高考化学化学反应的速率与限度(大题培优 易错 难题)含答案

高考化学化学反应的速率与限度(大题培优易错难题)含答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．二氧化氮在火箭燃料中可用作氧化剂，在亚硝基法生严流酸甲可用作催化剂，但直接将二氧化氮排放会造成环境污染。

已知反应CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) ，起始时向体积为V的恒容密闭容器中通人2mol CH4和3mol NO2，测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示。

(1)容器体积V=_______L。

(2)图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线___________. (填“甲”“乙"或"丙")。

(3)0 ~5min内，用N2表示的化学反应速率为____________________mol·L-1·min-1。

(4)a、b、c三点中达到平衡的点是______。

达到平衡时， NO2的转化率是___________ (物质平衡转化=转化的物质的量/起始的物质的量×100%)。

(5)a点时，c(CO2) =__________mol·L-1(保留两位小数) ，n( CH4):n(NO2)
=_________________。

【答案】2 甲 0.1 c 80% 或0.8 0.33 4:5
【解析】
【分析】
依据图像，根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比确定甲、乙、丙三条曲线分别代表CH4.、N2、H2O中的哪种物质；依据单位时间内浓度的变化，计算出0 ~5min内，用N2表示的化学反应速率；达到平衡时的判断依据。

【详解】
（1）起始时向体积为V的恒容密闭容器中通人2 mol CH4和3 mol NO2，测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示，CH4是反应物，即起始时的物质的量浓度为
1.0mol·L-1，依据c=n
V
，得V=
n
c
=
1
2mol
1mol L-
⋅
=2L；
（2）由(1)可知，丙代表CH4，从开始到平衡时，甲代表的物质的物质的量浓度增加量：1.2mol·L-1，乙代表的物质的物质的量浓度增加量：0.6mol·L-1，故从开始到平衡时，甲代表的物质的物质的量浓度增加量：1.2mol·L-1×2L=2.4mol；故从开始到平衡时，乙代表的物质的物质的量浓度增加量：0.6mol·L-1×2L=1.2mol，根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比，故甲代表H2O的物质的量浓度与时间关系，乙代表N2的物质的量浓度与时间关系；
（3）乙代表N2的物质的量浓度与时间关系，0 ~5 min内，N2的物质的量浓度变化量为：
0.5mol·L -1 - 0=0.5mol·L -1
，v(N 2)=10.5mol L 5min -⋅=0.1mol·L -1·min -1； （4）当达到平衡时反应物、生成物的浓度不再随着时间的变化而变化，故a 、b 、c 三点中
达到平衡的点是c ；达到平衡时，c(N 2)=0.6mol·
L -1，即从开始平衡，N 2的物质的量增加了：0.6mol·L -1×2L=1.2mol ，CH 4(g) +2NO 2(g)N 2(g) +CO 2(g) + 2H 2O(g) ，依据方程式中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，即从开始到平衡，NO 2的物质的量变化量为：1.2mol×2=2.4mol ，故达到平衡时， NO 2的转化率是
2.4mol 100%3mol ⨯ =80%； （5）设a 点时的浓度为xmol·L -1，CH 4(g) +2NO 2(g)N 2(g) +CO 2(g) + 2H 2O(g) ，依据方程式
中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，(1.0-x)：x=1:2，x=0.67，2n(H O)∆=0.67mol·L -1×2L=1.34mol ，
42222n(CH ):n(NO ):n(N ):n(CO ):n(H O)∆∆∆∆∆=1:2:1:1:2，a 点时，
2n(CO )∆=0.67mol ，c(CO 2) =0.67mol 2L
=0.33mol·L -1；4(CH )∆=0.67mol ，2n(NO )∆=1.34mol ，故a 点时，n( CH 4):n(NO 2)=(2mol-0.67mol)：(3mol-1.34mol)=4:5。

2．光气（COCl 2）常作有机合成、农药、药物、燃料及其他化工制品的中间体。

（1）COCl 2结构与甲醛相似，写出COCl 2电子式_____；解释COCl 2的沸点比甲醛高的原因是_____。

（2）密闭容器中吸热反应COCl 2(g)Cl 2(g)+CO(g)达到平衡后，改变一个条件，各物质的浓度变化如图所示（10~14min 时有一物质浓度变化未标出）。

①说明该反应已达到平衡状态的是_____。

a ．C(COCl 2)=C(Cl 2)
b ．ʋ正(COCl 2)=ʋ逆(CO)
c ．容器内温度保持不变
d ．容器内气体密度保持不变
②4~10min 平均反应速率v (COCl 2)为_____；10min 时改变的反应条件是_____。

③0~4min 、8~10min 和16~18min 三个平衡常数依次为K 1、K 2、K 3，比较其大小____；说明理由____。

【答案】 均为分子晶体，COCl 2式量较大，范德华力较强，沸点较高 bc 0.0025mol/(L ·min) 分离出CO K 1<K 2=K 3 4min 时改变条件为升温，吸热反应升温K 变大
【解析】
【分析】
（1）甲醛的结构式是
；COCl 2的相对分子质量大于甲醛； （2）①根据平衡标志分析； ②根据=c t υ∆∆ 计算4~10min 平均反应速率v (COCl 2)；由图象可知10min 时CO 的浓度突然减小，后逐渐增大，10min 时Cl 2的浓度逐渐增大；
③根据图象可知，4min 时改变的条件是升高温度、14min 时，各物质浓度均减小，改变的条件是减小压强。

【详解】
（1）甲醛的结构式是，COCl 2结构与甲醛相似，COCl 2电子式是；甲醛、COCl 2均为分子晶体，COCl 2式量较大，范德华力较强，沸点较高；
（2）①a ．c (COCl 2)=c (Cl 2)时，浓度不一定不再改变，反应不一定平衡，故不选a ； b ．反应达到平衡状态时，正逆反应速率比等于系数比， ʋ正(COCl 2)=ʋ逆(CO)，一定平衡，故选b ；
c ．正反应吸热，密闭容器内温度是变量，容器内温度保持不变，反应一定平衡，故选c ；
d ．气体质量不变、容器体积不变，根据=
m V
ρ ，密度是恒量，容器内气体密度保持不变，不一定平衡，故不选d ；
选bc ；
②根据图象，4~10min 内COCl 2浓度变化是0.055mol/L-0.04mol/L=0.015mol/L ， 0.015mol/L ==6c t υ∆=∆min
0.0025mol/(L·min)；由图象可知10min 时CO 的浓度突然减小，后逐渐增大，10min 时Cl 2的浓度逐渐增大，可知10min 时改变的条件是分离出CO ，平衡正向移动，氯气浓度增大；
③根据图象可知，4min 时改变的条件是升高温度，正反应吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，所以K 1<K 2，14min 时改变的条件是减小压强，平衡常数只与温度有关，所以K 2=K 3，故K 1、K 2、K 3的大小关系是K 1<K 2=K 3；
3．反应A(g)B(g)+C(g)在容积为1.0L 的密闭容器中进行，A 的初始浓度为0.050mol/L 。

温度T 1和T 2下A 的浓度与时间关系如图所示。

回答下列问题：
（1）上述反应是______________(填”吸热反应”或”放热反应”)，温度T1_____T2，（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）平衡常数K(T1)_______K(T2)。

（2）若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：
①平衡时体系总的物质的量为___________。

②反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=____________。

（3）在温度T1时，若增大体系压强，A的转化率_________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数________。

【答案】吸热反应小于小于 0.085mol 0.007mol/(L∙min)减小不变
【解析】
【分析】
由图象中的信息可知， T2到达平衡所用的时间较少，故T1＜T2；温度升高后，反应物A的浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故该反应为吸热反应。

【详解】
（1）由上述分析可知，该反应是吸热反应，温度T1小于T2，温度升高，该化学平衡向正反应方向移动，故平衡常数K(T1) 小于K(T2)。

（2）A的初始浓度为0.050mol/L，则A的起始量为0.05mol。

若温度T2时，5min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则A的变化量为0.035mol，B和C的变化量同为0.035mol。

①平衡时体系总的物质的量为0.05mol -0.035mol+0.035mol⨯2=0.085mol。

②容积为1.0L，则反应在0~5min区间的平均反应速率
v(A)=
0.035mol/L
5
c
t min
==
n
n
0.007mol/(L∙min)。

（3）A(g)B(g)+C(g)，该反应正反应方向是气体分子数增大的方向。

在温度T1时，若增大体系压强，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，由于平衡常数只与温度有关，故平衡常数不变。

【点睛】
要注意化学平衡的移动不一定能改变平衡常数，因为化学平衡常数只与温度有关，对于一个指定的可逆反应，其平衡常数只随温度的变化而变化。

4．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)00.360.480.500.50
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)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。

H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为
391kJ/mol，生成1mol NH3过程中放出46kJ的热量。

则N≡N的键能为_________kJ/mol。

【答案】3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) 1.8×10−3mol/(L·s) 946
【解析】
【分析】
(1)由图中所给数据看，反应开始前，X、Y的物质的量都为1.0mol，而Z的物质的量为0，所以X、Y为反应物，Z为生成物；当各物质的量不变时，其物质的量都大于0，表明反应为可逆反应；再由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，可确定反应的化学计量数关系，从而写出反应方程式。

(2)从表中数据可得出，反应生成n(NH3)= 0.36mol，则参加反应的n(N2)= 0.18mol，从而求出0~50s内的平均反应速率v(N2)。

(3)利用∆H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)。

【详解】
(1)由图中所给数据可得出，X、Y、Z的变化量分别为0.3mol、0.1mol、0.2mol，从而得出三者的物质的量之比为3:1:2，结合上面分析，可得出该反应的化学方程式为
3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)。

答案为：3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；
(2)从表中数据可得出，反应生成n(NH3)= 0.36mol，则参加反应的n(N2)=0.18mol，从而得出
0~50s内的平均反应速率v(N2)=
0.18mol
2.0L50s
= 1.8×10−3mol/(L·s)。

答案为：1.8×10−3mol/(L·s)；
(3)利用∆H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)，可求出E(N≡N)=∆H-3E(H-H)+6E(N-H)=- 46×2kJ/mol-
3×436kJ/mol+6×391kJ/mol=946 kJ/mol。

答案为：946。

【点睛】
由图中数据确定反应方程式时，对于方程式中的每个关键点，都需认真求证，不能随意表示，否则易产生错误。

如我们在书写方程式时，很容易将反应物与生成物之间用“==”表
示。

5．某反应在体积为5L 的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A 、B 、C 均为气体)。

(1)该反应的化学方程式为_______________。

(2)反应开始至2分钟时，B 的平均反应速率为_______________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_______________。

A ．v(A)=2v(B)
B ．容器内气体密度不变
C ．v 逆(A)=v 正(C)
D ．各组分的物质的量相等
E. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(4)由图求得平衡时A 的转化率为_______________。

(5)下表是该小组研究影响过氧化氢H 2O 2分解速率的因素时采集的一组数据：用
2210mL?H O 制取2150mLO 所需的时间(秒)
30%H 2O 2 15%H 2O 2 10%H 2O 2 5%H 2O 2 无催化剂、不加热
几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 无催化剂、加热 360s 480s
540s 720s MnO 2催化剂、加热 10s
25s 60s 120s
①该研究小组在设计方案时。

考虑了浓度、_______________、_______________等因素对过氧化氢分解速率的影响。

②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响？_______________。

(6)将质量相同但聚集状态不同的2MnO 分别加入到5mL5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。

测定结果如下：
催化剂()2MnO
操作情况 观察结果 反应完成所需的时间 粉末状 混合不振荡 剧烈反应，带火星的木条复燃 3.5分钟
①写出22H O 发生分解的化学反应方程式_______________。

②实验结果说明催化剂作用的大小与_______________有关。

【答案】2A(g)+B(g)⇌2C (g) 0.1 mol/(L∙min) C E 40％ 温度 催化剂 增大反应物浓度越大，可以加快反应速率；升高温度，可以加快化学反应速率；使用合适的催化剂，可以加快化学反应速率；（答其中一条即可） 2H 2O 2
2MnO ==2H 2O+ O 2↑ 固体的接触面积 【解析】
【分析】
通过各物质的物质的量变化与计量系数呈正比，可得反应式为2A(g)+B(g)⇌2C (g)，同时通过变化量可以就算化学反应速率以及反应物的转化率；平衡状态的判定：A.v(A)=2v(B) ，没有体现正逆方向，不能判定是否达到平衡，错误；B.容器内气体密度不变，该体系从开始反应到平衡，密度是定值没有变化，不能判定是否达到平衡状态，错误；C.v 逆(A)=v 正(C)，不同物质正逆反应速率呈计量系数比，可以判定达到平衡，正确；D.各组分的物质的量相等，不能作判定，错误，可以改成各物质的量保持不变，可判定平衡；E.混合气体的平均相对分子质量在数值上等于摩尔质量M ，由于前后气体粒子数目可变，则混合气体的相对分子质量和M 是变量可以作平衡的判定依据，正确；根据表格，探究双氧水的浓度、反应的温度、催化剂对过氧化氢H 2O 2分解速率的影响，在探究不同的因素时才用控制变量法来探究可得结果。

【详解】
(1)由图像可得，A 、B 逐渐减小是反应物，C 逐渐增多是产物，当反应到达2min ，Δn （A ）=2mol ，Δn （B ）=1mol ，Δn （C ）=2mol ，各物质的物质的量变化与计量系数呈正比，故反应式为2A(g)+B(g)⇌2C (g) ；
(2)反应开始至2分钟时，B 的平均反应速率v(B)=
Δn V Δt =152
⨯=0.1 mol/(L∙min)； (3)由分析可得，答案选C E ； (4)由图求得平衡时A 的转化率α=Δn n 初始×100％=25
=40％； (5) ①根据表中的数据，没有催化剂不加热，不同浓度的双氧水几乎不反应，在无催化剂但是加热的情况下，双氧水发生分解，且双氧水浓度越大分解速率越快，说明反应物浓度和温度对分解速率有影响。

对比无催化剂加热状态，有催化剂加热的情况下，分解速率也明显加快，故答案为温度和催化剂；②分析表中的数据，增大反应物浓度越大，可以加快反应速率；升高温度，可以加快化学反应速率；使用合适的催化剂，可以加快化学反应速率；
(6) ①双氧水在二氧化锰的作用下发生反应：2H 2O 22MnO ==2H 2O+ O 2↑；②其他条件不变，粉
末状的二氧化锰比块状二氧化锰反应所需时间段，说明固体的接触面积对反应速率有影响。

【点睛】
平衡状态的判定的核心在于物理量是否是个变量，若为变量当保持不变可以作判定平衡的依据，若为定值，则不能作为依据。

6．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2222H +O =2H O 。

（1）为了加快正反应速率，可以采取的措施有________（填序号，下同）。

A ． 使用催化剂
B ． 适当提高氧气的浓度
C ． 适当提高反应的温度
D ． 适当降低反应的温度
（2）已知该反应为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是________。

（3）从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。

（资料）①键能：拆开1mol 化学键需要吸收的能量，或是形成1mol 化学键所放出的能量称为键能。

②化学键的键能： 化学键
H —H O ＝O H —O 键能-1kJ mol 436 496 463
请填写表： 化学键 填“吸收热量”或“放
出热量” 能量变化kJ
拆开化学键 22molH 中的化学键 ______
____
21molO 中的化学键 ______ ____
形成化学键 4molH-O 键 ______ ____
总能量变化 ______
____
（4）氢氧燃料电池的总反应方程式为2222H +O =2H O 。

其中，氢气在________（填“正”或“负”）极发生________反应（填“氧化”或“还原”）。

电路中每转移0．2mol 电子，标准状况下消耗H 2的体积是__________________L 。

【答案】ABC A 吸收热量 872 吸收热量 496 放出热量 1852 放出热量 484 负 氧化 2.24
【解析】
【分析】
【详解】
（1）常用的加快化学反应速率的方法是：升高温度，加入正催化剂，增大反应物浓度，增大压强（浓度也增大）等，故选ABC ；
（2）反应物的总能量高于生成物的总能量，称为放热反应。

氢气的燃烧反应属于典型的放热反应，所以能正确表示反应能量变化的是A ；
（3）拆开1mol 化学键需要吸收的能量，或是形成1mol 化学键所放出的能量称为键能。

反应物化学键断裂，吸收能量，生成物形成化学键，释放能量，吸收的总能量减去释放的总能量为该反应的能量变化，若为负值，则为放热反应，反之为吸热反应。

则拆开22molH 中的化学键436×2=872kJ ，拆开21molO 中的化学键496kJ ，共吸收1368kJ ，形成4molH-O 键，放出463×4=1852kJ ，反应的总能量变化为放出484kJ ；
（4）氢氧燃料电池中，氢气作负极反应物发生氧化反应，氧气作正极反应物发生还原反应，根据反应式，每有2molH 2参与反应，转移电子4mol 电子，故每转移0．2mol 电子，参与反应的氢气为0.1mol H 2，标准状况下2.24L 。

【点睛】
反应热的计算：1. 生成物总能量-反应物总能量；2.反应物的总键能-生成物的总键能。

燃料电池注意升失氧化，负极氧化（负极失去电子发生氧化反应），燃料做负极反应物，空气或者氧气作正极反应物。

7．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 10.6t 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NH 3分解的物质的量，结合反应热计算至t 1min 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：2X 3Y+Z ，故答案为：2X 3Y+Z ；
②在t 1min 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)①t 1min 时，消耗NH 3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 ；
②H 2的反应曲线为Y ，则在此t 1min 时间内，用H 2表示反应的平均速率
v(H 2)=11.2mol 2L t min
=10.6t mol•L -1•min -1，故答案为：10.6t 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。

8．偏二甲肼与N 2O 4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
(CH 3)2NNH 2(l)+2N 2O 4(l)====2CO 2(g)+3N 2(g)+4H 2O(g)(Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是_____________________________。

(2)火箭残骸中常出现红棕色气体，原因为：N 2O 4(g) 2NO 2(g)(Ⅱ)当温度升高时，气
体颜色变深，则反应(Ⅱ)为_______(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)一定温度下，反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。

现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是____________。

若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数______(填“增大”“不变”或“减小”)，反应3 s后NO2的物质的量为0.6 mol，则0～3 s内的平均反应速率v(N2O4)= ________mol·L-1·s-1。

【答案】N2O4吸热ad不变0.1
【解析】
【分析】
(1)所含元素化合价降低的反应物是氧化剂；
(2) 当温度升高时，气体颜色变深，说明N 2O4(g) 2NO2(g)平衡正向移动；
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，据此可以判断。

平
衡常数只与温度有关；根据
c
v
t
∆
=
∆
计算速率。

【详解】
(1) (CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)====2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)，N2O4中氮元素化合价由+4降低为0,所以N2O4是该反应的氧化剂；
(2) 当温度升高时，气体颜色变深，说明N 2O4(g) 2NO2(g)平衡正向移动，所以正反应为吸热反应；
(3) a、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量不变，但容器容积是变化的，因此当密度不再发生变化时可以说明反应达到平衡状态，故选a；
b、对于具体的化学反应，反应热是恒定的，不能说明反应达到平衡状态，故不选b；
c、随反应进行，反应物浓度减小，正反应速率是逐渐减小，故c错误，不选c；
d、当反应物的转化率不再发生变化时，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故选d；平衡常数只与温度有关，若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数不变；反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则根据方程式可知，消耗N2O4的物质的量是0.3mol，其浓度变化量是0.3mol÷1L＝0.3mol/L，则0～3s内的平均反应速率v（N2O4）＝0.3mol/L÷3s＝0.1mol·L-1·s-1。

9．有利于可持续发展的生态环境是全国文明城市评选的测评项目之一。

（1）已知反应 2NO（g）+2CO（g）垐?
噲?N2（g）+2CO2（g）v正=k正·c2（NO）·c2（CO），v逆=k逆·c（N2）·c2（CO2）（k正、k逆为速率常数，只与温度有关）。

一定条件下
进行该反应，测得 CO 的平衡转化率与温度、起始投料比m=n(NO)
n(CO)
的关系如图 1 所示。

①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数________填“>”“<”或“=”）k逆增大的倍数。

②下列说法正确的是_______。

A 投料比：m1<m2<m3
B 汽车排气管中的催化剂可提高 NO 的平衡转化率
C 当投料比 m＝2 时，NO 转化率比 CO 转化率小
D 当体系中 CO2和 CO 物质的量浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态
③若在 1L 的密闭容器中充入 1 molCO 和 1 mol NO，在一定温度下达到平衡时，CO 的转化率为 40%，则k正︰k逆=_______（填写分数即可，不用化简）
（2）在 2L 密闭容器中充入 2mol CO 和 1mol NO2，发生反应 4CO（g）+2NO2（g）垐?
噲?N2（g）+4CO2（g）ΔH<0，如图 2 为平衡时 CO2的体积分数与温度、压强的关系。

①该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高 NO 的转化率，可采取的措施有______（填字母序号）
a 增加 CO 的浓度
b 缩小容器的体积
c 改用高效催化剂
d 升高温度
②若在 D 点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，达到的平衡状态可能是图中
A G 点中的______点。

（3）近年来，地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。

在金属Pt、Cu和铱（Ir）的催化作用下，密闭容器中的 H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮（NO3-），其工作原理如下图所示。

若导电基体上的 Pt 颗粒增多，造成的后果是______。

【答案】< C D
2081
ab C 若Pt 颗粒增多，NO 3-更多转化为NH 4+存在溶液中，不利于降低溶液中含氮量
【解析】
【分析】
【详解】 (1)①据图1所示，正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则k 正增大的倍数＜k 逆增大的倍数；
②A. 由图象可知，温度一定时，增大NO 浓度，CO 转化率增大，即起始投料比m 越大时，CO 转化率越大，所以投料比：m 1＞m 2＞m 3，故A 错误；
B. 催化剂只改变反应速率，不改变平衡转化率，故B 错误；
C. 由反应计量关系可知，反应中NO 、CO 的变化量相同，平衡转化率α=变化量
起始量×100%，所以平衡转化率与起始量成反比，即投料比m=2时CO 转化率是NO 转化率的2倍，故C 正确；
D. 反应正向移动时CO 2浓度增大，CO 浓度减小，即平衡移动过程中二者浓度比值会发生变化，所以当二者比值不变时说明反应达到平衡，故D 正确；
故答案为：CD ；
③若在 1L 的密闭容器中充入 1 mol CO 和 1 mol NO ，在一定温度下达到平衡时，CO 的转化率为 40%，列三段式有： ()()()()
212-1-1-++mol L 1100mol L 0.40.40.20.4
mol L 0.60.2NO g 2CO g N g 2CO g 60.20.4
ƒg g g 起始()转化()平衡() 达到平衡状态时正逆反应速率相等，则k 正•c 2(NO)•c 2(CO)=k 逆•c (N 2)•c 2(CO 2)， 则()()()()222222220.20.420===0.N CO NO C 6061
O .8k c c k c c ⨯⨯g g 正逆； (2)①a. 增加CO 的浓度平衡正向移动，NO 转化率提高，故a 正确；
b. 缩小容器的体积相当于增大压强平衡正向移动，NO 转化率提高，故b 正确；
c. 改用高效催化剂，只改变化学反应速率不影响平衡移动，所以NO 转化率不变，故c 错误；
d. 该反应焓变小于零，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，NO转化率降低，故d 错误；
故选ab；
②相同压强下降低温度平衡正向移动，CO2体积分数增大，同一温度下增大压强平衡正向移动CO2体积分数增大，所以符合条件的为C；
(3)由原理的示意图可知，若导电基体上的Pt颗粒增多，则NO3-会更多的转化成铵根，不利于降低溶液中的含氮量。

10．为了减轻大气污染，可在汽车尾气排放处加装“催化净化器”装置。

（1）通过“催化净化器”的CO、NO在催化剂和高温作用下可发生可逆反应，转化为参与大气循环的无毒混合气体，写出该反应的化学方程式：__。

（2）在一定温度下，向1L密闭恒容容器中充入1molNO、2molCO，发生上述反应，10s时反应达到平衡，此时CO的物质的量为1.2mol。

请回答下列问题：
①前10s内平均反应速率v(CO)=___。

②在该温度下反应的平衡常数K=___。

③关于上述反应，下列叙述正确的是___(填字母)。

A．达到平衡时，移走部分CO2，平衡将向右移动，正反应速率加快
B．扩大容器的体积，平衡将向右移动
C．在相同的条件下，若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍，使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍，则应该选用乙催化剂
D．若保持平衡时的温度不变，再向容器中充入0.8molCO和0.4molN2，则此时v正>v逆
④已知上述实验中，c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图：
若其他条件不变，将1molNO、2molCO投入2L容器进行反应，请在图中绘出c(CO)与反应时间t1变化曲线Ⅱ___(不要求标出CO的终点坐标)。

（3）测试某汽车冷启动时的尾气催化处理，CO、NO百分含量随时间变化曲线如图：
请回答：
前0～10s阶段，CO、NO百分含量没明显变化的原因是___。

【答案】2NO＋2CO N2＋2CO2 0.08mol·L-1·s-140
9
(或4.44) CD
尚未达到催化剂工作温度(或尚未达到反应的温度)
【解析】
【分析】
(1)CO、NO在催化剂和高温作用下发生可逆反应，转化为参与大气循环的无毒混合气体，结合原子守恒推知，无毒混合气体为CO2和N2，结合原子守恒和得失电子守恒写出化学方程式。

(2)①反应速率=
c
t
V
V
；
②结合平衡三段式列式计算平衡浓度，平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到；
③依据化学平衡移动原理分析选项，改变条件，平衡向减弱这种改变的方向进行；
④反应前后气体体积减小，若其它条件不变，将1molNO、2molCO投入2L容器进行反应，相当于原来的平衡状态减小压强，平衡浓度减小，反应速率减小，平衡向气体体积增大的分析进行；
(3)汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线变化分析，开始的气体含量变化不大，说明温度低，催化剂的作用未起作用。

【详解】
(1)由NO、CO相互反应转换成无毒的气体，即生成氮气和二氧化碳，该反应的化学反应方程式为2NO＋2CO N2＋2CO2；
(2)在一定温度下，向1L密闭容器中充入1molNO、2molCO，发生上述反应②，10S反应达平衡，此时CO的物质的量为1.2mol，依据化学平衡三段式列式计算：。