【答案】K=【解析】 【分析】
c(CO2)c(H2) 放热 BC BC B
c(CO)c(H2O)(1)化学平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到；分析图表数据，平衡常数随温度升高减小，升温平衡逆向进行，正反应是放热反应； (2)反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同，个组分含量保持不变分析选项； (3)上述反应的平衡混合物中是CO和CO2的混合物，m(C)：m(O)介于CO和CO2之间； (4)当全为CO时没有氢气生成，当全为二氧化碳时，氢气产率最高。 【详解】
(1)化学平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到，CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)，反应的平衡常数K＝
c(CO2)c(H2)；分析图表数据，平衡
c(CO)c(H2O)常数随温度升高减小，依据化学平衡移动原理可知，升温平衡逆向进行，逆向为吸热反应，正反应是放热反应；
(2)反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，反应是气体体积不变的放热反应；
A．反应前后气体体积不变，容器中压强不变不能说明反应达到平衡状态，A不符合； B．氢气和水的化学计量数之比为1：1，所以v逆(H2)＝v正(H2O)，说明正逆反应速率相等，B符合；
C．混合气体中c(CO2)不变，则各物质的浓度保持不变，反应达到平衡状态，C符合； D．c(CO)＝c(CO2)和起始量消耗量有关，不能说明反应达到平衡状态，D不符合； 故答案为：BC；
(3)上述反应的平衡混合物中是CO和CO2的混合物，m(C)：m(O)介于CO和CO2之间，即介于3：4和3：8之间，答案为：BC；
(4)当全为CO时没有氢气生成，当全为二氧化碳时，氢气产率最高，所以B图符合。
11．氮的化合物既是一种资源，也会给环境造成危害。 I．氨气是一种重要的化工原料。
(1)NH3与CO2在120℃，催化剂作用下反应生成尿素：CO2（g）+2NH3（g）（s）+H2O（g），△H=-xkJ/mol（x＞0），其他相关数据如表： 物质 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ a b z d NH3（g） CO2（g） CO(NH2)2（s） H2O（g） CO(NH2)2
则表中z（用x、a、b、d表示）的大小为___。
(2)120℃时，在2L密闭反应容器中充入3molCO2与NH3的混合气体，混合气体中NH3的体积分数随反应时间变化关系如图2所示，该反应60s内CO2的平均反应速率为___。
下列能使正反应的化学反应速率加快的措施有___。
①及时分离出尿素 ②升高温度 ③向密闭定容容器中再充入CO2 ④降低温度
Ⅱ．氮的氧化物会污染环境。目前，硝酸厂尾气治理可采用NH3与NO在催化剂存在的条件下作用，将污染物转化为无污染的物质。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率（已知浓硫酸在常温下不氧化NO气体）。
(3)写出装置⑤中反应的化学方程式___；
(4)装置①和装置②如图4，仪器A中盛放的药品名称为___。装置②中，先在试管中加入2-3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，加入石灰石的作用是___。
(5)装置⑥中，小段玻璃管的作用是___；装置⑦的作用是除去NO，NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽，若氨气未除尽，可观察到的实验现象是___。
【答案】x-d+b+2a 0.0047mol/（L?s） ②③ 4NH3+6NO
5N2+6H2O 浓氨水 产生
CO2，排出装置中的空气，防止NO被氧化 防倒吸 溶液变浑浊 【解析】 【分析】
(1) △H=反应物的总键能-生成物的总键能。
(2)设参加反应的CO2物质的量为x，利用三段式建立关系式，求出x，从而可求出该反应60s内CO2的平均反应速率。
①尿素呈固态，及时分离出尿素，对反应没有影响； ②升高温度，可加快反应速率；
③向密闭定容容器中再充入CO2，增大反应物浓度，加快反应速率； ④降低温度，减慢反应速率。
(3)装置⑤中，NH3、NO在催化剂作用下反应，生成N2和水。
(4)装置①利用浓氨水滴入生石灰中制取氨气。装置②中，先在试管中加入2-3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，由于NO易与空气中的O2反应，所以加入石灰石，排尽装置内的空气。
(5)装置⑥用于干燥气体，但NH3易被浓硫酸吸收产生倒吸；装置⑦的作用是除去NO，NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽，若氨气未除尽，NH3会与FeSO4发生反应。 【详解】
(1) △H=反应物的总键能-生成物的总键能，即-x=(2a+b)-(z+d)，从而得出z=x-d+b+2a。答案为：x-d+b+2a；
(2)设参加反应的CO2物质的量为x，利用三段式建立关系式：
起始量(mol)变化量(mol)平衡量(mol)2NH3(g)3?50%2x1.5?2x?CO2(g)3?50%x1.5?x?CO(NH2)2(s)0xx?H2O(g)0 xx91.5?2x19mol?，x=mol，该反应60s内CO2的平均反应速率为16= 0.0047mol/
163?2x52L?60s（L?s）。答案为：0.0047mol/（L?s）；
①尿素呈固态，及时分离出尿素，对反应没有影响，①不合题意； ②升高温度，可加快反应速率，②符合题意；
③向密闭定容容器中再充入CO2，增大反应物浓度，加快反应速率，③符合题意； ④降低温度，减慢反应速率，④不合题意； 故选②③。答案为：②③；
(3) 装置⑤中，NH3、NO在催化剂作用下反应，生成N2和水，反应的化学方程式4NH3+6NO
5N2+6H2O。答案为：4NH3+6NO
5N2+6H2O；
(4) 装置①利用浓氨水滴入生石灰中制取氨气，仪器A中盛放的药品名称为浓氨水。 装置②中，先在试管中加入2-3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，由于NO易与空气中的O2反应，所以加入石灰石的作用是产生CO2，排出装置中的空气，防止NO被氧化。答案：浓氨水；产生CO2，排出装置中的空气，防止NO被氧化；
(5)装置⑥用于干燥气体，但NH3易被浓硫酸吸收而产生负压，所以小段玻璃管的作用是防倒吸；装置⑦的作用是除去NO，NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽，若氨气未除尽，NH3会与FeSO4发生反应，可观察到的实验现象是溶液变浑浊。答案为：防倒吸；溶液变浑浊。 【点睛】
浓氨水滴入生石灰中，H2O与CaO反应生成Ca(OH)2放热，使氨水的温度升高，氨气的溶解度降低，从而挥发出氨气。
12．阅读下列材料，并完成相应填空
二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业
垐?上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2（g） +2CO2（g）噲?CH3OCH3（g）+3H2O
（g）。已知该反应平衡常数（K）与温度（T）的关系如图所示。
（1）一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应。下列能判断反应达到化学平衡状态的是________（选填编号）。
a c（H2）与c（H2O）的比值保持不变 b 单位时间内有2mol H2消耗时有1mol H2O生成
c 容器中气体密度不再改变 d 容器中气体压强不再改变
（2）温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3的产率将__________（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均式量将__________。
（3） 一定温度和压强下，往体积为20L的容器中通入一定物质的量的H2与CO2，达到平衡时，容器中含有0.1mol二甲醚。计算H2的平均反应速率： _________（用字母表示所缺少的物理量并指明其含义）。
（4）工业上为提高CO2的转化率，采取方法可以是__________（选填编号）。 a 使用高效催化剂 b 增大体系压强
c 及时除去生成的H2O d 增加原料气中CO2的比例 【答案】ad 变小 变小 bc 【解析】 【分析】
(1)当达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变，由此衍生的一些物理量不变，可以此判断是否得到平衡状态；
0.03mol/(Lgs)，t-达到平衡所需的时间（单位：s，可自定） t
(2)升高温度平衡向吸热反应方向移动，根据M=(3)根据v=速率；
(4)该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，结合外界条件对平衡状态的影响分析解答。 【详解】
m判断平均式量变化； nVc计算二甲醚的平均反应速率，再根据氢气和二甲醚的关系式计算氢气的反应Vt(1)a．c(H2)与c(H2O)的比值保持不变时，说明该反应达到平衡状态，故a正确； b．无论反应是否达到平衡状态,单位时间内有2molH2消耗时有1molH2O生成，所以不能说明该反应达到平衡状态，故b错误；
c．混合物的质量不变，容器的体积不变，所以无论反应是否达到平衡状态，容器中气体密度始终不变，故c错误；
d．.该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当容器中气体压强不再改变时，该反应达到平衡状态，故d正确； 答案选ad；
(2)根据温度和K之间的关系图知，当升高温度时，K减小，说明该反应向逆反应方向移动，则二甲醚产率减小，平衡向逆反应方向移动，则气体的物质的量增大，质量不变，则其平均摩尔质量减小，所以其平均式量减小； (3)根据v=
Vc0.1mol知，二甲醚的平均反应速率==0.005/t mol/(L·s)，根据二甲醚和
20L?tsVt氢气的关系式知，氢气的平均反应速率＝0.005/t mol/(L·s)×6=0.03/t mol/(L·s)，t为达到平衡所需的时间(单位：s，可自定)；
(4)a．使用高效催化剂只改变反应速率不影响化学平衡移动，故a错误；
b．该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大体系压强平衡向正反应方向移动，所以能提高二氧化碳的转化率，故b正确；
c．及时除去生成的H2O，平衡向正反应方向移动，所以能提高二氧化碳的转化率，故c正确；
d．增加原料气中CO2的比例，平衡向正反应方向移动，但二氧化碳的转化率减小，故d错误； 答案选bc。
13．合成氨工业中原料气(H2、CO的混合气)在进入合成塔前常用醋酸亚铜氨溶液来吸收原料气中的CO：Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)
Cu(NH3)2Ac·CO(aq) △H=-Q kJ/mol(Q>0)，吸收CO
后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨。
(1)写出该反应的平衡常数表达式K=_________；升高温度K值将_____（选填“增大”“减小”“不变”）。
(2)必须除去原料气中CO的原因是_______，欲充分吸收CO，适宜的条件是________（选填序号）
a.升高温度 b.增大压强 c.增大醋酸亚铜氨溶液浓度
CO的浓度(mol/L)变化情况如下： 吸收CO时，溶液中Cu(NH3)2Ac和Cu(NH3)2Ac·
Cu(NH3)2Ac Cu(NH3)2Ac·CO 0 min 2.0 0 30 min 1.2 a 45 min 0.9 1.1 60 min 0.9 1.1 90 min 1.8 0.2 (3)前30 min Cu(NH3)2Ac的平均反应速率为____________；
化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题(含答案)含答案解析
