专题03 用“三段式”法解反应速率计算题（重难点讲义）化学人教版必修第二册

专题03 用“三段式”法解反应速率计算题 1.理解“三段式”法的核心内涵，明确起始量、变化量、平衡量（或某一时刻量）的定义及三者之间的定量关系，能准确区分不同物理量（物质的量、浓度、体积等）在三段式中的应用场景。 2.熟练掌握“三段式”的书写规范，能根据化学反应方程式、已知条件，准确填写三段式中各物质的对应数据，理清物质的量变化量与化学计量数的比例关系。 3.能运用“三段式”法求解化学反应速率（v），掌握速率计算公式与三段式数据的结合技巧，同时能延伸计算反应物转化率、产物产率等相关衍生量。 4.能识别不同类型的反应速率计算题（如恒温恒容、恒温恒压体系，单一物质已知、多物质数据关联等），明确不同场景下三段式的调整要点，提升数据处理的准确性。 一、相关概念梳理 1.化学反应速率（v）的定义： 化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度的物理量。化学反应正方向（从左向右）进行的反应速率称为正反应速率；化学反应逆方向（从右向左）进行的反应速率称为逆反应速率。 2、化学反应速率表示方法 （1）定性描述：根据化学反应的实验现象进行描述，如钠、钾与水的反应，前者剧烈反应，后者剧烈反应还发生爆炸，显然钾与水反应的速率快。 （2）定量表示： ①表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。 ②化学反应速率表达式：若浓度用物质的量浓度（c）来表示，单位为mol/L；时间用t来表示，单位为秒（s）或分（min）或小时（h），则化学反应速率的数学表达式为：v = △c/ t。 ③单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)。 3.化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同（即快慢程度相同），且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 4.“三段式”中的起始量、变化量、平衡量（某一时刻量） ①起始量为反应开始时各物质的量/浓度。 ②变化量为反应进行中各物质的量/浓度变化值。 ③平衡量（某一时刻量）为对应阶段结束时各物质的量/浓度，且变化量与化学计量数成正比。 二、三段式书写规范 1.三段式书写格式 以通用化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为模板，规范书写格式（横行标注物质、纵列标注起始、变化、平衡/时刻）；明确变化量的符号规则（反应物为负值、生成物为正值），强调数据单位统一（均用物质的量浓度或物质的量，不可混用）。 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 2. 关键定量关系 ①牢记各物质的变化量之比 = 化学计量数之比（Δn(A):Δn(B):Δn(C):Δn(D) = m:n:p:q）； ②掌握平衡量（某一时刻量）计算逻辑——反应物：平衡量=起始量-变化量，生成物：平衡量=起始量+变化量。 3. 衍生公式关联： 衔接反应速率计算与衍生量公式，如转化率=（反应物变化量/反应物起始量）×100%，产物产率=（实际生成量/理论生成量）×100%，明确此类衍生量均需通过三段式获取核心数据后计算。 4.易错点辨析： ①区分恒温恒容与恒温恒压体系对三段式数据的影响（恒温恒容下浓度变化与物质的量变化规律一致，恒温恒压下需结合体积变化调整浓度）； ②提醒避免化学计量数与变化量比例颠倒、单位换算错误、忽略反应可逆性导致的平衡量计算偏差等问题。 三、化学反应速率计算的4种方法 1.定义式法：v＝。 2.比例关系法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 3.三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 4.依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 题型01考查基础速率计算 【典例】（24-25高一下·天津·期末·节选）甲烷和甲醇既是重要的化工原料，又是未来重要的能源物质。 （2）将和通入恒容密闭容器中，恒温条件下发生。测得在时反应达到平衡，此时的物质的量浓度为，CO的物质的量为。则内，用CO表示该反应的平均反应速率 ； 【变式】将CO2转化为甲醇的原理为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0.500 ℃时，在容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2、3 mol H2，测得CO2浓度与CH3OH浓度随时间的变化关系如图所示。下列结论错误的是 A．曲线X也可以表示H2O(g)的浓度变化 B．500 ℃时，该反应的平衡常数K=3 C．此时移走部分CH3OH，化学反应速率减慢 D．从反应开始到10 min时，H2的平均反应速率为0.225 mol·L-1·min-1 题型02考查结合衍生量的综合计算 【典例】（24-25高一下·吉林长春·期末）在一定条件下，将3mol A和1mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡，测得生成0.8mol D，并测得C的浓度为0.2mol·L-1。下列判断不正确的是 A．x=1 B．2min内A的平均反应速率为0.3mol·L-1·min-1 C．A与B的转化率相等，均为40% D．该条件下该反应，A和B的转化率一直相等 【变式】（23-24高一下·上海·期末）根据工业合成氨气，完成下列填空： 在一体积为10L的密闭容器中充入了280g，100g，反应半小时后，测得有34g生成，则用表示该反应的速率为 ，此时，氮气的转化率为 。 题型03考查多步反应速率关联计算 【典例】二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下： Ⅰ． Ⅱ． 500 K时，在2 L恒容密闭容器中充入4 mol CO和，达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且，则下列说法不正确的是 A．，反应Ⅰ的 B．反应Ⅱ中的转化率为80% C．反应Ⅰ的平衡常数 D．平衡时压强与初始压强的比为 【变式】二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： Ⅰ.   Ⅱ.   向容积为的密闭容器中投入和，不同温度下，测得时（反应均未平衡）的相关数据见下表，下列说法正确的是 温度（℃） 400 500 600 乙烷转化率（%） 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性（%） 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能：Ⅰ>Ⅱ B．500℃时，反应Ⅰ的平均速率为： C．时，400℃条件下的乙烯产率最高 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高乙烷转化率 【巩固训练】 1．（24-25高一下·安徽宣城·期中）在绝热恒容容器中充入和，起始容器体积2L，温度，发生反应，后测得温度变为，，下列说法正确的是 A．前两分钟 B．若，则该反应正向放热 C．2min时压强变为原来的95% D．2min时， 2．（24-25高一下·浙江宁波·期中）已知反应，一定条件下，1mol X和3mol Y在2L恒容密闭容器中发生反应，10min时测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是 A．10min时，容器内的压强是反应前的0.9倍 B．10min时，X的转化率为80% C．内，用Y表示的平均反应速率为 D．前5min内，X和Y反应放出的热量等于0.1a kJ 3．（24-25高一下·吉林长春·期末）在一定条件下，将3mol A和1mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡，测得生成0.8mol D，并测得C的浓度为0.2mol·L-1。下列判断不正确的是 A．x=1 B．2min内A的平均反应速率为0.3mol·L-1·min-1 C．A与B的转化率相等，均为40% D．该条件下该反应，A和B的转化率一直相等 4．（24-25高一下·江西南昌·期中）一定条件下，将气体和气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：。2min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是 A．到达平衡时C的物质的量浓度为 B．反应过程中A和B的转化率之比为 C．3min时，各物质的反应速率相等 D．从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为 5．（24-25高一下·广东·期中）分别在和下，往密闭容器中充入和，发生反应：。容器内部分物质的物质的量随时间变化关系如图所示，其中、分别为时、的变化曲线，为时的变化曲线，下列说法不正确的是 A．当容器内B的体积分数不再改变时，反应达到平衡状态 B．到达平衡时，的物质的量浓度为 C．到达平衡时，的转化率为 D．， 6．（24-25高一下·天津西青·期末）将 和8 molH2充入容积为2L 的密闭容器中，分别在 温度下发生反应 的物质的量随时间变化关系如下表所示： T1 T2 0 5min 10 min 15 min 20 min 25 min 30 min 8.0mol 3.5mol 2.0 mol 2.0 mol 1.7 mol 1.5mol 1.5mol 下列说法错误的是 A．改变温度，该反应的限度随之改变 B．T1温度下，平衡时CO2的体积分数为40% C．T2温度下， 20~25 min内 D．保持其他条件不变，充入N₂使压强变大，可以加快该化学反应速率 7．（24-25高一下·河北·期末）一定温度下，向恒容密闭容器中通入和，发生反应：。2min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化如图所示。下列判断正确的是 A．反应前后混合气体的密度始终保持不变 B．0~2min， C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．反应前与平衡后的容器内压强之比为 8．（2024高三·全国·模拟）将和置于固定容积为2L的密闭容器中，恒温下发生如下反应：，反应进行到20s末，达到平衡，测得CO的物质的量浓度是。下列说法错误的是 A．平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量为30 B．20s内的平均反应速率为 C．的平衡转化率为5% D．容器内压强不再变化，说明可逆反应达到了平衡 9．（24-25高一下·天津滨海新·期中）将4molA气体和2molB气体置于1L的密闭容器中，混合后发生如下反应：若经2s后测得C的浓度为下列说法不正确的是 A．用物质A表示2s时的反应速率为 B．当物质B的含量不变时，说明该反应达到化学平衡状态 C．一定温度下，增大反应压强，化学反应速率增大 D．反应后物质A与物质B的转化率相等 10.（24-25高一下·河南南阳·期末）是重要化工原料。回答下列问题： （1）属于 （填“酸性”或“碱性”）氧化物。氨水吸收生成的离子方程式为 。 （2）水溶液在催化作用下发生反应，反应过程的能量变化如图所示。 该反应是 反应（填“放热”或“吸热”）。 （3）焦炭催化还原生成的方程式为，在下，向2L恒容密闭容器中加入4mol焦炭与发生该反应，测得的物质的量随反应时间的变化如图所示。 ①a点时， （填“＞”“＜”或“=”）。内， 。 ②反应初始与平衡时容器内压强之比为 。 ③某同学认为在b点时加入催化剂，可以实现完全转化，该观点错误的原因是 。 【强化训练】 1．（24-25高一下·山西大同·期末）在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：。2min末该反应达到平衡，生成1.2molD，并测得C的浓度为。下列判断不正确的是 A．B的转化率为60％ B．2min内A的平均反应速率为 C．若混合气体的平均相对分子质量保持不变则表明该反应达到平衡状态 D．若混合气体密度保持不变不能表明该反应达到平衡状态 2．（24-25高一下·河南郑州·期末）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，充入0.6molX气体和0.4molY气体，发生反应。5min末容器中W的物质的量为0.2mol，测得前5min内。下列说法正确的是 A． B．5min末体系中Y的物质的量为0.3mol C．将容器体积增大为3L可使反应速率加快 D．时若，说明反应已达到最大限度 3．（24-25高一下·辽宁·期末）A、B均为1L的恒容密闭容器，向容器A中充入和，向容器B中充入1mol和mol，在催化剂存在下发生反应：，测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。已知温度为873K时，容器A中反应在5min时到达c点。下列说法正确的是 A．、两点对应的平衡常数： B．扩大容器体积可以加快反应速率，并提高的转化率 C．873K时，容器A中内CO的化学反应速率为 D．容器B中充入的物质的量 4．（24-25高一下·安徽马鞍山·期末）某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12s时生成C的物质的量为1.2mol。下列说法不正确的是 A．图中两曲线相交时， B．0~2s内，D的平均反应速率为 C．化学计量系数 D．12s时，A的转化率为75% 5．（24-25高一下·河南安阳·期末）在恒容密闭容器中充入和（二者物质的量之比为）发生反应：。如图1表示反应物和生成物的物质的量（n）随时间（t）的变化关系，反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法正确的是 A．图1中曲线Ⅱ表示的是X B．的平衡转化率为 C．内用表示的平均反应速率 D．图2中若水的状态为液态，则能量变化曲线可能为② 6．（24-25高一下·河南三门峡·期末）在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：。2min末该反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的浓度为。下列判断错误的是 A． B．B的转化率为 C．2min内A的平均反应速率为 D．混合气体的平均相对分子质量保持不变，则该反应一定达到平衡状态 7．（25-26高一上·四川内江·月考）某温度下为了研究合成氨的反应，研究小组向2 L恒容密闭容器中加入和，在时测得容器内，，，恒温下测得容器内压强变化如图所示，下列说法正确的是 A．M点： B．氢气的平衡转化率为50% C．改变条件，可使 D．自起始至达到平衡状态时，氮气的平均速率为 8．（25-26高三上·重庆·月考）某温度下，在恒容密闭容器中充入和一定量，发生下列反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 测得反应过程中气体A、C、D的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．活化能： B．内，的平均化学反应速率为 C．当容器内气体密度保持不变时，则反应Ⅰ、反应Ⅱ均达到平衡状态 D．其他条件不变，后再向平衡体系中加入一定量的气体，再次平衡后增大 9．（24-25高一下·浙江·期中）向体积均为2L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应：，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．气体总物质的量：n(a)>n(c) C．当时，则内，c点乙容器反应的平均速率为： D．反应速率： 10．（23-24高一下·内蒙古鄂尔多斯·期末）硝酸是一种重要的化工原料，广泛应用于化肥、农药、炸药等。工业制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸。回答下列问题： Ⅰ．以和为原料合成氨气，化学方程式为。 （1）一定温度下在1L的密闭容器中充入1mol 和3mol 发生反应，10min时测得气体的总物质的量是原来的。则前10min的平均化学反应速率 ，的转化率 。下列能够说明反应已达平衡状态的是 （填字母）。 A．混合气体密度不再变化    B． C．气体平均摩尔质量不再变化    D． Ⅱ．氨的催化氧化 （2）写出反应的化学方程式： 。 （3）某种以氨为燃料的燃料电池工作原理如图所示： ①a极为 （填“正极”或“负极”）。 ②b极发生反应的电极反应式为 （根据图示）。 Ⅲ．硝酸制备 （4）氨的催化氧化产物中含氮物质与氧气一起通入水中可得硝酸，若气体被完全吸收，则含氮物质与氧气的体积比为 。 Ⅳ．尾气处理 （5）硝酸厂可以用溶液吸收废气，生成气体，若每9.2g 和溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 用“三段式”法解反应速率计算题 1.理解“三段式”法的核心内涵，明确起始量、变化量、平衡量（或某一时刻量）的定义及三者之间的定量关系，能准确区分不同物理量（物质的量、浓度、体积等）在三段式中的应用场景。 2.熟练掌握“三段式”的书写规范，能根据化学反应方程式、已知条件，准确填写三段式中各物质的对应数据，理清物质的量变化量与化学计量数的比例关系。 3.能运用“三段式”法求解化学反应速率（v），掌握速率计算公式与三段式数据的结合技巧，同时能延伸计算反应物转化率、产物产率等相关衍生量。 4.能识别不同类型的反应速率计算题（如恒温恒容、恒温恒压体系，单一物质已知、多物质数据关联等），明确不同场景下三段式的调整要点，提升数据处理的准确性。 一、相关概念梳理 1.化学反应速率（v）的定义： 化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度的物理量。化学反应正方向（从左向右）进行的反应速率称为正反应速率；化学反应逆方向（从右向左）进行的反应速率称为逆反应速率。 2、化学反应速率表示方法 （1）定性描述：根据化学反应的实验现象进行描述，如钠、钾与水的反应，前者剧烈反应，后者剧烈反应还发生爆炸，显然钾与水反应的速率快。 （2）定量表示： ①表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。 ②化学反应速率表达式：若浓度用物质的量浓度（c）来表示，单位为mol/L；时间用t来表示，单位为秒（s）或分（min）或小时（h），则化学反应速率的数学表达式为：v = △c/ t。 ③单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)。 3.化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同（即快慢程度相同），且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 4.“三段式”中的起始量、变化量、平衡量（某一时刻量） ①起始量为反应开始时各物质的量/浓度。 ②变化量为反应进行中各物质的量/浓度变化值。 ③平衡量（某一时刻量）为对应阶段结束时各物质的量/浓度，且变化量与化学计量数成正比。 二、三段式书写规范 1.三段式书写格式 以通用化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为模板，规范书写格式（横行标注物质、纵列标注起始、变化、平衡/时刻）；明确变化量的符号规则（反应物为负值、生成物为正值），强调数据单位统一（均用物质的量浓度或物质的量，不可混用）。 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 2. 关键定量关系 ①牢记各物质的变化量之比 = 化学计量数之比（Δn(A):Δn(B):Δn(C):Δn(D) = m:n:p:q）； ②掌握平衡量（某一时刻量）计算逻辑——反应物：平衡量=起始量-变化量，生成物：平衡量=起始量+变化量。 3. 衍生公式关联： 衔接反应速率计算与衍生量公式，如转化率=（反应物变化量/反应物起始量）×100%，产物产率=（实际生成量/理论生成量）×100%，明确此类衍生量均需通过三段式获取核心数据后计算。 4.易错点辨析： ①区分恒温恒容与恒温恒压体系对三段式数据的影响（恒温恒容下浓度变化与物质的量变化规律一致，恒温恒压下需结合体积变化调整浓度）； ②提醒避免化学计量数与变化量比例颠倒、单位换算错误、忽略反应可逆性导致的平衡量计算偏差等问题。 三、化学反应速率计算的4种方法 1.定义式法：v＝。 2.比例关系法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 3.三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 4.依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 题型01考查基础速率计算 【典例】（24-25高一下·天津·期末·节选）甲烷和甲醇既是重要的化工原料，又是未来重要的能源物质。 （2）将和通入恒容密闭容器中，恒温条件下发生。测得在时反应达到平衡，此时的物质的量浓度为，CO的物质的量为。则内，用CO表示该反应的平均反应速率 ； 【答案】0.08 【解析】将2.0molCH4(g)和3.0molH2O(g)通入容积为V的恒容密闭容器中，恒温条件下发生反应：，测得在时反应达到平衡，此时的物质的量浓度为，CO的物质的量为，根据反应计量数可知平衡时CH4消耗的物质的量为1.6mol，则CH4剩余物质的量为2mol-1.6mol=0.4mol，列三段式有；此时c(CH4)=，则V=2L，则0~10min内，用CO表示该反应的平均反应速率； 【变式】将CO2转化为甲醇的原理为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0.500 ℃时，在容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2、3 mol H2，测得CO2浓度与CH3OH浓度随时间的变化关系如图所示。下列结论错误的是 A．曲线X也可以表示H2O(g)的浓度变化 B．500 ℃时，该反应的平衡常数K=3 C．此时移走部分CH3OH，化学反应速率减慢 D．从反应开始到10 min时，H2的平均反应速率为0.225 mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】A．随反应进行的浓度增大，表示生成物，由方程式可知的浓度变化相等，曲线可以表示的浓度变化，A正确；B．平衡时二氧化碳的浓度为，列出三段式：，平衡常数为：，B错误；C．此时移走部分甲醇，平衡正向移动，反应物和产物浓度均减小，化学反应速率减慢，C正确；D．的起始浓度为，故表示二氧化碳，平衡时二氧化碳的浓度为，故：，速率之比等于化学计量数之比，故，D正确；故选B。 题型02考查结合衍生量的综合计算 【典例】（24-25高一下·吉林长春·期末）在一定条件下，将3mol A和1mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡，测得生成0.8mol D，并测得C的浓度为0.2mol·L-1。下列判断不正确的是 A．x=1 B．2min内A的平均反应速率为0.3mol·L-1·min-1 C．A与B的转化率相等，均为40% D．该条件下该反应，A和B的转化率一直相等 【答案】D 【分析】发生反应，2min末该反应达到平衡，测得生成0.8mol D和0.4mol C，则得，计算得出，列三段式： ，由此解题。 【解析】A．根据生成D的物质的量0.8mol和C的浓度0.2mol/L，计算得x=1，A正确；B．A的消耗量为1.2mol，反应速率为 mol/(L·min)=0.3mol/(L·min)，B正确；C．A和B的转化率均为×100%=40%，C正确；D．只有当初始物质的量之比等于化学计量数之比（3:1）时，转化率才始终相等，而选项D断言“该条件下该反应”中转化率一直相等，未限定初始量，表述绝对化，D错误；故选D。 【变式】（23-24高一下·上海·期末）根据工业合成氨气，完成下列填空： 在一体积为10L的密闭容器中充入了280g，100g，反应半小时后，测得有34g生成，则用表示该反应的速率为 ，此时，氮气的转化率为 。 【答案】0.01 10% 【解析】根据方程式计算，平衡时氨气的物质的量为，初始投入氮气物质的量为，氢气物质的量为，列三段式有，用氢气表示该反应的速率，此时，氮气的转化率为； 题型03考查多步反应速率关联计算 【典例】二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下： Ⅰ． Ⅱ． 500 K时，在2 L恒容密闭容器中充入4 mol CO和，达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且，则下列说法不正确的是 A．，反应Ⅰ的 B．反应Ⅱ中的转化率为80% C．反应Ⅰ的平衡常数 D．平衡时压强与初始压强的比为 【答案】C 【分析】初始条件：2 L容器中，n(CO) = 4 mol，n(H2) = 8 mol，初始总物质的量12 mol。 反应Ⅰ：CO转化率80%，消耗CO 3.2 mol，生成CH3OH 3.2 mol，消耗H2 6.4 mol；平衡时n(CO) = 0.8 mol，n(H2) = 1.6 mol。 反应Ⅱ：设消耗CH3OH为2y mol，则生成CH3OCH3和H2O各y mol；由2c(CH3OH) = c(CH3OCH3)得2(3.2 - 2y) = y，解得y = 1.28 mol；故n(CH3OH)平衡 = 0.64 mol，n(CH3OCH3) = n(H2O) = 1.28 mol。 总物质的量：反应Ⅰ气体减少6.4 mol，反应Ⅱ气体量不变，平衡总物质的量 = 12 mol- 6.4 mol= 5.6 mol。 【解析】A．，A正确；B．反应Ⅱ中CH3OH转化率 =，B正确；C．，C错误；D．压强比=，D正确。故答案选C。 【变式】二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： Ⅰ.   Ⅱ.   向容积为的密闭容器中投入和，不同温度下，测得时（反应均未平衡）的相关数据见下表，下列说法正确的是 温度（℃） 400 500 600 乙烷转化率（%） 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性（%） 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能：Ⅰ>Ⅱ B．500℃时，反应Ⅰ的平均速率为： C．时，400℃条件下的乙烯产率最高 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高乙烷转化率 【答案】B 【解析】A．反应Ⅰ在低温下选择性更高，说明其活化能较低，故反应活化能Ⅰ<Ⅱ，A错误；B．500℃时，乙烷转化率9.0%，转化为乙烯的物质的量为，反应速率为，B正确；C．乙烯产率=乙烷转化率×乙烯选择性。400℃产率为，500℃为，600℃为，600℃产率最高，C错误；D．增大投料比，相当于增大了反应物乙烷的浓度，平衡会向正反应方向移动，但乙烷自身的转化率会降低，D错误；故答案选B。 【巩固训练】 1．（24-25高一下·安徽宣城·期中）在绝热恒容容器中充入和，起始容器体积2L，温度，发生反应，后测得温度变为，，下列说法正确的是 A．前两分钟 B．若，则该反应正向放热 C．2min时压强变为原来的95% D．2min时， 【答案】B 【分析】。 【解析】A．SO3的浓度变化为0.2 mol/L，时间2分钟，v(SO3)=，A错误；B．若T2＞T1，说明反应释放热量（温度升高），正向为放热反应，B正确；C．总物质的量减少至3.8mol，但温度升高导致压强变化无法直接判断为95%，C错误；D．反应生成三氧化硫0.2mol/L×2L=0.4mol，则反应消耗0.2mol氧气，O2的剩余量为1.8mol，浓度0.9mol/L，D错误；故选B。 2．（24-25高一下·浙江宁波·期中）已知反应，一定条件下，1mol X和3mol Y在2L恒容密闭容器中发生反应，10min时测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是 A．10min时，容器内的压强是反应前的0.9倍 B．10min时，X的转化率为80% C．内，用Y表示的平均反应速率为 D．前5min内，X和Y反应放出的热量等于0.1a kJ 【答案】A 【分析】根据题意，该反应的三段式为： 【解析】A．在恒温恒容的容器中，容器内总压强和体系的总物质的量呈正比，刚开始体系的总物质的量为4mol，10min时体系的总物质的量为3.6mol，则10min时，容器内的压强是反应前的0.9倍，A正确；B．10min时，α(X)==20%，B错误；C．10min内，v(Y)== 0.03 mol·L-1·min-1，C错误；D．反应物的浓度越大，反应速率也越大；10min时Y反应了0.6mol，则5min时，Y的转化量大于0.3mol，即X的转化量大于0.1mol，所以前5min内，X 和Y 反应放出的热量大于0.1a kJ，D错误；故选A。 3．（24-25高一下·吉林长春·期末）在一定条件下，将3mol A和1mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡，测得生成0.8mol D，并测得C的浓度为0.2mol·L-1。下列判断不正确的是 A．x=1 B．2min内A的平均反应速率为0.3mol·L-1·min-1 C．A与B的转化率相等，均为40% D．该条件下该反应，A和B的转化率一直相等 【答案】D 【分析】发生反应，2min末该反应达到平衡，测得生成0.8mol D和0.4mol C，则得，计算得出，列三段式： ，由此解题。 【解析】A．根据生成D的物质的量0.8mol和C的浓度0.2mol/L，计算得x=1，A正确；B．A的消耗量为1.2mol，反应速率为 mol/(L·min)=0.3mol/(L·min)，B正确；C．A和B的转化率均为×100%=40%，C正确；D．只有当初始物质的量之比等于化学计量数之比（3:1）时，转化率才始终相等，而选项D断言“该条件下该反应”中转化率一直相等，未限定初始量，表述绝对化，D错误；故选D。 4．（24-25高一下·江西南昌·期中）一定条件下，将气体和气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：。2min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是 A．到达平衡时C的物质的量浓度为 B．反应过程中A和B的转化率之比为 C．3min时，各物质的反应速率相等 D．从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为 【答案】B 【分析】由题干图像信息可知，反应达到化学平衡时D的物质的量为0.8mol，三段式分析为：，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，到达平衡时C的物质的量也为0.8mol，C的物质的量浓度为=0.4mol/L，A错误；B．由分析可知，反应过程中A和B的转化率之比为∶=1∶1，B正确；C．速率之比等于化学计量数之比，C错误；D．由题干信息可知，D为固体，故不用D表示的化学反应速率，D错误；故答案为：B。 5．（24-25高一下·广东·期中）分别在和下，往密闭容器中充入和，发生反应：。容器内部分物质的物质的量随时间变化关系如图所示，其中、分别为时、的变化曲线，为时的变化曲线，下列说法不正确的是 A．当容器内B的体积分数不再改变时，反应达到平衡状态 B．到达平衡时，的物质的量浓度为 C．到达平衡时，的转化率为 D．， 【答案】A 【解析】A．时，消耗的同时生成，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，设消耗的物质的量为，列出三段式： 无论是否达到平衡，B的体积分数均为，A错误；B．达到平衡时，B的物质的量浓度为，B正确；C．达到平衡时，B的转化率为，C正确；D．时，消耗的同时生成，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，其他条件相同，温度为时，反应先达到平衡，反应速率更快，则，D正确；答案选A。 6．（24-25高一下·天津西青·期末）将 和8 molH2充入容积为2L 的密闭容器中，分别在 温度下发生反应 的物质的量随时间变化关系如下表所示： T1 T2 0 5min 10 min 15 min 20 min 25 min 30 min 8.0mol 3.5mol 2.0 mol 2.0 mol 1.7 mol 1.5mol 1.5mol 下列说法错误的是 A．改变温度，该反应的限度随之改变 B．T1温度下，平衡时CO2的体积分数为40% C．T2温度下， 20~25 min内 D．保持其他条件不变，充入N₂使压强变大，可以加快该化学反应速率 【答案】D 【解析】A．改变温度会影响平衡常数，从而改变反应限度。由于T1和T2下H2的平衡物质的量不同，说明限度改变，故A正确；B．在T1温度下，有三段式，则CO2的平衡物质的量为4mol，总物质的量为10mol，体积分数为40%，故B正确；C．20~25min内H2减少0.2mol，体积2L，时间5min，速率为0.02mol/(L·min)，故C正确；D．充入N2虽增大总压，但各反应物浓度不变，反应速率不变，故D错误；答案选D。 7．（24-25高一下·河北·期末）一定温度下，向恒容密闭容器中通入和，发生反应：。2min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化如图所示。下列判断正确的是 A．反应前后混合气体的密度始终保持不变 B．0~2min， C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．反应前与平衡后的容器内压强之比为 【答案】D 【解析】A．因产物D是固体，所以随着反应的发生(气)减小，但(气)不变，因此(气)减小，A错误；B．向恒容密闭容器中通入和，根据三段式 ，，B错误；C．升高温度，正、逆反应速率均增，C错误；D．根据三段式，反应前与平衡后容器内的压强之比为，D正确；故选D。 8．（2024高三·全国·模拟）将和置于固定容积为2L的密闭容器中，恒温下发生如下反应：，反应进行到20s末，达到平衡，测得CO的物质的量浓度是。下列说法错误的是 A．平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量为30 B．20s内的平均反应速率为 C．的平衡转化率为5% D．容器内压强不再变化，说明可逆反应达到了平衡 【答案】A 【解析】A．总质量守恒为，达到平衡，测得CO的物质的量浓度是，则生成的CO的物质的量为，列三段式：，得到平衡时总物质的量为，平均摩尔质量，对应平均相对分子质量为，A错误；B．的浓度变化为，反应速率，B正确；C．的转化量，初始量，转化率，C正确；D．该反应为前后气体物质的量增大的反应，随反应进行压强逐渐增大，当压强不变时，可以说明反应已达到平衡状态，D正确；故答案为：A。 9．（24-25高一下·天津滨海新·期中）将4molA气体和2molB气体置于1L的密闭容器中，混合后发生如下反应：若经2s后测得C的浓度为下列说法不正确的是 A．用物质A表示2s时的反应速率为 B．当物质B的含量不变时，说明该反应达到化学平衡状态 C．一定温度下，增大反应压强，化学反应速率增大 D．反应后物质A与物质B的转化率相等 【答案】A 【分析】根据三段式分析：，据此分析；【解析】A．化学反应速率为平均速率而非瞬时速率，A错误；B．化学平衡的标志是各物质的浓度（或含量）不再变化，B的含量不变说明反应达平衡，B正确；C．增大压强（如缩小容器体积）会提高反应物、生成物的浓度，正逆反应速率均增大，C正确；D．根据题意，A的转化率为=30%，B的转化率为=30%，转化率相等，D正确；故选A。 10.（24-25高一下·河南南阳·期末）是重要化工原料。回答下列问题： （1）属于 （填“酸性”或“碱性”）氧化物。氨水吸收生成的离子方程式为 。 （2）水溶液在催化作用下发生反应，反应过程的能量变化如图所示。 该反应是 反应（填“放热”或“吸热”）。 （3）焦炭催化还原生成的方程式为，在下，向2L恒容密闭容器中加入4mol焦炭与发生该反应，测得的物质的量随反应时间的变化如图所示。 ①a点时， （填“＞”“＜”或“=”）。内， 。 ②反应初始与平衡时容器内压强之比为 。 ③某同学认为在b点时加入催化剂，可以实现完全转化，该观点错误的原因是 。 【答案】（1）酸性 （2）放热 （3）①＞ 0.04 ②5:7 ③该反应是可逆反应，不管如何改变反应条件，反应物都不可能完全转化为生成物 【解析】（1）属于酸性氧化物，与氨水反应生成的离子方程式为。 （2）由图像可知该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应是放热反应。 （3）①a点未达平衡，反应依然正向进行，所以；内，。 ②根据“三段式”法： 初始与平衡时容器内压强之比为。 ③该反应是可逆反应，不管如何改变反应条件，反应物都不可能完全转化为生成物。 【强化训练】 1．（24-25高一下·山西大同·期末）在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：。2min末该反应达到平衡，生成1.2molD，并测得C的浓度为。下列判断不正确的是 A．B的转化率为60％ B．2min内A的平均反应速率为 C．若混合气体的平均相对分子质量保持不变则表明该反应达到平衡状态 D．若混合气体密度保持不变不能表明该反应达到平衡状态 【答案】C 【分析】结合题干，即可列出该反应的三段式为： 2min末该反应达到平衡，生成1.2mol D，并测得C的浓度为0.6mol/L，则生成C的物质的量为2L×0.6mol/L=1.2mol，可知x：2=1.2mol：1.2mol，解得x=2， ，据此作答。 【解析】A．B的转化率为，A正确；B．A的消耗量为1.8mol，浓度变化为0.9mol/L，速率为，B正确；C．反应前后气体总物质的量不变，总质量不变，平均相对分子质量始终不变，无法作为平衡标志，C错误；D．，该反应均为气体参与的反应，因此总质量不变，且为恒容密闭容器，因此密度始终不变，不能作为平衡标志，D正确；故选C。 2．（24-25高一下·河南郑州·期末）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，充入0.6molX气体和0.4molY气体，发生反应。5min末容器中W的物质的量为0.2mol，测得前5min内。下列说法正确的是 A． B．5min末体系中Y的物质的量为0.3mol C．将容器体积增大为3L可使反应速率加快 D．时若，说明反应已达到最大限度 【答案】B 【分析】，，化学反应速率之比等于化学计量数之比，故n=1。根据题意，5min末可列出三段式：。 【解析】A．根据分析，n=1，A错误；B．根据分析中的三段式，5min末体系中Y的物质的量为0.3mol，B正确；C．增大容器体积至3L会降低各物质的浓度，导致反应速率减慢，C错误；D．时若，则，此时化学反应速率之比不等于化学计量数之比，说明正、逆反应速率不相等，反应未达到最大限度，D错误；故选B。 3．（24-25高一下·辽宁·期末）A、B均为1L的恒容密闭容器，向容器A中充入和，向容器B中充入1mol和mol，在催化剂存在下发生反应：，测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。已知温度为873K时，容器A中反应在5min时到达c点。下列说法正确的是 A．、两点对应的平衡常数： B．扩大容器体积可以加快反应速率，并提高的转化率 C．873K时，容器A中内CO的化学反应速率为 D．容器B中充入的物质的量 【答案】D 【解析】A．化学平衡常数只与温度有关， 、两点对应的温度相同，平衡常数相等，即，A错误；B．扩大容器体积，物质的量浓度减小，化学反应速率减慢，B错误；C．由图可知，c点甲烷转化率为，由题意可建立如下“三段式”： 由“三段式”可知，内甲烷的反应速率为的化学反应速率为，C错误；D．相同温度下容器B中甲烷的转化率更高，因此容器B中充入的物质的量大于容器A中的，D项正确；故选D。 4．（24-25高一下·安徽马鞍山·期末）某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12s时生成C的物质的量为1.2mol。下列说法不正确的是 A．图中两曲线相交时， B．0~2s内，D的平均反应速率为 C．化学计量系数 D．12s时，A的转化率为75% 【答案】B 【分析】提取图中信息，可得出：起始浓度：c(A)=0.8mol/L，c(B)=0.5mol/L，12s时浓度：c(A)=0.2mol/L，c(B)=0.3mol/L，12s时c(C)==0.6mol/L，则可建立如下三段式： 依据相同时间内，各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比， 得出3:b:c=0.6:0.2:0.6，从而得出b=1，c=3。 【解析】A．图中两曲线相交之后，两种反应物的浓度继续减小，则反应未达到平衡，v正(B)＞v逆(B)，A正确；B．D呈固态，不能用D的浓度变化表示平均反应速率，B不正确；C．由分析可知，化学计量系数b∶c=1∶3，C正确；D．12s时，A转化率为=75%，D正确；故选B。 5．（24-25高一下·河南安阳·期末）在恒容密闭容器中充入和（二者物质的量之比为）发生反应：。如图1表示反应物和生成物的物质的量（n）随时间（t）的变化关系，反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法正确的是 A．图1中曲线Ⅱ表示的是X B．的平衡转化率为 C．内用表示的平均反应速率 D．图2中若水的状态为液态，则能量变化曲线可能为② 【答案】B 【分析】图1中0~10min内Ⅱ减少0.9mol，Ⅰ增加0.3mol，则二者计量数之比=0.9:0.3=3:1，结合方程式可知I为M，Ⅱ为Y，30min时反应已达平衡状态，平衡时Y为0.15mol，列三段式：。 【解析】A．由分析可知，图1中曲线Ⅱ表示的是Y，A错误；B．X的平衡转化率==，B正确；C．内用表示的平均反应速率，C错误；D．等物质的量的气态水能量比液态水高，图2中若水的状态为液态，则能量变化曲线不可能为②，可能为①，D错误；故选B。 6．（24-25高一下·河南三门峡·期末）在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：。2min末该反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的浓度为。下列判断错误的是 A． B．B的转化率为 C．2min内A的平均反应速率为 D．混合气体的平均相对分子质量保持不变，则该反应一定达到平衡状态 【答案】B 【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，根据C和D的物质的量比0.4mol:0.8mol=1:2，化学计量数关系x:2=1:2，解得x=1，根据题意可列出三段式：。 【解析】A．根据分析，x=1，A正确；B．生成0.8mol D时，消耗B的物质的量为0.4mol，B的转化率为，B错误；C．消耗A的物质的量为1.2mol，浓度变化为，反应速率为，C正确；D．反应前后气体总物质的量减少，总质量不变，混合气体的平均相对分子质量一直增大，当其不变时说明反应达平衡，D正确；故选B。 7．（25-26高一上·四川内江·月考）某温度下为了研究合成氨的反应，研究小组向2 L恒容密闭容器中加入和，在时测得容器内，，，恒温下测得容器内压强变化如图所示，下列说法正确的是 A．M点： B．氢气的平衡转化率为50% C．改变条件，可使 D．自起始至达到平衡状态时，氮气的平均速率为 【答案】D 【分析】合成氨反应为，正向为气体分子数减小的反应，由图可知恒温恒容下压强随反应的进行而降低，故该反应在时正向进行，时反应达平衡。据此分析。 【解析】A．由图可知，M点时反应向正反应方向进行，故此时，A错误；B．由图可知平衡时压强为时的，设这个时间段转化的物质的量为x mol，时，，，，据此列出三段式：，根据在恒温、恒容的条件下气体的压强之比等于物质的量之比，则有，解得，可得转化的的物质的量为0.3 mol，再加上从反应开始至时生成0.4 mol ，则转化了0.2 mol，转化了0.6 mol，故的平衡转化率为，B错误；C．时测得容器内，，，若反应物全部转化为生成物，则，但由于和合成的反应为可逆反应，不可能把反应物全部转化，故，C错误；D．根据上述分析可知，达到平衡时，，故，D正确；故答案选D。 8．（25-26高三上·重庆·月考）某温度下，在恒容密闭容器中充入和一定量，发生下列反应： 反应Ⅰ． 反应Ⅱ． 测得反应过程中气体A、C、D的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．活化能： B．内，的平均化学反应速率为 C．当容器内气体密度保持不变时，则反应Ⅰ、反应Ⅱ均达到平衡状态 D．其他条件不变，后再向平衡体系中加入一定量的气体，再次平衡后增大 【答案】B 【解析】A．反应I、II的速率可通过单位时间内C、D两物质的变化量判断，活化能越低，反应速率越快。反应Ⅰ生成C，反应Ⅱ生成D，，则Ea(Ⅰ)＜Ea(Ⅱ)，A错误；B．根据图像，A在0-4 s的变化量为1.5-0.5=1.0 mol，D在4 s时的生成量为0.2 mol，则反应II消耗A的物质的量为0.2 mol，反应I消耗的A的物质的量为1.0 mol-0.2 mol=0.8 mol，故生成的C的物质的量为0.8 mol，0.4 s，C的平均反应速率为，B正确；C．，根据装置和反应特点，m、V均在反应过程中不变，则密度始终不变，故容器内气体密度无法用于判断反应是否达到平衡状态，C错误；D．其他条件不变，后再向平衡体系中加入一定量的气体，再次平衡后，温度不变则K值不变，比值不变，D错误；故选B。 9．（24-25高一下·浙江·期中）向体积均为2L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应：，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．气体总物质的量：n(a)>n(c) C．当时，则内，c点乙容器反应的平均速率为： D．反应速率： 【答案】C 【分析】由图可知，绝热条件下，甲容器中压强开始开始增大，说明反应发生后，容器中的反应温度升高，该反应为放热反应。 【解析】A．由分析可知，该反应为放热反应，A错误；B．由分析可知，该反应为放热反应，由图可知，a、c两点气体压强相同，a点的反应温度高于c点，由理想气体状态方程可知，a点气体的总物质的量小于c点，B错误；C．乙为恒温容器，初始压强2p，时压强p ，恒温恒容，压强与物质的量成正比，初始物质的量3mol（2 molX+1 molY），时物质的量为1.5mol（压强减半），设转化Y物质的量为x ，则： 反应： 总物质的量：3-2x=1.5，解得x=0.75mol，，C正确；D．c 点乙容器未达平衡（压强仍在减小），反应正向进行，；b点达平衡，，未达平衡前，逐渐增大，则，故，D错误；故选D。 10．（23-24高一下·内蒙古鄂尔多斯·期末）硝酸是一种重要的化工原料，广泛应用于化肥、农药、炸药等。工业制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸。回答下列问题： Ⅰ．以和为原料合成氨气，化学方程式为。 （1）一定温度下在1L的密闭容器中充入1mol 和3mol 发生反应，10min时测得气体的总物质的量是原来的。则前10min的平均化学反应速率 ，的转化率 。下列能够说明反应已达平衡状态的是 （填字母）。 A．混合气体密度不再变化    B． C．气体平均摩尔质量不再变化    D． Ⅱ．氨的催化氧化 （2）写出反应的化学方程式： 。 （3）某种以氨为燃料的燃料电池工作原理如图所示： ①a极为 （填“正极”或“负极”）。 ②b极发生反应的电极反应式为 （根据图示）。 Ⅲ．硝酸制备 （4）氨的催化氧化产物中含氮物质与氧气一起通入水中可得硝酸，若气体被完全吸收，则含氮物质与氧气的体积比为 。 Ⅳ．尾气处理 （5）硝酸厂可以用溶液吸收废气，生成气体，若每9.2g 和溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式为 。 【答案】（1） 12.5％ CD （2） （3）负极 （4）4∶3 （5） 【解析】（1）一定温度下在1L的密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应，设10min时N2反应了x mol，列出三段式， 10min时测得气体的总物质的量是原来的，故，解得x=0.125，故前10min的平均化学反应速率v(H2)=0.0375mol⋅L−1⋅min−1，N2的转化率为=12.5%；A．容器体积不变，反应前后无固体参与，气体总质量不变，故无论反应是否到达平衡，混合气体密度都不变，A错误；B．同一化学反应用不同物质表达的反应速率与化学计量数成正比，c(N2):c(NH3)=1:2不能说明反应到达平衡，B错误；C．该反应是气体体积数减小的反应，反应前后无固体参与，若反应正向进行，气体平均摩尔质量增大，故气体平均摩尔质量不再变化说明反应到达平衡，C正确；D．2v正(H2)=3v逆(NH3)，转化为同一物质表示后，正逆反应速率相等，达到平衡，D正确；故选CD； （2）氨的催化氧化是NH3在催化剂、加热的条件下和O2反应生成NO和H2O，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O； （3）①以氨为燃料的燃料电池，NH3失电子生成氮气，故通入NH3的a极为负极；②电解质溶液为碱性，故负极发生的电极反应式为2NH3+6OH−−6e−=N2+6H2O；电极b为正极，电极反应为：； （4）氨的催化氧化产物中含氮物质为NO，与氧气一起通入水中可得硝酸，反应方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，故当气体被完全吸收，则含氮物质NO与氧气的体积比为4:3； （5）硝酸厂可以用Na2CO3溶液吸收NO2废气，生成CO2气体，9.2gNO2物质的量为0.2mol，每0.2mol NO2参与反应转移电子物质的量为0.1mol，说明NO2发生自身氧化还原反应，NO2中的N为+4价，反应后转化为+3价和+5价，离子方程式为2NO2+=++CO2。 / 学科网（北京）股份有限公司 $