高考化学复习化学反应的速率与限度专项易错题及答案

高考化学复习化学反应的速率与限度专项易错题及答案
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．二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．研究和深度开发CO 、CO 2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

（1）CO 可用于炼铁，已知：Fe 2O 3（s ）+ 3C （s ）＝2Fe （s ）+ 3CO （g ） ΔH 1＝+489.0 kJ·mol －1
C （s ） +CO 2（g ）＝2CO （g ） ΔH 2 ＝+172.5 kJ·mol －1。

则CO 还原Fe 2O 3（s ）的热化学方程式为_________________________________________________。

（2）分离高炉煤气得到的CO 与空气可设计成燃料电池（以KOH 溶液为电解液）。

写出该电池的负极反应式：__________________________________________________。

（3）①CO 2和H 2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO 2（g ）+3H 2（g ）€CH 3OH （g ）+H 2O （g ），测得CH 3OH 的物质的量随时间的变化如图。

①曲线I 、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K Ⅰ___________________K Ⅱ（填“＞”或“＝”或“＜”）。

②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器
甲 乙 反应物投入量 1molCO 2、3molH 2 a molCO 2、b molH 2、
c molCH 3OH （g ）、c molH 2O （g ）
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c 的取值范围为
______________________。

③一定温度下，此反应在恒压．．
容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________。

a ．容器中压强不变
b ．H 2的体积分数不变
c ．c （H 2）＝3c （CH 3OH ）
d ．容器中密度不变
e ．2个C ＝O 断裂的同时有3个H －H 断裂
（4）将燃煤废气中的CO 2转化为二甲醚的反应原理为：2CO 2（g ） + 6H 2（g ）−−−→←−−−
催化剂
CH 3OCH 3（g ） + 3H 2O （g ）。

已知一定条件下，该反应中CO 2的平衡转化率随温度、投料比[n(H 2) / n(CO 2)]的变化曲线如图，若温度不变，提高投料比n(H 2)/n(CO 2)，则K 将__________；该反应△H_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

【答案】Fe 2O 3（s ）+3CO （g ）=2Fe （s ）+ 3CO 2（g ）△H=-28.5KJ/mol CO-2e -+4OH -=CO 32-+2H 2O ＞ 0.4＜c≤1 bd 不变 ＜
【解析】
【分析】
(1)已知：①Fe 2O 3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H 1=+489.0kJ/mol ， ②C(石
墨)+CO 2(g)=2CO(g)△H 2=+172.5kJ/mol ，根据盖斯定律有①-②×3可得；
(2)根据原电池负极失去电子发生氧化反应结合电解质环境可得；
(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，根据K= ()3232c CH OH c(H O)
c(CO)c (H )⋅⋅判断；
②根据平衡三段式求出甲中平衡时各气体的物质的量，然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行来判断范围；
③根据化学平衡状态的特征分析；
(4)由图可知，投料比()
22(H )m n CO 一定，温度升高，CO 2的平衡转化率减小，根据温度对化学平衡的影响分析可得。

【详解】
(1)已知：①Fe 2O 3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H 1=+489.0kJ/mol ， ②C(石
墨)+CO 2(g)=2CO(g)△H 2=+172.5kJ/mol ，根据盖斯定律有①-②×3，得到热化学方程式：Fe 2O 3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g)△H=-28.5kJ/mol ；
(2)CO 与空气可设计成燃料电池(以KOH 溶液为电解液)，负极电极反应为：CO-2e -+4OH -=CO 32-+2H 2O ；
(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，则一氧化碳和氢气的物质的量越多，根据K= ()3232c CH OH c(H O)
c(CO)c (H )
⋅⋅可知，平衡常数越小，故K Ⅰ＞K Ⅱ；
② 2232O (mol)13
00C (mol)x 3x
x x (mol)1-x O g +3H g CH OH g +H g 3-3x x x
起始量变化量平衡量（）（）
（）（）ƒ 甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，即(4-2x)÷4=0.8，解得x=0.4mol ；依题意：甲、乙为等同平衡，且起始时维持反应逆向进行，所以全部由生成物投料，c 的物质的量为1mol ，c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol ，所以c 的物质的量为：0.4mol ＜n(c)≤1mol ；
③a ．反应在恒压容器中进行，容器中压强始终不变，故a 错误；
b ．反应开始，减少，H 2的体积分数不变时，反应平衡，故b 正确；
c ．c(H 2)与c(CH 3OH)的关系与反应进行的程度有关，与起始加入的量也有关，所以不能根据它们的关系判断反应是否处于平衡状态，故c 错误；
d ．根据ρ=
m V
混，气体的质量不变，反应开始，体积减小，容器中密度不变时达到平衡，故d 正确；
e ．C=O 断裂描述的正反应速率，H-H 断裂也是描述的正反应速率，故e 错误； 故答案为：bd ；
(4)由图可知，投料比()22(H )m n CO 一定，温度升高，CO 2的平衡转化率减小，说明温度升高不利于正反应，即正反应为放热反应△H ＜0；K 只与温度有关，温度不变，提高投料比()
22(H )m n CO ，K 不变。

【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。

3．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 块状 反应较慢，火星红亮但木条未复燃 30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。

4．Ⅰ.碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。

回答下列问题：
(1)有机物M 经过太阳光光照可转化成N ，转化过程如下：
ΔH ＝＋88.6 kJ/mol ，则M 、N 相比，较稳定的是______。

(2)将Cl 2和H 2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl 和CO 2，当有1 mol Cl 2参与反应时释放出145 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式为___________。

Ⅱ．无色气体N 2O 4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。

N 2O 4与NO 2转换的热化
学方程式为N 2O 4(g) 垐?噲?2NO 2(g) ΔH ＝＋24.4 kJ/mol 。

(3)将一定量N 2O 4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是_________。

A ．v 正(N 2O 4)＝2v 逆(NO 2)
B ．体系颜色不变
C ．气体平均相对分子质量不变
D ．气体密度不变
达到平衡后，升高温度，再次到达新平衡时，混合气体颜色_____（填 “变深”、“变浅”或“不变”）。

Ⅲ．(4)常温下，设pH ＝5的H 2SO 4溶液中由水电离出的H ＋浓度为c 1；pH ＝5的Al 2(SO 4)3溶
液中由水电离出的H ＋
浓度为c 2，则12c c =________。

(5)常温下，pH ＝13的Ba(OH)2溶液a L 与pH ＝3的H 2SO 4溶液b L 混合。

若所得混合溶液呈中性，则a ∶b ＝________。

(6)已知常温下HCN 的电离平衡常数K ＝5.0×10－10。

将0.2 mol/L HCN 溶液和0.1 mol/L 的NaOH 溶液等体积混合后，溶液中c(H ＋)、c(OH －)、c(CN －)、c(Na ＋)大小顺序为
________________。

【答案】M 2Cl 2(g)＋2H 2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO 2(g) ΔH ＝－290 kJ/mol BC 变深 110000
1:100 c(Na ＋)> c(CN －) > c(OH －) >c(H ＋)
【解析】
【分析】
Ⅰ．(1)M 转化为N 是吸热反应，能量低的物质更稳定；
(2)有1mol Cl 2参与反应时释放出145kJ 热量，2mol 氯气反应放热290kJ ，结合物质聚集状态和对应反应焓变书写热化学方程式；
Ⅱ．(3)可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，NO 2的浓度增大；
Ⅲ．(4)酸抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；
(5)混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c(H +)等于碱中c(OH ﹣)；
(6)CN ﹣
的水解平衡常数K h ＝14
10105.010--⨯＝2×10﹣5＞K a ，说明相同浓度的NaCN 和HCN ，NaCN 水解程度大于HCN 电离程度。

【详解】
Ⅰ．(1)有机物M 经过太阳光光照可转化成N ，△H ＝+88.6kJ•mol ﹣
1，为吸热反应，可知M 的能量低，能量越低越稳定，说明M 稳定；
(2)有1mol Cl 2参与反应时释放出145kJ 热量，2mol 氯气反应放热290kJ ，反应的热化学方程式为2Cl 2(g)+2H 2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO 2(g)△H ＝﹣290kJ•mol ﹣1；
Ⅱ．(3)A ．应是2v 正(N 2O 4)＝v 逆(NO 2) 时反应达到平衡状态，故A 错误；
B ．体系颜色不变，说明二氧化氮浓度不变，反应到达平衡状态，故B 正确；
C ．混合气体总质量不变，随反应减小混合气体总物质的量增大，平均相对分子质量减小，当气体平均相对分子质量不变时，反应到达平衡状态，故C 正确；
D ．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，气体密度始终不变，故D 错误， 故答案为：BC ；
正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO 2)增加，颜色加深； Ⅲ．(4)常温下，设pH ＝5的H 2SO 4的溶液中由水电离出的H +浓度C 1＝10﹣9 mol/L ，pH ＝5的Al 2(SO 4)3溶液中由水电离出的H +浓度C 2＝10﹣5
mol/L ，则12c c ＝9
51010--＝10﹣4； (5)混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c(H +)等于碱中c(OH ﹣)，氢氧化钡溶液中c(OH ﹣)＝0.1mol/L 、硫酸中c(H +)＝0.001mol/L ，0.001b ＝0.1a ，则a:b ＝1:10；
(6)CN ﹣
的水解平衡常数K h ＝14
10105.010--⨯＝2×10﹣5＞K a ，说明相同浓度的NaCN 和HCN ，NaCN 水解程度大于HCN 电离程度，混合溶液中溶质为等物质的量浓度的NaCN 、HCN ，水解程度大于弱酸的电离程度导致溶液呈碱性，则c(H +)＜c(OH ﹣)，根据电荷守恒得c(CN ﹣)＜c(Na +)，其水解程度较小，所以存在c(OH ﹣)＜c(CN ﹣)，所以离子浓度大小顺序为c(Na +)＞c(CN ﹣)＞c(OH ﹣)＞c(H +)。

【点睛】
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，即变量不再发生变化。

5．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】0.075m ol•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
V
V
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。

6．偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)====2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(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 2O4(g) 2NO2(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。

7．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 20
81
ab C 若Pt颗粒增多，NO3-更多转化为NH4+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 1100
mol L 0.40.40.20.4mol 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()()()()22
222222
0.20.420===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，CO 2体积分数增大，同一温度下增大压强平衡正向移动CO 2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NO 3-会更多的转化成铵根，不利于降低溶液中的含氮量。

8．研究NO 2、SO 2 、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）一定条件下，将2molNO 与2molO 2置于恒容密闭容器中发生如下反应：2NO (g )+O 2(g )
2NO 2(g )，下列各项能说明反应达到平衡状态的是_____________。

A .体系压强保持不变
B .混合气体颜色保持不变
C .NO 和O 2的物质的量之比保持不变
D .每消耗1 molO 2同时生成2 molNO
（2）CO 可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2L 的密闭容器中加入CO 和H 2，发生反应CO (g )+2H 2(g ) CH 3OH (g )，达平衡后测得各组分浓度： 物质 CO H 2 CH 3OH 浓度（mol /L ）
0.9
1.0
0.6
回答下列问题：
①混合气体的平均相对分子质量=_________________。

②平衡常数K =__________________。

③若将容器体积压缩为1L ，不经计算，预测新平衡中c (H 2)的取值范围是__________。

④若保持体积不变，再充入0.6molCO 和0.4molCH 3OH ，此时v 正______v 逆（填“＞”、“＜”或“=”）。

【答案】A 、B 、C 、D 18.56 0.67 1mol /L ＜c (H 2)＜2mol /L = 【解析】 【分析】 【详解】
（1）A .该反应两边的化学计量数不相等，在反应没有达到平衡时，气体的物质的量会发生改变，体系的压强也要改变，如果压强不变说明气体的生成与消耗速率相等，反应达到了平衡，A 项正确；
B .反应中NO 2是有色气体，颜色不变说明NO 2的浓度不再改变，则反应达到了平衡，B 项正确；
C .NO 和O 2的起始物质的量相等，但化学计量数不同，变化量不相同，如果没有达到平衡，NO 和O 2的物质的量之比会发生改变，不发生改变说明达到了平衡，C 项正确；
D . 每消耗1 molO 2同时生成2 molNO ，正逆反应速率相等，说明反应达到了平衡，D 项正确； 故选ABCD ；
（2）①由表中数据知，CO 、H 2、CH 3OH 的物质的量分别是1.8mol 、2mol 、1.2mol ，质量分别为1.8mol ×28g /mol =50.4g 、2mol ×2g /mol =4g 、1.2mol ×32g /mol =38.4g ，则混合气
体的平均相对分子质量等于m n 总总=50.4g+4g+38.4g
1.8mol+2mol+1.2mol
=18.56g /mol ，因此平均相对分子
质量是18.56； ②平衡常数K =
32
2c(CH OH)c(CO)c (H )=2
0.6
0.9 1.0 ≈0.67； ③若将容器体积压缩为1L ，该瞬间H 2的浓度变为2mol /L ，压缩容器使得压强变大，结合CO (g )+2H 2(g )
CH 3OH (g )中的化学计量数知，平衡右移，氢气的浓度变小，根据勒夏
特列原理知，平衡时的氢气的浓度范围为1mol /L ＜c (H 2)＜2mol /L ； ④根据题给数据：（单位mol /L ）。