4．[2021·湖北武汉武昌区质量检测]用活性α－Al2O3作催化剂研究COS的水解反应：COS（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2S（g） ΔH<0。在某温度下的恒容密闭容器中改变投料比得到COS的平衡转化率如图甲所示。其他条件完全相同时，只改变反应温度测得水解转化率如图乙所示：－
－
下列说法正确的是（ ）
n（H2O）
A．不断提高投料比 会导致平衡时H2S的体积分数不断提高
n（COS）
B．由于水解反应是吸热过程，所以升高温度会促使COS水解更加彻底 C．P点对应的平衡常数大于N点对应的平衡常数
D．当温度升高到一定值后，可能会由于催化剂活性降低，反应速率变慢，导致一定时间内COS（g）的水解转化率降低
5．[2021·河南信阳质量检测]在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA（g）＋yB（g）⇌zC（g），图甲表示200 ℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起n（A）始时 的变化关系。则下列结论正确的是（ ）
n（B）
A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v（B）＝0.04 mol·L1·min1 B．由图乙知反应xA（g）＋yB（g）⇌zC（g）的ΔH>0，且a＝2
C．若在图甲所示的平衡状态下，向体系中充入He，重新达到平衡前v（正）>v（逆）
D．200 ℃、6 min时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，重新达到平衡时，A的体积分数大于0.5
－
－
练9 化学反应速率和化学平衡
(A组)
1．答案：D
解析：根据表中数据及方程式2N2O5⇌4NO2＋O2知600～1 200 s时，v(N2O5)＝
－
Δc ＝Δt
（0.96－0.66） mol·L1v（N2O5）v（NO2）－－－
＝5.0×104 mol·L1·s1，由关系式 ＝ 可得，v(NO2)＝
600 s242×5.0×104 mol·L1·s1，A错误；反应2 220 s时，消耗n(N2O5)＝(1.40－0.35) mol·L1×0.1 L＝0.105 mol，n（N2O5）1－
根据关系式可知 ＝n(O2)，则V(O2)＝0.105 mol× ×22.4 L·mol1＝1.176 L，B错误；达到平衡
22v正（N2O5）v逆（NO2）
时， ＝ ，C错误；由表中数据知，1 710～2 820 s，c(N2O5)减小一半，用时1 110 s，
24可以推断出2 820～x s，c(N2O5)减小一半也用时1 110 s，故x＝1 110＋2 820＝3 930，D正确。 2．答案：C
解析：以原平衡为基础，①中体积增大一倍，压强减小，平衡正向移动，PCl5的转化率增大，平衡移1
动会导致再次平衡时压强大于原来的 ；②中增大体积至平衡时总压强减为原来的一半，相当于在①的基
2础上再减小压强，平衡正向移动，PCl5的转化率更大；③中恒容下增加2 mol PCl5，相当于增大压强，平衡
－
－
－
－
逆向移动，PCl5的转化率减小；④中恒压下增加1 mol PCl5，最终状态与原平衡等效，PCl5的转化率不变，A项错误，C项正确；恒温、恒压下增加PCl5，反应速率与原平衡相同，B项错误；根据分析可知，③中平衡逆向移动，D项错误。
3．答案：C
－
解析：由图1可知，该反应的活化能为E kJ·mol1，A不正确。正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，N2的平衡转化率减小，X为温度；该反应为气体分子总数减小的反应，温度一定时，压强增大，平衡正向移动，N2的平衡转化率增大，故L2>L1，B不正确。b点压强大、温度高，故a、b、c三点中v正最大的点是b点，C正确。a、c两点温度相同，故Ka＝Kc；b点温度高于a点和c点，平衡常数减小，故Ka＝Kc>Kb，D不正确。
4．答案：D
解析：A项，由题图Ⅰ知第4秒钟后C的体积分数不再变化，说明反应达到化学平衡状态，此时n(C)＝(1 mol＋2 mol)×0.3＝0.9 mol，根据反应方程式的化学计量数关系可知，vA＝vC＝
－
－
0.9－－
mol·L1·s1＝2×4
0.112 5 mol·L1·s1，正确；B项，缩小反应容器的体积，压强增大，因反应前后气体的分子数相等，增大压强平衡不移动，但反应速率加快，到达平衡所需的时间缩短，曲线a符合反应变化过程，正确；C项，加入催化剂，正、逆反应的活化能均降低，则E1和E2均减小，化学反应速率增大，正确；D项，由题图Ⅰ可知，600 ℃下达平衡时n(C)＝0.9 mol，则n(D)＝0.9 mol，n(A)＝0.1 mol，n(B)＝1.1 mol，故600 ℃时的平c（C）·c（D）0.45×0.45
衡常数K＝ ＝ ≈7.36，由题图Ⅱ可知该反应正反应为放热反应，升高温度，平衡
c（A）·c（B）0.05×0.55逆向移动，故800 ℃时该反应的平衡常数的值小于7.36，错误。 5．答案：A
解析：10 min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20%，则平衡时混合气体总物质的量为(0.2
－
＋0.2＋0.1) mol×(1－20%)＝0.4 mol，10 min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)＝7.5×103 mol·L－1－－－－
·min1，则平衡时n(ClNO)＝7.5×103 mol·L1·min1×10 min×2 L＝0.15 mol，设①中消耗的NO2为x mol，②中消耗的Cl2为y mol，则：
2NO2(g)＋NaCl(s)⇌NaNO3(s)＋ClNO(g) 起始量/mol 0.2 0 转化量/mol x 0.5x 平衡量/mol 0.2－x 0.5x 2NO(g)＋Cl2(g)⇌2ClNO(g) 起始量/mol 0.2 0.1 0 转化量/mol 2y y 2y 平衡量/mol 0.2－2y 0.1－y 2y
则0.5x＋2y＝0.15，0.2－x＋0.2－2y＋0.1－y＋0.5x＋2y＝0.4，联立方程，解得x＝0.1、y＝0.05，故平衡时NO2的转化率为
（0.2－2y） mol0.1 mol
×100%＝50%，故A正确；平衡时c(NO)＝ ＝
0.2 mol2 L
（0.2－2×0.05） mol－
＝0.05 mol·L1，故B错误；平衡常数只受温度影响，其他条件保持不变，反应在恒
2 L压条件下进行，平衡常数K2不变，故C错误；反应①×2－②可得反应4NO2(g)＋2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)＋2NO(g)K21
＋Cl2(g)，则4NO2(g)＋2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝ ，故D错误。
K2
(B组)
1．答案：C
0.4 mol2.0 L－－
解析：从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为 ≈0.067 mol·L1·min1，A
3 min项正确；由曲线变化可知，D是反应物，A、B是生成物，同一反应、同一时间段内，各物质的物质的量的变化量之比等于其对应的化学计量数之比，0～3 min内，Δn(D)＝0.4 mol，Δn(A)＝0.4 mol，Δn(B)＝0.2 mol，则反应的方程式为2D(s)⇌2A(g)＋B(g)，因D为固体，故化学平衡常数K＝c2(A)·c(B)，B项正确；温度升高，D的物质的量减少，A、B的物质的量增大，平衡正向移动，而温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故该反应的正反应为吸热反应，温度升高，B的反应速率增大，平衡常数增大，C项错误；可逆反应中，增加固体反应物的量，气体物质的浓度不变，平衡不移动，A的物质的量变化情况符合b曲线，D项正确。
2．答案：D 解析：
D项，初始时加入1 mol CO2、1 mol H2，假设平衡时CO2转化了x mol，则 CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g) 起始量/mol 1 1 0 0 转化量/mol x 4x x 2x 平衡量/mol 1－x 1－4x x 2x
1－x
平衡时CO2的体积分数＝ ×100%＝50%，即反应过程中CO2的体积分数始终为50%，CH4的体
2－2x积分数逐渐增大，最终保持不变，正确。
3．答案：A
解析：容器Ⅰ中 PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)
－
起始浓度/(mol·L1) 0.4 0 0
－
转化浓度/(mol·L1) 0.2 0.2 0.2
－
平衡浓度/(mol·L1) 0.2 0.2 0.2
c（Cl2）c（Cl2）·c（PCl3）0.2×0.2c（Cl2）
平衡时 ＝1，K＝ ＝ ＝0.2，容器Ⅱ中，开始时 ≈1.86，
0.2c（PCl5）c（PCl5）c（PCl5）
1.95×0.05
此时Qc＝ ≈0.09＜K，说明容器Ⅱ中反应向正反应方向移动，c(Cl2)增大，c(PCl5)减小，达到平
1.05c（Cl2）c（Cl2）衡时 >1.86>1，则达平衡时，容器Ⅰ中 比容器Ⅱ中的小，A项错误。达平衡时，假设容
c（PCl5）c（PCl5）器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为6∶31，压强之比等于浓度之比，容器Ⅰ中总浓度为0.2 mol·L1×3＝0.6 －－
mol·L1，说明容器Ⅱ中总浓度为3.1 mol·L1，根据A项分析得出容器Ⅱ中反应向正反应方向进行，设PCl5(g)
－
转化的浓度为x mol·L1，则有
容器Ⅱ中 PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)
－
起始浓度/(mol·L1) 1.05 0.05 1.95
－
转化浓度/(mol·L1) x x x
－
平衡浓度/(mol·L1) 1.05－x 0.05＋x 1.95＋x
－
容器Ⅱ中总浓度为3.1 mol·L1，则3.1＝1.05－x＋0.05＋x＋1.95＋x，解得x＝0.05；则平衡时c(PCl5)2×0.1－－－
＝1 mol·L1，c(PCl3)＝0.1 mol·L1，c(Cl2)＝2 mol·L1，此时Qc＝ ＝0.2＝K，说明此时反应达到化学
10.21
平衡状态，假设成立，B项正确。容器Ⅰ中达平衡时，Cl2的体积分数为 ＝ 。容器Ⅲ相当于将两个
0.2×33容器Ⅰ合并后体积压缩一半，增大压强，平衡向逆反应方向移动，Cl2的量减小，所以达平衡时，容器Ⅲ中1－
Cl2的体积分数小于 ，C项正确。容器Ⅰ中平衡时c(PCl5)＝0.2 mol·L1，容器Ⅲ相当于将两个容器Ⅰ合并
3后体积压缩一半，若平衡不移动c(PCl5)＝0.4 mol·L1，但增大压强，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)增大，
－－
所以c(PCl5)>0.4 mol·L1，又因反应开始，消耗PCl5，所以c(PCl5)<0.8 mol·L1，则达平衡时，容器Ⅲ中0.4
－－
mol·L14．答案：Dn（H2O）n（H2O）解析： ＝1时，平衡时H2S的体积分数最大，继续提高 ，平衡时H2S的体积分数
n（COS）n（COS）变小，A项错误；该反应ΔH<0，为放热反应，B项错误；平衡常数与温度有关，P、N两点平衡常数相等，
C项错误；当温度升高到一定值后，若催化剂活性降低，反应速率变慢，会造成一定时间内COS(g)的水解转化率降低，D项正确。
5．答案：B
解析：根据反应中各物质的物质的量变化之比等于化学计量数之比可以判断，x＝2，y＝1，z＝1。由图甲可知，200 ℃时发生反应，5 min时反应达到平衡，平衡时B的物质的量变化为0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol，Δc（B）n（A）0.2 mol－－故v(B)＝ ＝ ＝0.02 mol·L1·min1，A项错误；由图乙可知， 一定时，温度越
Δt2 L×5 minn（B）n（A）
高，平衡时C的体积分数越大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH>0，起始时
n（B）n（A）x
＝a时，C的体积分数最大，证明此时是按照化学计量数之比投料的，则 ＝a＝ ＝2，B项正确；
yn（B）恒温恒容时通入氦气，体系内总压强增大，但反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，故v(正)＝v(逆)，
C项错误；根据图甲中各物质的物质的量计算，200 ℃下达到平衡时，A的体积分数为
0.4 mol
＝0.5，6 min时向容器中充入2 mol A和1 mol B，相当于在原平衡的基础上增大
0.4 mol＋0.2 mol＋0.2 mol
压强，平衡正向移动，则重新达到平衡时，A的体积分数小于0.5，D项错误。
－
－