高考化学培优易错试卷(含解析)之化学反应的速率与限度附答案解析

高考化学培优易错试卷(含解析)之化学反应的速率与限度附答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．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)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。

N N
≡的键能为946kJ/mol，H-H的键能为
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。

2．（1）已知3H 2(g)+N2(g)2NH3(g)，某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示：
t/s050150250350
n(NH3)/mol00.240.360.400.40
0~50s内的平均反应速率v(N2)=__。

（2）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。

N≡N的键能为946kJ/mol，H-H的键能为
436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则生成1molNH3过程中__（填“吸收”或“放出”）的能量为__。

（3）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
（4）CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CH4与CO2制备“合成气”（CO、H2）。

科学家提出制备“合成气”反应历程分两步：
反应①：CH 4(g)C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②：C(ads)+CO 2(g)2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：
CH 4与CO 2制备“合成气”的热化学方程式为___。

能量变化图中：E 5+E 1___E 4+E 2（填“＞”、“＜”或“=”）。

【答案】3111.210mol L s ---⨯⋅⋅ 放出 46kJ b
()()()()()42231CH g +CO g 2CO g +2H g Δ=+E -E kJ/mol H ƒ <
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据化学反应速率之比等于物质对应计量数之比可知，0~50s 内的平均反应速率
()()311
230.24mol 112L N NH 1.210mol L s 2250s
v v ---==⨯=⨯⋅⋅； （2）该反应中反应物总键能为(3×436+946)kJ/mol=2254 kJ/mol ，生成物的总键能为6×391 kJ/mol=2346 kJ/mol ，反应物总键能小于生成物总键能，由此可知，生成2molNH 3时，放出(2346-2254) kJ=92 kJ 能量，则生成1molNH 3过程中放出能量为92kJ =46kJ 2
； （3）a ．降低温度会使化学反应速率降低，故a 不符合题意；
b ．增大压强能够增大化学反应速率，故b 符合题意；
c ．恒容时充入He 气，各组分的浓度未发生改变，化学反应速率不变，故c 不符合题意；
d ．恒压时充入H
e 气，容器体积将增大，各组分浓度将减小，化学反应速率将减小，故d 不符合题意；
e ．及时分离NH 3，将使体系内压强降低，化学反应速率将减小，故e 不符合题意； 故答案为：b ；
（4）由图可知，1molCH 4(g)与1molCO 2(g)的总能量为E 1kJ ，2molCO(g)与2molH 2(g)的总能量为E 3kJ ，生成物总能量高于反应物总能量，该反应为吸热反应，则由CH 4与CO 2制备“合成气”的热化学方程式为：
()()()()()42231CH g +CO g 2CO g +2H g Δ=+E -E kJ/mol H ƒ；反应①为慢反应，反应②为快反应，由此可知反应①的活化能大于反应②的活化能，即E 4-E 1>E 5-E 2，故E 5+E 1<E 4+E 2。

3．在2 L 密闭容器中，800℃时反应2NO (g )＋O 2(g )2NO 2(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。

4．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T1和T2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。

5．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。

6．将气体A、B置于固定容积为2L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1.8mol，B 的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol。

(1)用C表示10s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)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_____；③恒容下充入氖气________。

(5)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号)_________。

A．v(B)=2v(C)
B．容器内压强不再发生变化
C．A的体积分数不再发生变化
D．器内气体密度不再发生变化
E.相同时间内消耗n mol的B的同时生成2n mol的D
(6)将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH4I(s)⇌NH3(g)+HI(g)，
2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)。

当反应达到平衡时，c(H2)＝0.5mol·L−1，c(HI)＝4mol·L−1，则NH3的浓度为_______________。

【答案】0.04mol/(L∙s) 1.5mol/L 0.4mol/L 减小增大不变 C 5mol·L−1
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题可知，10s 内，C 的物质的量增加了0.8mol ，容器的容积为2L ，所以用C 表示的反应速率为：110.8mol (C)=0.04mol L s 2L 10s
c n v t V t --∆∆===∆∆⨯g g ； (2)由题可知，平衡时A 的物质的量为1.8mol ，且容器中C 的物质的量为0.8mol ；又因为发
生的反应方程式为：3A(g)B(g)2C(g)2D(g)++垐?噲?，所以反应过程中消耗的A 为
1.2mol ，那么初始的A 为3mol ，浓度即1.5mol/L ；
(3)由于初始时，只向容器中加入了A 和B ，且平衡时生成的C 的物质的量为0.8mol ，又因为C 和D 的化学计量系数相同，所以生成的D 也是0.8mol ，那么浓度即为0.4mol/L ；
(4)①降低温度会使反应速率下降，所以生成D 的速率减小；
②增大A 的浓度会使反应速率增大，生成D 的速率增大；
③恒容条件充入惰性气体，与反应有关的各组分浓度不变，反应速率不变，因此生成D 的速率也不变；
(5)A ．由选项中给出的关系并不能推出正逆反应速率相等的关系，因此无法证明反应处于平衡状态，A 项错误；
B ．该反应的气体的总量保持不变，由公式pV nRT =，恒温恒容条件下，容器内的压强恒定与是否平衡无关，B 项错误；
C ．A 的体积分数不变，即浓度不再变化，说明该反应一定处于平衡状态，C 项正确；
D ．根据公式：m V
ρ=
，容器内气体的总质量恒定，总体积也恒定，所以密度为定值，与是否平衡无关，D 项错误； E ．消耗B 和生成D 的过程都是正反应的过程，由选项中的条件并不能证明正逆反应速率相等，所以不一定平衡，E 项错误；
答案选C ；
(6)由题可知，NH 4I 分解产生等量的HI 和NH 3；HI 分解又会产生H 2和I 2；由于此时容器内c (H 2)=0.5mol/L ，说明HI 分解生成H 2时消耗的浓度为0.5mol/L ×2=1mol/L ，又因为容器内c (HI)=4mol/L ，所以生成的HI 的总浓度为5mol/L ，那么容器内NH 3的浓度为5mol/L 。

【点睛】
通过反应速率描述可逆反应达到平衡状态，若针对于同一物质，则需要有该物质的生成速率与消耗速率相等的关系成立；若针对同一侧的不同物质，则需要一种描述消耗的速率，另一种描述生成的速率，并且二者之比等于相应的化学计量系数比；若针对的是方程式两侧的不同物质，则需要都描述物质的生成速率或消耗速率，并且速率之比等于相应的化学计量系数比。

7．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。

8．在容积为1 L的容器中，通入一定量的N 2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。

回答下列问题：
(1)反应的ΔH_____0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所
示。

在 0～60 s 时段，反应速率 v(N2O4)为_____mol·L－1·s－1；反应的平衡转化率为：
_____；反应的平衡常数K1为_____。

(2)100℃时达平衡后，改变反应温度为 T，N2O4以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。

a：T____________100℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是__________。

b：计算温度T时反应的平衡常数K2____________。

(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。

平衡向____________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由________________________。

【答案】大于 0.0010 60% 0.36 大于温度改变后，反应正向移动，由于正反应为吸热反应，所以温度改变是升高温度 1.28 逆反应对于气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
【解析】
【分析】
(1)升高温度混合气体颜色变深，说明升高温度，化学平衡正向移动，利用温度对化学平衡
移动的影响分析判断反应的热效应；在0～60 s时段，根据v=
c
t
n
n
计算反应速率；根据反
应物的转化率=
转化量
开始投入量
×100%计算N2O4的转化率；根据化学平衡常数K1=
()
()
2
2
24
c NO
c N O
计算平衡常数；
(2)根据温度对化学反应速率的影响分析判断；计算在反应达到新的平衡后各种物质的浓度，带入平衡常数表达式计算出新平衡的化学平衡常数K2；
(3)温度T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减少一半，相当于增大压强，根据压强对化学平衡移动的影响分析判断。

【详解】
(1)升高温度混合气体颜色变深，说明升高温度，化学平衡正向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，则该反应的正反应为吸热反应，故△H>0；在
0～60 s时段，反应速率v(N2O4)=
()
0.1000.040mol/L
c
t60?s
-
=
n
n
=0.0010 mol/(L·s)；反应中
N2O4的平衡转化率=()
0.1000.040/
0.100?/
mol L
mol L
-
×100%=60%；达到平衡时c(N2O4)=0.040
mol/L、c(NO2)=0.120 mol/L，化学平衡常数K1=
()
()
22
2
24
c NO0.120
c N O0.040
==0.36；
(2)a.在0～60 s 时段，反应速率v (N 2O 4)= 0.001 mol/(L·s)<0.0020 mol/(L·s)，可见改变温度后化学反应速率加快，说明改变的温度是升高温度，则T>100℃；
b.根据a 知，改变的条件是升高温度，化学平衡正向移动，改变条件后10 s 内
△c (N 2O 4)=0.002 0mol/（L•s ）×10 s=0.020 mol/L ，则再次达到平衡时c (N 2O 4)=(0.040-0.020)mol/L=0.020 mol/L ，c (NO 2)=(0.120+0.020×2)mol/L=0.160 mol/L ，所以在温度T 时反应的平衡常数K 2= K 1=(
)()22224c NO 0.160c N O 0.020
==1.28； (3)在温度T 时，反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，相当于增大体系的压强，由于该反应的正反应为气体体积增大的反应，所以增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，即化学平衡向逆反应方向移动。

【点睛】
本题以图象分析为载体考查化学反应速率、化学平衡移动影响因素、化学平衡计算，明确化学平衡常数计算方法、压强对化学平衡移动影响原理是解本题关键，侧重考查学生的分析判断及计算能力。

9．一定温度下，向1.0L 的密闭容器中加入0.60molX （g ），发生反应
X(g)Y(s)+2Z(g)，测得反应物X 的浓度与反应时间的关系如表所示：
反应时间t/min 0
1 2 3 4 6 8 c (X)/(mol ·L -1)
0.60 0.42 0.30 0.21 0.15 a 0.0375
(1)0～3min 内用Z 表示的平均反应速度v(Z)=___。

(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的关系，得出的结论是___。

由此规律推出在6min 时反应物X 的浓度为___mol ·L -1。

(3)该反应的逆反应速率随时间变化的曲线如图所示，t 2时改变的条件可能是___、___。

【答案】0.26mol ·L -1·min -1 每隔2minX 的浓度减少为原来的一半 0.075 加入Z 增大体系的压强
【解析】
【分析】
(1)0～3min 内可先求出X 表示的平均反应速率，然后利用化学计量数关系求出用Z 表示的平均反应速度v(Z)。

(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的关系，寻找规律数据的规律性，由此得出的结论。

由此规律可推出在6min时反应物X的浓度。

(3)依据反应，t2时改变的条件从浓度、压强、温度、催化剂等条件进行分析。

【详解】
(1)0~3min内，∆c(X)=(0.60-0.21)mol/L=0.39mol/L，平均反应速率v(X)=
1 0.39mol L
3min
-
⋅
=
0.13mol·L-1·min-1，而v(Z)=2v(X)，故v(Z)=0.26mol·L-1·min-1。

答案为：0.26mol·L-1·min-1；
(2)根据表中数据可知，每隔2min，X的浓度减少为原来的一半，由此规律推出在6min时反应物X的浓度为0.075 mol·L-1。

答案为：0.075；
(3)2t时刻，v逆瞬间增大，可能的原因是加入生成物Z或增大体系的压强。

答案为：加入Z；增大体系的压强。

【点睛】
从数据中确定a，也就是必须找出数据间隐藏的规律。

我们在寻找此规律时，若从相邻数据间找不到规律，就从相隔数据间去寻找规律。

10．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。

11．氮的氧化物和SO 2是常见的化工原料，但也是大气的主要污染物。

综合治理其污染是化学家研究的主要内容。

根据题意完成下列各题：
（1）用甲烷催化还原一氧化氮，可以消除一氧化氮对大气的污染。

反应方程式如下：4222CH (g)4NO(g)2N (g)2H O(g)CO (g)+++ƒ该反应平衡常数表达式为
_________。

（2）硫酸生产中，接触室内的反应：
22
32SO (g)+O (g)2SO (g)催化剂垐垐?噲垐?；SO 2的平衡转化率与体系总压强的关系如图所示。

某温度下，将2.0mol SO 2和1.0mol O 2置于30L 刚性密闭容器中，30秒反应达平衡后，体系总压强为2.70MPa 。

用氧气表示该反应的平均速率是___mol·L -1·min -1。

（3）上图平衡状态由A 变到B 时，改变的外界条件是____。

a 又加入一些催化剂
b 又加入一些氧气
c 降低了体系的温度
d 升高了外界的大气压
（4）新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe 2O x 在常温下，能将氮的氧化物和SO 2等废气分解除去。

转化流程如图所示，
若x=3.5，M 为Zn ，请写出ZnFe 2O 3.5分解SO 2的化学方程式_________ 【答案】2222244()()()(N H O CO C )(H )
NO c c c K c c ⋅⋅=⋅ 0.0533 b 4MFe 2O 3.5 +SO 2 = 4MFe 2O 4 + S 【解析】
【分析】
⑴根据平衡常数表达式完成。

⑵根据反应得出氧气的转化率，再计算出用氧气表示的反应速率。

⑶状态由A 变到B 时，二氧化硫转化率升高，压强增大，根据平衡移动原理分析。

⑷从氧化还原反应的角度判断反应产物，根据氧原子个数守恒写出相关反应的方程式。

【详解】 ⑴该反应平衡常数表达式为：2222244()()()(N H O CO C )(H )
NO c c c K c c ⋅⋅=⋅；故答案为：2222244()()()(N H O CO C )(H )
NO c c c K c c ⋅⋅=
⋅。

⑵图中信息得出二氧化硫的转化率是0.8，根据加入量之比等于计量系数之比，转化率相等得出氧气转化率也为0.8，消耗氧气的物质的量是：n(O 2)=1.0mol×0.8=0.8mol ，用氧气表示反应速率为：121n 0.8mol υ()=
=0.0533mol L min V t 30L 0.5min
O --∆=⋅⋅⋅∆⨯；故答案是：0.0533。

⑶a. 又加入一些催化剂，催化剂不影响化学平衡，故a 不符合题意；b. 加入一些氧气，压强增大，增加氧气浓度，平衡正向移动，二氧化硫的转化率升高，故b 符合题意；c. 反应是放热反应，降低温度，平衡向着正向移动，气体的物质的量减少，压强减小，故c 不符合题意；d. 升高了外界的大气压，化学平衡不移动，故d 不符合题意；综上所述，答案为：b 。

⑷由题意可知，铁酸盐(MFe 2O 4)经高温还原而得，则反应物中MFe 2O x 为还原剂，SO 2为氧化剂，生成物为MFe 2O 4和S ，根据氧原子守恒得到反应的关系式为4ZnFe 2O 3.5 + SO 2 = 4ZnFe 2O 4+S ；故答案为：4MFe 2O 3.5 +SO 2 = 4MFe 2O 4 + S 。

12．Ⅰ：SO 2 + 2H 2O + I 2→H 2SO 4 + 2HI Ⅱ：2HI
H 2 + I 2 Ⅲ：2H 2SO 4→2SO 2 + O 2 + 2H 2O （1）上述循环反应的总反应可以表示为____________________________；反应过程中起催
化作用的物质是___________（选填编号）。

a ．SO 2
b ．I 2
c ．H 2SO 4
d ．HI
（2）一定温度下，向2 L 密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H 2的物质的量随时间的变化如图所示。

0～2 min 内的平均反应速率v(HI)=_______。

（3）对反应Ⅱ，在相同温度和体积下，若开始加入的HI(g)的物质的量是原来的2倍，则以下________也是原来的2倍（选填编号）。

a ．平衡常数
b ．HI 的平衡浓度
c ．达到平衡的时间
d ．平衡时H 2的体积分数
（4）实验室用锌和稀硫酸反应制取H 2，反应时溶液中水的电离平衡_____移动（选填“向左”、“向右”或“不”）；若加入少量下列试剂中的____（选填编号），产生H 2的速率将增大。

a ．NaNO 3
b ．CuSO 4
c ．Na 2SO 4
d ． NaHCO 3
【答案】2H 2O→2H 2↑+ O 2↑ a b 0.05mol/（L∙min ） b 向右 b。