6.1化学反应速率与反应限度
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
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。下列描述正确的是
A．4s时，反应达到平衡状态
B．10s时，Y的转化率为21%
C．反应的化学方程式为：
D．0~10s内Z的平均反应速率为：
2．下列措施对改变反应速率的影响正确的是
A．在工业合成氨反应中，温度和容器容积一定时，增加氮气的量，能增大反应速率
B．与稀盐酸反应，加入溶液，不会改变反应速率
C．溶液与溶液反应，加入固体，将加快反应速率
D．与稀硫酸反应制取，改用的浓硫酸将加快的生成速率
3．氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。一定温度下，在固定容积的密闭容器中进行可逆反应N2(g)+H2(g) NH3(g)。该可逆反应达到平衡状态的标志是（ ）
A．3v正(H2)=2v逆(NH3)
B．单位时间内生成1mol N2的同时生成3mol H2
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而变化
4．恒温恒容条件下，某密闭容器中发生如下反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，说明该反应已达到平衡状态的是 （ ）
A．容器内总压强不随时间改变 B．气体的密度不随时间改变
C．单位时间内生成2 mol HI同时消耗1 mol H2 D．H2的体积分数不随时间改变
5．已知，分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。和等均可作为分解的催化剂。含有少量的溶液中，的分解机理为：①(慢)，②(快)。对于含有少量的溶液中发生的反应，下列说法正确的是
A．增大溶液中，可提高的分解速率
B．也是该反应的催化剂
C．反应①和反应②的活化能之和等于
D．升高温度和使用催化剂均能提高分解的转化率
6．在恒容密闭容器中充入一定量CO和H2合成CH3OH，其化学方程式为2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) △H<0。下列说法错误的是
A．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大
B．向容器中充入惰性气体，反应速率不变
C．H2、CO、CH3OH的反应速率之比为2：1：1
D．加入高效催化剂，正、逆反应速率都会增大
7．在某恒容密闭容器中发生反应：。若反应速率分别用表示，则下列关系式正确的是
A． B．
C． D．
8．把3molX气体和1moY气体混合于容积为1 L的容器中，使其发生如下反应：3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g)。2 min末生成0.2 molW，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1， 则n的值为（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
9．在已经处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中一定能表明化学平衡移动的是
A．反应混合物的浓度 B．反应物的转化率
C．正、逆反应的速率 D．反应体系的压强
10．以黄铁矿(主要成分为FeS2，其中S的化合价为价)生产硫酸的工艺流程如下图。
下列说法不正确的是
A．将黄铁矿粉碎，可加快其在沸腾炉中的化学反应速率
B．沸腾炉中得到的氧化产物只有SO2
C．接触室中排放出的SO2、O2循环利用，可提高原料利用率
D．吸收塔中发生的反应为SO3+H2O=H2SO4
二、填空题
11．Ⅰ.下列各项分别与哪个影响化学反应速率的因素关系最为密切？
(1)同浓度不同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块，产生气泡有快有慢： 。
(2)MnO2加入双氧水中放出气泡更快： 。
Ⅱ.在一定温度下，4 L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图：
(1)比较t2时刻，正逆反应速率大小v正 v逆。(填“>”“=”或“<”)
(2)若t2=2 min，计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为 。
(3)t3时刻化学反应达到平衡，反应物的转化率为 。
(4)如果升高温度，则v逆 (填“增大”“减小”或“不变”)。
12．某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行，0~3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2min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 (填字母)。
A．v(A)=2v(B)
B．容器内压强保持不变
C．2v逆(A)=v正(B)
D．容器内混合气体的密度保持不变
(4)在密闭容器里，通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是 (填序号)。
①降低温度 ②加入催化剂(正) ③增大容器容积
13．利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为和，化学方程式：
(1)某温度下，在容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的浓度如下表：
时间/s 0 1 2 3 ……
3.60 3.05 2.85 2.75 ……
用CO的浓度变化表示0~2s的平均反应速率为 。
(2)下列可以说明反应达到平衡状态的是 。
a.CO的浓度不再改变
b.容器中的气体质量保持不变
c.NO、CO、CO2、N2的浓度之比为2︰2︰2︰1
d.相同时间内，反应消耗2molNO同时消耗1molN2
(3)在密闭容器里发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是 (填序号)。
①降低温度 ②容器体积不变，充入惰性气体Ar
③容器压强不变，充入惰性气体Ar ④再通入a mol NO(g)
(4)反应物初始浓度相同时，实验温度为280℃和360℃，进行以下实验：
实验编号 实验目的 T/℃ 同种催化剂的比表面积/g 达平衡时所用的时间/s
I 对照实验 280 80
II a 280 120
III 研究温度对尾气转化速率的影响 b c
【实验分析与结论】
①补全表格a. ，b. ，c. 。
②测得，对比实验I、III，可得结论：催化剂的比表面积相同时， 。
③通过实验可得到“温度相同时，增大催化剂的比表面积，可增大尾气的转化速率”的结论，证据是对比实验I、II， (填“>”、“＜”或“=”)。
14．在一定温度下，向体积为 1L 的密闭容器中通入 1molX 气体和 0.5molY 气体，各物质的物质的量随时间变化如图所示：
(1)该反应是 (填“可逆反应”或“非可逆反应”)，化学反应方程式为 。
(2)在 2min 内 X 平均反应速率vX = 。
(3)若在 2min 末时，放出 18.16kJ 热量，则每消耗 1mol 的 Y 放出的热量为 kJ。
15．如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题。利用H2和CO2生产甲醇燃料，为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2，在一定条件下反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。
（1）该反应的化学方程式为： 。
（2）从反应开始到3min时，氢气的平均反应速率v(H2)= ；达到平衡时氢气的浓度为 。
（3）下列措施中不能使该反应速率增大的是 。
A 在原容器中再充入1 molCO2 B 在原容器中充入1 mol He使体系压强增大
C 缩小容器的容积 D 将水蒸气从体系中分离出
（4）当下列物理量不变时，能说明反应已经达到平衡状态的是 。
A 混合气体的压强
B CH3OH(g)和H2O(g)的体积分数比
C 混合气体的密度
D 混合气体的平均摩尔质量
16．将等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经5min后测得D的浓度为0.5mol·L-1，c(A)∶c(B)=3∶5，C的平均反应速率是0.1mol·L-1·min-1。
(1)经5min后A的浓度为 。
(2)反应开始前充入容器中B的物质的量为 。
(3)B的平均反应速率为 。
(4)x的值为 。
(5)对于反应A(g)＋3B(g)=2C(g)＋2D(g)，下列分别表示不同条件下的反应速率，则反应速率大小关系是 。
①v(A)=0.01mol·L-1·s-1
②v(B)=1.20mol·L-1·min-1
③v(C)=2.40mol·L-1·min-1
④v(D)=0.02mol·L-1·s-1
17．一定条件下铁可以和CO2发生反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度变化与时间的关系如图所示。
(1)t1min时，正、逆反应速率的大小关系为v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)0～4min内，CO2的转化率为 ，CO的平均反应速率，v(CO)= 。
(3)下列条件的改变能减慢上述反应的反应速率的是 (填序号，下同)。
①降低温度 ②减少铁粉的质量 ③保持压强不变，充入He使容器的体积增大 ④保持体积不变，充入He使体系压强增大
(4)下列选项能说明上述反应已达平衡状态的是 。
①v正(CO2)=v逆(CO)
②单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO
③容器中气体压强不随时间的变化而变化
④容器中气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
18．氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1) 根据图提供的信息，写出该反应的热化学方程 ，下图的曲线中 （填“a” 或“b”）表示加入铁触媒的能量变化曲线。
(2) 在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是
A．3v(H2)正=2v(NH3)逆
B．单位时间内生成n mol N2的同时生成2n molNH3
C．容器内气体的密度不随时间的变化而变化
D．容器内压强不随时间的变化而变化
19．某温度时，在容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体物质的量随时间的变化曲线如图所示，根据图中数据，试回答：
（1）计算反应开始2min内的v（x）= ,v（y）= ，v（z）= 。
（2）容器内的反应物是 。
（3）写出该反应的化学方程式 。
20．在一定温度下，4L密闭容器内发生气体M和气体N的转化反应。它们的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)比较t2时刻，正、逆反应速率大小： v(正) (填“”“”或“”) v(逆)。
(2)若t2=2min，反应开始至t2时刻，M的平均化学反应速率 。
(3) t1、t2、t3三个时刻中处于平衡状态的时刻为 (填“t1”“ t2”或“t3”)。
(4)如果升高温度，则v(逆) (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)该反应的化学方程式为
三、实验探究题
21．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
【实验内容及记录】
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液 颜色褪至无色 所需时间/min
0.6 mol · L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol · L-1 KMnO4溶液 3 mol · L-1 稀硫酸
1 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0
2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2
3 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4
请回答：
(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是 。
(2)利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝ 。
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2＋)随时间变化趋势的示意图，如图甲所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势应如图乙所示。该小组同学根据图乙所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是 。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C2O4溶液 H2O 0.2mol/LKMnO4溶液 3mol/L稀硫酸
4 3.0 2.0 3.0 2.0 t
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是 。
22．某研究性学习小组提纯粗金(主要含Au，还含少量Ag)的实验流程如下：
已知：① 浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为1:3)叫做王水。
② 利用H2C2O4还原H[AuCl4]可得到Au。
（1）“溶解”前，先将粗金块切割成细条状，其目的是 。“溶解”时Au转化为H[AuCl4]，该反应的化学方程式为 。
（2）“滤渣”的主要成分为 (填化学式)。
（3）“操作Ⅰ”的名称为 。
（4）“操作Ⅱ”需控制在40~70℃时进行，适宜的加热方式为 。
（5）请设计从“操作Ⅱ”后的水溶液中获取单质Au的实验方案： 。(实验中须使用的试剂有：H2C2O4溶液，蒸馏水；除常用仪器外须使用的仪器有：布氏漏斗)。
23．用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的外界因素，离子方程式为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)：
实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 溶液褪色至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C2O4溶液 H2O 0.1mol/LKMnO4溶液 3mol/LH2SO4溶液
1 3.0 13.0 2.0 2.0 8.0
2 2.0 14.0 2.0 2.0 10.4
3 1.0 V1 V2 2.0 12.8
请回答：
（1）该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响。
（2）请完成上述实验设计表：V1＝ ，V2＝ 。
（3）利用实验1中数据计算，平均反应速率：v(KMnO4)＝ 。
（4）小组同学发现反应速率总是如图1，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：
①、产物Mn2+是该反应的催化剂；②、 。
（5）该小组同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中Mn2+对反应有催化作用，并继续进行实验探究。请你帮助该小组同学完成实验方案。
实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量 室温下溶液褪色至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C2O4溶液 H2O 0.1mol/LKMnO4溶液 3mol/LH2SO4溶液 少量
4 3.0mL 13.0mL 2.0mL 2.0mL X t
①所加试剂X最好选用
A、0.1mol/LMnCl2B、0.1mol/LMnSO4C、MnSO4粉末D、MnCl2粉末
②如果查阅资料正确，预计应观察到的现象是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．4s后，反应物和生成物的量还在变化，因此4s时，反应未达到平衡状态，故A错误；
B．10s时，Y的转化率==79%，故B错误；
C．由图可知，反应过程中X、Y的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，因此X、Y为反应物，Z为生成物，反应物最终不能完全转化为生成物，因此反应为可逆反应，Δn(X)：Δn(Y)：Δn(Z)=(1.2-0.41)mol：(1-0.21)mol：(1.58-0)mol=1：1：2，因此该反应化学方程式为，故C正确；
D．0~10s内Z的平均反应速率，故D错误；
综上所述，正确的是C项，故答案为C。
2．A
【详解】A．在工业合成氨反应中，温度和容器容积一定时，增加氮气的量，活化分子数目增多，有效碰撞几率增大，化学反应速率增大，A正确；
B．与稀盐酸反应，加入溶液，相当于加水稀释，溶液中H+浓度降低，化学反应速率减小，B错误；
C．溶液与溶液反应，实质为Ba2++=BaSO4↓，加入KCl固体，不影响离子浓度，化学反应速率不变，C错误；
D．与稀硫酸反应制取，改用的浓硫酸，将生成SO2气体，不会生成H2，D错误；
答案选A。
3．C
【详解】A．若2v正(H2)=3v逆(NH3)，可判断v正(H2)=v逆(H2)，则反应达到平衡状态，A错误；
B．单位时间内生成1molN2的同时消耗3molH2，可判断v正(N2)=v逆(N2)，则反应达到平衡状态，B错误。
C．该反应体系为气体减小的反应，在固定容积的密闭容器中，压强不变时说明气体的总物质的量不再改变，可判断反应达到平衡状态，C正确。
D．体系中三种物质均为气体且容积固定，则密度恒定，D错误；
答案为C。
4．D
【分析】反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物理量不再发生变化，根据“当变化物理量不再变化时，可说明反应达到平衡状态”进行分析解答。
【详解】A．该反应为气体等体积反应，反应过程中气体总物质的量不变，恒温条件下，气体总物质的量之比等于其压强之比，因此反应过程中压强不会发生变化，因此不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故A项不选；
B．反应过程中，气体总质量不变，容器体积不变，因此气体密度始终不变，因此不能根据气体密度判断反应是否达到平衡状态，故B项不选；
C．生成HI与消耗H2均表示正反应速率，任意时刻均满足生成2 mol HI同时消耗1 mol H2，不能说明正逆反应速率相等，因此无法判断反应是否达到平衡，故C项不选；
D．反应进行过程中，气体总物质的量不变，反应未达到平衡时，H2(g)的物质的量会发生变化，因此H2的体积分数会发生变化，若H2的体积分数不随时间改变，说明正逆反应速率相等，可说明反应达到平衡状态，故D项选；
综上所述，说明该反应已达到平衡状态的是D项，故答案为D。
5．A
【详解】A．①(慢)，②(快)。增大溶液中，可加快①的速率，①的速率决定总反应速率，所以增大溶液中，可提高的分解速率，故A正确；
B．I-是该反应的催化剂，是中间产物，故B错误；
C．焓变=正反应活化能-逆反应活化能，正反应活化能、逆反应活化能共同决定反应热，故C错误；
D．，正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，分解的转化率减小，催化剂不能使平衡移动，使用催化剂不能改变分解的转化率，故D错误；
选A。
6．A
【详解】A. 升高温度，正反应速率和逆反应速率都增大，故A错误；
B. 向恒容密闭容器中充入惰性气体，容器体积不变，反应物气体和生成物气体的浓度都不变，反应速率不变，故B正确；
C. 由方程式2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)可知，H2、CO、CH3OH的反应速率之比和系数成正比，为2：1：1，故C正确；
D. 加入高效催化剂，正、逆反应速率都会同等程度地增大，故D正确；
故选A。
7．D
【详解】A．化学反应速率比等于方程式中计量数比，HCl、N2化学计量数之比为6:1，则，A错误；
B．HCl、NH3化学计量数之比为6:2=3:1，则 ，B错误；
C．Cl2、N2化学计量数之比为3:1，则，C错误；
D．NH3、Cl2化学计量数之比为2:3，则，D正确；
故选D。
8．B
【详解】由题意，用W浓度变化表示的反应速率为，同一反应中，用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，故n=2，故选B。
9．B
【详解】A．如果混合物中各组分的浓度变化而保持各组分的含量不变时，平衡不移动，A错误；
B．只有平衡移动才能改变反应物的转化率，所以反应物的转化率改变时，化学平衡一定发生了移动，B正确；
C．如果向反应体系中加入催化剂，可以改变正、逆反应的反应速率，但是平衡并不会发生移动，C错误；
D．如果反应前后气体总物质的量不变，则压强对平衡无影响，D错误。
故选B。
10．B
【分析】黄铁矿与空气在沸腾炉中发生反应产生Fe2O3、SO2，反应方程式为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，反应产生的SO2与未反应的O2经净化后再接触室中发生可逆反应产生SO3，未反应的SO2、O2再加入接触室中进一步反应，反应产生的SO3在吸收塔中被98.3%的浓硫酸中的水吸收，反应可以得到更浓的硫酸。
【详解】A．黄铁矿是固体物质，在进行生产时将黄铁矿粉碎，可增大固体物质与空气的接触面积，从而能够加快其在沸腾炉中的化学反应速率，A正确；
B．在沸腾炉中，FeS2被O2氧化产生Fe2O3、SO2，因此得到的氧化产物不是只有SO2，还有Fe2O3，B错误；
C．在接触室中，SO2、O2在催化剂表面接触发生可逆反应产生SO3，经过热交换器，SO3被分离出来，排放出的SO2、O2可再重新加入接触室发生反应，故可以被循环利用，从而可提高原料利用率，C正确；
D．在吸收塔中，SO3被98.3%的浓硫酸中少量H2O吸收，发生的反应：SO3+H2O=H2SO4，故反应得到更浓的浓硫酸，D正确；
故合理选项是B。
11． 反应物本身性质 催化剂 > 0.25 mol·L-1·min-1 75% 增大
【详解】I.(1) 镁比锌活泼，应是反应物本身的性质决定；
(2) MnO2作催化剂，加速H2O2的分解；
II.(1)t2时刻没有达到化学平衡，此时反应物还在不断减小生成物还在不断增加，即v正v逆；
(2)根据反应速率的表达式：v(M)= ；
(3)反应物是N，转化率为 ；
(4)升高温度，正逆反应速率都增大。
12． 2A(g)+B(g)2C(g) 0.1mol·L-1·min-1 B ①③
【详解】(1)据图可知反应平衡前A、B的物质的量减小，C的物质的量增大，则A、B为反应物，C为生成物，最终三种物质共存说明为可逆反应，2min内Δn(A):Δn(B):Δn(C)=2mol:1mol:2mol=2:1:2，则反应方程式三种物质的计量数之比为2:1:2，则反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g)；
(2)据图可知反应开始至2min时，Δn(B)=1mol，容器体积为5L，所以B的平均反应速率为=0.1mol·L-1·min-1；
(3)A．选项未注明是正反应速率还是逆反应速率，不能说明反应平衡，故A不符合题意；
B．该反应前后气体系数之和不相等，所以未平衡时气体总物质的量会发生变化，容器恒容，则压强会变，当压强不变时说明反应平衡，故B符合题意；
C．虽然注明了正逆反应速率，但是数值比不等于计量数之比，正反应速率与逆反应速率不相等，反应未平衡，故C不符合题意；
d．反应物和生成物均为气体，则气体的总质量不变，容器恒容，所以密度一直为定值，密度不变不能说明反应平衡，故D不符合题意；
答案为B；
(4)①降低温度，活化分子百分数减小，反应速率减小，故①符合题意；
②正催化剂可以降低反应的活化能，活化分子百分数增大，反应速率增大，故②不符合题意；
③增大容器体积，各物质的浓度减小，反应速率减小，故③符合题意；
答案为①③。
13．(1)3.75×10-4
(2)ad
(3)①③
(4) 研究同种催化剂的比表面积对尾气转化速率的影响 360 80 升高温度，可增大尾气转化速率 <
【详解】（1）
（2）a．CO浓度不再改变，说明CO正反应消耗速率和逆反应生成速率相等，说明反应达到平衡状态；b．根据质量守恒定律可知反应容器中气体总质量始终不变，因此不可作为判断平衡的依据；c．NO、CO、CO2、N2的浓度之比为2︰2︰2︰1，不一定是平衡状态时浓度关系比，不能说明反应达到平衡状态；d．相同时间内，反应消耗2molNO同时消耗1mol，即v正(NO):v逆(N2)=2:1，不同物质正逆反应速率比等于计量系数比，反应达到平衡状态；答案选ad；
（3）①降低温度，反应速率减慢；②容器体积不变，充入惰性气体Ar，由于体积不变，所以反应式中各物质的物质的量浓度不变，速率不变；③容器压强不变，充入惰性气体Ar，为保持原来压强，容器体积增大，各物质的物质的量浓度减小，速率减慢；④再通入a mol NO(g)，反应物浓度增大，速率加快；由此可得当改变上述条件时，反应速率会减小的是①③；
（4）对比I、II组实验，温度相同，同种催化剂的比表面积不同，a为研究同种催化剂的比表面积对尾气转化速率的影响；对比I、III组实验，为研究温度对尾气转化速率的影响，根据控制变量可知温度不同，同种催化剂的比表面积相同，则b为360，c为80； 测得，说明III组反应速率比I组快，对比实验I、III，可得结论：催化剂的比表面积相同时，升高温度，可以加快尾气转化速率；通过实验可得到“温度相同时，增大催化剂的比表面积，可增大尾气的转化速率”的结论，证据是对比实验I、II，II的催化剂比表面积大，反应速率快，达到平衡所用时间短，<。
14．(1) 可逆反应 2X+YZ
(2)0.2mol/(L min)
(3)90.8
【详解】（1）根据图象可知，X、Y为反应物，Z为生成物，反应未进行到底，存在反应限度，因此该反应是可逆反应，达到平衡时，X、Y、Z转化的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.2mol，因此反应的化学计量数之比为2：1：1，则反应的化学方程式为2X+Y Z；
（2）根据图示，2min内X转化的物质的量为1.0mol-0.6mol=0.4mol，容器体积为1L，则平均反应速率v(X)= 0.4mol/L÷2min=0.2mol L-1 min-1 ；
（3）2min末，Y转化的物质的量为0.2mol，放出18.16kJ的热量，则消耗1molY会放出18.16kJ÷0.2=90.8kJ的热量。
15． CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 0.25mol/(L·min) 0.5mol/L BD AD
【分析】（1）根据图示可以看出，随着反应的进行二氧化碳逐渐减少至不变，甲醇与水逐渐增大至不变，据此分析出反应物与产物，再结合转化量之比等于化学计量数之比书写化学方程式；
（2）根据题目内容可知，该工业方法制取甲醇为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水；根据三段式计算出反应混合物各组分的浓度变化量、平衡时的浓度，根据计算出v（H2）；
（3）根据影响平衡化学反应速率的外界因素作判断；
（4）化学反应达到平衡状态时，各物质的浓度保持不变，正反应速率等于逆反应速率，据此分析判断。
【详解】（1）该工业方法制取甲醇原理为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，根据图示可以看出，△n(CO2)=1.00mol-0.25mol=0.75 mol，△n(CH3OH)= △n(H2O)=0.75mol-0mol=0.75 mol，则对应物质的化学计量数之比为1：1：1，其反应方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)；
（2）根据图示可以看出，3min时，图示中的三种物质的物质的量均为0.5mol，则
，
则从反应开始到3min，氢气的平均反应速率v(H2)= ；平衡时生成甲醇是0.75mol，消耗氢气是2.25mol，剩余氢气是1mol，因此浓度是0.5mol/L；
（3）A. 在原容器中再充入1mol CO2，CO2的总物质的量浓度在增加，化学反应速率增大，A项错误；
B. 在原容器中充入1mol He，体积没有变化，各成分浓度不变，化学反应速率不变，B项正确；
C. 缩小容器的容积，相当于加压，化学反应速率增大，C项错误；
D. 将水蒸气从体系中分离出，减小生成物浓度，化学反应速率减小，D项正确；
故答案选：BD；
（4）对于反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)是气体分子数减小的反应，则
A 混合气体的压强保持不变，则说明各物质的浓度保持不变，可说明反应已经达到平衡状态，A项正确；
B CH3OH(g)和H2O(g)的体积分数比始终是1:1，则CH3OH(g)和H2O(g)的体积分数比保持不变，不能说明反应已经达到平衡状态，B项错误；
C 混合气体的质量不变，该反应体系为恒容密闭容器，则混合气体的密度始终保持不变，因此密度不变不能说明反应已经达到平衡状态，C项错误；
D 混合气体的质量不变，平均摩尔质量不变则说明混合气体的总物质的量不变，即各物质的物质的量保持不变，可以说明反应已经达到平衡状态，D项正确；故答案选AD；
【点睛】有关达到化学平衡状态的标志是常考题型，通常有直接判断法和间接判断法两大类。
一、直接判断法：
①ν（正）=ν（逆）0，即正反应速率 = 逆反应速率
注意反应速率的方向必须有正逆之分，每个物质都可以表示出参与的化学反应速率，而其速率之比应符合方程式中的化学计量数的比值，这一点学生做题容易出错。
②各组分的浓度保持不变，包括各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数、百分含量不变。
二、间接判断法
①对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志，而对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志。
②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。
③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。
④有颜色的物质参与或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。
⑤任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时，达到平衡。
16．(1)0.75mol·L-1
(2)3mol
(3)0.05mol·L-1·min-1
(4)2
(5)③>①=④>②
【分析】由方程式可知Δc(A)=1.5Δc(D)=1.5×0.5mol/L=0.75mol/L，Δc(B)=0.5Δc(D)=0.25mol/L，A、B起始浓度相等设为cmol/L，则（c-0.75）：（c-0.25）=3：5，解得c=1.5。开始时容器中A、B的物质的量为n=1.5mol/L×2L=3mol。
【详解】（1）由分析可知，开始A的浓度为1.5mol/L，Δc(A)=1.5Δc(D)=1.5×0.5mol/L=0.75mol/L，则5min后A的浓度为1.5mol/L。
（2）根据分析可知，反应开始前充入容器中的B的物质的量为3mol。
（3）浓度变化量之比等于化学计量数之比，则x：2=0.1mol/(L min)×5min：0.5mol/L，解得x=2，速率之比等于化学计量数之比，则v(B)=0.5v(C)=0.05mol/(L min)。
（4）浓度变化量之比等于化学计量数之比，则x：2=0.1mol/(L min)×5min：0.5mol/L，解得x=2。
（5）①v(A)=0.01mol·L-1·s-1时，v(A)=v(A)×60=0.6mol·L-1·min-1；
②v(B)=1.20mol·L-1·min-1时，v(A)=v(B)=0.4mol·L-1·min-1；；
③v(C)=2.40mol·L-1·min-1时，v(A)=v(C)=1.20mol·L-1·min-1；
④v(D)=0.02mol·L-1·s-1，v(A)=v(D)×60=0.6mol·L-1·min-1；
故速率大小关系为③>①=④>②。
17．(1))>
(2) 71.4% 0.125mol/(L·min)
(3)①③
(4)①②④
【详解】（1）t1min后，产物CO继续增加，反应正向进行，正、逆反应速率的大小关系为v正>v逆。
（2）0～4min内，CO2的浓度降低0.5mol/L，CO2的转化率为；0～4min内，CO的浓度增大0.5mol/L，CO的平均反应速率，v(CO)=0.125mol/(L·min)。
（3）①降低温度，反应速率减慢，选①；
②铁是固体，减少铁粉的质量，反应速率几乎不变，故不选②；
③保持压强不变，充入He使容器的体积增大，CO2、CO浓度减小，反应速率减慢，故选③；
④保持体积不变，充入He使体系压强增大，CO2、CO浓度不变，反应速率不变，故不选④；
选①③；
（4）①v正(CO2)=v逆(CO)，正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选①；
②单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO，正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选②；
③反应前后气体系数和相等，压强是恒量，容器中气体压强不随时间的变化而变化，反应不一定平衡，故不选③；
④反应后气体质量增大、气体物质的量不变，平均相对分子质量是变量，容器中气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化，反应一定达到平衡状态，故选④；
选①②④。
18． N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92kJ/mol b BD
【详解】(1) 根据图象分析，热化学方程式为： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=508-600=-92kJ/mol；加入铁触媒做催化剂，反应速率加快，故b曲线为加入铁触媒的能量变化曲线；
(2) A．3v(H2)正=2v(NH3)逆 速率之比等于系数比；错误；B．单位时间内生成n mol N2的同时生成2n molNH3，B正确；C．反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，密度任何时候容器内气体的密度不随时间的变化而变化。无法判断是否平衡；D．反应前后气体的总量不相等，容器内压强不随时间的变化而变化，D正确；故选BD。
考点：热化学方程式的书写，平衡状态的判定；
19． 0.025mol/（L·min） 0.075mol/（L·min） 0.05mol//（L·min） X、Y 3X+Y 2Z
【详解】(1)由图可知2min内，X的物质的量变化为(1.0-0.9)mol=0.1mol，故x==0.025mol/（L·min）；Y的物质的量变化为(1.0-0.7)mol=0.3mol，故vY==0.075mol/（L·min）；Z的物质的量变化为(0.2-0)mol=0.2mol，故vZ==0.05mol/（L·min）；
(2)根据图中曲线可知，随着反应的进行X、Y的物质的量减少，为反应物，Z的物质的量增多，为生成物；
(3)根据化学反应速率之比等于化学反应议程式中计量数之比，Vx：Vy：Vz=0.025mol/（L·min）：0.075mol/（L·min）：0.05mol//（L·min）=3：1：2，且反应物没有反应完全，该反应为可逆反应，则该反应的化学方程式为：3X+Y 2Z。
20．(1)＞
(2)0.25
(3)t3
(4)增大
(5)2N(g) M(g)
【详解】（1）t2时刻，N的物质的量继续减小中，M的物质的量继续增大中，故处于建立平衡的过程中，则t2时刻正、逆反应速率大小：v(正)＞v(逆)。
（2）若t2=2min，反应开始至t2时刻，M的平均化学反应速率。
（3）达到平衡时，各成分M、N的物质的量不再改变。则处于平衡状态的时刻为t3。
（4）温度升高反应速率加快，正逆反应速率都增大，则升高温度，v(逆)增大。
（5）从反应开始至平衡时刻，，，物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，故该反应的化学方程式为2N(g) M(g)。
21． 其他条件相同时，增大KMnO4浓度反应速率增大 mol/(L min) 生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂 MnSO4 与实验1比较，溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min)
【详解】(1)从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度；其他条件相同时，增大KMnO4浓度，反应速率增大；
(2)草酸的物质的量为：0.6mol L 1×0.003L=0.0018mol，高锰酸钾的物质的量为：0.2mol L 1×0.003L=0.0006mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0018mol:0.0006mol=3:1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，而由实验1可知混合溶液的中体积为10ml，所以混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：
=0.06mol/L，
这段时间内平均反应速率为：v(KMnO4)= = mol/(L min)；
(3)①由图乙可知反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂；
②与实验1作对比实验，则加入的硫酸锰的量不同，其它条件必须相同，所以加入的少量固体为MnSO4；
③若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，溶液褪色的时间小于4min，从而说明Mn2+是催化剂，观察到的现象是与实验1比较，溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min)。
22． 增大接触面积，加快溶解速率，使其充分反应 Au+HNO3+4HCl= H[AuCl4]+NO↑+2H2O AgCl 萃取、分液 水浴加热 向“操作Ⅱ”后的水溶液中加入足量H2C2O4溶液，充分反应后，用布氏漏斗抽滤(过滤)，滤渣用蒸馏水充分洗涤、干燥
【分析】(1)粗金块切割成细条状，增大了接触面积，可加快反应速率；“溶解”时Au转化为H[AuCl4]，同时生成NO，配平即可；
(2)加入王水后剩余的固体为AgCl沉淀；
(3)由图中可知操作Ⅰ为萃取分液；
(4)可以选用水浴加热；
(5)结合题干和流程图进行分析；
【详解】(1)将粗金块切合成细条，可增大反应接触面积，加快溶解反应速率；根据信息可写出Au+HNO3+HCl→ H[AuCl4]+NO↑，根据得失电子守恒和原子守恒，配平得Au+HNO3+4HCl= H[AuCl4]+NO↑+2H2O；
(2)粗金中Au、Ag都被王水溶解，稀释后生成AgCl沉淀；
(3)从流程中“水相”和“有机相”可判断出操作Ⅰ为萃取分液，操作Ⅱ也是萃取分液（反萃取）；
(4) 100℃以内的加热都可以选用水浴加热；
(5)操作Ⅱ后的溶液主要含H[AuCl4]，根据已知②，应加入草酸，将其还原成Au单质，再抽滤、洗涤、干燥即可，具体操作为：向“操作Ⅱ”后的水溶液中加入足量H2C2O4溶液，充分反应后，用布氏漏斗抽滤(过滤)，滤渣用蒸馏水充分洗涤、干燥。
23． 浓度 15.0 2.0 0.00125mol/(L·min) 该反应放热,温度升高，速率加快 C 与实验1相比，溶液褪色所需时间短(或所用时间小于8min)
【分析】该实验的目的是探究浓度对化学反应速率的影响，三组实验中的混合溶液除了草酸的浓度不同，其他条件都要保持一致，通过比较溶液褪色的时间判断反应速率的快慢，探究锰离子的催化作用要注意不能改变溶液总体积，也不能进入和酸性高锰酸钾反应的其他物质。
【详解】（1）由表格可知，三组实验高锰酸钾和硫酸的浓度相同，草酸的浓度不同，故该实验在探究浓度对化学反应速率的影响；
（2）由1、2两组实验可知，混合溶液的总体积是20mL，三组实验应该保持一致，高锰酸钾和草酸的浓度也应该保持一致，故V1=16mL-1mL=15mL，V2=2.0mL；
（3）草酸的物质的量为：0.6mol L-1×0.003L=0.0018mol，高锰酸钾的物质的量为：0.1mol L-1×0.002L=0.0002mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0018mol：0.0002mol=9：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，溶液消耗的高锰酸钾的浓度为：=0.01mol/L，这段时间内平均反应速率v（KMnO4）==0.00125 mol/(L·min)；
（5）除了催化剂可以加快反应速率，温度升高也可以加快反应速率，故t1～t2时间内速率变快的原因也可能是：该反应放热,温度升高，速率加快；
（4）第4组实验要证明锰离子对该反应有催化作用，所以需要向体系中加入Mn2+，但又不能改变混合溶液的体积，所以要加固体，Cl-具有还原性会和酸性高锰酸钾反应，不能加氯化锰，所以要加MnSO4，故选C。
答案第1页，共2页
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