2024届高考化学增分小专题：《速率方程及其应用》(解析版)

增分小专题：速率方程及其应用例题精讲●成竹在胸例1.(2023年河北卷)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：反应②和③的速率方程分别为v2＝k2∙c2(X)和v3＝k3∙c(Z)，其中k2、k3分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得W(g)的浓度随时间的变化如下表。t/min012345c(W)/(mol·L－1)0.1600.1130.0800.0560.0400.028下列说法正确的是A．0～2min内，X的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1B.若k2＝k3，平衡时c(Z)＝c(X)C.若增大容器容积，平衡时Y的产率增大D.若升高温度，平衡时c(Z)减小答案：D解析：A．由表知0～2min内∆c(W)＝0.16－0.08=0.08mol/L，生成∆c(X)=2∆c(W)=0.16mol/L，但一部分X转化为Z，造成∆c(X)<0.16mol/L，则v(X)＜eq\f(0.160mol/L,2min)＝0.080mol·L-1·min-1，故A错误；B．由速率之比等于系数比，平衡时v逆(X)=2v正(Z)，即v3＝2v2，k3c(Z)＝2k2c2(X)，若k2＝k3，平衡时c(Z)＝2c2(X)，故B错误；C．过程①是完全反应，过程②是可逆反应，若增大容器容积相当于减小压强，对反应4X(g)2Z(g)平衡向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，X的浓度增大，平衡时Y的产率减小，故C错误；D．反应③的活化能大于反应②，△H＝正反应活化能－逆反应活化能＜0，则4X(g)2Z(g)△H＜0，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时c(Z)减小，故D正确；例2.(2024届黑龙江大庆实验中学)工业上利用CO2和H2制备HCOOH，相关化学键的键能如下表所示：键C＝OH－HO－HC－HC－O键能/kJ∙mol－1745436462.8413.4351已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)K＝2②实验测得：正＝k正c(CO2)c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数下列说法错误的是A.T1℃时，密闭容器充入浓度均为1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反应至平衡，则HCOOH(g)体积分数为1/3B.反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)△H＜0C.若温度为T2℃时，k正＝1.9k逆，则T2℃＜T1℃D.T1℃时，若向平衡后的体系中再充入CO2(g)、H2(g)、HCOOH(g)各1mol，此时正＞v逆答案：C解析：A．设平衡时生成甲酸的浓度为amol/L，根据三段式列式：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)起始(mol/L)110转化(mol/L)aaa平衡(mol/L)1－a1－aa则eq\f(a,(1－a)∙(1－a))＝2，解得a=0.5，则HCOOH(g)体积分数为eq\f(a,(1－a)＋(1－a)＋a)＝eq\f(1,3)，A正确；B．反应热=反应物的键能之和-生成物的键能之和的差值，反应△H＝(745kJ/mol×2＋436kJ/mol)－(745kJ/mol＋426kJ/mol＋413.4kJ/mol＋351kJ/mol)＜0，故B正确；C．该反应为放热反应，温度越高，化学平衡常数越小，由温度为T2℃时，k正＝1.9k逆，可知，温度为T2℃时K＝eq\f(k正,k逆)＝1.9，又知温度为T1℃时，K＝2，则反应温度T2℃>T1℃，则C错误；D．T1℃时，达平衡，K＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)c(H2))＝eq\f(0.5,0.5×0.5)＝2，若向平衡后的体系中再充入T1℃各1mol，Qc＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)c(H2))＜2，平衡正向移动，此时正＞v逆，D正确；例3．(2024届江苏南京零模)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)△H＝－41.2kJ∙mol－1。研究表明，此反应的速率方程为：＝k[x(CO)∙x(H2O)－eq\f(x(CO2)∙x(H2),Kp)]式中，x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是A.温度越低，Kp越小B.温度升高，反应速率增大C.此反应速率只受温度因素影响D．T＞Tm时，Kp减小对反应速率的影响大于k增大的影响答案：D解析：A．该反应的正反应是放热反应，温度降低，平衡向放热方向移动，故化学平衡正向移动，导致化学平衡常数Kp增大，故A错误；B．根据图像可知：当温度T＞Tm时，温度升高，化学反应速率反而减小，故B错误；C．浓度、压强、催化剂对反应速率都有影响，故C错误；D．根据速率方程分析，当温度：T＞Tm时，＝k[x(CO)∙x(H2O)－eq\f(x(CO2)∙x(H2),Kp)]逐渐减小的原因是Kp减小对速率的降低大于k\增大对速率的提高，故D正确；例4．(2024届山东部分学校联考)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N＝X＋Y；②M＋N＝X＋Z，反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8mol•L-1•min-1B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为ZD．反应①的活化能比反应②的活化能大答案：A解析：A．由图中数据可知，30min时，M、Z的浓度分别为0.300mol·L－1和0.125mol·L－1，则M的变化量为0.5mol·L－1－0.300mol·L－1＝0.200mol·L－1，其中转化为Y的变化量为0.200mol·L－1－0.125mol·L－1＝0.075mol·L－1。因此，0～30min时间段内，Y的平均反应速率为eq\f(0.075mol·L－1,30min)＝0.0025mol·L-1·min-1，A说法不正确；B．由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为eq\f(k1,k2)，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1)，因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于eq\f(k1,k2)，由于k1、k2为速率常数，故该比值保持不变，B说法正确；C．结合A、B的分析可知因此反应开始后，在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于eq\f(k1,k2)＝eq\f(0.075mol·L－1,0.125mol·L－1)＝eq\f(3,5)，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有eq\f(5,8)的M转化为Z，即62.5%的M转化为Z，C说法正确；D．由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，D说法正确。例5．(2024届浙江模拟)某温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量浓度的X(g)和Y(g)，同时发生以下两个反应：①X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(g)，②X(g)＋Y(g)Z(g)＋M(g)。反应①的速率可表示为v1＝k1c2(X)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(X)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分X(g)、W(g)的物质的量浓度c随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是A．0~10min，Y(g)的平均反应速率为0.025mol•L-1•min-1B．体系中W和M的浓度之比保持不变，说明反应已平衡C．平衡时，反应②的平衡常数K＝eq\f(34,49)D．反应①的活化能比反应②的活化能更大答案：B解析：A．0~10min内，△c(Y)＝△c(X)＝(0.6－0.35)＝0.25mol/L，因此Y(g)的平均反应速率为v(Y)＝eq\f(△c,△t)＝eq\f(0.25mol/L,10min)＝0.025mol•L-1•min-1，故A正确；D．相同时间内，W和M的浓度之比等于两者的平均反应速率之比，因W和M分别是反应①和反应②的产物，故两者的浓度之比eq\f(c(W),c(M))＝eq\f(v1,v2)＝eq\f(k1,k2)为定值，则其浓度为定值时保持不变，不能作为平衡的依据，故B错误；C．平衡时，c(Y)＝c(X)＝0.28mol/L，c(Z)=0.32mol/L，c(W)=0.15mol/L，△c(X)＝0.6－0.28＝0.32mol/L，则c(M)＝0.32－0.15＝0.17mol/L，反应②的平衡常数K＝eq\f(c(Z)∙c(M),c(Y)∙c(X))＝eq\f(0.32×0.17,0.28×0.28)＝eq\f(34,49)，故C正确；D．在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，故D正确；例6．(2021年八省联考河北)一定条件下，反应H2(g)＋Br2(g)＝2HBr(g)的速率方程为v＝k·cα(H2)∙cβ(Br2)∙cγ(HBr)，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下：反应速率0.10.12v0.10.428v0.20.4216v0.40.142v0.20.1c4v根据表中的测定结果，下列结论错误的是A.表中c的值为4B.α、β、γ的值分别为1、2、－1C.反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大D.在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低答案：AB解析：速率方程为v＝k·cα(H2)∙cβ(Br2)∙cγ(HBr)，将H2、Br2、HBr和速率都带入到速率方程可以得到，①v＝k×0.1α×0.1β×2γ、②8v＝k×0.1α×0.4β×2γ、③16v＝k×0.2α×0.4β×2γ、④2v＝k×0.4α×0.1β×4γ、由①②得到β＝eq\f(3,2)，②③得到α=1，①④得到γ＝－1，对于4v＝k(0.2)α(0.1)βcγ(HBr)与①，将α＝1，β＝eq\f(3,2)，γ＝－1代入，解得c=1，由此分析。A．根据分析，表中c的值为1，故A符合题意；B．根据分析，α、β、γ的值分别为1、eq\f(3,2)、－1，故B符合题意；C．由于v＝k·cα(H2)∙cβ(Br2)∙cγ(HBr)，α、β、γ的值分别为1、eq\f(3,2)、－1，由于速率与Br2(g)和H2(g)的浓度成正比，与HBr(g)的浓度成反比，反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，故C不符合题意；D．由于γ＝－1，增大HBr(g)浓度，cγ(HBr)减小，在反应体系中保持其他物质浓度不变，会使反应速率降低，故D不符合题意；例7.(2023年河北卷节选)氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。已知：1mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。物质N2(g)O2(g)NO(g)能量/kJ945498631回答下列问题：(2)氢气催化还原NOx作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原NO反应的速率方程为v＝k∙cx(NO)∙cy(H2)，k为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。组号c(NO)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)v/(mol·L-1·s-1)10.100.10r20.100.202r30.200.104r40.050.30？表中第4组的反应速率为_______mol·L-1·s-1。(写出含r的表达式)答案：(2)0.75r解析：(2)实验1与实验2相比，eq\f(r,2r)＝eq\f(k∙(0.1)x∙(0.1)y,k∙(0.1)x∙(0.2)y)，y＝1，实验1与实验3相比，eq\f(r,4r)＝eq\f(k∙(0.1)x∙(0.1)y,k∙(0.2)x∙(0.1)y)，x＝2，代入实验3，k＝eq\f(r,10-3)＝103r，根据实验4计算，v＝103r(0.05)2×(0.3)＝0.75r；故答案为：0.75r；例8．(2020年全国Ⅰ卷28节选)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)QUOTEeq\o(,\s\up7(钒催化剂),\s\do5())SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1。回答下列问题：(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v＝k(QUOTEeq\f(α,α′)－1)0.8(1－nα′)。式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO2平衡转化率，α′为某时刻SO2转化率，n为常数。曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm。t<tm时，v逐渐提高；t>tm后，v逐渐下降。原因是__________________________________________________________。答案：(4)升高温度，k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。当t＜tm，k增大对v的提高大于α引起的降低；当t＞tm，k增大对v的提高小于α引起的降低(4)在α′＝0.90时，SO2催化氧化的反应速率为v＝k(QUOTEeq\f(α,0.90)－1)0.8·(1－0.90n)。升高温度，k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。t＜tm时，k增大对v的提高大于α引起的降低；t＞tm后，k增大对v的提高小于α引起的降低。例9．(2020年全国Ⅱ卷28节选)天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4eq\o(,\s\up7(高温),\s\do5())QUOTEC2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为：r＝k×QUOTEcCH4，其中k为反应速率常数。①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2＝________r1。②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是________。A．增加甲烷浓度，r增大B．增加H2浓度，r增大C．乙烷的生成速率逐渐增大D．降低反应温度，k减小答案：(2)①1－α②AD(2)①甲烷的转化率为α时，QUOTE＝(1－α)c(CH4)1QUOTE，则eq\f(r1,r2)＝eq\f(Kc(CH4)2,Kc(CH4)1)QUOTE＝1－α，即r2＝(1－α)r1。②A对，由速率方程知，甲烷的浓度越大，反应越快；B错，H2的浓度大小不影响反应速率；C错，反应过程中QUOTE逐渐减小，故C2H6的生成速率逐渐减小；D对，降低反应温度，反应速率减小，故k减小。例10[2019年天津，7(5)]在1L真空密闭容器中加入amolPH4I固体，t℃时发生如下反应：①PH4I(s)PH3(g)＋HI(g)②4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)③2HI(g)H2(g)＋I2(g)达平衡时，体系中n(HI)＝bmol，n(I2)＝cmol，n(H2)＝dmol，则t℃时反应①的平衡常数K值为________(用字母表示)。答案：(b＋eq\f(8c－2d,3))b解析：反应①生成的n(HI)＝体系中n(HI)＋2×体系中n(I2)＝(b＋2c)mol，反应②中生成的n(H2)＝体系中n(H2)－反应③中生成的n(H2)＝(d－c)mol，体系中n(PH3)＝反应①生成的n(PH3)－反应②中转化的n(PH3)＝[b＋2c－eq\f(2,3)(d－c)]mol＝(b＋eq\f(8c－2d,3))mol，反应①的平衡常数K＝c(PH3)·c(HI)＝(b＋eq\f(8c－2d,3))b。

知识梳理●智能提升1．速率常数含义反应速率方程式中的比例常数k叫做化学反应速率常数。速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。2．速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)则v正＝k正ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。如反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。3．速率常数与化学平衡常数之间的关系一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，因平衡时v正＝v逆，则k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(cg(G)·ch(H),ca(A)·cb(B))＝K4．速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。

拓展训练●巩固考点1.(2024届辽宁重点中学协作体联考)在同温同容且恒温恒容的两个密闭容器Ⅰ，Ⅱ中分别发生：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)△H＞0，此反应的(正)＝v(NO2)消耗＝k正c2(NO2)，(逆)＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k逆c2(NO2)c(O2)，k正、k逆为速率常数，测得数据如下表，下列说法正确的是容器起始浓度/mol/L平衡浓度/mol/Lc(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.30.50.2A.若容器Ⅰ两分钟达到平衡，则0～2分钟反应平均速率v(NO)＝0.1mol·L-1·min-1B.向平衡后的容器中再加入NO2，重新达平衡后，NO2的体积分数减小C.容器Ⅱ中起始时速率(正)＜(逆)D.该反应k正、k逆随催化剂和温度的改变而改变，但不随浓度和压强的改变而改变答案：D解析：A．由表格数据可知，平衡时氧气的浓度为0.2mol/L，则由方程式可知，0~2分钟内一氧化氮的平均速率为eq\f(0.2mol/L×2,2min)＝0.2mol/(L·min)，故A错误；B．向平衡后的容器中再加入二氧化氮相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的体积分数增大，故B错误；C．由表格数据可知，平衡时氧气的浓度为0.2mol/L，则由方程式可知，平衡时二氧化氮、一氧化氮的浓度分别为0.6mol/L－0.2mol/L×2＝0.2mol/L、0.2mol/L×2=0.4mol/L，反应的平衡常数K＝eq\f(0.2×0.42,0.22)＝0.8，温度不变，平衡常数不变，则容器Ⅱ中起始浓度熵Qc＝eq\f(0.2×0.52,0.32)＜0.8，说明平衡向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故C错误；D．使用催化剂时，反应物和生成物的浓度不变，正逆反应速率均增大说明正逆反应的速率常数均增大，速率常数是温度函数，温度不变，速率常数不变，则该反应k正、k逆随催化剂和温度的改变而改变，但不随浓度和压强的改变而改变，故D正确；2.(2024届浙江温州二模)工业上利用CO2和H2制备HCOOH，相关化学键的键能如下表所示：键C＝OH－HO－HC－HC－O键能/kJ∙mol－1745436462.8413.4351已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)K＝2；②实验测得：正＝k正c(CO2)∙c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数。下列说法不正确的是A.反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的△H＜0B.T1℃时，密闭容器充入浓度均为1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反应至平衡，则HCOOH(g)体积分数为eq\f(1,3)C.T1℃时，k逆＝0.5k正D.若温度为T2℃时，k逆＝2.1k正，则T2℃＞T1℃答案：D解析：T1℃时，反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则正＝k正c(CO2)∙c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，反应的平衡常数K＝eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)∙c(H2))，设平衡时生成甲酸的浓度为amol/L，由题意可建立如下三段式：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)起始(mol/L)110转化(mol/L)aaa平衡(mol/L)1－a1－aa由平衡常数可得：a(1－a)(1－a)＝2，解得a＝0.5，反应的平衡常数K＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)∙c(H2))＝eq\f(0.5,0.5×0.5)＝2。A．由反应热与反应物的键能之和和生成物的键能之和的差值相等可知，反应△H＝(745kJ/mol×2＋436kJ/mol)－(745kJ/mol＋426kJ/mol＋413.4kJ/mol＋351kJ/mol)＜0，故A正确；B．由分析可知，甲酸的体积分数为eq\f(0.5mol,1.5mol)＝eq\f(1,3)，故B正确；C．由分析可知，反应的平衡常数K＝eq\f(k正,k逆)＝2，则k逆＝0.5k正，故C正确；D．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，由温度为T2℃时，k正＝2.1k逆可知，反应的平衡常数K′＝eq\f(k正,k逆)＝2.1＞K，则反应温度T2℃＜T1℃，故D错误；3.(2024届湖北武汉5调)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①XY；②YZ。反应①的速率1＝k1c(X)，反应②的速率2＝k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的lnK～eq\f(1,T)曲线。下列说法正确的是A.随c(Y)的减小，反应①的速率不断下降，而反应①的速率不断增大B.由图甲可知，某时间段体系中可能存在如下关系：v(Z)＝v(X)＋v(Y)C.欲提高Y的产率，需降低反应温度且控制反应时间D.温度高于T1时，总反应速率由反应②决定答案：B解析：A．由图甲中信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，故反应①的速率随c(X)的减小而减小，反应②的速率先增大后减小，A项错误；B．由图甲可知，依据反应关系，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此v(X)＝v(Y)＋v(Z)，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(Z)＝v(X)＋v(Y)，B项正确；C．升高温度可以加快反应①的速率，但反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随Y的浓度增大而增大，因此欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C项错误；D．由图乙中信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，总反应速率由反应②决定，温度高于T1时，k1＜k2，反应①为慢反应，总反应速率由反应①决定，D项错误；4．(2024届黑龙江牡丹江第三高中)在密闭容器中发生反应2A(g)2B(g)＋C(g)，其速率可表示为vp＝eq\f(△P,△t)。在500℃，实验测得体系总压强数据如下表：t/min050100150200p总/kPa200250275x293.75下列说法正确的是A．0~50min，生成B的平均速率为1kPa·min−1B．第80min的瞬时速率小于第120min的瞬时速率C．推测上表中的x为287.5D．反应到达平衡时2正(A)＝v逆(C)答案：C解析：A．等温等容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，由表格数据可知，0~50min，△P=50kPa，结合反应2A(g)2B(g)+C(g)，△PB＝2△P＝100kPa，则生成B的平均速率为eq\f(△PB,△t)＝eq\f(100kPa,50min)＝2kPa·min−1，故A错误；B．由数据可知，0~50min，△P＝50kPa，50~100min，△P＝25kPa，而100~200min，△P＝18.75kPa，速率越来越慢，第80min的瞬时速率大于第120min的瞬时速率，故B错误；C．第一个50min，△P＝50kPa，第二个50min，△P＝25kPa，如果第三个50min，△P＝12.5kPa，此时x为275＋12.5＝287.5，第四个50min，△P＝6.25kPa，200min时287.5＋6.25＝293.75，假设合理，则推测出x为287.5，故C正确；D．达到平衡时v正＝v逆，用不同物质表示同一反应速率速率之比等于化学计量数之比，则反应到达平衡时v正(A)＝2v逆(C)，故D错误；5.(2025届河北唐山第一中学)已知2NO＋2H2＝2H2O＋N2的速率方程为v正＝k正cα(NO)cβ(H2)，在800℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系，数据如表，则下列说法中正确的是实验c0(NO)/(mol·L-l)c0(H2)/(mol·L-l)v正111v2214v3122v42x16vA.α、β的值分别为2、1B.表中的x为4C.降低温度，k正可能增大D.若v逆＝k逆c2(H2O)c(N2)，则Kc＝eq\f(k正,k逆)答案：AB解析：A．比较表中1、2两组的数据可知，NO浓度变为原来的2倍，反应速率变为原来的4倍，故α=2，1、3两组数据可知，H2的浓度变为原来的2倍，反应速率变为原来的2倍，故β＝1，A正确；B．根据A的分析可知，α＝2，β＝1，结合v正＝k正cα(NO)cβ(H2)和表中数据可知，表中的x为4，B正确；C．降低温度，反应速率减慢，故k正不可能增大只能减小，C错误；D．若υ逆＝k逆c2(H2O)c(N2)，平衡时υ正＝υ逆，即k正c2(NO)c(H2)＝k逆c2(H2O)c(N2)，则Kc＝eq\f(c(N2)c2(H2O),c2(NO)c2(H2))＝eq\f(k正,c(H2)k逆)，D错误；6．(2024届河北邯郸大名一中)硫酸工业中。将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H＜0，实验测得：正＝k正•c2(SO2)•c(O2)，v逆＝k逆•c2(SO3)。容器编号起始浓度/(mol·L-1)平衡浓度/(mol·L-1)c(SO2)c(O2)c(SO3)c(O2)Ⅰ0.60.300.2Ⅱ0.5x0.3Ⅲ0.30.250.2已知：k正、k逆为速率常数，仅受温度的影响。下列说法错误的是A．达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系：K＝eq\f(k正,k逆)B．若容器Ⅱ中达到平衡时eq\f(c(SO3),c(SO2))＝1，则x＝0.45C．容器Ⅲ中达到平衡时，c(O2)＜0.25mol·L-1D．当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m＜n答案：BC解析：A．平衡常数K＝eq\f(c2(SO3),c2(SO2)∙c(O2))＝eq\f(k正,k逆)，A项正确；B．根据三段式及容器Ⅰ中测得的数据可知，在该温度下，该反应的平衡常数K＝1.25，容器Ⅱ中，达到平衡时eq\f(c(SO3),c(SO2))＝1，K＝eq\f(c2(SO3),c2(SO2)∙c(O2))＝eq\f(1,c(O2))＝1.25，平衡时O2的浓度c(O2)＝0.8mol·L－1，列三段式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度/(mol/L)0.5x0.3变化浓度/(mol/L)2(x－0.8)(x－0.8)2(x－0.8)平衡浓度/(mol/L)0.5－2(x－0.8)0.80.3＋2(x－0.8)0.5－2(x－0.8)＝0.3＋2(x－0.8)，x＝0.85，B项错误；C．容器Ⅲ中Q＝eq\f(c2(SO3),c2(SO2)∙c(O2))＝eq\f(0.22,0.32×0.25)＝1.78＞K，此时平衡向逆反应方向移动，则平衡时O2的浓度c(O2)＞0.25mol·L－1，C项错误；D．△H＜0，温度升高，平衡向逆反应方向移动，k逆增大的幅度更大，n＞m，D项正确；7．(2024届河北邯郸大名一中)一氧化氮的氢化还原反应为2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol-1，其正反应速率方程为v＝kca(NO)·cb(H2)，T℃时，实验得到的一组数据如下表所示：实验组别c(NO)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)正反应速率/(mol·L-1·s-1)I6.00×10-32.00×10-32.16×10-3II1.20×10-22.00×10-38.64×10-3III6.00×10-34.00×10-34.32×10-3下列说法正确的是A．平衡常数：K(I)＜K(II)B．a＝1，b＝2C．升高温度，k的值减小D．增大NO浓度比增大H2浓度对正反应速率影响大答案：D解析：A．平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，实验I和II的温度相同，则平衡常数相等，故A错误；B．由I和II可得：＝eq\f(2.16×10-3,8.64×10-3)，解得a＝2，由I和III可得：＝eq\f(2.16×10-3,4.32×10-3)，解得b＝1，故B错误；C．升高温度，化学反应速率加快，速率常数k的值增大，故C错误；D．由I和II可得：＝eq\f(2.16×10-3,8.64×10-3)，解得a＝2，由I和III可得：＝eq\f(2.16×10-3,4.32×10-3)，解得b＝1，则由速率方程可知，增大一氧化氮浓度比增大氢气浓度对正反应速率影响大，故D正确；8．(2024届广东省实验中学六校联考)在恒容密闭容器中，发生基元反应A(g)2B(g)ΔH，已知(正)＝k正∙c(A)，(逆)＝k逆∙c2(B)在不同温度下，测得c(A)或c(B)随时间t的变化曲线如图，则下列说法正确的是A.曲线Ⅱ、Ⅲ代表B的浓度变化，且△H＜0B.曲线Ⅰ代表A的浓度变化，且将在t2后不再变C．a、b、c三点的逆反应速率：c＞a＞bD.若k正、k逆为反应的速率常数，T1温度时eq\f(k正,k逆)＝36答案：C解析：A．由方程式可知，曲线Ⅱ、Ⅲ代表B的浓度变化，由图可知，T2时反应先达到平衡，B的浓度T2大于T1，则反应温度T2大于T1，平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，反应ΔH＞0，故A错误；B．由方程式可知，曲线Ⅰ代表A的浓度变化，温度为T2时，温度不变，A的浓度在t2后不再变，若温度为T1，反应未达到平衡，A的浓度将减小，故B错误；C．由图可知，a点、c点的反应温度高于b点，a点、b点为平衡的形成过程，c点反应达到平衡，反应温度越高，逆反应速率越快，平衡形成过程中的逆反应速率小于平衡时逆反应速率，则a、b、c三点的逆反应速率大小顺序为c＞a＞b，故C正确；D．反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则(正)＝k正∙c(A)＝(逆)＝k逆∙c2(B)，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c2(B),c(A))，由图可知，T1温度反应达到平衡时，B的浓度为0.06mol/L，由方程式可知，A的浓度为0.04mol/L－0.06mol/L×eq\f(1,2)＝0.01mol/L，所以eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c2(B),c(A))＝eq\f(0.062,0.01)＝0.036，故D错误；9．(2024届江淮十校联考)在密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定条件下发生反应：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，测得CO的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。实验测得，正＝k正c2(NO)∙c2(CO)、逆＝k逆c(N2)∙c2(CO)(k正、k逆速率常数，只与温度有关)，下列说法不正确的是A．达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数B．压强从大到小的顺序为P3＞P2＞P1C．CO的物质的量浓度：b点＞a点D．逆反应速率：a点＞c点答案：C解析：A．升温，CO的转化率减小，所以该反应的△H＜0B．在同一温度下，P3时CO的转化率最大，P1时CO的转化率最小，且P增大，CO的转化率增大，所以P3＞P2＞P1C．a点时压强为P3，b点压强为P1，P3＞P1，故浓度：b点＜a点D．a点对应温度压强都高于c点，所以逆反应速率：a＞c10．反应2NO+Cl2＝2NOCl在295K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下：c(NO)/(mol·L-1)c(Cl2)/(mol·L-1)v(Cl2)/(mol·L-1·s-1)①0.1000.1008.0×10-3②0.5000.1002.0×10-1③0.1000.5004.0×10-2注：①反应物浓度与反应速率关系式为v(Cl2)=k·cm(NO)cn(Cl2)（式中速率常数k=Ae-Ea/RT，其中Ea为活化能，A、R均为大于0的常数，T为温度）；②反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法不正确的是A．m=2，n=1，反应级数为3级B．当c(NO)=0.200mol·L-1，c(Cl2)=0.300mol·L-1，v(NO)=0.192mol·L-1·s-1C．加入催化剂可以改变反应途径，也可以增大速率常数k，而加快反应速率D．升高温度，可以增大反应的活化能Ea，从而使速率常数k增大答案：D解析：由表中①③数据可知，n=1，由①②组数据可知，m=2，由①数据可知；A.据数据分析知m=2，n=1，反应级数为3级，A正确；B.当c(NO)=0.200mol·L-1，c(Cl2)=0.300mol·L-1，v(NO)=2v(Cl2)=2×8.0××0.300mol·L-1·s-1=0.192mol·L-1·s-1，B正确；C.催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子数目，增大反应速率，C正确；D.升高温度，活化能不变，D错误;11．工业上，可采用还原法处理尾气中NO，其原理:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)△H<0。在化学上，正反应速率方程式表示为v(正)＝k(正)·cm(NO)·cn(H2)，逆反应速率方程式表示为v(逆)=k(逆)·cx(N2)·cy(H2O)，其中，k表示反应速率常数，只与温度有关，m，n，x，y叫反应级数，由实验测定。在恒容密闭容器中充入NO、H2，在T℃下进行实验，测得有关数据如下：实验c(NO)/mol·L-1c(H2)/mol·L-1v(正)/mol·L-1·min-1①0.100.100.414k②0.100.401.656k③0.200.101.656k下列有关推断正确的是A．上述反应中，正反应活化能大于逆反应活化能B．若升高温度，则k(正)增大，k(逆)减小C．在上述反应中，反应级数：m=2，n=1D．在一定温度下，NO、H2的浓度对正反应速率影响程度相同答案：C解析：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)△H<0，正反应是放热反应，根据反应热等于正反应活化能与逆反应活化能之差，分析判断A的正误；根据升高温度，反应速率加快分析判断B的正误；根据表格数据知，①、②实验数据比较，可以计算n。①和③比较可以计算m，分析判断C的正误；根据C的计算结果分析判断D的正误。A.上述反应的正反应是放热反应，反应热等于正反应活化能与逆反应活化能之差，由此推知，正反应活化能小于逆反应活化能，故A错误；B.升高温度，正、逆反应速率都增大，故正、逆反应速率常数都增大，故B错误；C.由表格数据知，①、②实验数据比较，eq\f(②,①)＝4n＝eq\f(1.656k,0.414k)＝4，故n＝1。eq\f(③,①)＝2m＝eq\f(1.656k,0.414k)＝4，则m＝2，故C正确；D.由于正反应速率表达式中NO、H2的反应级数不相等，所以，NO、H2浓度对正反应速率的影响程度不相同，故D错误；故选C。12．已知化学反应：NO2＋CONO＋CO2，①当t<250℃时，v＝k·c2(NO2)，②当t>250℃时，v＝k·c(NO2)·c(CO)。以上两式中v为反应速率，k为速率常数(一定温度下为定值)。下列叙述正确的是A．当NO2和CO的浓度相等时，升高或降低温度，反应速率不变B．因反应前后气体分子数目不变，故改变压强反应速率不变C．增大NO2的浓度为原来的2倍，反应速率一定变为原来的4倍D．当温度低于250℃时，改变CO的浓度，反应速率基本不变答案：D解析：升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢，A项错误；该反应前后气体分子数目不变，改变压强，平衡不移动，但反应速率对应改变，B项错误；增大NO2的浓度为原来的2倍，若t>250℃，根据v＝k·c(NO2)·c(CO)可知，反应速率变为原来的2倍，C项错误；当温度低于250℃时，根据v＝k·c2(NO2)可知，一定温度下，反应速率只与c(NO2)有关，改变CO的浓度，反应速率基本不变，D项正确。13．反应2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2，放出166kJ的热量，该反应的速率表达式为v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测)，其反应包含下列两步：①2NO＋H2=N2＋H2O2(慢)②H2O2＋H2=2H2O(快)T℃时测得有关实验数据如下：序号c(NO)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)速率/(mol·L－1·min－1)Ⅰ0.00600.00101.8×10－4Ⅱ0.00600.00203.6×10－4Ⅲ0.00100.00603.0×10－5Ⅳ0.00200.00601.2×10－4下列说法错误的是A．整个反应速率由第①步反应决定B．正反应的活化能一定是①＜②C．该反应速率表达式：v＝5000c2(NO)·c(H2)D．该反应的热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1答案：B解析：A．由①、②两反应知，反应过程中反应慢的反应决定反应速率，整个反应速率由第①步反应决定，正确；B.反应①慢，说明反应①的活化能高，正反应的活化能一定是①>②，错误；C.比较实验Ⅰ、Ⅱ数据可知，NO浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速率增大一倍，比较实验Ⅲ、Ⅳ数据可知，H2浓度不变，NO浓度增大一倍，反应速率增大四倍，据此得到速率方程：v＝kc2(NO)·c(H2)，依据实验Ⅰ中数据计算k＝5000，则速率表达式为v＝5000c2(NO)·c(H2)，正确；D.反应2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的热量，生成28gN2放热664kJ，热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1，正确。14．t℃时，在两个起始容积都为1L的恒温密闭容器中发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0，实验测得v正＝v(H2)消耗＝v(I2)消耗＝k正c(H2)·c(I2)；v逆＝v(HI)消耗＝k逆c2(HI)。k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是容器物质的起始浓度/(mol/L)物质的平衡浓度/(mol/L)c(H2)c(I2)c(HI)c(I2)Ⅰ(恒容)0.10.100.07Ⅱ(恒压)000.8A.平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为1∶5B．平衡时，容器Ⅱ中c(I2)＞0.28mol/LC．t℃吋，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为K＝eq\f(k正,k逆)D．平衡时，向容器Ⅰ中再通入0.1molH2、0.1molI2和0.2molHI，此时v正＞v逆答案：C解析：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反应前后气体分子总数不变，容器Ⅰ、Ⅱ等温等体积，则气体压强之比为物质的量之比，从投料看，容器Ⅱ的量为容器Ⅰ的4倍，故平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为1∶4，A错误；结合反应特点和投料看，容器Ⅰ、Ⅱ的平衡为等效平衡，则平衡时容器Ⅰ中c(I2)＝0.07mol/L，Ⅱ中c(I2)＝0.28mol/L，B错误；平衡时，v正＝v逆，已知v正＝v(H2)消耗＝v(I2)消耗＝k正c(H2)·c(I2)；v逆＝v(HI)消耗＝k逆c2(HI)，则平衡时，k正c(H2)·c(I2)＝k逆c2(HI)，则t℃吋，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为：K＝eq\f(c2(HI),c(H2)·c(I2))，K＝eq\f(k正,k逆)，则C正确；平衡时，向容器Ⅰ中再通入0.1molH2、0.1molI2和0.2molHI，等效于增压，则平衡不移动，此时v正＝v逆，D错误。15．某温度下，在起始压强为80kPa的刚性容器中，发生NO的氧化反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH，该反应的反应历程分两步进行，其速率方程和反应过程中能量变化如下：①2NO(g)N2O2(g)v1正＝k1正c2(NO)v1逆＝k1逆c(N2O2)②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)v2正＝k2正c(N2O2)·c(O2)v2逆＝k2逆c2(NO2)下列说法正确的是()A．NO氧化反应速率快慢的决定步骤的活化能是E5—E3B．一定温度下，2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)平衡常数表达式K＝eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)C．升高温度，NO氧化反应的化学平衡向正反应方向移动D．该温度下，将等物质的量的NO和O2混合反应(忽略2NO2N2O4)，NO的平衡转化率为40%时，该反应的平衡常数Kp＝eq\f(1,80)kPa－1答案：B解析：整体的反应速率取决于慢反应，活化能越大，反应速率越慢，据图可知活化能大的步骤为第二步反应，活化能为E4—E2，故A错误；2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)平衡常数表达式K＝eq\f(c2（NO2）,c2（NO）·c（O2）)＝eq\f(c（N2O2）,c2（NO）)·eq\f(c2（NO2）,c（N2O2）·c（O2）)，而对于反应①平衡时正逆反应速率相等，即k1正c2(NO)＝k1逆c(N2O2)，所以K1＝eq\f(c（N2O2）,c2（NO）)＝eq\f(k1正,k1逆)，同理可得反应②的平衡常数K2＝eq\f(c2（NO2）,c（N2O2）·c（O2）)＝eq\f(k2正,k2逆)，所以K＝K1·K2＝eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)，故B正确；据图可知该反应的反应物总能量高于生成物总能量，所以为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故C错误；设等物质的量的NO和O2分别为40mol，NO的平衡转化率为40%，列三段式有eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,2NO(g),＋,O2(g),,2NO2(g),起始(mol),40,,40,,0,转化(mol),16,,8,,16,平衡(mol),24,,32,,16)刚性容器中气体的压强比等于物质的量之比，起始气体的总物质的量为80mol，压强为80kPa，则平衡时p(NO)＝24kPa，p(O2)＝32kPa，p(NO2)＝16kPa，Kp＝eq\f(p2(NO2),p(O2)·p2(NO))＝eq\f(162,32×242)＝eq\f(1,72)(kPa－1)，故D错误。16.(2024届河南实验中学节选)CO2是一种温室气体，对人类的生存环境产生巨大的影响，维持大气中CO2的平衡对生态环境保护有着重要意义。I．可利用CH4与CO2制备合成气(CO、H2)，在某一刚性密闭容器中CH4、CO2的分压分别为15kPa、20kPa，加入Ni/α－Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。(1)研究表明CO的生成速率ν(CO)＝1.28×10－2p(CH4)·p(CO2)(kPa·s－1)，某时刻测得p(H2)＝10kPa，则该时刻v(CH4)＝__________kPa·s－1。答案：(1)0.96解析：(1)在某一钢性密闭容器中CH4、CO2的分压分别为15kPa、20kPa，某时刻测得p(H2)=10kPa，则：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)起始(kPa)152000转化(kPa)551010平衡(kPa)10151010该时刻v(CO)＝1.28×10-2•p(CH4)•p(CO2)＝1.28×10-2×10×15＝1.92kPa·s-1，则v(CH4)＝eq\f(1,2)v(CO)＝eq\f(1,2)×1.92kPa·s-1＝0.96kPa·s-1。17.(2024届重庆第一中学节选)利用CO2催化加氢制二甲醚(CH3OCH3)过程中发生的化学反应为：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)△H1＞0反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)△H2＜0反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)△H3＜0回答下列问题：(1)反应Ⅱ的速率方程为v正＝k正·p(CO2)·p3(H2)，v逆＝k逆·p(CH3OH)·p(H2O)其中v正、v逆为正、逆，反应速率k正、k逆为速率常数，p为各组分的分压。在密闭容器中按一定比例充入H2和CO2，体系中各反应均达到化学平衡。向平衡体系中加入高效催化剂，eq\f(正,v逆)将_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；增大体系压强eq\f(k正,k逆)的值将_______。答案：(1)不变不变解析：(1)达到平衡时，正、逆反应速率相等，加入催化剂同倍数改变正、逆速率，故eq\f(正,v逆)将不变；k正、k逆为速率常数，只与温度有关，则增大体系压强，eq\f(k正,k逆)的值将不变；18.(2024届湖北高中名校联盟节选)氮氧化物是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质之一。研究消除氮氧化物的反应机理，对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。回答下列问题：③碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程如下：第一步I2(g)2I(g)(快速平衡，平衡常数为K)第二步I(g)+N2O(g)N2(g)＋IO(g)(慢反应)第三步2IO(g)+2N2O(g)2N2(g)+2O2(g)+I2(g)(快反应)则第二步的活化能________(填“＞”“＜”或“＝”)第三步的活化能。实验表明，碘蒸气存在时N2O分解速率方程v＝k•c(N2O)•c0.5(I2)(k为速率常数)，已知第二步反应不影响第一步的平衡，其反应速率方程v＝k1•c(N2O)•c(I)(k1为速率常数)。则第一步反应的平衡常数K＝_____(用k和k1表示)。答案：③＞eq\f(k2,keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))解析：③慢反应的活化能大，第二步反应为慢反应，第三步反应为快反应，则第二步的活化能＞第三步的活化能。实验表明，碘蒸气存在时N2O分解速率方程v＝k•c(N2O)•c0.5(I2)(k为速率常数)，已知第二步反应不影响第一步的平衡，其反应速率方程v＝k1•c(N2O)•c(I)(k1为速率常数)。则平衡时，k•c(N2O)•c0.5(I2)＝k1•c(N2O)•c(I)，第一步反应的平衡常数K＝eq\f(c2(I),c(I2))＝eq\f(k2,keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))。19.(2024届杭州高级中学节选)用CO2、CO和H2在催化剂作用下制取甲烷、甲醇、乙烯等有重要的意义。(1)已知CO2(g)＋4H2O(g)CH4(g)＋2H2O(g)△H1＝akJ∙mol－1CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)△H2＝－890.0kJ∙mol－1①已知：H2的标准燃烧热为286kJ·mol-1，H2O(g)＝H2O(1)△H3＝－44kJ·mol-1，计算△H1＝____kJ·mol-1。②已知在一定温度下的发生反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O，正＝k正c(CO2)∙c4(H2)，v逆＝k逆c(CH4)∙c2(H2O)，(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K＝10，则k正=_____k逆。升高温度，k正增大的倍数_____(填“大于”“小于”或等于”)k逆增大的倍数。答案：(1)①－166②10小于解析：(1)①根据题干信息得热化学方程式：④H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)＝H2O(l)△H4＝－286kJ∙mol－1；①CO2(g)＋4H2O(g)CH4(g)＋2H2O(g)△H1＝akJ∙mol－1；②CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)△H2＝－890.0kJ∙mol－1；③H2O(g)＝H2O(1)△H3＝－44kJ·mol-1；根据盖斯定律，反应①＝4×④－②－2×③，△H1＝4△H4－△H2－2△H3＝－166kJ∙mol－1；②平衡时，正＝v逆＝k正c(CO2)∙c4(H2)＝k逆c(CH4)∙c2(H2O)，则K＝eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c(CH4)∙c2(H2O),c(CO2)∙c4(H2))＝10，所以k正＝10k逆；该反应时放热反应，升高温度使平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，所以升高温度时，k正增大倍数小于k逆增大倍数；20.(2024届安徽师范大学附属中学节选)自从1909年化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氮的化合物在生产生活中有着广泛应用，与此有关的研究已经获得三次诺贝尔化学奖。目前气态含氮化合物及相关转化依然是科学家研究的热门问题。请回答下列问题：(3)活性炭还原法是消除氮氧化物污染的有效方法，其原理为2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)△H。已知该反应的正、逆反应速率方程分别为正＝k正∙P2(NO2)、v逆＝k逆∙P(N2)∙P2(CO2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，变化曲线如图所示，则该反应的反应热△H_______0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程_____________________________________________________________________。答案：(3)小于降低温度，k正减小的幅度较小，k逆减小的幅度较大，说明降低温度，平衡正向移动，该反应为放热反应解析：(3)分析k与温度的关系可知，则该反应的反应热△H小于0.降低温度，k正减小的幅度较小，k逆减小的幅度较大，说明降低温度，平衡正向移动，该反应为放热反应。第(4)问，①在A点时，CO的物质的量继续减少，反应正向进行，v(N2O生成)＜v(N2生成)；21．(2024届湖南湘西节选)利用1－甲基萘(1－MN)制备四氢萘类物质(MTLs，包括1－MTL和5－MTL)。反应过程中伴有生成十氢萘(1－MD)的副反应，涉及反应如图：回答下列问题：(3)四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。①c、d分别为反应R1和R3的平衡常数随温度变化的曲线，则表示反应R4的平衡常数随温度变化曲线为___________________。②已知反应R1的速率方程正＝k正∙c(1－MN)∙c2(H2)，v逆＝k逆∙c(5－MTL)(k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关)。温度T1下反应达到平衡时k正＝1.5k逆，温度T2下反应达到平衡时k正＝k逆。由此推知，T1________T2(填“>”“<”或“=”)。③下列说法不正确的是_________(填标号)。A．四个反应均为放热反应B．反应体系中1－MD最稳定C．压强越大，温度越低越有利于生成四氢萘类物质D．由上述信息可知，400K时反应R4速率最快答案：(3)①a②＞③CD 解析：(3)①由于生成十氢萘(1－MD)的总反应是相同的，则总反应的平衡常数在一定温度下为定值，则K1K2＝K3K4，c、d分别为反应R1和R3的平衡常数随温度变化的曲线，由图像可知，相同温度下K1＞K3，则K2＜K4，结合图像可知，表示反应R4的平衡常数随温度变化曲线为a。②反应达平衡时，正＝v逆，则k正∙c(1－MN)∙c2(H2)＝k逆∙c(5－MTL)，平衡常数K＝eq\f(c(5－MTL),c(1－MN)∙c2(H2))＝eq\f(k正,k逆)，T1温度时，KT1＝eq\f(k正,k逆)＝1.5，T2温度时，KT2＝eq\f(k正,k逆)＝3，由图甲可知，K值随温度升高而减小，则T1＞T2；③A．由图甲可知，升高温度，K逐渐减小，说明升高温度平衡逆向移动，则四个反应正反应均为放热反应，A正确；B．能量越低越稳定，反应过程中生成1－MD的总反应为放热反应，说明生成物的能量低于反应物，故反应体系中1－MD最稳定，B正确；C．R1和R3均为气体体积减小的放热反应，但是反应过程中伴有生成十氢萘(1－MD)的副反应R2和R4，该副反应也均为气体体积减小的放热反应，因此压强越大，温度越低，可能会导致副产物的增加，C错误；D.由①分析知，a为反应R4的平衡常数随温度变化的曲线，400K时反应R4的反应平衡常数最大，但不代表其反应速率最快，D错误；故选CD。22.(2024届湖南长沙周南中学节选)Ⅰ．煤是重要的化工原料，利用煤的气化、液化可制取甲醇等有机物，其中发生的反应有：Ⅱ．“绿水青山，就是金山银山”，环境问题已被受全球广泛关注。氮的氧化物是大气主要污染物之一，环境保护的重要任务之一就是减少氮的氧化物等污染物在大气中的排放。查有关资料可知：的反应历程分两步：第一步：2NO(g)N2O2(快)△H1＜0；正＝k1正∙c2(NO)，逆＝k1逆∙c2(N2O2)；第二步：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)△H2＜0；正＝k2正∙c(N2O2)∙c(O2)；逆＝k2逆∙c2(NO2)；(3)N2O5是一种新型硝化剂，人们对它的性质和制备广泛关注。已知：在500K时可发生分解：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)。此温度下，测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表：t/s01020c(N2O5)/(mol/L)2.51.51.3①10～20s内，用O2来表示的平均化学反应速率为___________；②在此温度下，于恒容密闭容器中充入amolN2O5进行此反应，能说明该反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)a．2正(N2O5)＝v逆(O2)b．NO2和O2的浓度之比保持不变c．在绝热容器中，反应的平衡常数不再变化d．容器内气体的平均相对分子质量为45，且保持不变将一定量的N2O4加入到恒温恒压的密闭容器中(温度298K、压强100kPa)。在反应N2O4(g)2NO2(g)中，正反应速率正＝k正∙P(N2O4)，逆反应速率v逆＝k逆∙P2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，p为分压(分压＝总压×物质的量分数)，若该条件下k正＝2.0×104S-1，当20%的N2O4分解时，正＝_______kPa∙s-1。答案：(3)①0.01mol·L-1·s-1②cd解析：(3)①10～20s内，用O2来表示的平均化学反应速率v(O2)＝0.5v(N2O5)＝eq\f(1.5mol/L－1.3mol/L,10s)＝0.04mol·L-1·s-1；②a．2正(N2O5)＝v逆(O2)时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故a不选；b．NO2和O2的浓度之比是定值，当NO2和O2的浓度之比保持不变时，不能说明反应达到平衡，故b不选；c．在绝热容器中，反应过程中温度发生变化，K值发生变化，当平衡常数K不再变化时，说明反应达到平衡，故c选；d．该反应过程中气体总质量不变，总物质的量增大，气体的平均相对分子质量减小，当容器内气体的平均相对分子质量为45，且保持不变时，说明反应达到平衡，故d选；故选cd。23．(2024届浙江金丽衢十二校联考节选)Ⅰ．氮的固定意义重大，氮肥的使用提高了粮食产量。(4)在T1℃，平衡时lgP(N2O)与lgP(CO2)的关系如图丁所示，P为物质的分压强(单位为kPa)。若正＝k正P(N2O)∙P(CO)、v逆＝k逆P(N2)∙P(CO2)，则eq\f(k正,k逆)＝__________。(分压＝总压×物质的量分数)。答案：(4)4×104解析：(4)平衡时v正=v逆，即k正P(N2O)∙P(CO)＝k逆P(N2)∙P(CO2)，有eq\f(k正,k逆)＝eq\f(P(N2)∙P(CO2),P(N2O)∙P(CO))，代入横坐标为1纵坐标为3那个点的数据，P(CO2)＝103kPa，P(N2)＝2103kPa，P(N2O)＝10kPa，P(CO)＝eq\f(1,2)×10kPa，则eq\f(2×103×103,10×5)＝4×104。24．(2024届好教育云一模节选)H2S的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。回答下列问题：(2)H2S与CO2在高温下反应制得的羰基硫(COS)可用于合成除草剂。在610K时，将0.40molH2S与0.10molCO2充入2.5L的空钢瓶中，发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)△H＝＋35kJ/mol，反应达平衡后水蒸气的物质的量分数为0.02。①在610K时，反应经2min达到平衡，则0～2min的平均反应速率v(H2S)＝______________。②实验测得上述反应的速率方程为：v正＝k正·c(H2S)·c(CO2)，v逆=k逆·c(COS)·c(H2O)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，速率常数k随温度升高而增大。则达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。③该条件下，容器中反应达到化学平衡状态的依据是(填字母)。A．容器内混合气体密度不再变化B．v正(H2S)=v逆(COS)C．容器内的压强不再变化D．H2S与CO2的质量之比不变答案：(2)0.002mol/(L·min)＞BD解析：(2)①设达到平衡时，H2S转化的物质的量为amol，列出三段式：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)起始(mol)0.40.100转化(mol)aaaa平衡(mol)0.4－a0.1－aaa因达到平衡后水蒸气物质的量分数为0.02，所以eq\f(a,0.5)＝0.02，解得a＝0.01，则v(H2S)＝eq\f(0.01mol,2L×2min)＝0.002mol/(L∙min)；②该反应正反应为吸热，升温平衡正向移动，V正＞V逆，所以仅升高温度，K正增大倍数大于K逆增大倍数；③A．该反应不涉及非气体物质参与反应，气体总质量不变，容器体积不变，所以密度始终不变，无法判断反应是否平衡，故A错误；B．v正(H2S)＝v逆(COS)表示不同反应进行方向，且速率大小符合计量数之比，所以可以判断反应达到平衡，故B正确；C．该反应前后气体总物质的量不变，且温度和体积也不变，所以压强始终不变，不能判断该反应是否平衡，故C错误；D．H2S与CO2的质量之比为eq\f(0.4－a,0.1－a)，质量之比不变，说明各组分含量不变，可以证明反应达到平衡状态，故D正确；答案选BD。25.(2024届广东揭阳普宁二中)含氮化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：(2)在恒容密闭容器中按投料比eq\f(n(H2),n(NO))＝1发生反应Ⅲ，不同催化剂条件下，反应相同时间时，测得NO转化率与温度的关系如图所示。①下列能够说明反应Ⅲ在某种条件下已达到化学平衡状态的是___________(填标号)。A．正(NO)＝2v逆(N2)B．混合气体的密度不再变化C．200℃时，容器内气体总压强不再变化D．混合气体的平均相对分子质量不再变化②使用催化剂乙，温度高于350℃时，NO转化率降低，原因可能是___________。③研究表明该反应速率v＝k∙cm(H2)∙c2(NO)，其中k为速率常数，与温度、活化能有关。T1℃的初始速率为v0，当H2转化率为50%时，反应速率为eq\f(v0,8)，由此可知m＝___________。答案：(2)①ACD②350℃时反应Ⅲ已达到化学平衡状态，该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动(或催化剂活性逐渐失去等)③1解析：(2)①A．反应达到平衡状态时，两种物质的正、逆反应速率之比等于两种物质的化学计量数之比，即正(NO)＝2v逆(N2)，A正确；B．混合气体的密度是常量，常量不再变化，反应不一定达到平衡状态，B错误；C．一定温度下，容器内气体总压强是变量，变量不再变化，反应一定达到平衡状态，C正确；D．混合气体的平均相对分子质量是变量，变量不再变化，反应一定达到平衡状态，D正确；故选ACD。②使用催化剂乙，温度高于350℃时，NO转化率降低，原因可能是350℃时反应Ⅲ已达到化学平衡状态，该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动(或催化剂活性逐渐失去等)。③研究表明该反应速率v＝k∙cm(H2)∙c2(NO)，其中k为速率常数，与温度、活化能有关。T1℃的初始速率为v0，当H2转化率为50%时，反应速率为eq\f(v0,8)，列出式子：v0＝v＝k∙cm(H2)∙c2(NO)和eq\f(v0,8)＝k∙[eq\f(1,2)c(H2)]m∙[eq\f(1,2)c(NO)]2，解得m＝1。26.(2024届江苏徐州开学考试)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一、反应如下：反应ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)△H1＝＋206kJ·mol-1；反应ⅱ：CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)△H2＝＋165kJ·mol-1。(3)某科研小组研究了反应ⅱ的动力学，获得其速率方程v＝k·cm(CH4)·c0.5(H2O)，k为速率常数(只受温度影响)，m为CH4的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分初浓度和反应初速率如下：实验序号c(H2O)/mol·L-1c(CH4)/mol·L-1v/mol·L-1·s-1