2024人教版高中化学必修第二册同步练习题--第二节　化学反应的速率与限度（含解析）

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2024人教版高中化学必修第二册同步
第二节　化学反应的速率与限度
第1课时　化学反应的速率
基础过关练
题组一　化学反应速率的表示及计算
1.(2023四川巴中期末)已知4NH3+5O24NO+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是(　　)
A.v(NH3)=v(O2)
B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O)
D.v(O2)=v(NO)
2.(2022湖南邵东一中月考)在某密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经2 min,B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的表示正确的是(　　)
A.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B.分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1
C.在2 min末的反应速率,用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D.在这2 min内用C表示的反应速率的值是逐渐增大的
3.(2022福建厦门一中期中)反应4A(s)+5B(g) 4C(g)+6D(g)在10 L密闭容器中进行,半分钟后,D的物质的量增加了0.45 mol,则下列说法正确的是(　　)
A.半分钟时v(B)=0.001 5 mol·L-1·s-1
B.半分钟内v(A)=0.001 0 mol·L-1·s-1
C.半分钟内v(C)=0.001 0 mol·L-1·s-1
D.半分钟内v(D)=0.045 mol·L-1·s-1
题组二　化学反应速率快慢的比较
4.(2023甘肃天水一中期中)反应A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应速率最快的是(　　)
A.v(C)=0.002 mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.01 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.025 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.05 mol·L-1·min-1
5.(2022江西上饶中学月考)对于反应3A(g)+B(g) 4C(g)+2D(g),测得4种条件下的反应速率分别为:①v(A)=0.9 mol·L-1·s-1、
②v(B)=24 mol·L-1·min-1、③v(C)=1.6 mol·L-1·s-1、④v(D)=1.8 mol·L-1·min-1。则上述4种条件下的反应速率大小关系正确的是(　　)
A.②>④>③>①　　　　B.②>①>④>③
C.②=③>①>④　　　　D.②=③>④=①
题组三　影响化学反应速率的因素
6.(教材习题改编)采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是(　　)
A.Fe与稀硫酸反应制取H2时,用浓硫酸代替稀硫酸
B.NaOH溶液和稀硝酸反应时,增大反应体系的压强
C.Na与水反应时,增加水的用量
D.工业上合成氨时,使用铁触媒作催化剂
7.(2023山西太原期中)在一恒容密闭容器中发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),下列说法错误的是(　　)
A.增加少量木炭的物质的量,化学反应速率会加快
B.升高温度,化学反应速率会加快
C.增加CO2的浓度,化学反应速率会加快
D.将木炭粉碎成粉末状,化学反应速率会加快
8.(2023福建三明期中)下列四个试管中,发生如下反应:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,产生气体的速率最慢的是(　　)
试管 CaCO3的状态 盐酸的浓度 温度
A 块状 1 mol·L-1 20 ℃
B 粉末状 1 mol·L-1 20 ℃
C 块状 2 mol·L-1 40 ℃
D 粉末状 2 mol·L-1 40 ℃
9.(2023广东湛江二中期中)在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)B(g)+C(g),若反应物的浓度由2 mol/L降到0.8 mol/L需要20 s,那么反应物浓度再由0.8 mol/L降到0.2 mol/L所需要的时间为(　　)
A.10 s　　　　B.大于10 s C.小于10 s　　　　D.无法判断
10.(2022江西新余一中期中)我国科学家最新开发的新型催化剂可催化甲烷制备乙酸:2CH4(g)+2O2(g) CH3COOH(g)+2H2O(g)。在恒容密闭容器中发生上述反应,下列说法错误的是(　　)
A.其他条件不变,升高温度,反应速率增大
B.其他条件不变,充入稀有气体,反应速率减小
C.CH4、O2的反应速率相等
D.其他条件不变,加入催化剂能提高反应速率
题组四　化学反应速率的简单图像
11.(2023河南南阳联考)向5 L恒容密闭容器中充入一定量N2和CO2,发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g),其中N2、NO的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则0~10 min内用NO浓度变化表示的平均反应速率为(　　)
A.0.04 mol·L-1·min-1 B.0.02 mol·L-1·min-1
C.0.004 mol·L-1·min-1 D.0.008 mol·L-1·min-1
12.某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
回答下列问题。
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2)反应从开始至2 min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)2 min时容器内混合气体的总压强与起始时相比　　　　(填“增大”“减小”或“不变”);混合气体密度与起始时相比　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)下列措施能加快反应速率的是　　　　　　　　　　　　　。
A.恒压时充入He　　　　　　B.恒容时充入He
C.恒容时充入X　　　　　　 D.及时分离出Z
E.升高温度　　　　 F.选择高效的催化剂
能力提升练
题组一　化学反应速率的理解与计算
1.(2023江西抚州联考)在密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)wC(g),同一时间段内测得A的浓度每分钟减少0.15 mol·L-1,B的浓度每分钟减少0.05 mol·L-1,C的浓度每分钟增加0.1 mol·L-1。下列说法正确的是(　　)
A.在容器容积和温度不变的条件下,随着反应的进行,体系的压强逐渐增大
B.化学计量数之比m∶n∶w=3∶1∶2
C.单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加
D.若在前5 s内A减少了a mol,则在前10 s内A减少了2a mol
2.(2022江苏淮安月考)1 L恒容密闭容器中,充入0.4 mol A气体和0.2 mol B气体,发生如下反应:2A(g)+B(g) nC(g)+D(g),2 min末容器中D的物质的量为0.1 mol,若测得前2 min以C浓度变化来表示的平均速率为0.05 mol·L-1·min-1。下列说法错误的是(　　)
A.n=2
B.2 min内v(A)=0.1 mol·L-1·min-1
C.2 min末c(B)为0.1 mol·L-1
D.2 min末D的物质的量分数为20%
3.(2023山东青岛二中期中)一定温度下,向2 L恒容密闭容器中加入6 mol A和2 mol B,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g);2 min时,剩余1.2 mol B,并测得C的浓度为0.8 mol/L。下列说法正确的是(　　)
A.x=1
B.0~2 min内,A的平均反应速率为1.2 mol·L-1·min-1
C.当容器内剩余0.4 mol B时,反应时间为4 min
D.其他条件相同,若起始时向1 L容器中充入6 mol A和2 mol B,当剩余1.2 mol B时,消耗时间小于2 min
题组二　化学反应速率影响因素的综合分析
4.向四个体积相同的密闭容器(甲、乙、丙、丁)中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按反应速率由大到小排列顺序正确的是　(　　)
甲:在500 ℃时,10 mol SO2和5 mol O2反应
乙:在500 ℃时,用V2O5作催化剂,10 mol SO2和5 mol O2反应
丙:在450 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
丁:在500 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
A.甲、乙、丙、丁　　　　B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙　　　　D.丁、丙、乙、甲
5.(2023河南南阳联考,)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。下列四组实验中出现浑浊时间的关系正确的是(　　)
实 验 反应 温度/℃ Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 H2O 出现浑浊时间
V/mL c/( mol·L-1) V/mL c/( mol·L-1) V/mL t/min
① 25 5 0.2 5 0.2 10 t1
② 25 5 0.1 10 0.1 5 t2
③ 35 10 0.2 5 0.4 5 t3
④ 35 10 0.1 5 0.2 5 t4
A.t1>t2>t4>t3　　　　B.t2>t1>t4>t3
C.t1>t2>t3>t4　　　　D.t3>t1>t2>t4
6.(2022安徽皖西南联盟月考)某课外兴趣小组实验探究影响化学反应速率的因素。
(1)为探究金属的活动性对金属与稀硫酸反应的反应速率的影响,小组同学用Cu、Fe、Mg和同浓度的硫酸反应,研究的实验报告如下表:
实验步骤 现象 结论
①分别取等体积的2 mol·L-1硫酸溶液于试管中;②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg 反应快慢:Mg>Fe>Cu
预期的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是　　　　　　　　　　　。
(2)为更精确地研究浓度对反应速率的影响,小组同学利用压强传感器等数字化实验设备,探究镁与不同浓度硫酸的反应速率,两组实验所用药品如下表:
实验序号 镁条的 质量/g 硫酸
物质的量浓度/ (mol·L-1) 体积/mL
Ⅰ 0.01 1.0 2
Ⅱ 0.01 0.5 2
实验结果如下图所示。
①实验Ⅰ对应图中曲线　　　　(填字母);图中曲线上的斜率越大,说明反应速率越　　　　(填“快”“慢”或“无法确定”)。
②分析实验Ⅱ对应曲线可知,反应开始阶段,反应速率不断加快,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;随着反应不断进行,化学反应速率减慢,原因是　　　　　　　　　　　　　　。
题组三　化学反应速率图像的综合分析与应用
7.(2023浙江杭州重点中学联考)CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O是放热反应,反应过程中生成的CO2气体体积(已折算成标准状况)随反应时间变化的情况如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.若将块状CaCO3改成粉末状CaCO3,不能增大反应速率
B.在0~t1、t1~t2、t2~t3各相同的时间段里收集到气体最多的是t2~t3
C.t1~t2时间段主要是因为温度升高使反应速率加快
D.t2~t3时间段用CO2的浓度变化表示的平均反应速率为 mol·L-1·min-1
8.(2022浙江舟山中学月考)实验探究H2O2分解速率的影响因素。H2O2的浓度在不同条件下随时间变化的曲线如图所示。
实验分组及反应条件分别为:
分组 温度/℃ pH c(Mn2+)/(mol·L-1)
① 60 ≈7 0.000 02
② 60 12 0
③ 60 13 0
④ 60 11 0.000 02
⑤ 70 13 0
下列说法不正确的是(　　)
A.实验①、④说明中性条件下,少量Mn2+对H2O2分解的影响不大
B.实验②、③说明其他条件相同时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越大
C.实验③、⑤说明温度升高可以增大H2O2的分解速率
D.实验④0~40 min内的平均速率v(H2O2)=0.022 5 mol·L-1·min-1
第2课时　化学反应的限度
基础过关练
题组一　对化学反应限度的理解
1.下列说法中不正确的是(　　)
A.当一个可逆反应达到平衡状态时,就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,这个反应的正反应速率和逆反应速率相等
C.可以通过控制反应条件,使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3
D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变
2.(教材习题改编)在一定条件下,某可逆反应X2+Y2 2XY的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.t1时刻,反应逆向进行
B.t2时刻,反应停止进行
C.t3时刻,反应已达该条件下的限度
D.t1~t2时刻,反应物的量逐渐增多
3.500 ℃时,将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中,反应达到平衡时,NH3的浓度不可能是(　　)
A.0.1 mol·L-1　　　　 B.0.12 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1　　　　D.0.16 mol·L-1
题组二　化学平衡状态的判断
4.(2023河南焦作期中)一定条件下在某密闭容器中发生反应:2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色),下列有关说法错误的是(　　)
A.达到平衡后,v正(NO2)=2v逆(N2O4)
B.达到平衡后,NO2、N2O4的物质的量保持不变
C.达到平衡后,若增大容器的体积,则反应速率增大
D.当气体的颜色保持不变时,该反应达到平衡状态
5.(2023湖北名校联考)吸热反应H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g),若在恒容绝热的容器中发生,下列情况下能判断反应一定达到平衡状态的是(　　)
A.容器内混合气体的摩尔质量不再改变
B.容器内的压强不再改变
C.容器内各气体浓度相等时
D.断开2 mol H—S键的同时断裂1 mol H—O键
6.(2023山东枣庄三中月考)在紫外线的作用下,氧气可生成臭氧:3O2(g) 2O3(g)。在一恒容密闭容器中发生该反应,能说明该反应达到平衡状态的是(　　)
A.单位时间内生成2 mol O3,同时消耗3 mol O2
B.O2的消耗速率为0.3 mol·L-1·s-1,O3的消耗速率为0.2 mol·L-1·s-1
C.容器内,两种气体的浓度相等
D.气体密度不再改变
7.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是(　　)
A.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),反应体系中相同时间内,生成H—H键的数目与断开H—O键的数目之比为1∶2
B.2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),混合气体的总物质的量不再改变
C.CaCO3(s) CO2(g)+CaO(s),恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D.H2(g)+I2(g) 2HI(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
题组三　化学反应条件的控制
8.(2022山西朔州期末)下列反应条件的控制中不恰当的是(　　)
A.为防止铁生锈,在其表面涂一层防锈油漆
B.为加快稀盐酸与NaOH的反应速率,加入更多同浓度的稀盐酸
C.为加快KClO3的分解速率,加入MnO2
D.为防止火灾,在面粉厂要严禁烟火
9.(2022辽宁辽东南协作校月考)下列关于工业合成氨反应的说法正确的是(　　)
A.使用铁触媒作催化剂,可提高合成氨反应的速率和平衡转化率
B.500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应,提高H2的平衡转化率
C.合成氨采用的压强通常为10 MPa~30 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最高
D.合成氨工业采用高压,不仅能提高转化率,还能缩短达到平衡的时间
10.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是(　　)
①提高燃料的着火点
②降低燃料的着火点
③将固体燃料粉碎
④将液体燃料雾化处理
⑤将煤进行气化处理
⑥通入过量的空气
A.①③④⑤　　　　B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥　　　　D.①②③④
11.以下是反应2SO2+O22SO3在不同条件下达到平衡状态时SO2的转化率。
压强 转化率 温度 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 10 MPa
400 ℃ 99.2% 99.6% 99.7% 99.9%
500 ℃ 93.5% 96.9% 97.8% 99.3%
600 ℃ 73.7% 85.8% 89.5% 96.4%
试回答下列问题:
(1)对于可逆反应的限度,你有哪些理解
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)提高该化学反应限度的途径:　　　　　　 　　　　　　　　。
(3)要实现SO2的转化率为93.5%,需控制的反应条件是　　　　 　　　　　　　。
题组四　化学平衡的简单计算
12.(2023河南开封期中)T ℃时,向5 L恒容密闭容器中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)。1 min后反应达到平衡状态,测得容器中H2(g)的体积分数为25%,下列说法正确的是(　　)
A.1 min内,v(H2)=0.1 mol·L-1·s-1
B.反应达平衡时,I2的转化率为25%
C.容器内混合气体的压强不变时,可以判断反应已达到平衡状态
D.反应达平衡时,容器中H2、HI的浓度之比为1∶2
13.(2022湖北鄂北六校期中联考)在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测定C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断错误的是(　　)
A.x=1
B.2 min内A的平均反应速率为0.6 mol·L-1·min-1
C.B的转化率为40%
D.若混合气体的压强不变,则表明该反应已达到平衡状态
能力提升练
题组一　化学反应的限度及化学平衡的判断
1.已知2Fe3++2I- 2Fe2++I2,为了探究FeCl3溶液和KI溶液的反应是否存在一定的限度,取5 mL 0.5 mol·L-1 KI溶液,向其中加入0.1 mol·L-1的FeCl3溶液1 mL,充分反应,下列实验操作能检验该反应是否存在限度的是(　　)
A.再滴加AgNO3溶液,观察是否有黄色沉淀产生
B.再加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色是否变为紫红色
C.再加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀产生
D.再加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变成红色
2.(2023湖南长沙雅礼中学期中,)在两个恒温恒容的密闭容器中进行下列两个反应:
甲中:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);
乙中:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。
下列状态能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是(　　)
A.混合气体平均相对分子质量不再改变
B.气体压强不再改变
C.混合气体密度不变
D.单位时间内,消耗水的质量与消耗氢气的质量之比为9∶1
3.(2023湖北沙市中学期中)以CO2、C3H8(丙烷)为原料可制备丙烯(C3H6),反应为CO2(g)+C3H8(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)。一定温度下,向2 L恒容密闭容器中通入3 mol CO2、2 mol C3H8,测得C3H8与H2O的物质的量随时间的变化关系如下表所示,下列说法错误的是(　　)
t/min 0 t1 t2 t3 t4
n(C3H8)/mol 2 1.4 1 0.8 0.8
n(H2O)/mol 0 0.6 1 1.2 1.2
A.t3 min时,该反应达到平衡
B.t2=10时,0~10 min内用C3H8表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
C.当容器中气体压强不再改变时,该反应达到平衡状态
D.平衡时与起始时气体的压强之比是31∶25
4.(2023黑龙江哈尔滨九中月考)向恒容绝热密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),正反应速率随时间变化的示意图如下,下列结论中正确的个数为(　　)
①反应在c点达到平衡
②SO2浓度:a点小于c点
③反应物的总能量高于生成物的总能量
④混合物颜色不再变化,说明反应达到平衡
⑤体系压强不再变化,说明反应达到平衡
A.2个　　　　B.3个　　　　C.4个　　　　D.5个
题组二　化学反应速率与化学平衡的综合考查
5.(2023安徽当涂一中期中)已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列说法不正确的是(　　)
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高反应速率
C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.单位时间内正向消耗CO和逆向消耗CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
6.(2023四川师范大学附属中学期中)100 ℃时,把0.5 mol N2O4通入容积为5 L的真空密闭容器中,立即出现红棕色。反应进行到2 s时,NO2的浓度为0.02 mol·L-1。60 s时,反应已达到平衡状态,此时容器内的压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是(　　)
A.0~2 s内用N2O4表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
B.在2 s时容器内的压强为开始时的1.1倍
C.平衡时,n(N2O4)=0.25 mol
D.平衡时,N2O4的转化率为40%
7.(2023浙江部分省示范校联考,)某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g),12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中不正确的是(　　)
A.0~2 s,A的平均反应速率为0.15 mol·L-1·s-1
B.图中两曲线相交时,反应达到平衡状态
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s时,A的转化率为75%
8.(2023四川资阳中学期中)NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g),反应过程放热,现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1 L的恒容密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是(　　)
A.NO2和N2O4在a点时浓度相等,a点达到了化学平衡状态
B.前10 min内用v(N2O4)表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1
C.反应速率v正(b点)D.容器内气体密度不变时,该反应达到了平衡状态
9.(2023河北唐县一中期中)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),此反应为放热反应,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3 min到9 min,v(H2)=　　　mol·L-1·min-1。
(2)某同学记录了1~12 min内CH3OH物质的量的变化,实验记录如下(累计值):
时间/min 1 3 6 9 12
CH3OH物质的量/mol 0.10 0.50 0.70 0.75 0.75
反应速率最快的时间段为　　　(填字母);原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
A.6~9 min　　　B.1~3 min　　　C.3~6 min
(3)能说明上述反应达到平衡状态的是　　　　(填字母)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
第二节　化学反应的速率与限度
第1课时　化学反应的速率
基础过关练
1.D 2.B 3.C 4.A 5.C 6.D 7.A 8.A
9.B 10.B 11.D
1.D　在化学反应中用不同物质表示反应速率时,速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比,则v(O2)=v(NH3),A错误;v(O2)=v(H2O),B错误;v(NH3)=v(H2O),C错误;v(O2)=v(NO),D正确。
2.B　经2 min,B的浓度减少0.6 mol·L-1,则v(B)==0.3 mol·L-1·min-1。A为固态,不能用其浓度变化表示反应速率,A错误;化学反应速率与化学计量数成正比,用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1,B正确;化学反应速率v(B)为平均速率,不是瞬时速率,C错误;随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小,生成物的浓度的变化量逐渐减小,则2 min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小的,D错误。
易错警示　对于有固体或纯液体参加的反应,由于固体或纯液体的浓度可看作常数,所以不用固体或纯液体的浓度变化表示反应速率。
3.C　化学反应速率通常表示一段时间内的平均速率,而半分钟时v(B)表示瞬时速率,A项错误;A物质是固体,不能用其浓度变化表示反应速率,B项错误;根据半分钟后D增加了0.45 mol,可知半分钟内v(D)===0.001 5 mol·L-1·s-1,D项错误;由反应速率之比等于化学计量数之比,可知v(C)=v(D)=0.001 0 mol·L-1·s-1,C项正确。
易错警示　化学反应速率是一段时间内浓度变化量与时间的比值,表示平均反应速率,而不是某时刻的瞬时速率。
4.A　根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,可将不同物质表示的反应速率均转化为B的反应速率。A项,v(C)=0.002 mol·L-1·s-1,则v(B)=v(C)=0.003 mol·L-1·s-1=0.18 mol·L-1·min-1;B项,v(B)=0.01 mol·L-1·min-1;C项,v(C)=0.025 mol·L-1·min-1,则v(B)=v(C)=0.037 5 mol·L-1·min-1;D项,v(D)=0.05 mol·L-1·min-1,则v(B)=3v(D)=0.15 mol·L-1·min-1;所以A项的反应速率最快。
5.C　比较化学反应速率快慢,需注意单位统一,根据不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,可将不同物质表示的反应速率均转化为B的反应速率。①v(B)=v(A)=0.9 mol·L-1·s-1×=0.3 mol·L-1·s-1,②v(B)=24 mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·s-1,③v(B)=v(C)=1.6 mol·L-1·s-1×=0.4 mol·L-1·s-1,④v(B)=v(D)=1.8 mol·L-1·min-1×=0.9 mol·L-1·min-1=0.015 mol·L-1·s-1。故反应速率的大小关系为②=③>①>④,C项正确。
归纳提升　化学反应速率大小的比较方法
　　由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同,所以比较反应的快慢不能只看数值的大小,而要进行一定的转化。
(1)统一单位:看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。
(2)归一法:换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。
(3)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),比较与,若>,则A表示的反应速率比B的大。
6.D　常温下Fe遇浓硫酸发生钝化,A不符合题意;NaOH溶液和稀硝酸反应中没有气体参与,增大反应体系的压强不影响反应速率,B不符合题意;水为纯液体,所以Na与水反应时增大水的用量不影响反应速率,C不符合题意;工业上合成氨时,使用铁触媒作催化剂,反应速率加快,D符合题意。
7.A　该反应中木炭为固体,增加木炭的量并不能加快化学反应速率,A错误;升高温度,可以加快化学反应速率,B正确;增加CO2的浓度,反应物浓度增大,可以加快化学反应速率,C正确;将木炭粉碎成粉末状,反应物接触面积增大,可以加快化学反应速率,D正确。
8.A　温度越高,盐酸浓度越大,固体表面积越大,反应速率越快;反之则反应速率越慢;结合题表中信息可知,A中产生气体的速率最慢。
9.B　由反应物的浓度由2 mol/L降到0.8 mol/L需要20 s可知,20 s内反应速率为=0.06 mol/(L·s),若反应速率不变,则反应物浓度再由0.8 mol/L降到0.2 mol/L所需要的时间为=10 s,但随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,化学反应速率逐渐减小,则所需时间应大于10 s。
10.B　其他条件不变,升高温度或使用催化剂,均能加快化学反应速率,A、D项正确;其他条件不变,充入稀有气体时,参与反应的气体浓度不变,则反应速率不变,B项错误;化学反应速率之比等于化学计量数之比,由于CH4、O2的化学计量数相同,则化学反应速率相等,C项正确。
11.D　由化学方程式可知,NO为产物,则在反应过程中NO的物质的量逐渐增大,则上升的曲线表示NO的物质的量随反应时间变化的情况,0~10 min内,NO的物质的量增大0.40 mol,则v(NO)==0.008 mol·L-1·min-1。
12.答案　(1)3X+Y 2Z
(2)0.05 mol·L-1·min-1
(3)减小　不变
(4)CEF
解析　(1)X、Y的起始物质的量均为1.0 mol,随着时间的变化,物质的量在减小,为反应物,Z的起始物质的量为0,为生成物,2分钟后,X、Y、Z的物质的量不再发生变化且均不为0,说明该反应为可逆反应,X、Y、Z的变化的物质的量分别为0.3 mol、0.1 mol、0.2 mol,变化的物质的量之比等于化学计量数之比,则反应的化学方程式为3X+Y 2Z。(2)反应从开始至2 min,容器的体积为2 L,用Z的浓度变化表示的平均反应速率v(Z)==0.05 mol·L-1·min-1。
(3)由题图中数据可知,2 min时气体的总物质的量为0.7 mol+0.9 mol+0.2 mol=1.8 mol,在相同情况下,气体的压强之比等于物质的量之比,故2 min时,容器内混合气体的总压强比起始时小;从开始到2 min时,气体的总质量不变,容器体积不变,所以密度始终不变。
(4)恒压时充入He,体系分压减小,反应速率减小,A错误;恒容时充入He,不影响X、Y、Z的浓度,反应速率不变,B错误;恒容时充入X,X的浓度增大,反应速率加快,C正确;及时分离出Z,反应速率不会加快,D错误;升高温度,化学反应速率加快,E正确;选择高效的催化剂,反应速率加快,F正确。
能力提升练
1.B 2.A 3.D 4.C 5.B 7.C 8.C
1.B　由题意可知,v(A)∶v(B)∶v(C)=3∶1∶2,根据化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比,m∶n∶w=3∶1∶2,在容器容积和温度不变的条件下,随着反应的进行,体系的压强逐渐减小,A错误、B正确;根据化学计量数之比m∶n∶w=3∶1∶2,单位时间内反应物浓度的减少大于生成物浓度的增加,C错误;反应过程中,反应速率是变化的,前5 s与前10 s内反应速率不同,D错误。
2.A　解答本题需能根据题中数据信息和三段式法找出2 min内各物质的数据变化,根据体积恒定的密闭容器中v=可进行化学反应速率的计算,同时也可进行其他的相关计算。
结合题中信息可知,2 min内生成n(C)=0.05 mol·L-1·min-1×1 L×2 min=0.1 mol,可结合三段式法计算:
2A(g)+B(g) nC(g)+D(g)
起始(mol): 0.4　 0.2 0 0
反应(mol): 0.2　 0.1　 0.1　 0.1
2 min末(mol): 0.2　 0.1　 0.1　0.1
根据生成物中C、D的物质的量相等,可确定n=1,A项错误;2 min内消耗0.2 mol A,则v(A)==0.1 mol·L-1·min-1,B项正确;2 min末n(B)=0.1 mol,则c(B)=0.1 mol·L-1,C项正确;2 min末D的物质的量分数为×100%=20%,D项正确。
反思升华　使用三段式法解答化学反应速率相关类型题时,结合题中信息列出起始、反应和某时刻3个阶段各物质的数据,直观明了;根据反应速率之比=化学计量数之比=物质的量变化之比,进而可计算某物质的化学计量数;结合某时刻的数据,可计算某物质的转化率或物质的量分数等。
3.D　2 min时,剩余1.2 mol B,并测得C的浓度为0.8 mol/L,则C的物质的量为2 L×0.8 mol/L=1.6 mol。
根据三段式:
3A(g) + B(g)xC(g) + 2D(g)
起始(mol) 6 2 0 0
反应(mol) 2.4 0.8 1.6 1.6
2 min时(mol)3.6 1.2 1.6 1.6
生成C、D的物质的量相等,则x=2,A错误;v(A)===
0.6 mol·L-1·min-1,B错误;随着反应进行,反应物浓度减小,反应速率减小,所以再反应0.8 mol B,剩余0.4 mol B,所需的时间超过2 min,反应需要总时间大于4 min,C错误;其他条件相同,容积缩小,反应物浓度增大,反应速率加快,当剩余1.2 mol B时,消耗时间小于2 min,D正确。
4.C　甲与乙相比,O2、SO2浓度相等,乙中使用催化剂,其他条件相同,使用催化剂,加快反应速率,所以反应速率:乙>甲;甲与丁相比,甲中SO2的物质的量比丁中大,即SO2的浓度比丁中大,其他条件相同,浓度越大,反应速率越快,所以反应速率:甲>丁;丙与丁相比,其他条件相同,丁中温度高,温度越高,反应速率越快,所以反应速率:丁>丙;所以反应速率由大到小的顺序为乙、甲、丁、丙,C项正确。
5.B　在一定范围内,反应物的浓度越大,反应温度越高,反应速率越大,且温度对反应速率的影响大于浓度对反应速率的影响,实验③④的温度高于实验①②,其中实验③反应物浓度高于实验④,则反应速率③>④,实验①反应物浓度高于实验②,则反应速率①>②,则出现浑浊时间t2>t1>t4>t3。
6.答案　(1)金属的性质越活泼,反应速率越快　反应温度相同
(2)①a　快　②镁与硫酸反应是放热反应,温度升高,化学反应速率加快　硫酸的浓度逐渐降低,化学反应速率减慢
解析　(1)根据实验报告可知,在硫酸的浓度相同时,探究三种金属与硫酸反应的速率,还需要保证三个反应的反应温度相同,即在相同温度和浓度的硫酸溶液中,金属越活泼反应速率越快。(2)①根据表中数据可知,实验Ⅰ中硫酸的浓度比实验Ⅱ中的大,其他条件相同,所以实验Ⅰ反应速率快,产生H2的量大,故实验Ⅰ对应图中曲线a;图中曲线上的斜率越大,说明反应速率越快。②分析实验Ⅱ对应曲线可知,反应开始阶段,反应速率不断加快,是因为镁与硫酸反应是放热反应,温度升高,化学反应速率加快;随着反应不断进行,硫酸的浓度逐渐降低,所以化学反应速率减慢。
7.C　若将块状碳酸钙改成粉末状碳酸钙,碳酸钙固体的表面积增大,与盐酸的接触面积增大,反应速率加快,A错误;由题图可知,t1~t2时间段里,碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳的速率最快,收集到二氧化碳气体最多,B错误;碳酸钙与盐酸反应时,盐酸的浓度减小,反应速率应逐渐减小,由题图可知,t1~t2时间段的反应速率大于0~t1时间段,主要是因为该反应是放热反应,反应放出的热量使反应温度升高,从而使反应速率加快,C正确;根据题述信息无法计算二氧化碳的浓度,无法用二氧化碳的浓度变化量表示化学反应速率,D错误。
8.C　实验①、④除pH外其他条件均相同,但①几乎不反应,说明中性条件下,少量Mn2+对H2O2的分解影响不大,A项正确;实验②、③除pH外其他条件均相同,都不用催化剂,而③的分解速率大于②,说明溶液碱性越强,H2O2分解速率越大,B项正确;实验③、⑤H2O2的初始浓度和反应温度都不同,不能通过实验③、⑤说明温度升高速率变大,C项错误;实验④0~40 min内的平均速率v(H2O2)==0.022 5 mol·L-1·min-1,D项正确。
第2课时　化学反应的限度
基础过关练
1.C 2.C 3.D 4.C 5.B 6.B 7.A 8.B
9.D 10.C 12.D 13.B
1.C　当一个可逆反应达到平衡状态时,反应物的转化率最大,就是这个反应在该条件下所能达到的限度,A正确;对于可逆反应,达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,B正确;2SO2+O2 2SO3是可逆反应,无论怎样控制条件,反应物的转化率也不可能达到100%,即2 mol SO2与1 mol O2反应不会生成2 mol SO3,C错误;化学反应的限度可通过改变条件(如温度、压强等)来改变,D正确。
2.C　t1时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,A项错误;t2时刻,反应达到平衡状态,正、逆反应速率相等且不为0,反应没有停止,B项错误;t3时刻,反应已达到平衡状态,即达到了该条件下的限度,C项正确;t1~t2时刻,反应正向进行,反应物的量逐渐减少,D项错误。
3.D　由题干信息可知,N2和H2发生反应生成NH3,反应的化学方程式为N2+3H22NH3,该反应中N2过量,假设2.25 mol H2完全反应,则生成NH3的物质的量为1.5 mol,浓度为0.15 mol·L-1,但该反应是可逆反应,H2不可能完全转化为NH3,因此达到平衡时,NH3的浓度小于0.15 mol·L-1,D项符合题意。
4.C　根据反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可知,v正(NO2)=2v正(N2O4),当v正(NO2)=2v逆(N2O4)时则有v正(N2O4)=v逆(N2O4),反应达到平衡,A正确;根据平衡的特征可知,达到平衡后,NO2、N2O4的物质的量保持不变,B正确;达到平衡后,若增大容器的体积,则NO2、N2O4的浓度均减小,反应速率减小,C错误;已知NO2为红棕色,N2O4为无色,故当气体的颜色保持不变时,NO2、N2O4的浓度保存不变,即该反应达到平衡状态,D正确。
5.B　该反应为等体积反应,且在恒容容器中进行,无论反应是否达到平衡,混合气体的摩尔质量始终不变,A错误;该反应正反应为吸热反应,且在恒容绝热容器中发生,随着反应的进行,容器内温度发生变化,则气体的压强也会变化,压强不变说明温度不变,反应达到平衡,B正确;容器内各气体浓度相等,不能说明反应达到平衡,C错误;断开2 mol H—S键的同时断裂2 mol H—O键,此时反应才达到平衡状态,D错误。
6.B　A项,生成O3和消耗O2均是正反应方向,不能说明反应达到平衡状态;B项,消耗O2是正反应方向,消耗O3是逆反应方向,且两者速率之比等于化学计量数之比,故正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;C项,两种气体浓度相等不一定是浓度保持不变的状态,不能说明反应达到平衡状态;D项,该反应在体积不变的容器中进行时,气体密度为定值,不能说明反应达到平衡状态。
7.A　生成H—H键与断开H—O键都表示正反应方向,不能说明反应达到平衡状态,A符合题意;反应前后气体分子数不相等,则反应前后混合气体的总物质的量不相等,当混合气体的总物质的量不变时,说明反应达到平衡状态,B不符合题意;恒温、恒容下,CaCO3(s) CO2(g)+CaO(s)反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值,当气体密度保持不变时,说明二氧化碳的质量不再变化,则反应达到平衡状态,C不符合题意;恒温、恒容下,H2(g)+I2(g) 2HI(g)反应体系中气体的颜色保持不变,说明碘蒸气的浓度不再变化,反应达到平衡状态,D不符合题意。
归纳提升　可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征:①v正=v逆;②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量,达到平衡后均不再发生变化,即“变化量”达“定量”)。
8.B　为防止铁生锈,在其表面涂一层防锈油漆,阻止铁与潮湿的空气接触,A正确;加入更多同浓度的稀盐酸,溶液中氢离子的浓度不变,不能加快稀盐酸与NaOH的反应速率,B不正确;加入MnO2,对KClO3的分解起催化作用,能加快化学反应速率,C正确;面粉厂周围的空气中飘浮着可燃性的粉尘,遇明火可能会发生爆炸,所以面粉厂要严禁烟火,D正确。
9.D　催化剂可提高合成氨反应的速率,但不影响平衡移动,故平衡转化率不变,A项错误;合成氨反应是放热反应,升温会降低H2的平衡转化率,该反应在500 ℃左右进行是为了保证催化剂的活性,加快化学反应速率,B项错误;铁触媒的活性与压强无关,C项错误;合成氨工业采用高压,既能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,又能提高转化率,D项正确。
10.C　理论上,提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积,并通入过量的空气。燃料的着火点是其固有的性质,不可改变,故①②项措施不可行。
11.答案　(1)可逆反应中的反应物不能全部转化为生成物;可逆反应中某物质的逆反应速率与其正反应速率相等时,生成物和反应物的浓度不再变化,该反应就达到了限度;改变反应条件可以改变化学反应的限度(合理即可)
(2)增大压强或在一定范围内降低温度(合理即可)
(3)500 ℃、0.1 MPa
解析　在化工生产中,往往需要考虑反应的快慢和反应后所得产物的产率。前者研究的是化学反应速率,后者研究的是化学平衡即化学反应的限度,对于一个特定的化学反应来说,外部条件对化学反应速率和化学反应限度都存在一定的影响。因此,选择适宜的反应条件,既可以增大反应速率,缩短生产周期,又可以达到较大的反应限度,从而获得较大的产率。
12.D　该反应是气体体积不变的反应,由平衡时氢气的体积分数为25%可知,平衡时氢气的物质的量为25%×2 mol=0.5 mol,由反应的化学方程式可知,平衡时碘的物质的量为0.5 mol、碘化氢的物质的量为(1 mol-0.5 mol)×2=1 mol。1 min内,氢气的反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1,A错误;平衡时碘的物质的量为0.5 mol,则碘的转化率为×100%=50%,B错误;该反应是气体体积不变的反应,容器内混合气体的压强恒定不变,则容器内混合气体的压强不变不能说明正、逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,C错误;平衡时氢气的物质的量为0.5 mol,碘化氢的物质的量为1 mol,容器中氢气和碘化氢的浓度之比等于物质的量之比为1∶2,D正确。
13.B　根据题中数据结合三段式法可得
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)
起始(mol): 3　 1　 0　 0
转化(mol): 1.2　 0.4　 0.4x　 0.8
平衡(mol): 1.8　 0.6　 0.4x　 0.8
容器容积为2 L,平衡时c(C)=0.2 mol·L-1,则n(C)=0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,即0.4=0.4x,解得x=1,A项正确;2 min内A的平均反应速率为=0.3 mol·L-1·min-1,B项错误;B的转化率是×100%=40%,C项正确;反应前后气体的物质的量发生变化,故压强是变化的,当压强不再发生变化时,则表明该反应已达到平衡状态,D项正确。
能力提升练
1.D 2.D 3.B 4.B 5.A 6.B 7.B 8.C
1.D　由题给数据知,氯化铁少量,则无论是否存在反应限度,滴加AgNO3溶液,都有黄色沉淀生成,A错误;再加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色是否变为紫红色,不能确定反应是否存在限度,B错误;再加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀产生,不能确定反应是否存在限度,反应前后溶液中均存在Cl-,C错误;再加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红色,可确定溶液中是否存在Fe3+,从而确定KI和FeCl3的反应是否有一定的限度,D正确。
2.D　甲中反应物气体相对分子质量为18,产物的平均相对分子质量为15,相对分子质量是变量,混合气体平均相对分子质量不再改变,反应达到平衡状态;乙中气体总质量不变、气体总物质的量不变,平均相对分子质量是恒量,混合气体平均相对分子质量不再改变,反应不一定达到平衡状态,A不符合题意。甲中气体物质的量是变量,容器体积不变,压强是变量,当压强不再改变,反应一定达到平衡状态;乙中气体物质的量是恒量,容器体积不变,压强是恒量,压强不变反应不一定达到平衡状态,B不符合题意。甲中有固体参与反应,气体总质量是变量,容器体积不变,密度是变量,混合气体密度不变,反应一定达到平衡状态;根据质量守恒,乙中气体总质量不变,容器体积不变,密度是恒量,混合气体密度不变,反应不一定达到平衡状态,C不符合题意。单位时间内,消耗水的质量与消耗氢气的质量之比为9∶1,说明正、逆反应速率相等,反应一定达到平衡状态,D符合题意。
3.B　由题表中数据可知,t3 min、t4 min时各物质的物质的量相同,则t3时,该反应达到平衡,A正确;0~10 min内用C3H8表示的平均反应速率为=0.05 mol·L-1·min-1,B错误;由题给反应可知,正反应为气体体积增大的反应,当容器中气体压强不再改变时,该反应达到平衡状态,C正确;由三段式分析可知:
CO2(g)+C3H8(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)
起始(mol) 3 2 0 0 0
转化(mol) 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡(mol) 1.8 0.8 1.2 1.2 1.2
物质的量之比等于压强之比,则平衡时与起始时气体的压强之比是(1.8+0.8+1.2+1.2+1.2)∶(3+2)=31∶25,D正确。
4.B　①由题图可知,c点正反应速率还在改变,达到平衡时是正、逆反应速率相等且不再变化,即反应在c点未达到平衡,错误;②随着反应的进行,SO2浓度越来越小,即SO2浓度:a点大于c点,错误;③从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高,该反应为放热反应,故反应物的总能量高于生成物的总能量,正确;④混合物颜色不再变化,说明NO2的浓度不再变化,可以说明反应达到平衡,正确;⑤在恒容绝热密闭容器中气体压强一直在变,当体系压强不再变化,说明体系温度不变了,则反应达到平衡,正确。
5.A　升高温度,正、逆反应速率都增大,A错误;使用高效催化剂,能同等程度地提高正、逆反应速率,B正确;平衡时,各成分的反应速率保持不变,但不为0,C正确;单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D正确。
6.B　本题分别给出了2 s和平衡时的数据,可根据三段式法表示出起始、转化、2 s时或平衡时的数据,进行综合分析:
2 s时,由三段式法得
N2O4(g) 2NO2(g)
起始(mol): 0.5 0
转化(mol): 0.05 0.10
2 s时(mol): 0.45 0.10
平衡时,设有x mol N2O4参加反应
N2O4(g) 2NO2(g)
起始(mol): 0.5 0
转化(mol): x 2x
平衡(mol): 0.5-x 2x
根据平衡时容器内压强为开始时的1.6倍,可得=1.6,解得x=0.3。
根据上述分析可知0~2 s内v(N2O4)==0.005 mol·L-1·s-1,A项错误;2 s时气体总的物质的量为0.45 mol+0.10 mol=0.55 mol,则2 s时容器内压强与开始时容器内压强之比为0.55∶0.5=11∶10,即2 s时容器内的压强为开始时的1.1倍,B项正确;平衡时体系中含0.2 mol N2O4,C项错误;平衡时N2O4的转化率为×100%=60%,D项错误。
反思升华　解答关于化学平衡的计算题,一般都可根据题中数据,利用三段式法进行综合分析。准确找出起始、转化、平衡(或某时刻)的数据,根据v=或v=计算化学反应速率;根据反应前后密闭容器中压强变化或某物质的体积分数等,计算反应物和生成物的变化等;反应物的转化率=×100%。
7.B　0~2 s,A的平均反应速率为=0.15 mol·L-1·s-1,A正确;题图中两曲线相交后A、B物质的量还在减少,说明反应还未达到平衡,B错误;12 s时,B浓度改变量为0.2 mol·L-1,物质的量改变量为0.4 mol,生成C的物质的量为0.8 mol,则改变量之比等于化学计量数之比,因此化学计量数之比b∶c=1∶2,C正确;12 s时,A浓度改变量为0.6 mol·L-1,A的转化率为×100%=75%,D正确。
8.C　根据题图中物质的变化分析物质种类。
化学反应达到平衡时各物质的浓度不再发生变化,但a点之后各物质浓度还再变化,所以a点没有达到化学平衡状态,A项错误;前10 min内N2O4的变化量为0.2 mol·L-1,则v(N2O4)==0.02 mol·L-1·min-1,B项错误;NO2的浓度d点高于b点,所以v正(b点)9.答案　(1)0.125　(2)B　这个时间段反应开始不久反应物浓度大,反应放出热量多,温度升高快,加快反应速率　(3)D
解析　(1)从3 min到9 min,二氧化碳的浓度变化量为0.25 mol·L-1,根据化学方程式可知氢气浓度变化量为0.75 mol·L-1,则v(H2)==0.125 mol·L-1·min-1。
(2)由题表数据可知,1~3 min内CH3OH的物质的量增加最多,反应速率最快,原因是:这个时间段反应开始不久反应物浓度大,反应放出热量多,温度升高快,加快反应速率。
(3)由题图可知,达到平衡时CH3OH的浓度为0.75 mol·L-1,CO2的浓度为0.25 mol·L-1,反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1时不能说明反应达到化学平衡状态,A错误;恒容条件下,混合气体总质量不变,密度也一直不变,故密度不变不能说明反应达到化学平衡状态,B错误;单位时间内消耗3 mol H2,同时消耗1 mol H2O时正、逆反应速率相等,才能说明反应达到化学平衡状态,C错误;该反应前后气体物质的量不相等,当气体的总物质的量不变时达到化学平衡状态,此时CO2的体积分数在混合气体中保持不变,D正确。
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