资源简介

第二章 化学反应速率与化学平衡测试题
一、选择题
1．一定温度下，在恒容密闭容器中发生可逆反应：。下列能说明反应已达到平衡状态的是
A．容器内混合气体的压强不再变化
B．C的消耗速率等于A的生成速率的3倍
C．容器内混合气体的密度不再变化
D．容器内B的体积分数不再变化
2．下列过程中，化学反应速率的增大对人类有益的是
A．金属的腐蚀 B．橡胶的老化 C．氨的合成 D．食物的腐败
3．对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904kJ·mol-1，下列有关说法不正确的是
A．该反应一定能自发进行
B．达到平衡时，增大容器的体积，v(正)增加、v(逆)减小
C．断裂1mol N-H键的同时，断裂1mol O-H键，说明该反应达到平衡状态
D．使用合适的催化剂可以提高单位时间内NH3的转化率
4．汽车尾气的排放会对环境造成污染。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO与CO的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H＜0。一定温度下，在恒容密闭容器中加入1molCO和1molNO发生上述反应，部分物质的体积分数(φ)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A．上述反应的正反应在高温下才能自发进行
B．曲线b表示的是φ(N2)随时间的变化
C．2v正(NO)=v逆(N2)时，反应达平衡状态
D．气体的平均相对分子质量：M(t1)＞M(t3)＞M(t5)
5．下列说法错误的是
A．用综合判据来判断反应的自发性更合理
B．△H＜0，△S＞0的反应在温度低时不能自发进行
C．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的△H＜0
D．NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) △H=+185.57kJ mol-1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
6．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示：
物质 X Y Z
初始浓度/mol·L-1 0.1 0.2 0
平衡浓度/mol·L-1 0.05 0.05 0.1
下列说法错误的是
A．反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g)，反应前后压强之比为2:3
B．反应达到平衡时，X的转化率为50%
C．平衡常数为1600,改变温度可以改变此反应的平衡常数
D．X、Y、Z三种气体的初始浓度（单位mol·L-1）分别为0.2、0.4、0.2时υ(正)>υ(逆)
7．二氧化碳减排和再利用技术是促进社会环保和工业可持续发展的重要措施。将工业废气中的转化为，可以通过以下途径实现。
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：(
反应I和反应Ⅱ的平衡常数K随温度T的变化如图所示，下列说法正确的是
A．升高温度，反应Ⅱ中的平衡产率增大
B．温度：
C．
D．时，反应Ⅲ的平衡常数
8．对可逆反应，下列叙述正确的是
A．达到化学平衡时
B．若单位时间内生成的同时，消耗，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．达到化学平衡时，若升高温度，则正反应速率减小，逆反应速率增大
9．环戊二烯( )是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶，塑料等生产，在储存时容易发生聚合生成二聚体： ，不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是
A．，该反应的 B．平衡常数，
C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D．b点时环戊二烯的转化率为40%
10．CO可用于合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充有10molCO与20molH2，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。下列说法正确的是
A．合成甲醇的反应为吸热反应
B．A、B、C三点的平衡常数为KA=KB＞KC
C．压强为p1＞p2
D．若达平衡状态A时，容器的容积为10L，则在平衡状态B时容器的容积也为10L
11．氢气在氧气中燃烧主要经历以下四步基元反应：
①H2→2H (慢反应)
②H +O2→ OH+O (快反应)
③O +H2→ OH+H (快反应)
④ OH+H2→H2O+H (快反应)
下列说法正确的是
A． OH的电子式是
B．在这四步反应中，第①步反应的活化能最高
C．第②步反应中H 与O2的每一次碰撞都为有效碰撞
D．H 和O 是反应的中间产物，能在体系中稳定存在
12．在密闭容器中进行反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)，有关下列图象的说法正确的是
A．依据图a可判断正反应为吸热反应
B．在图b中，虚线可表示使用催化剂
C．图c可表示增大压强使平衡向逆反应方向移动
D．由图d中气体平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH＞0
13．水凝结成冰的过程中，下列分析不正确的是
A．该过程属于物理变化 B．
C．等质量水和冰所具有的内能不同 D．该过程是熵减的过程
14．下列有关化学反应自发性的说法中不正确的是
A．只能在高温下自发进行，则该反应的
B． ，该反应在任意温度下都可自发进行
C．在室温下不能自发进行，说明该反应的
D．常温下，能够自发进行，则该反应的
15．氮的氧化物转化是环境化学热点问题之一、研究发现，还原NO的反应分两步进行：①；②，其能量变化如图所示(Ts代表过渡态)。下列叙述正确的是
A．②是放热反应，①是吸热反应 B．是该反应的催化剂
C．反应①的活化能大于反应② D．加入催化剂的目的是降低Ts2的能量
二、填空题
16．汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。回答下列问题：
(1)消除CO、NO污染物的反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，带“*”表示吸附状态]：
I.NO+Pt(s)=NO*；II.CO+Pt(s)=CO*；III.NO*=N*+O*；IV.CO*+O*=CO2+Pt(s)；V.N*+N*=N2+Pt(s)
经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T变化关系如图一和图二所示。
①图一中温度从Ta℃升至Tb℃的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是_______。
②由图二知，T2℃时反应V的活化能_______反应IV的活化能(填“<”、“>”或“=”)。
(2)为模拟汽车的“催化转化器”，将2molNO(g)和2mol CO(g)充入1L密闭容器中，加入催化剂后发生反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，测得CO的平衡转化率α随温度T变化曲线如图三所示。
①图象中A点正反应速率_______逆反应速率(填“>”、“=”或“<”)；
②T1℃，下列说法能表明该反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。
a.混合气体的密度不变b.体系的压强不变
c.混合气体中N2的体积分数不变d.2υ正(CO)=υ逆(N2)
17．对于反应3X(g)+Y(g) 2Z(g)在其他条件不变时，改变其中一个条件，则生成Z的速率(填“增大”“减小”或“不变”)
(1)升高温度：_______；
(2)增大压强：_______；
(3)增大容器容积：_______；
(4)加入X：_______；
(5)加入Y：_______；
(6)压缩体积：_______。
18．工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨—空气混合气中氧氨比的关系。其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况。当氨氧化率达到100%时，理论上___________，实际生产要将r值维持在1.7~2.2之间，原因是___________。
19．某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：
（1）该反应的化学方程式为____。
（2）反应开始～2min，气体X的平均反应速率为___。
（3）此反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(X)=5mol/(L·min)②v(Y)=0.05mol/(L·S)③v(Z)=4.5mol/(L·min)，其中反应速率最快的是___(填编号)。
20．二氧化氮在火箭燃料中可用作氧化剂，在亚硝基法生严流酸甲可用作催化剂，但直接将二氧化氮排放会造成环境污染。已知反应CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g)，起始时向体积为V的恒容密闭容器中通入2mol CH4和3mol NO2，测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示。
(1)容器体积V=_______L。
(2)图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线___________. (填“甲”“乙"或"丙")。
(3)0 ~5min内，用N2表示的化学反应速率为____________________mol·L-1·min-1。
(4)a、b、c三点中达到平衡的点是______。达到平衡时，NO2的转化率是___________(物质平衡转化=转化的物质的量/起始的物质的量×100%)。
(5)a点时，c(CO2) =__________mol·L-1(保留两位小数)，n( CH4):n(NO2) =_________________。
21．HNO3是重要的化工原料，浓HNO3与Cu反应的装置如图1所示：
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是_______，在该实验中的作用为_______。
(2)关于该实验下列说法错误的是_______。
A．该反应需要加热才能进行 B．可通过抽动铜丝控制反应开始和停止
C．反应后迅速生成大量红棕色气体 D．烧杯中仅发生中和反应
(3)某小组同学发现Cu与浓HNO3反应所得混合溶液为绿色，Cu与稀HNO3反应所得混合溶液为蓝色，针对绿色产生的原因展开探究。
【提出猜想】
猜想a：Cu(NO3)2浓度大
猜想b：NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中
【实验验证】
实验i：配制饱和Cu(NO3)2溶液，溶液呈_______色，证明猜想a不成立。
实验ii：取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入空气后，溶液上方可观察到_______，5min后，溶液完全变为蓝色，证明猜想b成立。
(4)另一组同学查阅资料发现：NO2能与水反应生成HNO2，进而发生下述反应：
①由此该组同学认为通过实验说明猜想b成立不严谨，理由是_______。
②写出NO2与水反应生成HNO2的化学方程式_______。
③该组同学改进后设计了新的实验：
实验iii：取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入氮气后，溶液上方现象与实验ii相同，但5min后，溶液仍为绿色。对比实验ii与实验iii，可推测Cu(NO3)2溶液为绿色的原因主要是_______。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．反应过程中容器内混合气体的压强恒定不变，不能作为判断平衡状态的标志，A项不符合；
B．C的消耗速率等于A的生成速率的3倍，仅为逆反应的速率关系，不能说明正逆反应速率相等，B项不符合；
C．反应过程中容器内混合气体的密度恒定不变，不能作为判断平衡状态的标志，C项不符合；
D．反应过程中容器内B的体积分数减小，不变时可以作为判断平衡状态的标志，D项符合；
故选D。
2．C
解析：A．金属的腐蚀会消耗金属，造成损失，应该减慢速率，A错误；
B．橡胶的老化会减少橡胶制品的使用寿命，造成浪费，应该减慢速率，B错误；
C．合成氨时反应速率增大会提高生产效率，对人类有益，C正确；
D．食物的腐败会消耗食物，造成浪费，应该减慢速率，D错误；
故选C。
3．B
解析：A．该反应是气体体积增大的反应ΔS>0，又知ΔH <0，则符合复合判据△H-T△S<0，所以该反应一定能自发进行，A正确；
B．达到平衡时，增大容器的体积，各组分的浓度均减小，v(正)减小、v(逆)减小，B错误；
C．断裂1molN-H键的同时，断裂1molO-H键，表示的是正逆反应速率，且满足化学计量数关系，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，C正确；
D．合适的催化剂能加快反应速率，可以提高单位时间内NH3的转化率，D正确；
故选D。
4．B
解析：A．反应为放热的熵减反应，则上述反应的正反应在低温下才能自发进行，A错误；
B．由化学方程式可知，一氧化氮、一氧化碳、二氧化碳的系数相同，且为氮气系数的2倍，结合图像比较物质的体积分数的变化量可知，曲线b表示物质的变化量较小，故b表示的是φ(N2)随时间的变化，B正确；
C．2v正(NO)=v逆(N2)时，此时正逆反应速率不相等，反应没有达平衡状态，C错误；
D．混合气体的平均摩尔质量为M= m/n，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而减小，故气体平均相对分子质量逐渐变大，故气体的平均相对分子质量：M(t1)故选B。
5．B
解析：A．大多数放热反应能自发进行，大多数熵减反应能自发进行，而ΔH-TΔS＜0的反应任何温度下均能自发进行，描述正确，故A不符题意；
B．ΔG=ΔH-TΔS，△H＜0，△S＞0的反应ΔG恒小于0，说明任何温度下该反应均能自发进行，描述错误，故B符合题意；
C．根据物质物态变化，该反应正反应方向ΔS<0，室温下能自发进行，说明ΔG<0，根据ΔG=ΔH-TΔS，可知只有△H＜0时才有可能实现T较小时ΔG<0，描述正确，故C不符题意；
D．根据反应物态变化可知反应正向△S＞0，当T值较大时可推得该反应可以出现ΔG<0，说明在较高温度时可以实现体系自发向混乱度增加的方向转变，描述正确，故D不符题意；
故答案选B。
6．A
解析：A．在恒温密闭容器中，由PV=nRT，压强之比等于物质的量之比，则反应前后压强之比为(0.1+0.2):(0.05+0.05+0.1)=3:2，选项A错误；
B．反应达到平衡时，X的转化率为：=50%，选项B正确；
C．根据反应速率之比等于浓度变化量之比等于化学计量数之比可知：△c(X):△c(Y):△c(Z):=0.05:0.15:0.1=1:3:2，则反应的方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g)，K===1600，选项C正确；
D．化学反应必然伴随着能量变化，平衡常数只受温度影响，改变温度可以改变此反应的平衡常数，选项D正确；
答案选A。
7．B
解析：A．反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，的转化率减小，选项A错误；
B．反应Ⅱ为放热反应，温度越高，平衡常数越小，如图可知，，选项B正确；
C．根据盖斯定律反应Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ，所以，选项C错误；
D．根据盖斯定律反应Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ，所以，当温度为时，反应Ⅲ的平衡常数，选项D错误；
答案选B。
8．A
解析：A．4v正(O2)=5v逆(NO)时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A正确；
B．单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，都表示反应向正反应方向进行，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．增加容器体积，各气体的浓度都减小，正、逆反应速率都减小，故C错误；
D．达到化学平衡时，若升高温度，正、逆反应速率都增大，故D错误；
答案选A。
9．D
解析：A．由反应速率的大小可知，温度升高，反应物浓度减小，所以平衡向右移动，正反应是吸热反应，A正确；
B．升高温度平衡向右移动，生成物浓度增大，平衡常数增大，B正确；
C．反应整体向右移动，在达到平衡之前正反应速率大于逆反应速率，随着反应的进行正反应速率逐渐减小逆反应速率逐渐增大，b点的正反应速率大于b点的逆反应速率， a点的正反应速率大于b点的正反应速率，所以a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，C正确；
D．b点时环戊二烯的转化率为 ，D错误；
故选D。
10．B
解析：A．由图可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而降低，即升高温度平衡逆向移动，则合成甲醇的反应为放热反应，A错误；
B．由上述分析可知，合成甲醇的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，温度相同时，K值相同，则图中A、B、C三点的平衡常数：KA=KB＞KC，B正确；
C．该反应是气体体积减小的反应，温度一定时增大压强，平衡正向移动，CO平衡转化率增大，即压强越大，CO平衡转化率越大，则图中压强：p2＞p1，C错误；
D．A点时反应为，平衡常数K===1；B点时反应为，设平衡时容器的体积为VL，A、B两点温度相同，则平衡常数KA=KB，即平衡常数K===1，解得V=2，即在平衡状态B时容器的体积为2L， D错误；
故答案为：B。
11．B
解析：A． OH的电子式是，故A错误；
B．活化能越大反应速率越慢，因此慢反应对应的活化能最高，故B正确；
C．有效碰撞需要能量足够且取向合适才能发生，反应物粒子间的碰撞不都是有效碰撞，故C错误；
D．反应的中间产物不能稳定存在，会继续发生后续反应，故D错误；
故选：B。
12．B
解析：A．正逆反应速率相等时反应达到平衡，继续升高温度逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A错误；
B．催化剂可以缩短达到平衡时间，但不改变平衡转化率，B正确；
C．该反应前后气体系数之和减小，增大压强平衡正向移动，C错误；
D．气体总质量不变，升高温度平均相对分子质量减小，说明升温气体的物质的量增大，即平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，ΔH＜0，D错误；
综上所述答案为B。
13．B
解析：A．该过程水分子未发生变化，是物理变化，A正确；
B．，液态转化为固态，是凝固的过程，放出热量，所以，B错误；
C．冰变为水的过程吸收热量，则等质量冰与等质量的水所具有的内能不同，C正确；
D．水凝结成冰的过程，是液态转化为固态的过程，混乱度降低，为熵减的过程，D正确；
故选B。
14．C
【分析】利用吉布斯自由能 G=ΔH- S<0，反应能够自发进行；
解析：A. SiO2(s)＋2C(s)= Si(s)＋2CO(g)的 S>0，若只能在高温下自发进行，则表明反应吸热，即该反应的ΔH>0，A正确；
B. 反应的 S>0、，则该反应在任意温度下都可自发进行，B正确；
C. BaSO4(s)＋4C(s)= BaS(s)＋4CO(g) 的 S>0，在室温下不能自发进行，则表明反应吸热，即说明该反应的ΔH>0，C错误；
D. 常温下，2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) 的 S<0，能够自发进行，则表明反应放热，即该反应的ΔH<0，D正确。
故选C。
15．C
解析：A．Ts1与Ts2最终能量都低于起始能量，故两个过程均为放热反应，A错误；
B．为第①步反应的产物，第②步反应的反应物参与反应，故不是催化剂，B错误；
C．反应①为慢反应步骤，第一步反应需要更大的能量，第一步反应也比第二步反应慢得多，反应①的活化能大于反应②，C正确；
D．加入催化剂的目的是降低Ts1的能量，因为①所需活化能高，整体反应速率由反应①决定，D错误；
故选C。
二、填空题
16．(1) 温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快，所以反应物浓度快速减小 >
(2) > bc
解析：（1）①图一中温度从Ta℃升至Tb℃的过程中，反应物浓度急剧减小，则表明温度升高，反应速率迅速加快，与催化剂的活性增大有关，主要原因是：温度升高，催化剂活性增强，反应速率迅速增加;
②由图二知，T2℃时，c(N2)＜c(CO2)，则反应V的速率＜反应IV的速率，从而得出反应V的活化能＞反应IV的活化能。
（2）①图象中A点α(CO)继续增大，即平衡正移，反应才能达到平衡，故v正＞v逆；
②a．根据，混合气体的质量和体积始终不变，则密度始终不变，所以密度不变时，反应不一定达平衡状态，a不符合题意；
b．随着反应的进行，气体的物质的量不断减小，而容器的体积不变，则压强不断减小，当体系的压强不变时，反应达平衡状态，b符合题意；
c．随着反应的进行，N2的体积分数增大，当混合气体中N2的体积分数不变时，反应达到平衡状态，c符合题意；
d．2v正(CO)=v逆(N2)，反应进行的方向相反，但速率之比不等于化学计量数之比，d不符合题意；
故选bc。
17．(1)增大(2)增大(3))减小(4)增大(5)增大(6)增大
解析： (1)升高温度，活化分子数增大，会加快反应速率；
(2)对于反应物有气体的反应，增大压强，各物质浓度增大，会加快反应速率；
(3)增大容器的容积，相当于减小其中各物质的浓度，所以减慢反应速率；
(4)加入X，增大反应物浓度，加快反应速率；
(5)加入Y，增大反应物浓度，加快反应速率；
(6)压缩体积，会增大所有物质的浓度，加快反应速率。
18．25 太少不利于的转化，r值为1.7~2.2之间时氧化率已接近100%
解析：由催化氧化的化学方程式：可知，氨氧化率达到100%，理论上；由题图可知，实际生产要将r值维持在1.7~2.2之间，原因是太少不利于的转化，r值为1.7~2.2之间时，氧化率已接近100%。
19． 3X+Y2Z 0.075mol/(L·min) ②
解析：(1)由图可知，Y、X的物质的量减少，则Y、X为反应物，而Z的物质的量增加，可知Z为生成物，v(Y)：v(X)：v(Z)=△n(Y)：△n(X)：△n(Z)=(1 0.9)：(1 0.7)：(0.2 0)=1：3：2，且2min后物质的量不再变化，由速率之比等于化学计量数之比可知反应为3X+Y2Z；
(2)反应开始至2min,以气体X表示的平均反应速率为 =0.075mol/(L min)；
(3)速率之比等于化学计量数之比，速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则①比值是 ，②v(Y)=0.05mol/(L·S)=3 mol/(L·min)，比值为 ，③比值是 ，则②中反应速率快。
20．甲 0.1 c 80% 或0.8 0.33 4:5
【分析】依据图象，根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比确定甲、乙、丙三条曲线分别代表CH4.、N2、H2O中的哪种物质；依据单位时间内浓度的变化，计算出0 ~5min内，用N2表示的化学反应速率；达到平衡时的判断依据。
解析：（1）起始时向体积为V的恒容密闭容器中通入2 mol CH4和3 mol NO2，测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示，CH4是反应物，即起始时的物质的量浓度为1.0mol·L-1，依据c=，得V===2L；
（2）由(1)可知，丙代表CH4，从开始到平衡时，甲代表的物质的物质的量浓度增加量：1.2mol·L-1，乙代表的物质的物质的量浓度增加量：0.6mol·L-1，故从开始到平衡时，甲代表的物质的物质的量浓度增加量：1.2mol·L-1×2L=2.4mol；故从开始到平衡时，乙代表的物质的物质的量浓度增加量：0.6mol·L-1×2L=1.2mol，根据反应物、生成物反应前后物质的量变化之比等于物质的量之比，故甲代表H2O的物质的量浓度与时间关系，乙代表N2的物质的量浓度与时间关系；
（3）乙代表N2的物质的量浓度与时间关系，0 ~5 min内，N2的物质的量浓度变化量为：0.5mol·L-1 - 0=0.5mol·L-1，v(N2)==0.1mol·L-1·min -1；
（4）当达到平衡时反应物、生成物的浓度不再随着时间的变化而变化，故a、b、c三点中达到平衡的点是c；达到平衡时，c(N2)=0.6mol·L-1，即从开始平衡，N2的物质的量增加了：0.6mol·L-1×2L=1.2mol，CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) ，依据方程式中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，即从开始到平衡，NO2的物质的量变化量为：1.2mol×2=2.4mol，故达到平衡时， NO2的转化率是 =80%；
（5）设a点时的浓度为xmol·L-1，CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) ，依据方程式中反应物、生成物的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，(1.0-x)：x=1:2，x=0.67，=0.67mol·L-1×2L=1.34mol，=1:2:1:1:2，a点时，=0.67mol，c(CO2) ==0.33mol·L-1；=0.67mol，=1.34mol，故a点时，n( CH4):n(NO2)=(2mol-0.67mol)：(3mol-1.34mol)=4:5。
21．(1) 球形干燥管 防止倒吸
(2)AD
(3) 蓝 有红棕色气体放出
(4) 由于NO2与水反应能够生成HNO2，HNO2与Cu2+能够发生可逆反应，随着空气的通入，HNO2被氧化为HNO3，使得上述可逆反应平衡逆向移动，溶液由绿色变为蓝色，且溶液上方呈红棕色气体说明Cu(NO3)2溶液中的确溶有NO2 2NO2+H2O=HNO2+HNO3 NO2溶于Cu(NO3)2溶液中
【分析】Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O，方程式为：Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O，方程式为：3Cu+4HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，据此分析结合各小题情景解题。
解析：（1）由题干图示实验装置图可知，仪器a的名称是球形干燥管，在该实验中的作用为防止倒吸，故答案为：球形干燥管；防止倒吸；
（2）A．硝酸的氧化性较强，Cu与浓硝酸反应不需要加热就能进行，A错误；
B．可通过抽动铜丝来控制Cu与浓硝酸是否接触，故可控制反应开始和停止，B正确；
C．Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O，故反应后迅速生成大量红棕色气体，C正确；
D．烧杯中发生的反应有：HNO3+NaOH=NaNO3+H2O和2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，故不仅发生中和反应，还发生了氧化还原反应，D错误；
故答案为：AD；
（3）实验i：猜想a认为：Cu(NO3)2溶液浓度大时呈绿色，浓度小时呈蓝色，故若配制饱和Cu(NO3)2溶液，溶液呈蓝色，证明猜想a不成立，故答案为：蓝；
实验ii：猜想b认为：NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中导致溶液呈绿色，故取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入空气后，空气将带出部分NO2，同时4NO2+O2+2H2O=4HNO3，溶液上方可观察到有红棕色气体放出，5min后，溶液完全变为蓝色，证明猜想b成立，故答案为：有红棕色气体放出；
（4）①由于NO2与水反应能够生成HNO2，HNO2与Cu2+能够发生可逆反应，随着空气的通入，HNO2被氧化为HNO3，使得上述可逆反应平衡逆向移动，溶液由绿色变为蓝色，但溶液上方呈红棕色气体说明Cu(NO3)2溶液中的确溶有NO2，由此该组同学认为通过实验说明猜想b成立不严谨，故答案为：由于NO2与水反应能够生成HNO2，HNO2与Cu2+能够发生可逆反应，随着空气的通入，HNO2被氧化为HNO3，使得上述可逆反应平衡逆向移动，溶液由绿色变为蓝色，且溶液上方呈红棕色气体说明Cu(NO3)2溶液中的确溶有NO2；
②NO2与水反应生成HNO2，N的化合价降低，根据氧化还原反应有降必有升可知，同时还生成有HNO3，故该反应的化学方程式为：2NO2+H2O=HNO2+HNO3，故答案为：2NO2+H2O=HNO2+HNO3；
③实验iii：取适量Cu与浓HNO3反应后的溶液，置于图2所示装置中，鼓入氮气后，溶液上方现象与实验ii相同即N2带出部分红棕色气体NO2，但由于没有O2，不能发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，则5min后，溶液仍为绿色。对比实验ii与实验iii，可推测Cu(NO3)2溶液为绿色的原因主要是NO2溶于Cu(NO3)2溶液中，故答案为：NO2溶于Cu(NO3)2溶液中

展开更多......

收起↑