高考化学—化学反应的速率与限度的推断题综合压轴题专题复习及详细答案

高考化学—化学反应的速率与限度的推断题综合压轴题专题复习及详细答案
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．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。

4．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。

5．制造一次性医用口罩的原料之一丙烯是三大合成材料的基本原料，丙烷脱氢作为一条增产丙烯的非化石燃料路线具有极其重要的现实意义。

丙烷脱氢技术主要分为直接脱氢和氧化脱氢两种。

(1)根据下表提供的数据，计算丙烷直接脱氢制丙烯的反应C 3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的
∆H=___。

共价键C-C C=C C-H H-H
键能/(kJ∙mol-1)348615413436
(2)下图为丙烷直接脱氢制丙烯反应中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系（图中压强分别为1×104Pa和1×105Pa）
①在恒容密闭容器中，下列情况能说明该反应达到平衡状态的是__（填字母）。

A．∆H保持不变
B．混合气体的密度保持不变
C．混合气体的平均摩尔质量保持不变
D．单位时间内生成1molH-H键，同时生成1molC=C键
②欲使丙烯的平衡产率提高，下列措施可行的是____（填字母）
A．增大压强 B．升高温度 C．保持容积不变充入氩气
工业生产中为提高丙烯的产率，还常在恒压时向原料气中掺入水蒸气，其目的是_____。

③1×104Pa时，图中表示丙烷和丙烯体积分数的曲线分别是___、____（填标号）
④1×104Pa、500℃时，该反应的平衡常数K p=____Pa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，计算结果保留两位有效数字）
(3)利用CO2的弱氧化性，科学家开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺，该工艺可采用铬的
氧化物作催化剂，已知C3H8+CO2(g)催化剂
高温
C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)，该工艺可以有效消除催化
剂表面的积炭，维持催化剂的活性，其原因是____，相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的缺点是_____。

【答案】+123 kJ∙mol-1 C B 该反应是气体分子数增多的反应，恒压条件下充入水蒸气容器体积增大，平衡右移ⅳⅰ 3.3×103 C与CO2反应生成CO，脱离催化剂表面生成有毒气体CO(或其他合理说法)
【解析】
【分析】
(1)比较丙烷与丙烯的结构，可确定断裂2个C-H键和1个C-C键，形成1个C=C键和1个H-H键，利用表中键能可计算C 3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的∆H。

(2)①A．对于一个化学反应，方程式确定后，∆H确定，与反应进行的程度无关；
B．混合气体的质量和体积都不变，密度始终不变；
C．混合气体的质量不变，物质的量增大，平均摩尔质量不断减小；
D．反应发生后，总是存在单位时间内生成1molH-H键，同时生成1molC=C键。

②A．增大压强，平衡逆向移动；
B．升高温度，平衡正向移动；
C．保持容积不变充入氩气，平衡不受影响。

工业生产中为提高丙烯的产率，还常在恒压时向原料气中掺入水蒸气，可增大混合气的体积，减小与反应有关气体的浓度。

③1×104Pa与1×105Pa进行对比，从平衡移动的方向确定图中表示丙烷和丙烯体积分数的曲线。

④1×104Pa、500℃时，丙烷、丙烯、氢气的体积分数都为33.3%，由此可计算该反应的平衡常数K p。

(3) CO2具有氧化性，能与催化剂表面的积炭发生反应生成一氧化碳气体，由此可确定原因及缺点。

【详解】
(1)比较丙烷与丙烯的结构，可确定断裂2个C-H键和1个C-C键，形成1个C=C键和1个H-H键，利用表中键能可计算C 3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的∆H=(2×413+348) kJ∙mol-1-(615+436) kJ∙mol-1=+123 kJ∙mol-1。

答案为：+123 kJ∙mol-1；
(2)①A．对于一个化学反应，方程式确定后，∆H确定，与反应进行的程度无关，A不合题意；
B．混合气体的质量和体积都不变，密度始终不变，所以密度不变时不一定达平衡状态，B 不合题意；
C．混合气体的质量不变，物质的量增大，平均摩尔质量不断减小，当平均摩尔质量不变
时，反应达平衡状态，C符合题意；
D．反应发生后，总是存在单位时间内生成1molH-H键，同时生成1molC=C键，反应不一定达平衡状态，D不合题意；
故选C。

答案为：C；
②A．增大压强，平衡逆向移动，丙烯的平衡产率减小，A不合题意；
B．升高温度，平衡正向移动，丙烯的平衡产率增大，B符合题意；
C．保持容积不变充入氩气，平衡不受影响，C不合题意；
故选B。

答案为：B；
工业生产中为提高丙烯的产率，还常在恒压时向原料气中掺入水蒸气，可增大混合气的体积，减小与反应有关气体的浓度，其目的是该反应为气体分子数增多的反应，恒压条件下充入水蒸气容器体积增大，平衡右移。

答案为：该反应是气体分子数增多的反应，恒压条件下充入水蒸气容器体积增大，平衡右移；
③升高温度，平衡正向移动，丙烷的体积分数减小，丙烯的体积分数增大，则ⅰ、ⅲ为丙烷的曲线，ⅱ、ⅳ为丙烯的曲线，1×104Pa与1×105Pa相比，压强减小，平衡正向移动，从而得出表示丙烷体积分数的曲线为ⅳ，表示丙烯体积分数的曲线为ⅰ。

答案为：ⅳ；ⅰ；
④1×104Pa、500℃时，丙烷、丙烯、氢气的体积分数都为33.3%，由此可计算该反应的平
衡常数K p=
44
a a
4
a
33.3%110p33.3%110p
33.3%110p
⨯⨯⨯⨯⨯
⨯⨯
=3.3×103。

答案：3.3×103；
(3) CO2
具有氧化性，能与催化剂表面的积炭发生反应生成一氧化碳气体，其原因是C与
CO2反应生成CO，脱离催化剂表面；相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的缺点是生成有毒气体CO(或其他合理说法)。

答案为：C与CO2反应生成CO，脱离催化剂表面；生成有毒气体CO(或其他合理说法)。

【点睛】
利用键能计算反应热时，比较反应物与生成物的结构式，确定键的断裂与形成是解题的关键。

丙烷的结构式为，丙烯的结构式为，H2的结构式为H-H，由此可确定断键与成键的种类及数目。

6．如图是：600℃时，在2L密闭容器里A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，其中A为有色气体，B、C是无色气体。

请从图中分析并填空：
（1）该反应的化学反应方程式为_____
（2）反应达到平衡状态时，反应物的转化率为_____
（3）当反应进行到第_____min，该反应达到平衡。

（4）反应从开始至2分钟末，B 的物质的量_____，用B 的浓度变化表示的平均反应速率为v (B)=_
（5）下列描述能表示反应达平衡状态的是_____（填选项）。

a.容器中A 与B 的物质的量相等
b.容器内气体的颜色不再改变
c.各物质的浓度保持不变
【答案】2B(g)ƒ2A(g)+C(g) 50% 2 由0.8mol 减少为0.4mol 0.1mol ·L -1·min -1 bc
【解析】
【分析】
分析题给c-t 图，可以看出A 、C 浓度随着时间的进行逐渐增大，2min 后保持不变，B 的浓度随着时间的进行逐渐减小，2min 后保持不变，由此可知，B 为反应物，A 、C 为生成物。

且在2min 时达到平衡状态。

结合其浓度的变化值，可以推导出该反应的反应方程式并进行相关计算。

【详解】
（1）由图知：B 为反应物，A 、C 为生成物。

A 、B 、C 的浓度变化值分别为：
()A =0.3mol/L-0.1mol/L=0.2mol/L c ∆，()B =0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L c ∆，()C =0.1mol/L-0.0mol/L=0.1mol/L c ∆。

根据同一反应中各物质表示的反应速率之比等于反应方程式中相应物质的化学计量数之比，可知A 、B 、C 的化学计量数之比为：
()()()()()()A :B :C A :B :C 0.2mol/L:0.2mol/L:0.1mol/L=2:2:1v v v c c c ∆∆∆=∆∆∆=，故反应方程式为：2B(g)ƒ2A(g)+C(g)；答案为：2B(g)ƒ2A(g)+C(g)；
（2）由图可知，平衡时B 物质的浓度为0.2mol/L ，反应物B 的转化浓度
=0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L ，则B 的转化率=
0.2mol/L 100%=50%0.4mol/L ⨯，答案为：50%；
（3）由图可知，反应在2min 时各物质的浓度保持不变，可知在2min 时该反应达平衡状态，答案为：2；
（4）据图可得：开始时，B 的物质的量为0.4mol/L 2L=0.8mol ⨯，2min 末，B 的物质的量为0.2mol/L 2L=0.4mol ⨯，反应从开始至2分钟末，B 的物质的量由0.8mol 减少为0.4mol ；()B =0.4mol/L-0.2mol/L=0.2mol/L c ∆，根据反应速率定义，用B 的浓度变化表示的反应速率v (B)=()11B 0.2mol/L 0.1mol L min 2min
c t --∆==∆g g ；故答案为：由0.8mol 减少为0.4mol ；0.1mol ·L -1·min -1；
（5）反应达平衡状态时正逆反应速率相等，反应物和生成物的质量或浓度保持不变，据此判断：
a ．由图可以看出，在t min 时，A 、B 物质的量浓度相等，物质的量也相等。

但此时反应不是平衡状态，故A 、B 物质的量相等不能表示反应达平衡状态，a 项错误；
b ．A 为有色气体，B 、C 是无色气体。

含有有色物质的体系颜色不再发生变化，可以表示反应达平衡状态，b 项正确；
c．各物质的浓度保持不变可以表示反应达平衡状态，c项正确；
答案选bc。

故答案为：bc。

【点睛】
判断一个反应是否达到平衡状态的主要依据：
（1）看v正与v逆是否相等；
（2）在混合物中反应物和生成物的量是否不随时间的变化而变化。

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 H 2 可高效转化酸性溶液中的硝态氮（NO 3-），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，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 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
()()
()()
2
2
22
2222
0.20.420
===
0.
N CO
NO C6061
O.8
k 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。

8．研究NO2、SO2、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2molO2置于恒容密闭容器中发生如下反应：
2NO(g)+O2(g)2NO2(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O2的物质的量之比保持不变
D.每消耗1molO2同时生成2molNO
（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H2，发生反应CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g)，达平衡后测得各组分浓度：
物质CO H2CH3OH
浓度（mol/L）0.91.00.6
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(H2)的取值范围是__________。

④若保持体积不变，再充入0.6molCO和0.4molCH3OH，此时v正______v逆（填“＞”、“＜”或“=”）。

【答案】A、B、C、D 18.56 0.67 1mol/L＜c(H2)＜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 =
322c(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 ）
CO 2H 2 CH 3OH 原平衡各组分浓度 0.9 1.0 0.6 再充入浓度 0.3 0 0.2 充入后各组分浓度
1.2
1.0
0.8
Q c =322c(CH OH)c(CO)c (H )=2
0.81.2 1.0⨯=0.67=K ，说明此时化学反应仍处平衡状态，则v 正=v 逆。

【点睛】
若用Q c 表示任意状态下，可逆反应中产物的浓度以其化学计量系数为指数的乘积与反应物的浓度以其化学计量系数为指数的乘积之比，则这个比值称为浓度商。

将浓度商和平衡常数作比较可得可逆反应所处的状态。

即： Q c =K c 体系处于化学平衡 Q c ＜K c 反应正向进行 Q c ＞K c 反应逆向进行
可见只要知道一定温度下，某一反应的平衡常数，并且知道反应物及产物的浓度，就能判断该反应是平衡状态还是向某一方向进行。

9．“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NO 2、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)H2(g)+CO2(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】。