化学化学反应的速率与限度的专项培优 易错 难题练习题及答案

化学化学反应的速率与限度的专项培优易错难题练习题及答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．一定温度下，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．化学反应速率与限度与生产、生活密切相关
（1）A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：
时间（min）12345
氢气体积（mL）（标准状况）100240688810860
①反应速率最大的时间段是____________（填0～1、1～2、2～3、3～4、4～5）min，原因是____________。

②在2～3min时间段以盐酸的浓度变化来表示的反应速率为____________。

（设溶液体积不变）
（2）B学生也做同样的实验，但由于反应太快，测不准氢气体积，故想办法降低反应速率，请你帮他选择在盐酸中加入下列____________以减慢反应速率。

（填写代号）A．冰块B．HNO3溶液C．CuSO4溶液
（3）C同学为了探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，设计了如图所示的实验。

可通过观察___________________________现象，定性比较得出结论。

有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是__________________________，
【答案】2～3 因该反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快 0.2mol·L-1·min-1 A 反应产生气泡的快慢控制阴离子相同，排除阴离子的干扰
【解析】
【分析】
（1）单位时间内生成氢气的体积越大反应速率越快；锌与盐酸反应放热；
②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是
0.448L
0.02mol 22.4L/mol
=，
消耗盐酸的物质的量0.4mol；
（2）根据影响反应速率的因素分析；
（3）双氧水分解有气泡产生；根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同；
【详解】
（1）根据表格数据，2 min～3min收集的氢气最多，反应速率最大的时间段是2～3min；锌与盐酸反应放热，随着反应，溶液温度升高，故反应速率加快；
②2～3min生成氢气的体积是448mL（标准状况），物质的量是
0.448L
0.02mol 22.4L/mol
=，
消耗盐酸的物质的量0.04mol，
0.04mol0.2L
1min
v
÷
==0.2mol·L-1·min-1；
（2）A．加入冰块，温度降低，反应速率减慢，故选A；
B．加入HNO3溶液，硝酸与锌反应不能生成氢气，故不选B；
C．加入CuSO4溶液，锌置换出铜，构成原电池，反应速率加快，故不选C；
（3）双氧水分解有气泡产生，可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较催化效果；根据控制变量法，探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解，控制阴离子相同，排除阴离子的干扰，所以FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理。

【点睛】
本题主要考查化学反应速率的影响因素，明确影响反应速率的因素是解题关键，注意控制变量法在探究影响化学反应速率因素实验中的应用，理解原电池原理对化学反应速率的影响。

3．二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， NO 2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(CO 2) =__________mol·L -1(保留两位小数) ，n( CH 4):n(NO 2)
=_________________。

【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CH 4.、N 2、H 2O 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N 2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 CH 4和3 mol NO 2，测得CH 4.、N 2、H 2O 的物质的量浓度与时间的关系如图所示，CH 4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 =12mol 1mol L -⋅=2L ； （2）由(1)可知，丙代表CH 4，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H 2O 的物质的量浓度与时间关系，乙代表N 2的物质的量浓度与时间关系；
（3）乙代表N 2的物质的量浓度与时间关系，0 ~5 min 内，N 2的物质的量浓度变化量为：
0.5mol·L -1 - 0=0.5mol·L -1
，v(N 2)=1
0.5mol 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。

4．新型材料 AIN 应用前景广泛，对其制备过程的研究成为热点。

(1)将物质的量均为a mol 的 Al2O3与N2充入恒温恒容密闭容器中，控制温度发生反应：
2Al2O3(s)+2N2(g) 4AlN(s) +3O2(g) △H>0。

①下列可作为反应达到平衡的判据是_________(填序号）。

A．固体的质量不再改变
B．2v正(N2)=3v逆(O 2)
C．△H不变
D．容器内气体的压强不变
E．N2分子数与 O2分子数比为 2:3
②在起始压强为p的反应体系中，平衡时 N2的转化率为α，则上述反应的平衡常数
K p__________(对于气相反应，用某组分 B 的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作K p，如p(B) =p总·x(B) ，p总为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数）。

③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是____________。

(2)铝粉与 N2在一定温度下可直接生成 AlN，加入少量 NH4Cl 固体可促进反应。

将等质量的A1粉与不同量的 NH4Cl混合均匀后置于充 N2的密闭容器中，电火花引燃，产品中 AlN的质量分数[ω(AlN)] 随原料中ω(NH4Cl)的变化如图1所示，燃烧过程中温度随时间变化如图2所示。

则：
①固体混合物中，ω(NH4Cl)的最佳选择是__________。

②结合图2解释当ω(NH4Cl)超过一定值后，ω(AlN)明显减少的原因__________。

(3)AIN粉末会缓慢发生水解反应，粒径为100 nm 的 AlN 粉末水解时溶液 pH的变化如图3 所示。

①AlN 粉末水解的化学方程式是______________。

②相同条件下，请在图3中画出粒径为40 nm 的AlN粉末水解的变化曲线____________。

【答案】AD
3
2
(1.5α)
(1-α)
p消耗O2、提供能量，均能使平衡向右移动 3 % NH4Cl分解吸热
造成温度降低，不利于Al 与N2反应 AlN + 4H2O Al(OH)3 + NH3•H2O
【解析】
【分析】
(1) ①根据反应达到平衡后，正逆反应速率，各成分的浓度不变及由此衍生的其它物理量进行分析；
②平衡时N2的转化率为α，由于反应物中只有N2是气体，所以起始压强p即为起始时N2的分压，列三段式求K p；
③碳在氧气中燃烧放出热量，焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移；
(2)①根据图像分析，当ω(NH4Cl)=3%时，ω(AlN)最大；
②从图2可以看出，反应过程中温度会降低。

ω(NH4Cl)=3%时的温度比ω(NH4Cl)=1%时的温度降低得更多。

这是因为NH4Cl分解吸热，当ω(NH4Cl)超过一定值后，NH4Cl分解吸热造成温度降低不利于Al 与N2反应，导致ω(AlN)明显减少；
(3)①AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成Al(OH)3和NH3；
②相同条件下，由于粒径为40nm的AlN粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm的AlN粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH是相
同。

【详解】
(1)①A ．消耗2mol Al 2O 3会生成4molAlN ，固体质量减少，当固体的质量不再改变时，反应达到了平衡状态；
B ．当3v 正(N 2)=2v 逆(O 2)时，正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，但2v 正(N 2)=3v 逆(O 2)表示的正逆反应速率不相等，不是平衡状态；
C ．△H 取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，和是否平衡无关；
D ．在恒温恒容条件下，容器内的压强和气体的物质的量成正比。

该反应是反应前后气体分子数不相等的反应，在平衡建立过程中，气体总物质的量一直在改变，只有达到平衡时，气体总物质的量才不再不变，即容器内压强才不变，所以当容器内气体的压强不变时，反应达到了平衡状态；
E ．N 2分子数与 O 2 分子数之比和起始投料以及转化率有关，当N 2分子数与O 2分子数比为 2:3时，反应不一定是平衡状态；
故选AD 。

②反应2Al 2O 3(s)+2N 2(g) 4AlN(s) +3O 2(g)，在起始时加入的是等物质的量的Al 2O 3与N 2，由于反应物中只有N 2是气体，所以起始压强p 即为起始时N 2的分压，列三段式求K p ，已知平衡时N 2的转化率为α，则
()()()()23222Al O s +2N g 4AlN s +301.5-g 1.5O p
p p p p p α
αα
α
垐垎噲垐
高温起始变化平衡 K p =32(1.5)()p p p αα-=3
2(1.5)(1-)ααp 。

③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，焦炭和氧气反应，放出热量。

焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移，从而促进反应的进行。

(2)①从图1可以看出，当ω(NH 4Cl)=3%时，ω(AlN)最大，所以最佳选择是ω(NH 4Cl)=3%。

②从图2可以看出，反应过程中温度会降低。

ω(NH 4Cl)=3%时的温度比ω(NH 4Cl)=1%时的温度降低得更多。

这是因为NH 4Cl 分解吸热，当ω(NH 4Cl)超过一定值后，NH 4Cl 分解吸热造成温度降低不利于Al 与N 2反应，导致ω(AlN)明显减少
(3)①AIN 粉末会缓慢发生水解反应，生成Al(OH)3和NH 3，AlN 粉末水解的化学方程式是AlN + 4H 2O Al(OH)3 + NH 3•H 2O 。

②相同条件下，由于粒径为40nm 的AlN 粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm 的AlN 粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH 是相同
的。

粒径为40 nm 的AlN粉末水解的变化曲线为。

5．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s012345
n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝________，已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)下图中表示NO2的变化的曲线是___，用O2的浓度变化表示从0～2s内该反应的平均速率v＝__________。

(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是（______）。

a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内物质的密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是（______）。

a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度
c．增大O2的浓度d．选择高效的催化剂
【答案】c2(NO2)/c2(NO)c(O2)放热 b 1.5×10－3mol·L－1·s－1 bc c
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)反应的平衡常数K=c2(NO2)/[c2(NO)·c(O2)],因为升温平衡向吸热反应方向进行,已知：K(300℃)＞K(350℃)，温度越高平衡常数越小，升温平衡逆向进行，则该正反应为放热反应。

故答案为c2(NO2)/c2(NO)c(O2)；放热；
(2)由表中数据可知从3s开始,NO的物质的量为0.007mol,不再变化,3s时反应达平
衡,NO2是产物,随反应进行浓度增大。

平衡时NO浓度的变化量
△c(NO)=(0.02mol−0.007mol)/2L=0.0065mol/L,所以图中表示NO2变化的曲线是b；2s内用NO表示的平均反应速率
v(NO)=△n/V△t=(0.02mol−0.008mol)/(2L 2s)=3.0×10−3mol⋅L−1⋅s−1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(O2)=1/2v(NO)=1/2×3.0×10−3mol⋅L−1⋅s−1=1.5×10−3mol⋅L−1⋅s−1。

故答案为b；1.5×10−3mol⋅L−1⋅s−1；
(3)a.未指明正逆速率,若均表示同一方向反应速率,v(NO2)自始至终为v(O2)的2倍，不能说明达到平衡，故a错误；
b.容器体积不变，随反应进行，反应混合气体总的物质的量在减小，容器内压强减小，当容器内压强保持不变，说明反应到达平衡，故b正确；
c.不同物质表示速率,到达平衡时,正逆速率之比等于化学计量数之比,V逆(NO):V正
(O2)=2:1,即V逆(NO)=2v正(O2)，故c正确；
d.混合气体的总质量不变，容器容积为定值，所以密度自始至终不变，不能说明达到平衡，故d错误。

故答案为bc；
(4)a.及时分离除NO2气体平衡向右移动，但反应速率减小，故a错误；
b.适当升高温度，反应速率增大但平衡向逆反应方向移动，故b错误；
c.增大O2的浓度反应速率增大，且该反应向正反应方向移动，故c正确；
d.选择高效催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，故d错误。

故答案为c。

6．一定温度时，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=
Δn 2
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。

7．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N 2O 4，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NO 2的体积分数__原平衡时NO 2的体积分数(填“大于”、“小于”或“等于”)。

（3）取五等份NO 2，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：2NO 2(g)
N 2O 4(g)。

反应相同时间后，分别测定体系中NO 2的百分含量(NO 2%)，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 ƒ开始转化平衡
K=
()
()2
22
24
0.03
=
N
O
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N2O4，则平衡向正反应方向移动；再次达到平衡，相当于加压，N2O4转化率减小，NO2的体积分数小于原平衡时NO2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，NO2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。

8．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
22
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。

9．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
=0.042mol/(L min)
9min-3min
⋅，故答案为：0.042；
(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%
1mol/L
，故答案为：75；
(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
ƒ
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。

10．“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)+SO 2(g) S(l)+2CO2(g) △H1= － 37.4kJ·mol－1
b．S(l)+2H 2O(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T 1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)+2H 2(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)2NO2的正反应速率v正=k1C m(NO)C n(O2)，其中k1为速率常数，可通过下表实验数据计算k1、m、n。

组别起始浓度/mol·L-1
初始速率/ mol·L-1·S-1 NO O2
10.020.01257.98×10-3 20.020.025015.96×10-3 30.040.012531.92×10-3
则k1=____， 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 ƒ；
（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。

11．研究减少CO 2排放是一项重要课题。

CO 2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)＋3H 2(g)
CH 3OH(g)＋H 2O(g) △H 1＝－49.6kJ/mol。