高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度习题

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6.2.2 化学平衡状态及限度（精练）
题组一 化学平衡状态

1．（2023北京）一定温度下，在定容密闭容器中发生反应：。下列能证明反应达到化学平衡状态的是
A．体系压强不再变化
B．的浓度不再变化
C．容器内气体总质量不再变化
D．生成的与消耗的物质的量比为1∶1
【答案】B
【解析】A．该反应前后气体物质的量不变，因此随反应进行体系的压强始终不变，故体系压强不再变化，不能证明反应达到化学平衡状态，故A错误；
B．的浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，能证明反应达到化学平衡状态，故B正确；
C．根据质量守恒定律可知，容器内气体总质量始终不变，故容器内气体总质量不再变化，不能证明反应达到化学平衡状态，故C错误；
D．生成的与消耗的物质的量比为1∶1，不能说明正逆反应速率相等，不能证明反应达到化学平衡状态，故D错误；故选B。
2．（2022辽宁本溪）在一定条件下，将2molCO和充入一恒容密闭容器中，发生反应：  ，当达到平衡状态时，下列说法中正确的是
A．生成 B．放出a kJ热量
C．含有3mol氧原子 D．CO和共有2mol
【答案】D
【解析】A．该反应为可逆反应，存在限度，2molCO和充入一恒容密闭容器中，反应物不能完全转化为生成物，所以达到平衡时，生成的小于2mol，故A错误；
B．该反应为可逆反应，存在限度，2molCO和充入一恒容密闭容器中，反应物不能完全转化为生成物，所以达到平衡时，放出的热量小于a kJ，故B错误；
C．2mol一氧化碳和1mol二氧化硫含氧原子共4mo1，根据原子守恒，平衡时体系中O原子共有4mo1，故C错误；
D．根据碳原子守恒，充入2molCO达到平衡时，碳原子共2mol，即CO和共有2mol，故D正确；
故选D。
3．（2022陕西）一定温度下，纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于真空密闭恒容容器中(固体体积忽略不计)达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能证明反应达到化学平衡状态的是
A．NH3与CO2的质量比保持不变 B．气体的总物质的量保持不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．2v(NH3)=v(CO2)
【答案】B
【解析】A．反应物为固态，产物均为气态，无论反应是否达到平衡，NH3与CO2的质量比始终为(2×17)：44，保持不变，故A错误；
B．反应物为固态，产物均为气态，气体的总物质的量随反应而变，当气体的总物质的量保持不变时反应达到化学平衡状态，故B正确；
C．由于反应物只有一种固体，只有产物为气体，故气体中氨气、二氧化碳的物质的量恒等于2:1，则密闭容器中混合气体的平均摩尔质量等于，故密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不能说明已平衡，故C错误；
D．没有指出正逆反应速率，无法判断平衡状态，故D错误；
答案选B。
4．（2022四川）下列关于化学反应限度的说法正确的是
A．一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应在该条件下不再反应
B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
C．平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度相等
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
【答案】B
【解析】A．一个可逆反应达到的平衡状态，化学平衡是一个动态平衡，就是这个反应在该条件下仍然继续进行反应，只不过是正、逆反应速率相等而已，A错误；
B．化学平衡的微观本质就是正、逆反应速率相等，即当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，B正确；
C．平衡状态是一种动态的状态，正逆反应速率相等，各组分的浓度保持不变的状态，但反应物和生成物的浓度不一定相等，C错误；
D．根据勒夏特列原理可知，化学反应的限度可以通过改变条件而改变，D错误；
故答案为：B。
5．（2022四川）在恒温恒容密闭容器中，可逆反应X2(g)+2Y2(g)2XY2(g)达到平衡时的标志
A．混合气体密度恒定不变 B．v(X2)：v(Y2)：v(XY2)=1：2：2
C．混合气体的压强不再变化 D．三种气体的体积分数相等
【答案】C
【解析】A．反应在恒温恒容密闭容器中，气体的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，则混合气体密度始终恒定不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A不符合题意；
B．v(X2)：v(Y2)：v(XY2)=1：2：2只能表示物质反应转化关系，且转化关系并未指明反应速率的正逆，不能据此判断反应是否达到平衡状态，B不符合题意；
C．反应在恒温恒容密闭容器中，气体的体积不变；该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，若混合气体的压强不再变化，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡状态，C符合题意；
D．三种气体的体积分数相等时，反应可能处于平衡状态，也可能未处于平衡状态，不能据此分析判断，D不符合题意；故合理选项是C。
6．（2022秋·上海宝山）若反应在容积可变的容器中进行，不能说明该反应已达到平衡状态的是
A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D．容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
【答案】A
【解析】A．容积可变的容器压强恒定，容器内混合气体的压强不随时间变化而改变，不能说明该反应已达到平衡状态，A符合；
B．该反应为非等体积反应，容器体积可变，容器内混合气体的密度可变，密度不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态，B不符合；
C．二氧化氮是红棕色气体，容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态，C不符合；
D．根据，气体总质量不变，该反应为非等体积反应，气体总的物质的量可变，混合气体的平均分子量可变，容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态，D不符合；
故选A。
7．（2022秋·安徽）一定温度下，向一个体积可变的密闭容器中充入气体，发生反应：。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A．容器的体积不再发生变化 B．气体的平均相对分子质量不再变化
C．气体的颜色不再发生变化 D．的分解速率为的生成速率的2倍
【答案】C
【解析】A．是反应前后气体的物质的量不变的反应，气体的物质的量不变，则容器体积不变，无法判断反应是否达到平衡状态，故A错误；
B．容器中的气体质量不变，反应前后气体的物质的量不变，故气体的平均相对分子质最不变，无法判断是否达到平衡状态，故B错误；
C．该反应只有有颜色，气体的颜色不再发生变化说明浓度不再改变，说明该反应达到平衡状态，故C正确；
D．的分解速率和的生成速率都是正反应速率，不能作为反应达到平衡状态的判断标准，故D错误；
故答案为C。
8．（2022陕西宝鸡）在一个不传热的恒容密闭容器中，可逆反应达到平衡的标志是  
①反应速率  ②各组分的物质的量不变
③体系的压强不再发生变化    ④混合气体的密度不变(相同状况)
⑤体系的温度不再发生变化    ⑥
⑦单位时间内3molH—H键断裂参加反应，同时2molN—H键也断裂参加反应
A．①②③⑤⑥ B．②③④⑤⑥ C．②③⑤⑥ D．②③④⑥⑦
【答案】C
【解析】①在化学反应中，各物质的反应速率之比始终等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，故题给条件不能证明反应达到平衡状态；
②各组分的物质的量不再变化，可以证明反应达到平衡状态；
③对于反应前后气体分子数改变的反应，恒容条件下，体系的压强不再变化，可以证明反应达到平衡状态；
④恒容密闭容器中，混合气体体积始终不变，混合气体质量始终不变，故混合气体的密度始终不变，所以混合气体的密度不再变化，不能证明达到平衡状态；
⑤反应前后有热量变化，不传热的恒容密闭容器中，温度会反生变化，体系的温度不再发生变化，证明反应达到平衡状态；
⑥用N2表示的正反应速率与用NH3表示的逆反应速率比等于方程式中化学计量数之比，证明反应达到平衡状态;
⑦单位时间内3molH—H键断裂参加反应，同时有6molN—H键断裂才能证明正逆反应速率相等，反应达平衡。题给条件不能判断反应达到平衡状态；所以②③⑤⑥符合题意。
故选C。
9．（2022秋·新疆省直辖县级单位）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已达到化学平衡的是
①v(NH3)正=2v(CO2)逆
②密闭容器中总压强不变    
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密团容器中混合气体的平均相对分子质量不变       
⑤密闭容器中n(NH3)：n(CO2)=2：1
⑥混合气体总质量不变
A．①②③④ B．①②④⑥ C．①②③⑥ D．①③④⑤
【答案】C
【解析】①v(NH3)正=2v(CO2)逆满足正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故选；
②正反应体积增大，平衡之前容器中压强在增大，当密闭容器中总压强不变时反应达到平衡状态，故选；
③混合气体的密度，在反应过程中恒容，达平衡前，气体的质量在增大，故气体的密度在增大，所以当密闭容器中混合气体的密度不变时反应达到平衡状态，故选；
④由于体系中只有两种气体，且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2：1，所以密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故不选；
⑤反应从正反应方向开始，故体系中的氨气和二氧化碳的物质的量之比始终满足2：1，不能说明反应达到平衡，故不选；
⑥由于反应物是固体，所以混合气体总质量不变时反应达到平衡状态，故选；综上所诉，①②③⑥能判断该反应已达到化学平衡，故C正确；
故选C。
10．（2022秋·北京丰台）在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应：，下列证据能说明反应一定达到化学平衡状态的是
A．单位时间内消耗，同时生成
B．体系内物质的总质量保持不变
C．同时在容器中存在
D．
【答案】D
【解析】A．不管反应是否达平衡，单位时间内消耗2nmolSO2，一定同时生成2nmolSO3，无法判断平衡状态，故A错误；
B．根据质量守恒，体系内物质的总质量一直不变，所以满足该条件时反应不一定达到平衡状态，故B错误；
C．该反应为可逆反应，不管反应进行到什么程度，SO2、O2、 SO3一定同时存在于容器中，所以反应不一定达到平衡状态，故C错误；
D．当浓度商与化学平衡常数相等，即时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；
故选D。
11．（2022黑龙江佳木斯）反应X(s)+2Y(g)2W(g)   ∆H =-akJ·mol-1(a＞0)，一定温度下，在恒容的密闭容器中，加入1molX和2molY发生反应，下列说法正确的是
A．当容器中气体的压强不再改变时，表明该反应一定已达到平衡状态
B．当达到平衡状态时，X和Y的转化率之比为1:2
C．当Y与W的物质的量浓度之比为1:1时，表明该反应一定已到达平衡状态
D．当容器内气体的密度不再改变时，表明该反应一定已达到平衡状态
【答案】D
【解析】A．因为反应前后气体分子数相等，随反应进行混合气的压强始终不变，当容器中气体的压强不再改变时，反应不一定达平衡状态，A不正确；
B．反应前，加入1molX和2molY，起始投入量之比等于化学计量数之比，当达到平衡状态时，X和Y的转化率之比为1:1，B不正确；
C．当Y与W的物质的量浓度之比为1:1时，反应物的转化率为50%，正、逆反应速率不一定相等，则该反应不一定达平衡状态，C不正确；
D．混合气的质量在不断改变，则混合气的密度始终改变，当容器内气体的密度不再改变时，反应达平衡状态，D正确；
故选D。
11．（2021秋·四川成都·高二校考期中）H2NCOONH4是工业上由氨合成尿素的中间产物。在一定温度下、容积不变的密闭容器中发生反应H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)，能说明该反应达到平衡状态的是
①每生成34gNH3的同时消耗44 gCO2
②混合气体的平均相对分子质量不变
③NH3的体积分数保持不变  
④混合气体的密度保持不变  
⑤c(NH3)：c(CO2)=2：1
A．①③⑤ B．①④ C．①②④ D．①③④
【答案】B
【解析】①每生成34g NH3的同时消耗44 gCO2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故①符合题意；
②该反应混合气体的平均相对分子质量始终不变，因此当混合气体的平均相对分子质量不变，不能判断反应是否达到平衡状态，故②不符合题意；
③容器中只有NH3和CO2为气体，且二者体积之比始终为2：1，则NH3的体积分数始终不变，所以NH3的体积分数保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故③不符合题意；
④由于反应物H2NCOONH4是固体，没有达到平衡状态前，气体质量会变化，容器体积不变，则混合气体的密度会发生变化，因此混合气体的密度保持不变，说明反应达到了平衡状态，故④符合题意；
⑤任何时刻均存在c(NH3)：c(CO2)=2：1，因此当c(NH3)：c(CO2)=2：1时，不能说明反应达到平衡状态，故⑤不符合题意；
故答案选B。
12．（2022春·陕西西安·高一高新一中校考阶段练习）可逆反应：2NO22NO＋O2在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部
【答案】A
【解析】①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，反应进行的方向相反，且变化量之比等于化学计量数之比，则反应达平衡状态，①正确；
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO，反应进行的方向相同，不一定达平衡状态，②不正确；
③在反应进行的任何阶段，用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比都为2∶2∶1，反应不一定达平衡状态，③不正确；
④混合气体的颜色不再改变时，c(NO2)不变，反应达平衡状态，④正确；
⑤混合气体的质量不变、体积不变，则密度始终不变，所以密度不再改变时，反应不一定达平衡状态，⑤不正确；
⑥反应前后气体的物质的量不等，平衡前压强在不断发生改变，当混合气体的压强不再改变时，反应达平衡状态，⑥正确；
⑦混合气体的质量不变，物质的量发生改变，则平衡前混合气体的平均相对分子质量不断发生改变，当平均相对分子质量不再改变时，反应达平衡状态，⑦正确；
综合以上分析，①④⑥⑦正确，故选A。
13．（2022秋·江西宜春）恒温恒容，可逆反应(条件：高温、高压、催化剂)达到平衡的标志是
①生成的速率和分解的速率相等   
②、、的浓度相等   
③体系压强不变
④单位时间内n mol H-H键断裂，同时2n mol N-H键形成  
⑤混合气体的密度不变
⑥、、的分子数之比为1∶3∶2  
⑦气体的平均相对分子质量不变
A．①②③④⑤⑦ B．①③④⑦ C．①③⑤⑦ D．①③⑦
【答案】D
【解析】①生成的速率和分解的速率相等 ，符合化学平衡特征，①正确；  
②、、的浓度相等，取决于起始物质的浓度、不能说明各成分的量不变、不能说明已平衡，②错误；   
③反应中，气体的物质的量、压强会随着反应而变化，故容器内压强不随时间的变化，说明气体的物质的量不随时间变化，则说明反应已达平衡，③正确；
④单位时间内nmolH-H键断裂，同时2nmoN-H键形成，均指正反应、不能说明正反应和逆反应速率相等、不能说明已平衡，④错误；  
⑤气体质量、容积体积、气体密度均始终不变，故混合气体的密度不变不能说明已平衡，⑤错误；
⑥、、的分子数之比为1∶3∶2 ，取决于起始物质的量、不能说明各成分的量不变、不能说明已平衡，⑥错误；
⑦气体质量始终不变，气体的物质的量、混合气体的平均摩尔质量会随着反应而变，混合气体的平均相对分子质量不变说明反应已达平衡，⑦正确；
答案选D。
题组二 化学反应条件的控制与优化


1．（2022浙江·高一期中）工业合成氨的流程图如下图所示：

下列有关工业合成氨生产条件的分析正确的是
A．步骤①中“净化”的步骤没有必要
B．步骤②采用的压强是2×107Pa， 因为在该压强下催化剂的活性最大
C．步骤③温度可高于500 ℃，因为温度升高，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．步骤④⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本
【答案】D
【解析】A． 为防止催化剂中毒，反应前的氮气和氢气混合气体需要除杂净化，故A错误；
B． 工业合成氨的反应是气体体积减小的反应，增大压强加快反应速率，平衡正向进行，能增大反应物转化率，步骤②采用的压强是2×107Pa，同时考虑对设备强度要求、生产成本，与催化剂的活性无关，故B错误；
C． 温度升高，正反应速率增大，逆反应速率也增大，步骤③温度用500 ℃是因为该温度下催化剂活性最大，故C错误；
D． ④液化氨气平衡正向进行，反应物转化率增大，⑤氮气和氢气循环使用有利于提高原料的转化率，故D正确；
故选D。
2．（2022秋·上海静）关于合成氨工业的说法错误的是
A．合成氨工业采用循环操作，主要是为了提高氮气和氢气的利用率
B．工业上一般选择400-500℃的主要原因是让铁触媒的活性大，反应速率快
C．从合成氨的原理出发，增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移，但压强增大设备成本大幅度提升，所以实际工业中往往采用常压
D．为了防止催化剂“中毒”，原料气需要经过净化
【答案】C
【解析】A．合成氨工业采用循环操作，主要是为了提高氮气和氢气的利用率，提高经济效益，故A正确；
B．合成氨反应使用铁触媒作催化剂，该催化剂在400-500℃时活性最大，因此合成氨反应的温度控制在400-500℃，故B正确；
C．合成氨反应为气体体积减小的反应，增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移，但压强增大设备成本大幅度提升，综合考虑以上影响因素，实际工业中采用压强：2107~5107Pa，故C错误；
D．合成氨反应使用铁触媒作催化剂，原料气中含有杂质的气体可能会造成催化剂中毒而活性减弱，因此原料气需要经过净化处理，故D正确；
答案选C。
3．（2021·上海）在工业生产硫酸的过程中，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q，下列叙述中不正确的是
A．矿石粉碎的目的是使原料充分利用，并增大接触面使反应速率加快
B．接触室中采用常压的主要原因是常压下SO2的转化率已经很高
C．沸腾炉中出来的混合气需要洗涤，目的是防止催化剂中毒
D．接触室用450℃的高温，使催化剂活性最佳，更能促进平衡向正反应方向移动
【答案】D
【解析】A．矿石粉碎增大了反应物的接触面积，反应速率加快，A正确;
B．在二氧化硫的催化氧化中，常压下二氧化硫的转化率很高，增大压强会增大反应速率，缩短达到平衡所需时间，反应物转化率也会增大，但同时会增加成本，总体上不经济，B正确；
C．沸腾炉中出来的混合气中含有很多杂质，能够引起催化剂中毒，洗涤的目的是防止催化剂中毒，C正确；
D．二氧化硫的催化氧化是放热反应，接触室采用450℃的温度是由于催化剂在该温度下催化活性最好，但不能使平衡正向移动以提高平衡混和气中SO3的含量，D错误；
故合理选项是D。
4．（2022江苏）已知反应：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)    △H=-41.8kJ•mol-1，运用该反应处理废气时有关说法正确的是
A．增大压强有利于反应自发进行 B．该反应不能完全消除废气
C．降低反应温度可提高去除效率 D．升高反应温度可提高废气转化率
【答案】B
【解析】A．反应能否自发进行应该根据反应的焓变和熵变进行判断，压强不能改变反应的自发与否，选项A错误；
B．该反应为可逆反应，不能彻底反应，且生成物也为有毒气体，故该反应不能完全消除废气，选项B正确；
C．降低反应温度，平衡正向移动，但反应速率减慢，去除效率降低，选项C错误；
D．升高反应温度，平衡逆向移动，废气转化率降低，选项D错误；
答案选B。
题组三 化学反应速率图像问题


1．（2022河南南阳·高一校考阶段练习）一定温度下，向容积为4L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对反应的推断合理的是

A．该反应的化学方程式为3B+4C⇌6A+3D
B．反应进行到1s时，υ(A)=υ(D)
C．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等
D．反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.025mol⋅(L⋅s)−1
【答案】D
【解析】A．由图可知，反应达到平衡时A物质增加了1.2mol、D物质增加了0.4mol、B物质减少了0.6mol、C物质减小了0.8mol，所以A、D为生成物，物质的量之比为3：1，B、C为反应物，物质的量之比为3：4，B、C、A、D的变化量之比为3:4:6:2，故反应方程式为：3B+4C⇌6A+2D，故A错误；
B．化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应到1s时，υ(A)=3υ(D)，故B错误；
C．根据3B+4C⇌5A+2D可知，反应中计量数不同，而化学反应速率与化学计量数成正比，所以各物质的反应速率不相同，故C错误；
D．反应进行到6s时，B的物质的量为0.4mol，B的物质的量的变化量为0.6mol，容器容积为4L，所以反应进行到6s时，υ(B)===0.025mol⋅(L⋅s)−1，故D正确。
故选：D。
2．（2022云南）用下图所示的实验装置分别进行镁条与X(25 mL 0.2 mol/L盐酸)和镁条与Y(50 mL 0.1 mol/L盐酸)的实验，每隔半分钟分别测定反应放出气体的体积。下列选项中正确表示实验X及Y的结果的是(　　)

A．B．C． D．
【答案】A
【解析】由于X条件下的盐酸浓度比Y条件下的浓度大，故与镁反应时X的反应速率大于Y的，用时X比Y的更短，而X中含有的HCl的物质的量25 mL× 0.2 mol/L×10-3L/mL=5×10-3mol与Y中所含的HCl的物质的量50 mL× 0.1 mol/L×10-3L/mL=5×10-3mol，二者相同，故最终生成的H2的量相等，故上述图象中，A图符合题意，故答案为：A。
3．（2023江西）如图所示为反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反应速v(N2)的变化的图象，则横坐标不可能是（    ）

A．反应时间 B．温度 C．压强 D．N2的浓度
【答案】A
【解析】A. 外界条件不变，随着反应进行，时间的延长，反应物浓度下降，反应速率减小，与图象不符，A符合；
B. 温度升高，反应速率增大，与图象相符，B不符合；
C. 压强增大，各物质浓度增大，反应速率增大，与图象相符，C不符合；
D. 反应物浓度增大，反应速率增大，与图象相符，D不符合；
答案选A。
4．（2022甘肃）在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2A（g）＋B（g） 3C（g）；ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是溶液进行下列实验，结合实验，下列说法正确的是

A．图Ⅰ表示的是 t1时刻增大反应物的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的一定是 t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高
D．图Ⅲ表示的是不同催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
【答案】C
【解析】A. 增大反应物浓度,正反应速率增大，但逆反应速率不增大，故图Ⅰ不能表示的是 t1时刻增大反应物的浓度对反应速率的影响，故A错误；
B. 该反应增大压强或加入催化剂，都可以同等程度的增大反应速率，平衡不移动，故图Ⅱ能表示的可能是 t1时刻加入催化剂后或加压对反应速率的影响，故B错误；
C. 升温，化学反应速率加快，缩短到平衡的时间，平衡逆向移动，A的转化率降低，故图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高，故C正确；
D. 催化剂能改变反应速率，影响到平衡的时间，但不会影响平衡，不能影响反应物的转化率，故图Ⅲ不能表示的是不同催化剂对平衡的影响，故D错误。
故选C。
5．（2022北京）下列图像与对应叙述相符的是

A．图①表示已达平衡的某反应在t0时改变某一条件后反应速率随时间变化，则改变的条件一定是加入催化剂
B．图②表示Zn、Cu和稀硫酸构成的原电池在工作过程中电流强度的变化，在T时加入了H2O2
C．图③表示同温度下、同体积pH=1的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释时pH的变化曲线，其中曲线Ⅱ为盐酸
D．图④表示向NaOH溶液中通入CO2，溶液中水电离出的c(H+)变化曲线，则最高点d处溶液中的溶质为NaHCO3
【答案】B
【解析】A. 图①t0时正逆反应速率同等程度的增大，则改变的条件可能是加入催化剂或者增大压强，故A错误；
B. 图②表示Zn、Cu和稀硫酸构成的原电池在工作过程中，锌失去电子发生氧化反应，随稀硫酸浓度减小，电流强度减少，T时加入了H2O2，是强氧化剂，可以加快锌的反应，电流强度增大，随着反应的进行电流强度又减少，但比开始电流强度大，故B正确；
C. 醋酸是弱电解质，稀释促进电离，加水稀释后醋酸的pH的变化较小，盐酸的pH的变化幅度较大，所以曲线Ⅱ为醋酸，故C错误；
D. 当NaOH溶液与CO2恰好完全反应时，碳酸钠的水解程度最大，则水的电离程度最大，因此d点溶质是碳酸钠，故D错误；
故选：B。
6．（2022·全国·高三专题练习）例2 已知可逆反应，根据表中的数据判断下列图像错误的是（    ）

A．B．C．D．
【答案】D
【解析】A．根据题表数据可知，在相同的压强下，升高温度，A的转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应。该反应为气体体积减小的反应，在相同的温度下，增大压强，A的转化率增大，则。升高温度，A的转化率降低，化学反应速率增大，所以500℃时先达到平衡，A项正确；
B．压强一定时，升高温度，平衡逆向移动，C的百分含量减小，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，C的百分含量增大，B项正确；
C．升高温度，、均增大，但吸热反应方向增大的程度大，即，所以平衡逆向移动，经过一段时间后反应达到平衡，C项正确；
D．增大压强，、均增大，但，平衡正向移动，最终达到新的平衡状态，D项错误；
故选D。
7．（2022江西）已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)；ΔH＜0。在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是

A．a、b、c、d四个点中，只有b、d点的化学反应处与平衡状态
B．前10min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.06mol/(L•min)
C．25min时，导致平衡移动的原因是将密闭容器的体积缩小为1L
D．图中的两条曲线，X是表示N2O4浓度随时间的变化曲线
【答案】A
【解析】A．a、b、c、d四个点中，只有b、d点的浓度不随时间的变化而变化，b、d点化学反应处于平衡状态，故A正确；
B．由图象可知，10 min内用NO2的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L，所以v(NO2)= =0.04mol/(L·min)，故B错误；
C．25min时，X的浓度增大，Y的浓度不变，只能是增大X的浓度，所以曲线发生变化的原因是增加NO2浓度，故C错误；
D．由上述分析可知，X表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线，故D错误；
答案选A。
8．（2022秋·河南洛阳）在1L密闭容器中，用足量的CaCO3与100mL稀盐酸反应制取CO2，反应生成CO2的体积随时间的变化关系如图所示(CO2的体积已按标准状况折算)。下列分析不正确的是

A．EF段反应速率加快的原因是反应体系的温度上升
B．FG 段反应速率减慢的原因是稀盐酸的浓度不断减小
C．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04mo1•L—1•min—1
D．OE、EF、FG 三段中，用CO2表示的平均反应速率之比为2:4:1
【答案】C
【解析】A．反应放热导致反应体系的温度上升，所以EF段反应速率加快，故A正确；
B．反应进行一段时间后，盐酸的浓度不断变小，所以FG 段反应速率减慢，故B正确；
C．EF段产生的CO2为：，由于反应中n(HCl):n(CO2)=2:1，所以该段消耗HCl=0.04 mol，时间为1 min，所以用盐酸表示的EF段平均反应速率为：，故C错误；
D．由于时间都是1 min，所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比，即224mL：(672−224)mL：(784−672)mL=2:4:1，故D正确；
答案选C。
9．（2022河北）合成氨反应：N2 (g) +3H2 (g)2NH3 (g) △H＜0。在反应过程中，逆反应速率的变化如图所示，下列说法正确的是

A．t1时一定是增加了生成物 B．t2时使用了催化剂
C．t3时增大了压强 D．t4时一 定是降低了温度
【答案】B
【解析】A. t1时逆反应速率增大，随后逐渐减小，说明正反应速率小于逆反应速率，平衡逆向移动，则可以是升温、或增加了生成物浓度，故A错误；
B. t2时，平衡不移动，说明正、逆反应速率同等程度增大，为使用了催化剂，故B正确；
C. t3时若增大压强，正逆反应速率都应增大，故C错误；
D. t4时反应速率瞬间不变，然后减小，应为减小反应物浓度，故D错误；
答案选B。
10．（2022广东）（1）对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
正反应______热
m+n______p+q
（2）对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
正反应______热    m+n_____p+q
正反应__热    m+n__p+q
（3）对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
正反应_______热
正反应_______热
正反应_______热
m+n_______p+q
（4）对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)有如图所示的关系，则：

a：P1______P2；T1_____T2；
b：m+n______p；
c：该反应正反应为______反应
【答案】 （1）吸     ＜    （2） 放     ＞     放     ＜    （3） 吸     吸     放     ＜     （4）＜     ＞     ＜     吸
【解析】(1)在其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，先达到平衡。根据图像可知在温度T1时先达到平衡，说明温度：T1＞T2。升高温度，A的转化率增大，说明升高温度，化学平衡正向移动。由于升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应；
在其它条件不变时，增大压强，化学反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，先达到平衡。根据图像可知在压强P2时先达到平衡，说明压强：P2＞P1。增大压强，B的转化率减小，说明增大压强，化学平衡逆向移动。根据平衡移动原理：增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，所以该反应的逆反应为气体体积减小的方向，故m+n＜p+q；
(2)根据图像可知：在压强不变时，温度升高，A的转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；在温度不变时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强，化学平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，所以m+n＞p+q；
根据图像可知：在压强不变时，温度升高，A的物质的量增大，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；在温度不变时，增大压强，A的物质的量增大，说明增大压强，化学平衡逆向移动，逆反应为气体体积减小的反应，所以m+n＜p+q；
(3)根据图像可知：反应达到平衡后，升高温度，v(正)增大的比v(逆)增大的多，化学平衡正向移动。根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应；
根据图像可知：反应达到平衡后，升高温度，v(正)增大的比v(逆)增大的多，化学平衡正向移动。根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应；
根据图像可知：在温度达到450℃以前，反应温度升高，反应速率加快，反应产生更多的生成物，C%增加，在450℃反应达到平衡状态，在450℃后，升高温度，C%减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；
根据图像可知：反应从正反应方向开始，在压强为P1之前，随着反应的进行，不断消耗反应物A，A%降低，在压强为P1时反应达到平衡状态，此后，随着压强增大，A%增大，说明增大压强，化学平衡逆向移动，逆反应方向为气体体积减小的反应方向，所以m+n＜p+q；
(4)在温度相同都是T1时，压强越大，反应速率越快，先达到平衡。由图像可知在压强为P2时先达到平衡，说明压强P1＜P2。增大压强，B%增大，说明增大压强，化学平衡逆向移动，逆反应为气体体积减小的反应方向，所以m+n＜p；
在压强都是P2时，温度升高，反应速率加快，达到平衡状态所需时间缩短。根据图像可知：在温度为T1时先达到平衡状态，说明温度：T1＞T2；升高温度，B%降低，说明升高温度，化学平衡正向移动，该反应的正反应为吸热反应。
题组四 化学反应速率的综合运用

1．（2022甘肃）I．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。

(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为_____。
II. 在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(2) 上述反应_____(填“是”或“不是”)可逆反应,原因_____
(3)如图所示，表示NO2变化曲线的是_____。

(4)平衡时NO的转化率=_____。
III. 某学习小组为了研究外界条件对H2O2溶液的分解速率的影响，设计了如下实验。

10%H2O2
蒸馏水
2mol•L-1FeCl3
初始温度
实验1
10mL
0mL
0滴
20℃
实验2
10mL
0mL
3滴
20℃
实验3
10mL
0mL
0滴
40℃
实验4
8mL
VmL
3滴
20℃
学习小组的同学在实验中发现实验1无明显现象，实验2～4均有气泡冒出，反应速率各不相同。根据表中数据回答相关问题：
(5)实验2中发生反应的化学方程式为_____。
(6)实验1、3可得出的结论是_____。
(7)实验_____和_____探究浓度对H2O2溶液分解速率的影响。
(8)实验4中的V=_____。
【答案】 （1）3X(g)+Y(g)2Z(g)    
（2） 是     3s后NO的含量不随时间改变，说明该反应已达平衡    
（3） b    
（4） 65%    
（5） 2H2O22H2O+O2↑    
（6） 温度升高(或加热)，H2O2的分解速率加快    
（7） 2     4    
（8） 2
【解析】I．(1)由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且∆n(X)： ∆n(Y)：∆n(Z)=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，则反应的化学方程式为：3X(g)+Y(g)2Z(g)，答案为：3X(g)+Y(g)2Z(g)；
II．(2)由表中数据可知从3s开始，NO的物质的量为0.007mol，不再变化，根据可逆反应的特征可知，该反应为可逆反应，3s时反应达平衡，答案为：是；3s后NO的含量不随时间改变，说明该反应已达平衡；
(3)NO2是反应产物，随着反应进行NO2的浓度会增大，由化学方程式2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)可知，平衡时∆c(NO2)=∆c(NO)==0.0065mol/L，所以图中表示NO2变化的曲线是b，答案为：b；
(4)由表中数据可知，反应达到平衡时NO由开始时的0.02mol变为0.007mol，由转化率的概念可知，平衡时NO的转化率=×100%=65%，答案为：65%；
III．(5)实验2与实验1的不同点是双氧水中滴入3滴FeCl3溶液后发生反应，判断FeCl3为双氧水分解的催化剂，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑；答案为：2H2O22H2O+O2↑；
(6)实验1无明显现象，实验2～4均有气泡冒出，由表中数据可知，实验3与实验1的不同点是温度从20℃变成了40℃，所以由实验1、3可得出的结论是：温度升高(或加热)，H2O2的分解速率加快，答案为：温度升高(或加热)，H2O2的分解速率加快；
(7)要探究浓度对双氧水溶液分解速率的影响，其他条件应该相同，分析表中数据可知实验2和实验4温度相同，都滴入3滴氯化铁，实验4加入蒸馏水稀释过氧化氢溶液，生成气体的速率应该比实验2慢，答案为：2；4；
(8)实验4中过氧化氢溶液的体积为8mL，加入2mL蒸馏水稀释得到10mL溶液，才能与表中实验2的其他条件相同，才能用来探究浓度变化对反应速率的影响，所以V=2，答案为：2。
2．（2022福建）(1)一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示：

①该反应的化学方程式为_______。
②10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示：

则下列说法符合该图像的是_______。
A．t1时刻，增大了X的浓度
B．t1时刻，升高了体系温度
C．t1时刻，缩小了容器体积
D．t1时刻，使用了催化剂
(2)在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g) N2(g) +2CO2(g)，能表明已达到平衡状态的标志有 ( )
A．混合气体的压强保持不变                B．混合气体的密度保持不变
C．混合气体的平均相对分子质量保持不变    D．气体的总质量
E.2v正(CO)=v逆(N2) F.t min内生成2molN2同时消耗1molCO2
(3)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如下表所示。
条件
保持温度为T/℃
时间
0
5min
10min
15min
20min
25min
30min
NO物质的量/mol
2.0
1.4
1.0
0.70
0.50
0.40
0.40
N2物质的量/mol
0
0.3
0.50
0.65
0.75
0.80
0.80
①0∼5min内，以表示的该反应速率v(CO2)=_______，最终达平衡时NO的转化率a=_______，该温度T℃下的平衡常数K=_______。
②保持温度T℃不变，向该2L密闭容器中加入该四种反应混合物各2mol，则此时反应_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)；最终达平衡时容器中气体的平均摩尔质量为_______g·mol-1。
【答案】（1）X(g)＋Y(g) 2Z(g)     CD    
（2） AC    
（3） 0.03mol·L-1·min-1     80 %     4     正向     34.8
【解析】(1)①根据图示知，随着时间变化，X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增加，且变化的物质的量之比为1:1:2，则该反应方程式为：X(g)＋Y(g) 2Z(g)，故答案为：X(g)＋Y(g) 2Z(g)；
②A.t1时刻，增大了X的浓度，则正反应速率突然增大，而后逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，一段时间后达到新的平衡，不符合上述图像，故A不选；
B.t1时刻，升高了体系温度，正逆反应速率同时增大，但增大的大小不同，不符合上述图像，故B不选；
C.t1时刻，缩小了容器体积，反应物生成物的浓度增大，正逆反应速率都增大，该反应前后气体体积不变，则增大压强是平衡不移动，符合上述图像，故C选；
D.t1时刻，使用了催化剂，正逆反应速率均增大，但平衡不移动，符合上述图像，故D选；故答案为：CD；
(2)A.随反应的进行，气体压强减小，压强为变化的量，故当混合气体的压强保持不变时，能表明反应达到平衡状态，故A符合；
B.容器容积不变，气体总质量不变，则气体密度始终不变，故混合气体的密度保持不变不能表明反应达到平衡状态，故B不符合；
C.随反应的进行，气体总质量不变，气体总物质的量减小，故混合气体的平均相对分子质量保持增大，平均相对分子质量为变化的量，故混合气体的平均相对分子质量保持不变能表明反应达到平衡状态，故C符合；
D.气体的总质量始终保持不变，故不能表明反应达到平衡状态，故D不符合；
E. 2v正(CO)＝v逆(N2)不能表明正逆反应速率相等，故不能表明反应达到平衡状态，应为v正(CO)＝2v逆(N2)时，反应达到平衡状态，故E不符合；
F. t min内生成2molN2同时消耗1molCO2不能表明正逆反应速率相等，故不能表明反应达到平衡状态，应为t min内生成1molN2同时消耗2molCO2，反应达到平衡状态，故F不符合；故答案为：AC；
(3)①0∼5min内，N2生成0.3mol，则CO2生成0.3mol，则以CO2表示的该反应速率v(CO2)=；最终达平衡时NO的转化量为2.0mol-0.4mol=1.6mol，故NO的转化率α=；根据表格数据可列出三段式：
，故该温度T℃下的平衡常数；故答案为：0.03mol·L-1·min-1；80%；4；
②保持温度T℃不变，向该2L密闭容器中加入该四种反应混合物各2mol，则此时的浓度商，故反应正向移动；达到平衡时，设NO的转化量为2x mol/L，则可列出三段式：(单位：mol/L)，则，解得x=0.2mol/L，故最终达平衡时NO为0.6mol/L×2L=1.2mol，N2为1.2mol/L×2L=2.4mol，CO2为1.2mol/L×2L=2.4mol，则达平衡时，容器中气体的平均摩尔质量为；故答案为：正；34.8。
3．（2022广东深圳）回答下列问题：
(1)某研究性学习小组利用Na2S2O3溶液和稀硫酸溶液的反应生成单质硫和二氧化硫，探究浓度和温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
实验序号
实验温度/K
有关物质
浑浊所需时间/s
稀硫酸溶液
Na2S2O3溶液
H2O
V/mL
c/mol·L–1
V/mL
c/mol·L–1
V/mL
A
298
2
0.1
5
0.1
0
t1
B
T1
2
0.1
4
0.1
V1
8
C
313
2
0.1
V2
0.1
1
t2
①写出该反应的离子方程式：_______。
②V1 = _______、T1 = _______；V2 = _______。
③实验A、B两个实验对比，可以研究的问题是：_______
(2)在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：

1 mol NH(aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式是_______。
(3)有人用图3进行H2O2与MnO2反应的速率测定实验。

①有人认为可将装置改进为图4，你认为是否合理_______(选填“合理”或“不合理”)。

②实验中，加入10ml 2mol/L的H2O2，反应10s时，收集到22.4mL氧气，则这10s内，用过氧化氢表示的反应速率是 _______mol/(L·s)。
【答案】(1)     S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O     1     298     4     浓度对反应速率的影响
(2)NH (aq)+2O2(g)=NO (aq)+H2O(l)+2H+(l) ∆H= -346kJ/mol
(3)     合理     0.02
【解析】（1）①Na2S2O3溶液和稀硫酸溶液的反应生成硫单质、二氧化碳、水和硫酸钠，反应的离子方程式为： +2H+=S↓+SO2↑+H2O；
②实验A、B使用的Na2S2O3溶液的体积不等，故实验A、B可探究出Na2S2O3浓度的改变对反应速率的影响，需要保证其余条件相同，根据实验A可知，保证溶液的总体积为7mL，B中Na2S2O3溶液4mL，故需加水7mL - 2mL- 4mL = 1mL；需要温度也相同，故T1 =298；实验B、C的温度不同，要探究出温度变化对化学反应速率的影响，其余条件需要相同，则V2 = 7mL- 2mL- 1mL = 4mL；
③实验A、B使用的Na2S2O3溶液的体积不等，故实验A、B可探究出Na2S2O3浓度的改变对反应速率的影响。
（2）如图，根据两步反应的能量变化，将两者相加，则1 mol全部氧化成时，放出273 kJ+73kJ=346kJ的热量，则反应的热化学方程式为： (aq)+2O2(g)= (aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ·mol-1。
（3）①甲中分液漏斗所滴加液体也会使注射器活塞发生移动，但乙装置则可避免该缺点，减小了实验误差，故可以将装置改为图4，答案为：合理；
②根据反应方程式：2H2O2=2H2O+O2↑，生成22.4mL氧气，即0.001mol氧气，消耗0.002molH2O2，则变化的H2O2的浓度为0.002mol÷0.01L=0.2mol/L，用H2O2表示的反应速率是0.2mol/L÷10s=0.02mol/(L▪s)。
4．（202四川）向一个容积为2 L的密闭容器中充入4 mol/LA和6 mol/LB，在恒温恒容下发生反应：4A(g)+6B(g)4C(g)+xD(g)，经5 min后达到平衡状态，测得A的浓度为2 mol/L、测得D的化学反应速率为0.4 mol/(L•min)。
(1)到达平衡前v正_____v逆(填“＞”或者“＜”)，到达平衡后v正_____v逆(填“＞”、“＜”或者“=”)。
(2)增大压强反应速率_____(填“加快”或者“减慢”)，降低温度反应速率_____(填“加快”或者“减慢”)。
(3)反应开始至平衡时，C的浓度增加了_____，以B的浓度变化表示该反应的平均速率v(B)=_____。
(4)到达平衡后A的转化率为_____。
(5)D的化学计量数x为_____。
(6)该条件下反应一段时间，下列能说明反应达到平衡状态的是_____。
A．气体的密度保持不变 B．气体的压强保持不变的状态
C．4v正(A)=6v逆(B) D．B与C浓度保持不变的状态
(7)随着反应的进行发现正反应速率逐渐减小，其原因是_____。
(8)反应前与到达平衡后的压强之比为_____。
【答案】(1)     ＞     =
(2)     加快     减慢
(3)     2 mol/L     0.6 mol/(L·min)
(4)50%
(5)4
(6)BD
(7)反应物的浓度减小
(8)10：9
【解析】（1）根据题意可知：反应从正反应方向开始，在反应到达平衡前，反应正向进行，因此v正＞v逆，反应达到平衡后，v正=v逆；
（2）该反应是有气体参加的反应，增大压强，物质的浓度增大，化学反应速率加快；降低温度反应速率减慢；
（3）C是生成物，反应从正反应方向开始，开始时c(A)=4 mol/L，反应达到平衡时c(A)=2 mol/L，△c(A)=2 mol/L，则根据物质反应转化关系可知反应产生C物质的浓度的△c(C)=△c(A)=2 mol/L；
从反应开始至平衡状态，△c(A)=2 mol/L，则根据物质反应转化关系可知△c(B)=△c(A)= ×2 mol/L=3 mol/L，反应时间是5 min，则用B物质浓度变化表示的反应速率v(B)=；
（4）反应开始时c(A)=4 mol/L，反应达到平衡时c(A)=2 mol/L，则到达平衡后A的转化率为；
（5）根据前边计算可知v(B)=0.6 mol/(L·min)，已知v(D)=0.4 mol/(L·min)，由于v(B)：v(D)=6：x，所以6：x=0.6 mol/(L·min)：0.4 mol/(L·min)=6：4，故x=4；
（6）A．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，则混合气体的密度始终保持不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A不符合题意；
B．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，若气体的压强保持不变的状态，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，B符合题意；
C．在任何时刻都存在关系：4v正(B)=6v正(A)，若4v正(A)=6v逆(B)，则v正(B)＞v逆(B)，反应正向进行，未达到平衡状态，C不符合题意；
D．B与C一种的反应物，一种的生成物，若二者的浓度保持不变，则体系中任何物质的浓度不变，反应达到平衡状态，D符合题意；
故合理选项是BD；
（7）随着反应的进行发现正反应速率逐渐减小，这是由于随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小；
（8）在恒温恒容下，气体的压强比等于混合气体的物质的量的比，等于气体的浓度比。在反应开始时c(A)=4 mol/L，c(B)=6 mol/L，c(始)总=4 mol/L+6 mol/L=10 mol/L。根据前边计算可知x=4，反应方程式为4A(g)+6B(g)4C(g)+4D(g)，由方程式中物质反应转化关系可知：反应消耗A浓度是4 mol/L时，由反应前到反应后气体总浓度会减少2 mol/L，现在该反应消耗A的浓度是2 mol/L，则反应后气体总浓度减小了1 mol/L，故反应达到平衡时，气体总浓度c(平)总=10 mol/L-1 mol/L=9 mol/L，则反应前与到达平衡后的压强之比p(前)：p(平)=10 mol/L：9 mol/L=10：9。
5．（2022秋·天津北辰）回答下列问题：
I．下表中的数据是破坏1物质中的化学键所消耗的能量，回答下列问题
物质







键能/
243
193
151
432
366
298
436
(1)下列氢化物中最稳定的是___________(填字母代号)。
A．    B．    C．
(2)按照反应，生成2_________(填“吸收”或“放出”)的热量为_______。
II．某温度时，在一个2L的密闭容器中， A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填写下列空白：

(3)该反应的化学方程式为__________________；
(4)从开始至2min，A的平均反应速率为_____________；
(5)2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时___________(填“大”，“小”或“相等”，下同)，混合气体密度比起始时___________。
(6)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是___________。A．加催化剂 B．降低温度
C．容积不变，充入A D．容积不变，从容器中分离出A
(7)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是___________(填序号)；
A．A、B、C的物质的量之比为3∶1∶3
B．相同时间内消耗3A，同时生成nB
C．容器内的压强不再变化
D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E．B的体积分数不再发生变化
【答案】(1)A
(2)     放出     9
(3)3AB + 3C
(4)0.6mol/(L·min)
(5)     大     相等
(6)BD
(7)CE
【解析】（1）氢化物中，破坏1molHCl中的化学键消耗的能量最大，所以最稳定的是HCl，选A；
（2）生成2mol HI放出的热量为(298×2-436-151)kJ=9 kJ；
（3）根据图示，2min内A浓度减少1.2mol/L，A是反应物；C物质浓度增加1.2 mol/L、B物质浓度增加0.4 mol/L，B、C是生成物，物质的量浓度变化比等于系数比，该反应的化学方程式为3AB + 3C；
（4）从开始至2min，A的平均反应速率为=0.6mol/(L·min)；
（5）根据反应的化学方程式为3AB + 3C可知，气体总质量不变，气体总的物质的量减小，2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时大；容器体积不变，气体总质量不变，混合气体密度比起始时相等；
（6）A．催化剂能加快反应速率，A不符合；
B．降低温度，反应速率减慢，B符合；
C．容积不变，充入A，A的浓度增大，反应速率加快，C不符合；
D．容积不变，从容器中分离出A，A的浓度减小，反应速率减慢，D符合；
故选BD。
（7）A．A、B、C的物质的量之比为3：1：3，不能判断是否发生改变，反应不一定平衡，故A不符合；
B．相同时间内消耗，同时生成，均为正反应，不能说明正逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，B不符合；
C．该反应为非等体积反应，恒温恒容，压强不变，气体总的物质的量不变，说明反应达到平衡状态，C符合；
D．根据质量守恒定律，混合气体总质量是恒量，混合气体的总质量不随时间的变化而变化，反应不一定平衡，D不符合；
E．B的体积分数不再发生变化，说明B的浓度不变，反应一定达到平衡状态，E符合；
故选CE。
6．（2022春·陕西渭南·高一白水县白水中学校考阶段练习）完成下列问题。
(1)已知A、B、C、D均为气体，其能量变化如图：

①若E1 ②有关反应A＋B=C＋D的说法中不正确的是_______。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等
C．若该反应为放热反应，则不需要加热反应就一定能进行
D．反应物中所有化学键断裂时吸收的总能量与形成新化学键时释放的总能量可能相等
(2)某温度下，在2L密闭容器中充入4molA气体和3molB气体，发生下列反应：2A(g)+B(g)⇌C(g)+xD(g)，5s达到平衡。达到平衡时，生成了1molC，测定D的浓度为1mol/L。
①求x=_______。
②求这段时间A的平均反应速率为_______。平衡时B的浓度_______。
③下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A．单位时间内每消耗2molA，同时生成1molC
B．单位时间内每生成1molB，同时生成1molC
C．D的体积分数不再变化
D．混合气体的压强不再变化
E.B、C的浓度之比为1∶1
F.混合气体的密度不再变化
【答案】(1)     吸热反应     无法比较     BCD
(2)     2     0.2mol/(L·s)     1mol/L     BC
【解析】（1）①根据能量守恒可知，E1＜E2，说明反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应为吸热反应；根据能量变化图可知，A、B的总能量小于C、D的总能量，但不能确定A与C物质具有的能量大小；故答案为吸热反应；无法比较；
②A．化学反应遵循质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目一定不变，故A说法正确；
B．化学反应遵循质量守恒定律，则反应物的总质量和生成物总质量相等，化学反应也遵循能量守恒，化学反应伴随能量的变化，因此反应物总能量与生成物的总能量一定不相等，故B说法错误；
C．若该反应为放热反应，如铝热反应、氢气燃烧则需要加热才能进行，故C说法错误；
D．化学反应一定伴随能量的变化，反应物中所有化学键断裂时吸收的总能量与形成新化学键时释放的总能量不相等，故D说法错误；
答案为BCD；
（2）①5s内，生成D的物质的量为1mol/L×2L=2mol，相同时间段内，生成C的物质的量为1mol，变化的物质的量之比等于化学计量数之比，即x=2；故答案为2；
根据反应方程式，5s内，消耗A的物质的量为2mol，用A表示的反应速率v(A)==0.2mol/(L·s)；5s时反应达到平衡，根据反应方程式可知，该时间段内消耗B的物质的量为1mol，则平衡时B的浓度为=1mol/L；故答案为0.2mol/(L·s)；1mol/L；
②A．用不同物质的反应速率表示反应达到平衡，要求反应方向是一正一逆，消耗A、生成C反应都是向右进行，因此单位时间内每消耗2molA，同时生成1molC，不能说明反应达到平衡，故A不符合题意；
B．用不同物质的反应速率表示反应达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，单位时间内每生成1molB，同时生成1molC，推出v逆(B)∶v正(C)=1∶1，能说明反应达到平衡，故B符合题意；
C．根据化学平衡状态的定义，当D的体积分数不再变化，说明反应达到平衡，故C符合题意；
D．相同条件下，压强之比与气体物质的量成正比例，根据反应方程式可知，反应前后气体系数之和相等，混合气体的压强始终保持不变，因此混合气体的压强不再变化，不能说明该反应达到平衡，故D不符合题意；
E．根据上述分析，达到平衡时，B的物质的量浓度为1mol/L，C的物质的量浓度为0.5mol/L，物质的量之比为2∶1，因此B、C的浓度之比为1∶1，不能说明反应达到平衡，故E不符合题意；
F．组分都是气体，混合气体总质量保持不变，容器为恒容，根据密度的定义，混合气体的密度始终保持不变，即混合气体的密度不再变化，不能说明反应达到平衡，故F不符合题意；
答案为BC。