2mol，n(M)=5mol，混合气体的物质的量与容器内的压强呈正比，可得P(平衡)：P(初始)=7：10；
（4）初始投放量n(N)=8mol，n(M)=2mol，t3反应达到平衡，n(N)=2mol，n(M)=5mol，根据单位时间的物质的变化量呈系数比，得化学反应式为2N(g)垐?
噲?M（g），t2时刻向正反应方向进行，正逆反应速率大小v正＞v逆；
（5）其他条件不变时，保持恒温、恒容：①充入少量氦气，反应物浓度不变，速率不变；
②充入一定量的气体N，反应物浓度增大，速率增大；
（6）A.v逆（M）=2v正（N）正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，A不选；
B.M与N的物质的量之比是个变量，当M与N的物质的量之比保持不变，反应达到平衡，可作平衡依据，B选；
C.反应前后容器体积和质量均是不变的，混合气体密度是个定值，任意时刻都相同，不能用来判定平衡，C不选；
D.该反应从正向开始，压强会减小，容器中压强保持不变说明达到平衡，D选；
故能表示上述反应达到化学平衡状态的是BD。

【点睛】
平衡的判断，特别需要注意是否为变量，若为变量保持不变，可作平衡依据，若为定量，不能做依据，尤其混合气体的密度，相对分子质量，压强等。

5．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO2（g）＋H2（g）垐?
噲? CO（g）＋H2O（g），
其化学平衡常数K 和温度t的关系如下表：
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K ＝_____________________。

(2)该反应为____________反应（选填“吸热”、“放热”）。

(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_____________。

a．容器中压强不变 b．混合气体中 c（CO）不变
c．υ正（H2）＝υ逆（H2O） d．c（CO2）＝c（CO）
(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）·c（H2）＝c（CO）·c（H2O），试判断此时的温度为 _________。

(5)1200℃时，在2L的密闭容器中，反应开始时加入1mol CO2、1mol H2、2molCO、2mol H2O，则反应向__________进行（填“正方向”、“逆方向”或“不移动”）
【答案】
()
()()
2
22
c(CO)c H O
c CO c H
⨯
⨯
吸热 bc 830℃逆方向
【解析】
【分析】
(1)平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
(2)根据温度升高，平衡常数变大来分析；
(3)利用平衡的特征“等”和“定”来分析；
(4)根据浓度和平衡常数来计算平衡常数，从而确定温度；
(5)比较Q C与K的相对大小，如果Q C＞K逆向移动，Q C═K，不移动，Q C＜K正向移动。

【详解】
(1)平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则
CO2(g)+H2(g)垐?
噲?CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=
() ()()
2
22
c(CO)c H O
c CO c H
⨯
⨯
；
(2)由温度升高，平衡常数变大可知，升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应；
(3)a．该反应为气体的总物质的量不变的反应，则容器中压强始终不变，不能作为判定平衡的方法，故A错误；
b．混合气体中c(CO)不变，则达到化学平衡，故B正确；
c．V(H2)正=V(H2O)逆，则对于氢气来说正、逆反应速率相等，此时反应达到平衡，故C正确；
d．c(CO2)=c(CO)，该反应不一定达到平衡，浓度关系取决于反应物的起始量和转化率，故D错误；
故答案为：bc；
(4)c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)时，平衡常数K=
()
()()
2
22
c(CO)c H O
c CO c H
⨯
⨯
=1，则该温度为830℃；
(5)1200℃时，在2L的密闭容器中，反应开始时加入1mol CO2、1mol H2、2molCO、2mol
H2O，Q c=
() ()()
2
2
2
c(CO)c H O
c CO c H
⨯
⨯
=
11
0.50.5
⨯
⨯
=4＞2.6，说明反应逆方向进行。

6．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NO2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(NO2)=2v(N2O4)
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N2O4与NO2物质的量相同
E.消耗nmolN2O4的同时生成2nmolNO2
【答案】Y 0.15mol·L－1·min－1 60% BC
【解析】
【分析】
根据化学计量数，可知NO2的变化量是N2O4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NO2，X表示的N2O4。

【详解】
(1)根据化学计量数，可知NO2的变化量是N2O4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NO2，X表示的N2O4。

则Y表示的NO2的物质的量随时间的变化曲线；
(2)X表示N2O4，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-1-1
24
0.3mol
(N O)0.15mol L min
2L1min
n
v
V t
∆
===
∆⨯
g g；
Y表示NO2，其物质的量从1mol降低到0.4mol变化了0.6mol，转化率
2
0.6mol
(NO)100%60%
1mol
n
n
α
∆
==⨯=；
(3)A．v(NO2)=2v(N2O4)，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NO2和N2O4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。

7．能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。

面对能源枯竭的危机，提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向。

(1)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关，这是化学学科关注的方面之一。

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值):
①哪一段时间内反应速率最大：__________min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)。

②另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积。

他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率但不影响生成氢气的量。

你认为不可行的是____________(填字母序号)。

A浓盐酸B KCl溶液C蒸馏水D CuSO4溶液
(2)寻找替代能源，是化学学科一直关注的另一方面。

电能是一种二次能源，电能的应用大大丰富和方便了我们的生活、学习和工作。

某化学兴趣小组探究铝电极在原电池中的作用，设计了一个Mg、Al、NaOH溶液电池，请写出
①原电池的负极电极反应：_________________________________；
②原电池的正极电极反应：___________________________________；
③原电池的总反应的离子方程式：___________________________________。

【答案】2～3min BC 2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O 6H2O+6e-=6OH-+3H2↑
2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段中，产生气体的体积分别为
100mL、140mL、224mL、112mL、44mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3min，因反应为放热反应，温度升高，反应速率增大，反应速率最小的时间段是4～5min时间段，
此时温度虽然较高，但H+浓度小，答案为2～3min；
② A．浓盐酸，H+浓度增大，反应速率增大且增大产生氢气的量，选项A错误；
B．加入KCl溶液溶液，H+浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，选项B正确；C．加入蒸馏水，H+浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，选项C正确；D．加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu反应速度增大，但影响生成氢气的量，选项D错误；答案选BC；
(2)设计了一个Mg、Al、NaOH溶液电池时，铝为电池负极，铝失电子在碱性条件下生成偏铝酸钠，溶液中水电离产生的氢离子得电子产生氢气。

①原电池的负极上铝失电子产生AlO2-，电极反应为2Al-6e-+8OH-= 2AlO2-+4H2O；
②原电池的正极上水电离产生的氢离子得电子产生氢气，电极反应式为6H2O+6e-=6OH-
+3H2↑；
③原电池的总反应的离子方程式为：2Al+2H2O+2OH-= 2AlO2-+3H2↑。

8．已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：
温度/℃70080083010001200
平衡常数 1.7 1.1 1.00.60.4
回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=___，ΔH___0(填“＜”“＞”或“=”)。

（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s 内A的平均反应速率v(A)=0.003mol•L-1•s-1，则6s时c(A)=___mol•L-1，C的物质的量为
___mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为___，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为___。

（3）一定温度下，能判断该反应达化学平衡状态的是___。

①单位时间内生成nmolA，同时消耗nmolC
②A的转化率不变
③容器内压强不再变化
④混合气体的密度不再变化
⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化
（4）1200℃时，C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数的值为___。

【答案】
(C)(D)
(A)(B)
c c
c c
＜ 0.022 0.09 80% 80% ①② 2.5
【解析】
【分析】
（1）根据平衡常数定义，可写出该反应的平衡常数表达式；根据平衡常数与温度关系可判断该反应的热效应；
（2）利用化学反应速率的定义，根据题给方程式和数据可计算6s时A的浓度、C的物质的量以及平衡时A的转化率；可根据是否改变了反应混合物各组分的浓度来判断充入氩气
对转化率的影响；
（3）根据化学平衡状态的特征和平衡移动时各量的变化情况来判断可逆反应是否达化学平衡状态；
（4）互为逆反应的两个可逆反应，平衡常数的表达式互为倒数。

【详解】
（1）根据平衡常数定义，该反应的平衡常数表达式为(C)(D)
=
(A)(B)
c c K c c ；根据题给图表，该反
应的平衡常数随温度的升高而减小，说明该反应是放热反应，所以，ΔH ＜0。

答案为：(C)(D)
(A)(B)
c c c c ；＜；
（2）A 的初始浓度为：0.20mol ÷5L=0.04mol/L ，反应初始6s 内A 浓度减小量为：∆c (A)=0.003mol ∙L -1∙s -1×6s=0.018 mol∙L -1，故6s 时c (A)=0.04mol/L-0.018 mol∙L -1=0.022mol∙L -1；生成的C 的物质的量等于消耗的A 的物质的量，所以C 的物质的量n (C)= 0.018mol∙L -1
×5L=0.09mol ；
830℃时，K =1.0，设反应达到平衡时反应的A 的物质的量为x ，则有：
2(
)
(C)(D)5L == 1.0(0.20mol-)(0.80mol-)
(A)(B)5L 5L
x c c K x x c c =⨯ x =0.16mol ，
A 的转化率为：0.16mol÷0.2mol×100%=80%；
在恒容密闭容器中充入氩气，没有改变反应混合物各组分的浓度，故不影响平衡，A 的转化率不变，仍为80%。

答案为：0.022；0.09；80%；80%；
（3）①单位时间内生成n molA ，同时消耗n molC ，则各物质的物质的量不变，反应达化学平衡状态，①正确；
②A 的转化率不变，则A 的物质的量不变，反应达化学平衡状态，②正确；
③该反应气体物质的量不变，故恒温时容器内压强不随平衡移动而改变，故不能判断反应是否达化学平衡状态，③不正确；
④ρ=m /V ，混合气体的质量和体积在反应中均不变，所以密度始终不变，故不能判断反应是否达化学平衡状态，④不正确；
⑤混合气体的平均相对分子质量=m /n ，混合气体的质量和物质的量在反应中均不变，所以平均相对分子质量始终不变，故不能判断反应是否达化学平衡状态，⑤不正确； 答案为：①②； （4）反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)与反应A(g)＋B(g)
C(g)＋D(g) 互为逆反应，同温时平衡常数互为倒数，所以1200℃时，C(g)＋D(g)
A(g)＋B(g)的平衡常数的值为
1÷0.4=2.5。

答案为：2.5 【点睛】
判断可逆反应是否达到平衡的方法：v 正＝v 逆；各物质含量不变；其它表现：看该量是否随
平衡移动而改变，变量不变时则说明反应达到平衡状态。

9．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO 会破坏臭氧层。

科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO 和CO 转变成2CO 和2N ，化学反应方程式：2NO+2CO
2CO 2+N 2+Q （Q ＞0），为了测定在某种催化剂作用下的反应速
率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO 和CO 浓度如表： 时间／s
1 2 3 4 5 c(NO)mol ·L —1 1.00×10—3 4.50×10—4 2.50×10—4 1.50×10—4 1.00×10—4 1.00×10—4 c(CO)mol ·L —1
3.60×10—3
3.05×10—3
2.85×10—3
2.75×10—3
2.70×10—3
2.70×10—3
请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）： （1）达到平衡需要的时间是______________。

（2）该反应的平衡常数表达式为：K=_________________。

（3）前2s 内的平均反应速率v(N 2)=_____________。

（4）假设在密闭容器中发生，达到平衡时下列措施能提高NO 转化率的是______。

A ．选用更有效的催化剂 B ．升高反应体系的温度 C ．降低反应体系的温度 D ．缩小容器的体积
（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。

为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号 T ／℃ NO 初始浓度／mol ·L —
1
CO 初始浓度／mol ·L —1 催化剂的比表面积／m 2·g —
1
Ⅰ 280
1.20×10—3
5.80×10—3 82 Ⅱ _________ _________ _________ 124 Ⅲ
350
_________
_________
124
请在上表格中填入剩余的实验条件数据。

【答案】4s K=()()
()()
22222
c CO c N c NO c CO ⋅⋅ 1.88×10-4mol/(L ·s) C 、D 280 1.20×10—3 5.80×10—3 1.20×10—3 5.80×10—3 【解析】 【分析】
(1)根据表格可知当时间达到4s 时，反应达到平衡状态； (2)平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；
(3)根据表格数据可计算出前2s内NO的平均反应速率，再利用速率之比等于计量数之比计算出前2s内的平均反应速率v(N2)；
(4)提高NO转化率只需让平衡正向移动即可，由此分析判断。

(5) 该实验的目的是验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，在相同温度、NO和CO初始浓度相同时，可根据催化剂的比表面积的大小验证其对反应速率的影响，当NO和CO初始浓度相同，催化剂的比表面积相同时，可根据不同的温度验证其对反应速率的影响。

【详解】
(1)根据表格可知当时间达到4s时，反应达到平衡状态；
(2)平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，即K=
()() ()()
2
22
22
c N c CO
c NO c CO
；
(3)根据表格数据可知前2s内NO的浓度变化量为1.00×10-3-2.50×10-4=7.5×10-4 mol/L，因此
v(NO)=
4
7.510mol/L
2s
-
⨯
=3.75×10-4mol/(L﹒s)，速率之比等于计量数之比，因此
v(N2)=1
2
×3.75×10-4mol/(L﹒s)=1.88×10-4mol/(L﹒s)；
(4)A. 选用更有效的催化剂只能使反应速率加快，但平衡不移动，不能提高NO转化率，A 项错误；
B. 该反应为放热反应，升高反应体系的温度，平衡向吸热的方向移动，即平衡逆向移动，不能提高NO转化率，B项错误；
C. 该反应为放热反应，降低反应体系的温度，平衡向放热的方向移动，即平衡正向移动，提高了NO转化率，C项正确；
D. 缩小容器的体积，相当于增大了压强，平衡向体积缩小的方向移动，即平衡正向移动，提高了NO转化率，D项正确；
答案选CD；
(5) 该实验的目的是验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，在相同温度、NO和CO初始浓度相同时，可根据催化剂的比表面积的大小验证其对反应速率的影响，因此第II组实验中，温度为280℃，NO初始浓度为1.20×10-3 mol·L-1，CO初始浓度为
5.80×10-3 mol·L-1；当NO和CO初始浓度相同，催化剂的比表面积相同时，可根据不同的温度验证其对反应速率的影响，因此第III组实验中，温度为350℃，NO初始浓度为1.20×10-3 mol·L-1，CO初始浓度为5.80×10-3 mol·L-1。

【点睛】
“变量控制”实验探究题的考查形式：(1)以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对反应的影响；(2)给出影响化学反应的几种因素，设计实验分析各因素对反应的影响。

分析过程中要注意：对变量要进行适当的组合，组合的一般原则是“变一定多”，即保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系列实验，找出变量对反应的影响
10．已知在催化剂存在条件下，能发生如下反应：CO + H 2O Δ
垐垐?噲垐?催化剂H 2 + CO 2 + Q 。

(1)该反应的平衡常数表达式为：__________________。

(2)在5 L 盛有固体催化剂（其体积可忽略不计）的密闭容器中，通入反应物，10 s 后，生成了氢气0.2 g ，则此10 s 内CO 的平均反应速率为v (CO ) = ____________。

(3)在该密闭容器中，下列叙述可以说明反应已经达到平衡状态的是__________ A ．若容器体积不变，在一定温度下压强达到恒定 B ．CO 2的生成速率与H 2O 蒸气的生成速率之比为1:1 C ．CO 、H 2O 、H 2、CO 在容器中的物质的量浓度保持不变 D ．反应体系中混合物的平均摩尔质量保持不变
(4)在上述反应达平衡状态后，分别改变条件，请完成下列两张图：_____________。

A ．在第20 s 时将容器体积缩小至原来的一半后压强变化图
B ．在第20 s 时，向容器中注入少量的CO 气体后正逆反应速率变化图
【答案】K
=
222c(H )c(CO )
c(H O)c(CO)
0.002mol /(L ·s ) BC
【解析】 【分析】 【详解】
（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则CO +H 2O
H 2+CO 2的平衡常数K ＝222c(H )c(CO )
c(H O)c(CO)
，
故答案为：K =222c(H )c(CO )
c(H O)c(CO)
；
（2）在5L 盛有固体催化剂（其体积可忽略不计）的密闭容器中，通入反应物，10s 后，
生成了氢气0.2g ，物质的量＝0.22/1
g
g mo ＝0.1mol ，氢气的反应速率v (H 2)＝0.1mo15L 10s
＝。