2024届高考化学增分小专题：《速率方程及其应用》课件(共147张PPT)
文档属性
| 名称 | 2024届高考化学增分小专题：《速率方程及其应用》课件(共147张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-10 19:36:37 | ||
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文档简介
(共147张PPT)
增分小专题
方向比努力更重要
研究考纲·辨明考向
速
率
方
程
及
其
应
用
例题讲解·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/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/(mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
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-1
B. 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
√
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＝O H－H O－H C－H C－O
键能/kJ mol－1 745 436 462.8 413.4 351
已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) K＝2
②实验测得：v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1/3
B. 反应CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)△H＜0
C. 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v正＞v逆
√
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：v＝k[x(CO) x(H2O)－ ]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
√
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，v＝k[x(CO) x(H2O)－
]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6.67×10-8molL-1min-1
B．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Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
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－1－0.125 mol·L－1＝0.075mol·L－1。因此，0～30min时间段内，Y的平均反应速率为 ＝0.0025mol·L-1·min-1，A说法不正确；
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0.025molL-1min-1
B．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＝
D．反应①的活化能比反应②的活化能更大
√
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：
c(H2)/(mol·L－1) c(Br2)/(mol·L－1) c(HBr)/(mol·L－1) 反应速率
0.1 0.1 2 v
0.1 0.4 2 8v
0.2 0.4 2 16v
0.4 0.1 4 2v
0.2 0.1 c 4v
√
根据表中的测定结果，下列结论错误的是
A. 表中c的值为4
B. á、 、 的值分别为1、2、－1
C. 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
√
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/kJ 945 498 631
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)
1 0.10 0.10 r
2 0.10 0.20 2r
3 0.20 0.10 4r
4 0.05 0.30 ？
表中第4组的反应速率为_____mol·L-1·s-1。(写出含r的表达式)
0.75r
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。ttm后，v逐渐下降。原因是________________________________________
____________________________________________________________________
______________________________________。
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
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：2CH4 C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为：r＝k×，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
1－α
AD
例10.工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)该反应的逆反应速率表达式为v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：
由上述数据可得该温度下，c2＝_______mol·L－1，该反应的逆反应速率常数k＝__________L3·mol－3·min－1。
CO浓度/(mol·L－1) H2浓度/(mol·L－1) 逆反应速率/(mol·L－1·min－1)
0.1 c1 8.0
c2 c1 16.0
c2 0.15 6.75
0.2
1.0×104
1.速率常数的含义
速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·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。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。
知识梳理·智能提升
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＋bB===gG＋hH
则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO2Cl2 SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2)
②2NO2 2NO＋O2 v＝k2·c2(NO2)
③2H2＋2NO N2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO)
速率常数k为比例系数，是一个与浓度无关的量，是化学动力学中一个重要的物理量，其数值直接反映了速率的快慢。
4.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v (正)＝v(NO2)消耗＝k正c2(NO2)，v (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/L
c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2)
Ⅰ 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.3 0.5 0.2
√
A. 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-1
B. 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v (正)＜v (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
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 ＝0.2 mol/(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＝ ＝0.8，温度不变，平衡常数不变，则容器Ⅱ中起始浓度熵Qc＝ ＜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＝O H－H O－H C－H C－O
键能/kJ mol－1 745 436 462.8 413.4 351
已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) K＝2；
②实验测得：v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＜0
√
B. 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1/3
C. T1℃时，k逆＝0.5k正
D. 若温度为T2℃时，k逆＝2.1k正，则T2℃＞T1℃
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①X Y；②Y Z。反应①的速率v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝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～ 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
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＝ 。在500℃，实验测得体系总压强数据如下表：
26 0 50 100 150 200
p总/kPa 200 250 275 x 293.75
下列说法正确的是
A．0~50min，生成B的平均速率为1kPa·min 1
B．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287.5
D．反应到达平衡时2v正(A)＝v逆(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=50 kPa，结合反应2A(g) 2B(g)+C(g)，△PB＝2△P＝100 kPa，则生成B的平均速率为 ＝2kPa·min 1，故A错误；
B．由数据可知，0~50min，△P＝50 kPa，50~100min，△P＝25 kPa，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＝50 kPa，第二个50min，△P＝25 kPa，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
1 1 1 v
2 2 1 4v
3 1 2 2v
4 2 x 16v
A. α、β的值分别为2、1 B. 表中的x为4
C. 降低温度，k正可能增大 D. 若v逆＝k逆c2(H2O)c(N2)，则Kc＝
√
√
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＝ ＝ ，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：v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)
Ⅰ 0.6 0.3 0 0.2
Ⅱ 0.5 x 0.3
Ⅲ 0.3 0.25 0.2
√
√
C．容器Ⅲ中Q＝ ＝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)
I 6.00×10-3 2.00×10-3 2.16×10-3
II 1.20×10-2 2.00×10-3 8.64×10-3
III 6.00×10-3 4.00×10-3 4.32×10-3
下列说法正确的是
A．平衡常数：K(I)＜K(II) B．a＝1，b＝2
C．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
√
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v (正)＝k正 c(A)，v (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＜0
B. 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＞b
D. 若k正、k逆为反应的速率常数，
T1温度时 ＝36
√
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；
9．(2024届江淮十校联考)在密闭容器中充入1mol CO和1mol NO，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，v正＝k正c2(NO) c2(CO)、v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＞P1
C．CO的物质的量浓度：b点＞a点
D．逆反应速率：a点＞c点
√
解析：A．升温，CO的转化率减小，所以该反应的△H＜0
B．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＞P1
C．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＞c
10．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)
① 0.100 0.100 8.0×10-3
② 0.500 0.100 2.0×10-1
③ 0.100 0.500 4.0×10-2
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-1
C．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
√
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-1 c(H2)/mol·L-1 v(正)/mol·L-1·min-1
① 0.10 0.10 0.414k
② 0.10 0.40 1.656k
③ 0.20 0.10 1.656k
√
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=1
D．在一定温度下，NO、H2的浓度对正反应速率影响程度相同
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。
12．已知化学反应：NO2＋CO NO＋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
√
解析：A．升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢，A项错误；
B．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；
C．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；
D．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7 g N2，放出166 kJ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)
Ⅰ 0.006 0 0.001 0 1.8×10－4
Ⅱ 0.006 0 0.002 0 3.6×10－4
Ⅲ 0.001 0 0.006 0 3.0×10－5
Ⅳ 0.002 0 0.006 0 1.2×10－4
√
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＜②
C．该反应速率表达式：v＝5 000c2(NO)·c(H2)
D．该反应的热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－664 kJ·mol－1
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，A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，B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＝5 000，则速率表达式为v＝5 000c2(NO)·c(H2)，C正确；
D.反应2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7 g N2放出166 kJ的热量，生成28 g N2放热664 kJ，热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－664 kJ·mol－1，D正确。
14．t ℃时，在两个起始容积都为1 L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) 0.1 0.1 0 0.07
Ⅱ(恒压) 0 0 0.8
A.平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为1∶5
B．平衡时，容器Ⅱ中c(I2)＞0.28 mol/L
C．t ℃吋，反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数为K＝
D．平衡时，向容器Ⅰ中再通入0.1 mol H2、0.1 mol I2和0.2 mol HI，此时
v正＞v逆
√
解析：A．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；
B．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)＝0.07 mol/L，Ⅱ中c(I2)＝0.28 mol/L，B错误；
15．某温度下，在起始压强为80 kPa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)
√
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)＝1.28×10－2 p(CH4)·p(CO2) (kPa·s－1)，某时刻测得p(H2)＝10kPa，则该时刻v(CH4)＝_____kPa·s－1。
0.96
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， 将_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；增大体系压强 的值将_______。
不变
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＝kc(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＝k1c(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)。
＞
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－1
CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H2＝－890.0kJ mol－1
①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，v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。
－166
10
小于
解析：(1)①根据题干信息得热化学方程式：
④H2(g)＋1/2O2(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；
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v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___________________________________________________________________
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v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
a
＞
CD
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；v1正＝k1正 c2(NO)，v1逆＝k1逆 c2(N2O2) ；
第二步：N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g) (慢) △H2＜0；v2正＝k2正 c(N2O2) c(O2)；v2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/s 0 10 20
c(N2O5)/(mol/L) 2.5 1.5 1.3
①10～20s内，用O2来表示的平均化学反应速率为________________；
0.01mol·L-1·s-1
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．2v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
(4)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v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，v正＝_______kPa s-1。
cd
1.4×106
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)＝
＝0.04mol·L-1·s-1；
②a．2v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。
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610 K时，将0.40mol H2S与0.10mol CO2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610 K时，反应经2 min达到平衡，则0～2min的平均反应速率v(H2S)＝___________________。
0.002mol/(L·min)
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
＞
BD
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 ，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 ＝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．v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
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__________
____________________________________________________________________
______________________________。
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 ，由此可知m＝___。
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)
1
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v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。
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-1 c(CH4)/mol·L-1 v/mol·L-1·s-1
1 0.100 0.100 1.2×10-2
2 0.100 0.200 2.4×10-2
CH4的反应级数m＝____，当实验2进行到某时刻，测得c(H2O)＝0.040mol·L-1，则此时的反应速率v＝__________(已知≈0.3)。
1
0.0136
解析：(3)根据题意，实验1和实验2对应的浓度不同，测得的反应速率不同，带入速率方程可得：①1.2×10-2＝k×(0.100)m×(0.100)0.5；②2.4×10-2＝k×(0.200)m×(0.100)0.5，①与②相比可得m＝1；将m＝1代入以上任意式子可得k＝0.4，当实验2进行到某时刻，测得c(H+)＝0.040mol·L－1，则c(CH4)＝0.200－
＝0.17mol·L－1，代入v＝0.4×c1(CH4)×c0.5(H2O)＝0.4×0.17×0.040.5＝0.0136，故填1、0.0136；
27．(2023届黑龙江牡丹江一高节选)氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
(4)某温度下，在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)△H＜0，其正反应速率表达式为v正＝k正cn(NO) (k正为速率常数，只与温度有关)，测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。
序号 c(NO)/(mol·L－1) v正/(mol·L-1·s-1)
① 0.10 4.00×10-9
② 0.20 6.40×10-8
③ 0.30 3.24×10-7
则k正＝__________mol-3·L3·s-1；下列对于该反应的说法正确的是_______(填标号)。
A．当混合气体颜色保持不变时，反应达到化学平衡状态
B．当 的比值保持不变时，反应达到化学平衡状态
C．反应达到化学平衡状态时，每消耗0.1 mol NO就会消耗0.05 molNO2
D．反应达到平衡状态后，若降低温度，则混合气体的颜色变浅
E．反应达到平衡状态后，若减小压强，则混合气体的平均相对分子质量减小
4.00×10-5
ACE
解析：(4)由表中数据可得：4.00×10-9＝0.1nk正，6.4×10-8＝0.2nk正，解得：n＝4、k正＝4.00×10-5；
A．当混合气体颜色保持不变时，说明二氧化氮的浓度保持不变，正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
B．氮气和二氧化氮为生成物，物质的量之比始终为1：2，则 的比值保持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，故错误；
C．每消耗0.1molNO就会消耗0.05molNO2说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
D．该反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度增大，混合气体的颜色变深，故错误；
E．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应为气体体积减小的反应，减小压强，平衡向逆反应方向移动，气体的物质的量增大，合气体的平均相对分子质量减小，故正确；
故选ACE，故答案为：4.00×10-5；ACE。
28．(2023届河北邢台名校联盟质检节选)CO和SO2都是大气污染物，用CO作还原剂，将SO2转化为硫磺，具有重要的意义，发生化学反应为：4CO(g)＋2SO2(g)＝4CO2(g)＋S2(g)△H。
(3)当一定温度时，4CO(g)＋2SO2(g)＝4CO2(g)＋S2(g)正逆反应速率表达式分别为：v正＝k正 c4(CO) c2(SO2)、v逆＝k逆 c4(CO2) c(S2) (k正、k逆分别为正逆反应速率
常数，只与温度有关)，温度T时，平衡常数K＝_______(用k正、k逆表示)，温度升高，K_______(填“增大”或“减小”)。
减小
解析：(3)达平衡时v正＝k正 c4(CO) c2(SO2)＝v逆＝k逆 c4(CO2) c(S2)，K＝ ；因为反应放热，温度升高，平衡逆向移动，K减小。
增大
＜
②对于反应i，v正＝k正c(CH4)c(H2O)，v逆＝k逆c(CO)c3(H2)(k正、k逆为速率常数，仅与温度有关)。向等压密闭容器中充入2molCH4、2molH2O仅发生反应i，达到平衡后生成1molCO和3molH2。下列说法正确的是____________(填字母)。
A．CO的体积分数保持不变能判断反应处于平衡状态
B．及时分离出CO，有利于提高甲烷的转化率和正反应速率
C．温度升高，k正和k逆均增大，且k正增大的倍数大于k逆增大的倍数
D．其他条件不变，达平衡后再向容器中充入1molCH4、1molH2O、1molCO、3molH2，则v正>v逆
AC
解析：(1)①根据K1的表达式可知，温度越高，平衡常数越大，即升高温度平衡正向移动，为吸热反应，所以ΔH1＞0；根据K2的表达式可知，温度越低，平衡常数越大，即降低温度平衡正向移动，为放热反应，所以ΔH2＜0，故答案为：增大；＜；
②A．随着反应的进行，CO的体积分数逐渐增大，直到平衡状态，当CO的体积分数不变时，反应达到平衡状态，故A正确；
B．及时分离出CO，平衡正向移动，甲烷的转化率升高；反应物浓度不变，正反应速率不变，但随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率减小，故B错误；
C．温度升高，k正和k逆均增大，平衡正向移动，则正反应速率大于逆反应速率，所以k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故C正确；
D．其他条件不变，达平衡后再向容器中充入1molCH4、1molH2O、1molCO、3molH2，因为是恒压条件下，容器体积增大一倍，各物质浓度不变，反应仍然为平衡状态，则正逆反应速率相等，故D错误；
故答案为：AC。
30. (2023届广州三校联考)氨氧化法是工业制硝酸的常见方法。
(2)氮氧化物制备。将氨催化氧化后，生成NO2的总反应为：2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H＝－57.1kJmol-1，反应分两步：2NO(g) (NO)2(g) △H1＜0 快反应，瞬间平衡 (NO)2(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H2＜0慢反应
当改变压强、温度时，NO转化率随时间变化如表所示。
压强/(×105Pa) 温度/℃ NO转化所需时间/s 50% 90% 98%
1 30 12.4 248 2830
90 25.3 508 5760
8 30 0.19 3.88 36.6
90 0.59 7.86 74
已知：反应生成NO2的速率方程v＝kKp2(NO)p(O2)。k是速率常数，K是快反应的平衡常数。
①增大压强，总反应速率______(填“变快”或“变慢”，下同)。
②升高温度，总反应速率_____，原因是________________________________
_____________________________________。
变快
变慢
温度升高，k增大，K减小，k增大对速率的影响小于K减小对速率的影响
解析：(2)①由表格数据可知，增大压强，相同转化率所需时间减小，则总反应速率变快。
②由表格数据可知，升高温度，相同转化率所需时间增长，则升高温度，总反应速率减慢，原因是：反应为放热反应，温度升高，速率常数k增大，平衡常数K减小，k增大对速率的影响小于K减小对速率的影响；
31. (2023届浙江省温州市二模节选) 某化学兴趣小组对工业合成氨、工业制硝酸的化学原理进行了相关探究。
(3)该小组同学为了探究NH3不易直接催化氧化生成NO2的原因，做了如下的研究：
查阅资料知：2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g)的反应历程分两步：
i．2NO(g) N2O2(g) (快) KP
ii．N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g) (慢) v2＝k2 P(N2O2) P(O2)
注：P(B)表示气体B的分压(即组分B的物质的量分数×总压)
①若设反应2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g)的速率v＝k2 P2(NO) P(O2)，则k＝______。(含有KP、k2的表达式。k、k2均为速率常数)。
KP k2
②k与温度的关系如图所示。综合研究证据，该小组得出NH3不易直接催化氧化生成NO2的原因是：___________________________________________________
________________________________________。
氨气的催化氧化为放热反应，由图可知，k随着温度的升高而减小，故一氧化氮不易转化为二氧化氮
解析：(3)①总反应可以分为i和ii两步，且ii的反应较慢，故总反应速率由反应ii决定，即v＝v2，即k2 P2(NO) P(O2)＝k2 P(N2O2) P(O2)，即k＝KP k2；
②反应2O(g)＋O2(g) 2NO2(g)的速率v＝k2 P2(NO) P(O2)，氨气的催化氧化为放热反应，由图可知，k随着温度的升高而减小，故一氧化氮不易转化为二氧化氮；
32. (2023届河南省实验中学期中) 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)，还可制备甲醇、二甲醚、碳基燃料等产品。
Ⅱ．在一定条件下，选择合适的催化剂
只进行反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋
H2O(g)。调整CO2和H2初始投料比，测
得在一定投料比和一定温度下，该反应
CO2的平衡转化率如图(各点对应的反
应温度可能相同，也可能不同)。
(3)经分析，A、E和G三点对应的反应温度相同，结合数据说明判断理由_____
_________________________________________________________。
(4)已知反应速率v＝v正－v逆=k正x(CO2)x(H2)－k逆x(CO)x(H2O)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。C、D、E三点中k正－k逆最大的是___，计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中，当CO2转化率达到50%时， ＝_____。
因为KA＝KE＝KG＝1，平衡常数相同，反应温度相同
C
1
33．运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因，查阅资料知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：
Ⅰ．2NO(g) N2O2(g)(快)；v1正＝k1正·c2(NO)；v1逆＝k1逆·c(N2O2) ΔH1＜0
Ⅱ．N2O2(g)＋O2(g)===2NO2(g)(慢)；v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)；v2逆＝k2逆·c2(NO2) ΔH2＜0
请回答下列问题：
(1)一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、
k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K＝________________。
(2)决定2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)速率的是反应 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，反应Ⅰ的活化能E1与反应Ⅱ的活化能E2的大小关系为E1 E2(填“＞”、“＜”或“＝”)。根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是 。
A．k2正增大，c(N2O2)增大 B．k2正减小，c(N2O2)减小
C．k2正增大，c(N2O2)减小 D．k2正减小，c(N2O2)增大
Ⅱ
＜
C
(2)决定2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)速率的是慢反应Ⅱ；所以反应Ⅰ的活化能E1远小于反应Ⅱ的活化能E2；决定反应速率的是反应Ⅱ，而温度越高k2正增大，反应速率加快，N2O2的浓度减少，故C符合题意。
34．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) ΔH＝＋24.4 kJ·mol－1。
上述反应中，正反应速率v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，则Kp为________(用k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104 s－1，当N2O4分解10%时，v正＝________kPa·s－1。
3.9×106
35．现有甲、乙两个化学小组利用两套相同装置，通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响H2O2分解速率的因素(仅一个条件改变)。
(3)已知过氧化氢还是一种极弱的二元酸：H2O2 H＋＋HO(Ka1＝2.4×10－12)。当稀H2O2溶液在碱性环境下分解时会发生反应H2O2＋OH－ HO＋H2O，该反应中，正反应速率为v正＝k正·c(H2O2)·c(OH－)，逆反应速率为v逆＝k逆·c(H2O)·c(HO)，其中k正、k逆为速率常数，则k正与k逆的比值为________(保留3位有效数字)。
1.33×104
36．在容积均为1 L的密闭容器A(起始500 ℃，恒温)、B(起始500 ℃，绝热)两个容器中分别加入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图乙所示。
1.69
37．在一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入一定量PCl3(g)和Cl2(g)，发生如下反应：PCl3(g)＋Cl2(g) PCl5(g) ΔH，测得PCl3(g)的转化率与时间关系如图所示。
其速率方程：v正＝k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆＝
k逆·c(PCl5)(k是速率常数，只与温度有关)
(1)上述反应中，ΔH______0(填“＞”“＜”或
“＝”)，理由是________________________________________________________。
＜
T2大于T1，温度升高，平衡转化率降低，说明正反应是放热反应
＞
小于
16 L·mol－1
38．(1)已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H的反应历程分两步：
①2NO(g) N2O2(g)(快) △H1<0，v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c2(N2O2)
②N2O2(g)+ O2(g) 2NO2(g)(慢) △H2<0，v2正=k2正c2(N2O2)c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1____ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________________________________________________；
＜
活化能越大，一般分子成为活化分子越难，反应速率越慢
(2)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、
k2正、 k2逆的关系式为__________________________；已知反应速率常数k随温度升高而增大，若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍，则a_______b (填“>”、“<”或“=”)；一定条件下，2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后v2正较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
k1正.k2正/(k1逆.k2逆)
＜
温度升高，反应①、②的平衡均逆移，由于反应①的速率大，导致c(N2O2)减小且其程度大于k2正和c(O2)增大的程度，使三者的乘积即v2正减小
增分小专题
方向比努力更重要
研究考纲·辨明考向
速
率
方
程
及
其
应
用
例题讲解·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/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/(mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
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-1
B. 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
√
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＝O H－H O－H C－H C－O
键能/kJ mol－1 745 436 462.8 413.4 351
已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) K＝2
②实验测得：v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1/3
B. 反应CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)△H＜0
C. 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v正＞v逆
√
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：v＝k[x(CO) x(H2O)－ ]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
√
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，v＝k[x(CO) x(H2O)－
]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6.67×10-8molL-1min-1
B．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Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
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－1－0.125 mol·L－1＝0.075mol·L－1。因此，0～30min时间段内，Y的平均反应速率为 ＝0.0025mol·L-1·min-1，A说法不正确；
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0.025molL-1min-1
B．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＝
D．反应①的活化能比反应②的活化能更大
√
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：
c(H2)/(mol·L－1) c(Br2)/(mol·L－1) c(HBr)/(mol·L－1) 反应速率
0.1 0.1 2 v
0.1 0.4 2 8v
0.2 0.4 2 16v
0.4 0.1 4 2v
0.2 0.1 c 4v
√
根据表中的测定结果，下列结论错误的是
A. 表中c的值为4
B. á、 、 的值分别为1、2、－1
C. 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
√
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/kJ 945 498 631
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)
1 0.10 0.10 r
2 0.10 0.20 2r
3 0.20 0.10 4r
4 0.05 0.30 ？
表中第4组的反应速率为_____mol·L-1·s-1。(写出含r的表达式)
0.75r
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
____________________________________________________________________
______________________________________。
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
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：2CH4 C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为：r＝k×，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
1－α
AD
例10.工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)该反应的逆反应速率表达式为v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：
由上述数据可得该温度下，c2＝_______mol·L－1，该反应的逆反应速率常数k＝__________L3·mol－3·min－1。
CO浓度/(mol·L－1) H2浓度/(mol·L－1) 逆反应速率/(mol·L－1·min－1)
0.1 c1 8.0
c2 c1 16.0
c2 0.15 6.75
0.2
1.0×104
1.速率常数的含义
速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·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。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。
知识梳理·智能提升
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＋bB===gG＋hH
则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO2Cl2 SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2)
②2NO2 2NO＋O2 v＝k2·c2(NO2)
③2H2＋2NO N2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO)
速率常数k为比例系数，是一个与浓度无关的量，是化学动力学中一个重要的物理量，其数值直接反映了速率的快慢。
4.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v (正)＝v(NO2)消耗＝k正c2(NO2)，v (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/L
c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2)
Ⅰ 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.3 0.5 0.2
√
A. 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-1
B. 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v (正)＜v (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
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 ＝0.2 mol/(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＝ ＝0.8，温度不变，平衡常数不变，则容器Ⅱ中起始浓度熵Qc＝ ＜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＝O H－H O－H C－H C－O
键能/kJ mol－1 745 436 462.8 413.4 351
已知：①温度为T1℃时，CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) K＝2；
②实验测得：v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＜0
√
B. 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1/3
C. T1℃时，k逆＝0.5k正
D. 若温度为T2℃时，k逆＝2.1k正，则T2℃＞T1℃
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①X Y；②Y Z。反应①的速率v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝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～ 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
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＝ 。在500℃，实验测得体系总压强数据如下表：
26 0 50 100 150 200
p总/kPa 200 250 275 x 293.75
下列说法正确的是
A．0~50min，生成B的平均速率为1kPa·min 1
B．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287.5
D．反应到达平衡时2v正(A)＝v逆(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=50 kPa，结合反应2A(g) 2B(g)+C(g)，△PB＝2△P＝100 kPa，则生成B的平均速率为 ＝2kPa·min 1，故A错误；
B．由数据可知，0~50min，△P＝50 kPa，50~100min，△P＝25 kPa，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＝50 kPa，第二个50min，△P＝25 kPa，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
1 1 1 v
2 2 1 4v
3 1 2 2v
4 2 x 16v
A. α、β的值分别为2、1 B. 表中的x为4
C. 降低温度，k正可能增大 D. 若v逆＝k逆c2(H2O)c(N2)，则Kc＝
√
√
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＝ ＝ ，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：v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)
Ⅰ 0.6 0.3 0 0.2
Ⅱ 0.5 x 0.3
Ⅲ 0.3 0.25 0.2
√
√
C．容器Ⅲ中Q＝ ＝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)
I 6.00×10-3 2.00×10-3 2.16×10-3
II 1.20×10-2 2.00×10-3 8.64×10-3
III 6.00×10-3 4.00×10-3 4.32×10-3
下列说法正确的是
A．平衡常数：K(I)＜K(II) B．a＝1，b＝2
C．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
√
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v (正)＝k正 c(A)，v (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＜0
B. 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＞b
D. 若k正、k逆为反应的速率常数，
T1温度时 ＝36
√
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；
9．(2024届江淮十校联考)在密闭容器中充入1mol CO和1mol NO，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，v正＝k正c2(NO) c2(CO)、v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＞P1
C．CO的物质的量浓度：b点＞a点
D．逆反应速率：a点＞c点
√
解析：A．升温，CO的转化率减小，所以该反应的△H＜0
B．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＞P1
C．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＞c
10．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)
① 0.100 0.100 8.0×10-3
② 0.500 0.100 2.0×10-1
③ 0.100 0.500 4.0×10-2
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-1
C．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
√
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-1 c(H2)/mol·L-1 v(正)/mol·L-1·min-1
① 0.10 0.10 0.414k
② 0.10 0.40 1.656k
③ 0.20 0.10 1.656k
√
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=1
D．在一定温度下，NO、H2的浓度对正反应速率影响程度相同
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。
12．已知化学反应：NO2＋CO NO＋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
√
解析：A．升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢，A项错误；
B．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；
C．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；
D．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7 g N2，放出166 kJ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)
Ⅰ 0.006 0 0.001 0 1.8×10－4
Ⅱ 0.006 0 0.002 0 3.6×10－4
Ⅲ 0.001 0 0.006 0 3.0×10－5
Ⅳ 0.002 0 0.006 0 1.2×10－4
√
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＜②
C．该反应速率表达式：v＝5 000c2(NO)·c(H2)
D．该反应的热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－664 kJ·mol－1
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，A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，B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＝5 000，则速率表达式为v＝5 000c2(NO)·c(H2)，C正确；
D.反应2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7 g N2放出166 kJ的热量，生成28 g N2放热664 kJ，热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－664 kJ·mol－1，D正确。
14．t ℃时，在两个起始容积都为1 L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) 0.1 0.1 0 0.07
Ⅱ(恒压) 0 0 0.8
A.平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为1∶5
B．平衡时，容器Ⅱ中c(I2)＞0.28 mol/L
C．t ℃吋，反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数为K＝
D．平衡时，向容器Ⅰ中再通入0.1 mol H2、0.1 mol I2和0.2 mol HI，此时
v正＞v逆
√
解析：A．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；
B．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)＝0.07 mol/L，Ⅱ中c(I2)＝0.28 mol/L，B错误；
15．某温度下，在起始压强为80 kPa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)
√
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)＝1.28×10－2 p(CH4)·p(CO2) (kPa·s－1)，某时刻测得p(H2)＝10kPa，则该时刻v(CH4)＝_____kPa·s－1。
0.96
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， 将_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；增大体系压强 的值将_______。
不变
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＝kc(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＝k1c(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)。
＞
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－1
CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H2＝－890.0kJ mol－1
①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，v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。
－166
10
小于
解析：(1)①根据题干信息得热化学方程式：
④H2(g)＋1/2O2(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；
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v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___________________________________________________________________
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v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
a
＞
CD
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；v1正＝k1正 c2(NO)，v1逆＝k1逆 c2(N2O2) ；
第二步：N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g) (慢) △H2＜0；v2正＝k2正 c(N2O2) c(O2)；v2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/s 0 10 20
c(N2O5)/(mol/L) 2.5 1.5 1.3
①10～20s内，用O2来表示的平均化学反应速率为________________；
0.01mol·L-1·s-1
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．2v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
(4)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v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，v正＝_______kPa s-1。
cd
1.4×106
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)＝
＝0.04mol·L-1·s-1；
②a．2v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。
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610 K时，将0.40mol H2S与0.10mol CO2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610 K时，反应经2 min达到平衡，则0～2min的平均反应速率v(H2S)＝___________________。
0.002mol/(L·min)
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
＞
BD
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 ，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 ＝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．v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
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__________
____________________________________________________________________
______________________________。
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 ，由此可知m＝___。
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)
1
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v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。
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-1 c(CH4)/mol·L-1 v/mol·L-1·s-1
1 0.100 0.100 1.2×10-2
2 0.100 0.200 2.4×10-2
CH4的反应级数m＝____，当实验2进行到某时刻，测得c(H2O)＝0.040mol·L-1，则此时的反应速率v＝__________(已知≈0.3)。
1
0.0136
解析：(3)根据题意，实验1和实验2对应的浓度不同，测得的反应速率不同，带入速率方程可得：①1.2×10-2＝k×(0.100)m×(0.100)0.5；②2.4×10-2＝k×(0.200)m×(0.100)0.5，①与②相比可得m＝1；将m＝1代入以上任意式子可得k＝0.4，当实验2进行到某时刻，测得c(H+)＝0.040mol·L－1，则c(CH4)＝0.200－
＝0.17mol·L－1，代入v＝0.4×c1(CH4)×c0.5(H2O)＝0.4×0.17×0.040.5＝0.0136，故填1、0.0136；
27．(2023届黑龙江牡丹江一高节选)氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
(4)某温度下，在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)△H＜0，其正反应速率表达式为v正＝k正cn(NO) (k正为速率常数，只与温度有关)，测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。
序号 c(NO)/(mol·L－1) v正/(mol·L-1·s-1)
① 0.10 4.00×10-9
② 0.20 6.40×10-8
③ 0.30 3.24×10-7
则k正＝__________mol-3·L3·s-1；下列对于该反应的说法正确的是_______(填标号)。
A．当混合气体颜色保持不变时，反应达到化学平衡状态
B．当 的比值保持不变时，反应达到化学平衡状态
C．反应达到化学平衡状态时，每消耗0.1 mol NO就会消耗0.05 molNO2
D．反应达到平衡状态后，若降低温度，则混合气体的颜色变浅
E．反应达到平衡状态后，若减小压强，则混合气体的平均相对分子质量减小
4.00×10-5
ACE
解析：(4)由表中数据可得：4.00×10-9＝0.1nk正，6.4×10-8＝0.2nk正，解得：n＝4、k正＝4.00×10-5；
A．当混合气体颜色保持不变时，说明二氧化氮的浓度保持不变，正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
B．氮气和二氧化氮为生成物，物质的量之比始终为1：2，则 的比值保持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，故错误；
C．每消耗0.1molNO就会消耗0.05molNO2说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
D．该反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度增大，混合气体的颜色变深，故错误；
E．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应为气体体积减小的反应，减小压强，平衡向逆反应方向移动，气体的物质的量增大，合气体的平均相对分子质量减小，故正确；
故选ACE，故答案为：4.00×10-5；ACE。
28．(2023届河北邢台名校联盟质检节选)CO和SO2都是大气污染物，用CO作还原剂，将SO2转化为硫磺，具有重要的意义，发生化学反应为：4CO(g)＋2SO2(g)＝4CO2(g)＋S2(g)△H。
(3)当一定温度时，4CO(g)＋2SO2(g)＝4CO2(g)＋S2(g)正逆反应速率表达式分别为：v正＝k正 c4(CO) c2(SO2)、v逆＝k逆 c4(CO2) c(S2) (k正、k逆分别为正逆反应速率
常数，只与温度有关)，温度T时，平衡常数K＝_______(用k正、k逆表示)，温度升高，K_______(填“增大”或“减小”)。
减小
解析：(3)达平衡时v正＝k正 c4(CO) c2(SO2)＝v逆＝k逆 c4(CO2) c(S2)，K＝ ；因为反应放热，温度升高，平衡逆向移动，K减小。
增大
＜
②对于反应i，v正＝k正c(CH4)c(H2O)，v逆＝k逆c(CO)c3(H2)(k正、k逆为速率常数，仅与温度有关)。向等压密闭容器中充入2molCH4、2molH2O仅发生反应i，达到平衡后生成1molCO和3molH2。下列说法正确的是____________(填字母)。
A．CO的体积分数保持不变能判断反应处于平衡状态
B．及时分离出CO，有利于提高甲烷的转化率和正反应速率
C．温度升高，k正和k逆均增大，且k正增大的倍数大于k逆增大的倍数
D．其他条件不变，达平衡后再向容器中充入1molCH4、1molH2O、1molCO、3molH2，则v正>v逆
AC
解析：(1)①根据K1的表达式可知，温度越高，平衡常数越大，即升高温度平衡正向移动，为吸热反应，所以ΔH1＞0；根据K2的表达式可知，温度越低，平衡常数越大，即降低温度平衡正向移动，为放热反应，所以ΔH2＜0，故答案为：增大；＜；
②A．随着反应的进行，CO的体积分数逐渐增大，直到平衡状态，当CO的体积分数不变时，反应达到平衡状态，故A正确；
B．及时分离出CO，平衡正向移动，甲烷的转化率升高；反应物浓度不变，正反应速率不变，但随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率减小，故B错误；
C．温度升高，k正和k逆均增大，平衡正向移动，则正反应速率大于逆反应速率，所以k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故C正确；
D．其他条件不变，达平衡后再向容器中充入1molCH4、1molH2O、1molCO、3molH2，因为是恒压条件下，容器体积增大一倍，各物质浓度不变，反应仍然为平衡状态，则正逆反应速率相等，故D错误；
故答案为：AC。
30. (2023届广州三校联考)氨氧化法是工业制硝酸的常见方法。
(2)氮氧化物制备。将氨催化氧化后，生成NO2的总反应为：2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H＝－57.1kJmol-1，反应分两步：2NO(g) (NO)2(g) △H1＜0 快反应，瞬间平衡 (NO)2(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H2＜0慢反应
当改变压强、温度时，NO转化率随时间变化如表所示。
压强/(×105Pa) 温度/℃ NO转化所需时间/s 50% 90% 98%
1 30 12.4 248 2830
90 25.3 508 5760
8 30 0.19 3.88 36.6
90 0.59 7.86 74
已知：反应生成NO2的速率方程v＝kKp2(NO)p(O2)。k是速率常数，K是快反应的平衡常数。
①增大压强，总反应速率______(填“变快”或“变慢”，下同)。
②升高温度，总反应速率_____，原因是________________________________
_____________________________________。
变快
变慢
温度升高，k增大，K减小，k增大对速率的影响小于K减小对速率的影响
解析：(2)①由表格数据可知，增大压强，相同转化率所需时间减小，则总反应速率变快。
②由表格数据可知，升高温度，相同转化率所需时间增长，则升高温度，总反应速率减慢，原因是：反应为放热反应，温度升高，速率常数k增大，平衡常数K减小，k增大对速率的影响小于K减小对速率的影响；
31. (2023届浙江省温州市二模节选) 某化学兴趣小组对工业合成氨、工业制硝酸的化学原理进行了相关探究。
(3)该小组同学为了探究NH3不易直接催化氧化生成NO2的原因，做了如下的研究：
查阅资料知：2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g)的反应历程分两步：
i．2NO(g) N2O2(g) (快) KP
ii．N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g) (慢) v2＝k2 P(N2O2) P(O2)
注：P(B)表示气体B的分压(即组分B的物质的量分数×总压)
①若设反应2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g)的速率v＝k2 P2(NO) P(O2)，则k＝______。(含有KP、k2的表达式。k、k2均为速率常数)。
KP k2
②k与温度的关系如图所示。综合研究证据，该小组得出NH3不易直接催化氧化生成NO2的原因是：___________________________________________________
________________________________________。
氨气的催化氧化为放热反应，由图可知，k随着温度的升高而减小，故一氧化氮不易转化为二氧化氮
解析：(3)①总反应可以分为i和ii两步，且ii的反应较慢，故总反应速率由反应ii决定，即v＝v2，即k2 P2(NO) P(O2)＝k2 P(N2O2) P(O2)，即k＝KP k2；
②反应2O(g)＋O2(g) 2NO2(g)的速率v＝k2 P2(NO) P(O2)，氨气的催化氧化为放热反应，由图可知，k随着温度的升高而减小，故一氧化氮不易转化为二氧化氮；
32. (2023届河南省实验中学期中) 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)，还可制备甲醇、二甲醚、碳基燃料等产品。
Ⅱ．在一定条件下，选择合适的催化剂
只进行反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋
H2O(g)。调整CO2和H2初始投料比，测
得在一定投料比和一定温度下，该反应
CO2的平衡转化率如图(各点对应的反
应温度可能相同，也可能不同)。
(3)经分析，A、E和G三点对应的反应温度相同，结合数据说明判断理由_____
_________________________________________________________。
(4)已知反应速率v＝v正－v逆=k正x(CO2)x(H2)－k逆x(CO)x(H2O)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。C、D、E三点中k正－k逆最大的是___，计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中，当CO2转化率达到50%时， ＝_____。
因为KA＝KE＝KG＝1，平衡常数相同，反应温度相同
C
1
33．运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因，查阅资料知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：
Ⅰ．2NO(g) N2O2(g)(快)；v1正＝k1正·c2(NO)；v1逆＝k1逆·c(N2O2) ΔH1＜0
Ⅱ．N2O2(g)＋O2(g)===2NO2(g)(慢)；v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)；v2逆＝k2逆·c2(NO2) ΔH2＜0
请回答下列问题：
(1)一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、
k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K＝________________。
(2)决定2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)速率的是反应 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，反应Ⅰ的活化能E1与反应Ⅱ的活化能E2的大小关系为E1 E2(填“＞”、“＜”或“＝”)。根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是 。
A．k2正增大，c(N2O2)增大 B．k2正减小，c(N2O2)减小
C．k2正增大，c(N2O2)减小 D．k2正减小，c(N2O2)增大
Ⅱ
＜
C
(2)决定2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)速率的是慢反应Ⅱ；所以反应Ⅰ的活化能E1远小于反应Ⅱ的活化能E2；决定反应速率的是反应Ⅱ，而温度越高k2正增大，反应速率加快，N2O2的浓度减少，故C符合题意。
34．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) ΔH＝＋24.4 kJ·mol－1。
上述反应中，正反应速率v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，则Kp为________(用k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104 s－1，当N2O4分解10%时，v正＝________kPa·s－1。
3.9×106
35．现有甲、乙两个化学小组利用两套相同装置，通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响H2O2分解速率的因素(仅一个条件改变)。
(3)已知过氧化氢还是一种极弱的二元酸：H2O2 H＋＋HO(Ka1＝2.4×10－12)。当稀H2O2溶液在碱性环境下分解时会发生反应H2O2＋OH－ HO＋H2O，该反应中，正反应速率为v正＝k正·c(H2O2)·c(OH－)，逆反应速率为v逆＝k逆·c(H2O)·c(HO)，其中k正、k逆为速率常数，则k正与k逆的比值为________(保留3位有效数字)。
1.33×104
36．在容积均为1 L的密闭容器A(起始500 ℃，恒温)、B(起始500 ℃，绝热)两个容器中分别加入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图乙所示。
1.69
37．在一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入一定量PCl3(g)和Cl2(g)，发生如下反应：PCl3(g)＋Cl2(g) PCl5(g) ΔH，测得PCl3(g)的转化率与时间关系如图所示。
其速率方程：v正＝k正·c(PCl3)·c(Cl2)，v逆＝
k逆·c(PCl5)(k是速率常数，只与温度有关)
(1)上述反应中，ΔH______0(填“＞”“＜”或
“＝”)，理由是________________________________________________________。
＜
T2大于T1，温度升高，平衡转化率降低，说明正反应是放热反应
＞
小于
16 L·mol－1
38．(1)已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H的反应历程分两步：
①2NO(g) N2O2(g)(快) △H1<0，v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c2(N2O2)
②N2O2(g)+ O2(g) 2NO2(g)(慢) △H2<0，v2正=k2正c2(N2O2)c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1____ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________________________________________________；
＜
活化能越大，一般分子成为活化分子越难，反应速率越慢
(2)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、
k2正、 k2逆的关系式为__________________________；已知反应速率常数k随温度升高而增大，若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍，则a_______b (填“>”、“<”或“=”)；一定条件下，2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后v2正较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
k1正.k2正/(k1逆.k2逆)
＜
温度升高，反应①、②的平衡均逆移，由于反应①的速率大，导致c(N2O2)减小且其程度大于k2正和c(O2)增大的程度，使三者的乘积即v2正减小
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