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专题八　化学反应速率和化学平衡
答案：C
答案：B
解析：
结合图像分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图像可知平衡常数Ka3．[2022·广东卷]在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X―→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则(　　)
A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂 Ⅱ 时X的浓度随t的变化
D．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1
答案：D
4．[2022·广东卷]恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g) BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的ΔH<0
B．a为n(H2O)随温度的变化曲线
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
答案：C
解析：从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误； 在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误。
5．[2022·湖南卷](双选)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)　ΔH，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．ΔH>0
B．气体的总物质的量：naC．a点平衡常数：K>12
D．反应速率：va正答案：BC
答案：AB
解析：由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)＝v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B错误；升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D正确。
考情分析
考点 考向 预测
化学反
应速率 化学反应速率的计算 化学反应速率与化学平衡是每年的必考点，化学反应速率会结合化学速率(或平衡)图像或速率方程，考查化学反应速率的计算、影响因素等，化学平衡仍会延续近两年的命题方式，在选择题或非选择题中以表格或图像形式，考查化学平衡图像及分析、化学平衡常数的计算等，题目情境越来越接近生产实际，要注意多反应平衡体系的分析与计算。
化学反应速率的影
响因素及实验分析
化学平衡 化学平衡状态的判断
化学平衡常数、转化率的计算
化学反应速率与平衡的综合应用 化学反应速率与平衡的图像分析
化学反应速率与平衡
在工业生产中的应用
2．化学反应速率的影响因素(外因)
【特别提醒】
(1)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。如升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；降低温度反之。
(2)密闭容器中充入惰性气体
①恒容条件，充入惰性气体，反应速率不改变。
②恒压条件下，充入惰性气体，相当于扩大容器体积，反应速率减小。
典 题 精 研
考向1 化学反应速率及影响因素
例1 某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是(　　)
A.其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
答案：B
练1 用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果，设计如下对比实验探究温度、浓度、pH对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A.实验①在15 min内M的降解速率约为1.33×10－5 mol·L－1·min－1
B．若其他条件相同，实验①②说明升高温度，M降解速率增大
C．若其他条件相同，实验①③证明pH越高，越不利于M的降解
D．实验④说明M的起始浓度越小，降解的速率越快

实验编号 温度/℃ pH
① 25 1
② 45 1
③ 25 7
④ 25 1
答案：D
考向2 化学反应速率常数及其应用
例2 室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z。反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是(　　)
A．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3 mol·L－1·min－1
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
答案：A
练2 反应2H2(g)＋2NO(g)===2H2O(g)＋N2(g)的速率方程为v＝kcα(H2)×cβ(NO)，该反应在不同条件下的反应速率如下：
下列说法正确的是(　　)
A．T2B．α＝2，β＝1
C．其他条件不变时，只有反应物浓度改变对v有影响，且c(NO)影响较大
D．T2、c(NO)＝0.1 mol·L－1条件下，反应速率为8v，则c(H2)＝0.3 mol·L－1
温度 c(H2)/(mol·L－1) c(NO)/(mol·L－1) 反应速率
T1 0.1 0.1 v
T1 0.2 0.2 8v
T1 0.3 0.2 12v
T2 0.3 0.2 16v
答案：C
考点2　化学平衡及其影响因素
核 心 梳 理
1.化学平衡的判断
(1)化学平衡状态标志的判断要注意“三关注”：
一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器；
二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；
三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
(2)巧用“正逆相等，变量不变”做出判断。
2．化学平衡移动方向的判断
(1)根据勒夏特列原理判断平衡移动的方向
通过比较改变外界条件，平衡破坏瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
引起v正、v逆的变化 占优势的反应 化学平衡移动方向
外界条件改变 v正>v逆 正反应占优势 向正反应方向(或向右)移动
v正v正＝v逆 双向进行程度相等 化学平衡不移动
【特别提醒】
牢记几种不能用勒夏特列原理解释的问题
(1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变，所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。
(2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。
(2)根据浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小判断平衡移动的方向
(3)恒温条件下，密闭反应体系中通入稀有气体，平衡移动方向的判断
3．工业生产中适宜条件选择的原则
条件 原则
从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢
从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的活性分析 注意温度对催化剂活性的影响
典 题 精 研
考向1 化学平衡状态的判断
例3 在一定温度下，在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g)，发生反应：Mn(s)＋CO2(g) MnO(s)＋CO(g)　ΔH<0。下列说法不能说明该反应达到平衡状态的是(　　)
A．容器的体积不再改变
B．固体的质量不再改变
C．气体的总质量不再改变
D．v正(CO2)＝v逆(CO)

答案：A
解析：该反应为反应前后气体分子数不变的放热反应，根据“变量不变达平衡”进行判断。A项，反应前后气体分子数不变，反应过程中容器的体积始终不变，为定量，不能作为平衡状态的判断依据；B项，该反应是一个固体质量增大的反应，当固体质量不再改变说明反应达到平衡状态；C项，该反应是一个气体质量减小的反应，当气体的总质量不再改变说明反应达到平衡状态；D项，正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态。
练3 若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0，在进行到t1时刻达到平衡状态的是(　　)
A．①② B．③④
C．①②④ D．②④
答案：D
解析：①可逆反应达到平衡状态后，正、逆反应速率相等且不再变化，由图像①知，t1时刻v(正反应速率)最大，之后随反应进行，反应速率发生变化，未达到平衡状态，错误；②该反应的正反应为放热反应，随反应进行，温度升高，平衡常数减小，达到平衡状态后，温度为定值，平衡常数不变，与图像符合，正确；③t1时刻后CO2、NO的物质的量发生变化，t1时刻未达到平衡状态，错误；④t1时刻后，NO的质量分数为定值，t1时刻达到平衡状态，正确。
考向2 化学平衡移动的分析
例4 某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s) Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　)
A．升高温度，若c(Z)增大，则ΔH>0
B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小
C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大
D．加入一定量氩气，平衡不移动
答案：C
解析：根据勒夏特列原理可知，升高温度，化学平衡向着吸热反应方向移动，而c(Z)增大，说明平衡正向移动，故ΔH>0，A正确；加入一定量Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后m(Y)减小，B正确；加入等物质的量的Y和Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y均为固体，故K＝c(Z)，达新平衡后c(Z)不变，C错误；加入一定量氩气，加入瞬间，X、Y、Z的浓度保持不变，故正、逆反应速率不变，故平衡不移动，D正确。
练4 某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g) CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是(　　)
A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大
答案：C
解析：该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可使平衡向正反应方向移动，故v正>v逆，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A错误；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B错误；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2===CH2(g)的平衡转化率减小，D错误。
考点3　化学反应速率与化学平衡图像
核 心 梳 理
1.三类基本图像
反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。
(1)速率—时间图——注意断点
[图像分析]　t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间同倍数增大。
(2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平
[图像分析]　甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。
(3)恒压(温)线——定一议二
[图像分析]　分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。
2．解答化学平衡图像题四步骤
典 题 精 研
考向1 常规图像的分析与应用
例5 已知：A(g)＋2B(g) 3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．t2时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)<φ(Ⅰ)
D．平衡常数K：K(Ⅱ)答案：B
解析：该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3 mol C，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3 mol C，相当于加入1 mol A和2 mol B，A的比例增大，体积分数增大，即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C错误；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D错误。
答案：D
考向2 陌生图像的分析与应用
例6 一定条件下，反应6H2(g)＋2CO2(g) C2H5OH(g)＋3H2O(g)的数据如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．该反应的ΔH>0
B．达平衡时，v正(H2)＝v逆(CO2)
C．b点对应的平衡常数K值大于c点
D．a点对应的H2的平衡转化率为90%
解析：升高温度，CO2的转化率减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，ΔH<0，A项错误；达平衡时，v正(H2)＝3v逆(CO2)，B项错误；升温，平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，C项错误。
答案：D
练6 工业上利用S8与CH4为原料制备CS2，发生反应S8(s) 4S2(g)、2S2(g)＋CH4(g) CS2(g)＋2H2S(g)，在密闭容器中，原料为1∶1时，部分物质变化曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．生成CS2的反应为吸热反应
B．一定温度下，气体总压不变时反应达平衡状态
C．应在低温下进行反应以提高产出效率
D．当温度为450 ℃时，S8转化率为69.5%
答案：B
1．下列现象或做法与化学反应速率无关的是(　　)
A．“冰墩墩”制作材料生产过程中添加抗老化助剂
B．水果箱中放置乙烯利
C．馒头制作过程中用酵头发酵
D．新冠病毒可能通过气溶胶加速传播
解析：材料生产过程中添加抗老化助剂是为了减缓材料老化速率，A不符合题意；水果箱中放置乙烯利是为了加速水果成熟，B不符合题意；馒头制作过程中用酵头发酵，是为了加速发酵速率，C不符合题意；新冠病毒通过气溶胶传播不是化学反应过程，与化学反应速率无关，D符合题意。
答案：D
2．氨气去除NO的反应原理为4NH3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH<0，反应速率与浓度之间存在如下关系：v正＝k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆＝k逆·c5(N2)·c6(H2O)，k正、k逆为速率常数，只受温度影响。350 ℃时，在2 L恒容密闭容器中，通入0.9 mol NH3(g)和1.2 mol NO(g)发生反应，保持温度不变，5 min后反应达平衡，NO的转化率为50%。下列说法正确的是(　　)
A．用NH3表示的化学反应速率为0.06 mol·L－1·min－1
B．350 ℃时，该反应的平衡常数为0.5
C．其他条件不变，往反应后的容器中再通入0.9 mol NH3(g)和1.2 mol NO(g)，重新达平衡时NO的体积分数增大
D．当温度改变为T ℃时，若k正＝k逆，则T>350
答案：C
答案：C
4．顺 1，2 二甲基环丙烷(M)和反 1，2 二甲基环丙烷(N)可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为v正＝k正c(M)和v逆＝k逆c(N)，k正和k逆在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数；反应的平衡常数K＝3。下列说法正确的是(　　)
A．该温度下，M的转化率为66.7%
B．升高温度，k正和k逆都增大
C．常温下，N为气态
D．M比N更稳定
答案：B
5．一定条件下，将CO2和H2按物质的量为1∶3的投料比充入某刚性密闭容器中，发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol－1，测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．0～5 min，共放出19.8 kJ的热量
B．CO2和H2的转化率相等时，反应达到平衡
C．9 min时，改变的外界条件可能是降温
D．平衡常数Kb一定大于Ka
答案：C
解析：不确定容器的体积和消耗的二氧化碳的物质的量，不能计算反应放出热量数值，A错误；反应中CO2和H2按反应的系数比投料，则两者的转化率一直相等，不能用来判断反应是否达到平衡，B错误；反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，二氧化碳的浓度减小，符合图像，C正确；对于确定反应，平衡常数只受温度的影响，不确定是否温度一定改变，故不能判断两者K值的大小，D错误。
答案：C专题精练（8）　化学反应速率和化学平衡
1.根据给出资料，判断以下说法中不正确的是（　　）
化学反应 反应速率与参与反应 物质的浓度的关系式
①H2＋I2===2HI（气体反应） v＝kc（H2）c（I2）
②CO＋NO2===CO2＋NO v＝kc2（NO2）
其中k为反应速率常数。
A．对于反应①，增大H2浓度（其他条件不变），反应速率增大
B．对于反应①，增大I2浓度（其他条件不变），反应速率增大
C．对于反应②，增大CO浓度（其他条件不变），反应速率增大
D．对于反应②，增大NO2浓度（其他条件不变），反应速率增大
2.恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：
2NH3（g）N2（g）＋3H2（g），测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是（　　）
A.实验①，0～20 min，v（N2）＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1
B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D.相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
3.NO2和N2O4存在平衡：2NO2（g） N2O4（g）　ΔH<0。下列分析正确的是（　　）
A．1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子
B．断裂2 mol NO2中的共价键所需能量大于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量
C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的
D．恒温恒压时，充入He（g），容器中混合气体的相对分子质量减小
4.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）　ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是（　　）
选项 改变条件 新平衡与原平衡比较
A 增大压强 N2的浓度一定变小
B 升高温度 N2的转化率变小
C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大
D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大
5.在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是（　　）
温度/℃ 平衡时SO2的转化率/%
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A.从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多转化为三氧化硫，应选择的条件是450 ℃、10 MPa
B．在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃原因是考虑催化剂的活性最佳
C．在实际生产中，为了增大SO2的转化率可以无限量通入空气
D．在实际生产中，采用的压强为常压原因是常压时转化率已经很高，增大压强对设备及成本要求太高
6.已知反应2NO2（g） N2O4（g）　ΔH＜0，N2O4的体积百分数随温度的变化平衡曲线如图所示，下列相关描述正确的是（　　）
A．a点的化学反应速率比d点的大
B．平衡常数值：Kb＞Kc
C．d点：v正＜v逆
D．从b点变为c点，只要增加NO2的物质的量
7.1，2 二氯丙烷（CH2ClCHClCH3）是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法制备，主要的副产物为3 氯丙烯（CH2===CHCH2Cl），反应原理如下：
Ⅰ.CH2===CHCH3（g）＋Cl2（g） CH2ClCHClCH3（g）　ΔH1<0
Ⅱ.CH2===CHCH3（g）＋Cl2（g） CH2===CHCH2Cl（g）＋HCl（g）　ΔH2<0
一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2===CHCH3（g）和Cl2（g），在催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ，容器内气体的压强随时间的变化如表所示：
时间/min 0 60 120 180 240 300 360
压强/kPa 80 74.2 69.4 65.2 61.6 57.6 57.6
下列说法正确的是（　　）
A．前60 min内，（CH2ClCHClCH3）＝5.8 kPa·min－1
B．其他条件不变时，无论是增大压强还是升高温度，CH2===CHCH2Cl的产率均增大
C．若平衡时HCl的分压为9.6 kPa，则丙烯的总平衡转化率为80%
D．若平衡时HCl的分压为9.6 kPa，则反应Ⅰ的压强平衡常数Kp＝22.4 kPa－1
8. H2S分解反应：2H2S（g） 2H2（g）＋S2（g）在无催化剂及Al2O3催化下，恒容密闭容器中只充入H2S，在反应器中不同温度时反应，每间隔相同时间测定一次H2S的转化率，其转化率与温度的关系如图所示：
下列说法错误的是（　　）
A．该反应的ΔH>0
B．由图可知，1 100 ℃时Al2O3几乎失去催化活性
C．不加催化剂时，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短
D．A点达到平衡时，若此时气体总压强为 p，则平衡常数 Kp＝0.25 p
9.在160 ℃、200 ℃条件下，分别向两个容积为2 L的刚性容器中充入2 mol CO和2 mol N2O（g），发生反应：CO（g）＋N2O（g） CO2（g）＋N2（g）　ΔH<0。实验测得两容器中CO或N2的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．当容器中混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态
B．ac段N2的平均反应速率为0.10 mol·L－1·min－1
C．逆反应速率：c>d>b
D．160 ℃时，该反应的平衡常数Kp＝8
10.一定温度下，在2个容积均为1 L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：
2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）　ΔH<0，相关数据见下表。
下列说法不正确的是（　　）
A．T1>T2
B．Ⅰ中反应达到平衡时，CO的转化率为50%
C．达到平衡所需要的时间：Ⅱ>Ⅰ
D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.2 mol CO和0.2 mol CO2，平衡正向移动
11.丙烷氧化脱氢制备丙烯的主要反应为2C3H8（g）＋O2（g） 2C3H6（g）＋2H2O（g）　ΔH<0。在催化剂作用下，C3H8氧化脱氢除生成C3H6外，还生成CO、CO2等物质。实验测得C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图所示。
已知：
C3H6的选择性＝×100%。下列说法正确的是（　　）
A．C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化曲线分别是b、a
B．温度升高，催化剂的活性增大，C3H8的转化率降低
C．575 ℃时，C3H6的选择性为66%
D．选择相对较低的温度能够提高C3H6的选择性
12.1，3 丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H＋进攻1，3 丁二烯生成碳正离子（）；第二步Br－进攻碳正离子完成1，2 加成或1，4 加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0 ℃和40 ℃时，1，2 加成产物与1，4 加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是（　　）
A．1，4 加成产物比1，2 加成产物稳定
B．与0 ℃相比，40 ℃时1，3 丁二烯的转化率增大
C．从0 ℃升至40 ℃，1，2 加成正反应速率增大，1，4 加成正反应速率减小
D．从0 ℃升至40 ℃，1，2 加成正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度
13.[2023·浙江6月]一定条件下，1 苯基丙炔（Ph—C≡C—CH3）可与HCl发生催化加成，反应如下：
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图（已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应），下列说法不正确的是（　　）
A．反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ
B．反应活化能：反应Ⅰ<反应Ⅱ
C．增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例
D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ专题八　化学反应速率和化学平衡
真题研练·析考情
真题研练
1.[2023·辽宁卷]一定条件下，酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应，Mn(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B．随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小
C．该条件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D．总反应为：+5C2＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
2．[2023·湖南卷]向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x(x＝)随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．x1B．反应速率：vb正C．点a、b、c对应的平衡常数：KaD．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
3．[2022·广东卷]在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X―→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则(　　)
A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂 Ⅱ 时X的浓度随t的变化
D．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1
4．[2022·广东卷]恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g) BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的ΔH<0
B．a为n(H2O)随温度的变化曲线
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
5．[2022·湖南卷](双选)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)　ΔH，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．ΔH>0
B．气体的总物质的量：naC．a点平衡常数：K>12
D．反应速率：va正6．[2022·河北卷](双选)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①X Y；②Y Z。反应①的速率v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k～曲线。下列说法错误的是(　　)
A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中v(X)＝v(Y)＋v(Z)
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于T1时，总反应速率由反应②决定
考情分析
考点 考向 预测
化学反 应速率 化学反应速率的计算 化学反应速率与化学平衡是每年的必考点，化学反应速率会结合化学速率(或平衡)图像或速率方程，考查化学反应速率的计算、影响因素等，化学平衡仍会延续近两年的命题方式，在选择题或非选择题中以表格或图像形式，考查化学平衡图像及分析、化学平衡常数的计算等，题目情境越来越接近生产实际，要注意多反应平衡体系的分析与计算。
化学反应速率的影 响因素及实验分析
化学平衡 化学平衡状态的判断
化学平衡常数、转化率的计算
化学反应速率与平衡的综合应用 化学反应速率与平衡的图像分析
化学反应速率与平衡 在工业生产中的应用
核心突破·提能力
考点1　化学反应速率及其影响因素
核 心 梳 理
1.化学反应速率的计算
(1)公式法
v(B)＝＝，
①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。②计算时一定要注意容器或溶液的体积。③同时还要注意单位及规范书写。
(2)比值法
同一化学反应，各物质的反应速率之比等于反应方程式中的化学计量数之比。对于反应“mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)”，有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
2．化学反应速率的影响因素(外因)
【特别提醒】
(1)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。如升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；降低温度反之。
(2)密闭容器中充入惰性气体
①恒容条件，充入惰性气体，反应速率不改变。
②恒压条件下，充入惰性气体，相当于扩大容器体积，反应速率减小。
3.速率常数
(1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。
(2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。
典 题 精 研
考向1 化学反应速率及影响因素
例1 某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是(　　)
A.其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
练1 用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果，设计如下对比实验探究温度、浓度、pH对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)
实验编号 温度/℃ pH
① 25 1
② 45 1
③ 25 7
④ 25 1
A.实验①在15 min内M的降解速率约为1.33×10－5 mol·L－1·min－1
B．若其他条件相同，实验①②说明升高温度，M降解速率增大
C．若其他条件相同，实验①③证明pH越高，越不利于M的降解
D．实验④说明M的起始浓度越小，降解的速率越快
考向2 化学反应速率常数及其应用
例2 室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z。反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是(　　)
A．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3 mol·L－1·min－1
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
练2 反应2H2(g)＋2NO(g)===2H2O(g)＋N2(g)的速率方程为v＝kcα(H2)×cβ(NO)，该反应在不同条件下的反应速率如下：
温度 c(H2)/(mol·L－1) c(NO)/(mol·L－1) 反应速率
T1 0.1 0.1 v
T1 0.2 0.2 8v
T1 0.3 0.2 12v
T2 0.3 0.2 16v
下列说法正确的是(　　)
A．T2B．α＝2，β＝1
C．其他条件不变时，只有反应物浓度改变对v有影响，且c(NO)影响较大
D．T2、c(NO)＝0.1 mol·L－1条件下，反应速率为8v，则c(H2)＝0.3 mol·L－1
考点2　化学平衡及其影响因素
核 心 梳 理
1.化学平衡的判断
(1)化学平衡状态标志的判断要注意“三关注”：
一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器；
二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；
三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
(2)巧用“正逆相等，变量不变”做出判断。
2．化学平衡移动方向的判断
(1)根据勒夏特列原理判断平衡移动的方向
通过比较改变外界条件，平衡破坏瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
引起v正、v逆的变化 占优势的反应 化学平衡移动方向
外界条件改变 v正>v逆 正反应占优势 向正反应方向(或向右)移动
v正v正＝v逆 双向进行程度相等 化学平衡不移动
【特别提醒】
牢记几种不能用勒夏特列原理解释的问题
(1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变，所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。
(2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。
(2)根据浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小判断平衡移动的方向
(3)恒温条件下，密闭反应体系中通入稀有气体，平衡移动方向的判断
3．工业生产中适宜条件选择的原则
条件 原则
从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢
从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的活性分析 注意温度对催化剂活性的影响
典 题 精 研
考向1 化学平衡状态的判断
例3 在一定温度下，在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g)，发生反应：Mn(s)＋CO2(g) MnO(s)＋CO(g)　ΔH<0。下列说法不能说明该反应达到平衡状态的是(　　)
A．容器的体积不再改变
B．固体的质量不再改变
C．气体的总质量不再改变
D．v正(CO2)＝v逆(CO)
练3 若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0，在进行到t1时刻达到平衡状态的是(　　)
A．①② B．③④
C．①②④ D．②④
考向2 化学平衡移动的分析
例4 某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s) Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　)
A．升高温度，若c(Z)增大，则ΔH>0
B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小
C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大
D．加入一定量氩气，平衡不移动
练4 某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g) CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是(　　)
A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大
考点3　化学反应速率与化学平衡图像
核 心 梳 理
1.三类基本图像
反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。
(1)速率—时间图——注意断点
[图像分析]　t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间同倍数增大。
(2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平
[图像分析]　甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。
(3)恒压(温)线——定一议二
[图像分析]　分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。
2．解答化学平衡图像题四步骤
典 题 精 研
考向1 常规图像的分析与应用
例5 已知：A(g)＋2B(g) 3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．t2时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)<φ(Ⅰ)
D．平衡常数K：K(Ⅱ)练5 工业上生产CO是由焦炭和CO2在高温反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2 L的刚性密闭容器中，高温下进行下列反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图。下列说法正确的是(　　)
A．0～1 min，v(CO)＝1 mol·L－1·min－1；1～3 min时，v正(CO)＝v逆(CO2)
B．当容器内的气体密度(D)不变时，反应一定达到平衡状态，且<1
C．5 min时再充入一定量的CO，a、d曲线分别表示n(CO)、n(CO2)的变化
D．3 min时温度由T1升高到T2，则Q>0，再达平衡时≈4.7
考向2 陌生图像的分析与应用
例6 一定条件下，反应6H2(g)＋2CO2(g) C2H5OH(g)＋3H2O(g)的数据如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．该反应的ΔH>0
B．达平衡时，v正(H2)＝v逆(CO2)
C．b点对应的平衡常数K值大于c点
D．a点对应的H2的平衡转化率为90%
练6 工业上利用S8与CH4为原料制备CS2，发生反应S8(s) 4S2(g)、2S2(g)＋CH4(g) CS2(g)＋2H2S(g)，在密闭容器中，原料为1∶1时，部分物质变化曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．生成CS2的反应为吸热反应
B．一定温度下，气体总压不变时反应达平衡状态
C．应在低温下进行反应以提高产出效率
D．当温度为450 ℃时，S8转化率为69.5%
模考精练·抓落实
1．下列现象或做法与化学反应速率无关的是(　　)
A．“冰墩墩”制作材料生产过程中添加抗老化助剂
B．水果箱中放置乙烯利
C．馒头制作过程中用酵头发酵
D．新冠病毒可能通过气溶胶加速传播
2．氨气去除NO的反应原理为4NH3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH<0，反应速率与浓度之间存在如下关系：v正＝k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆＝k逆·c5(N2)·c6(H2O)，k正、k逆为速率常数，只受温度影响。350 ℃时，在2 L恒容密闭容器中，通入0.9 mol NH3(g)和1.2 mol NO(g)发生反应，保持温度不变，5 min后反应达平衡，NO的转化率为50%。下列说法正确的是(　　)
A．用NH3表示的化学反应速率为0.06 mol·L－1·min－1
B．350 ℃时，该反应的平衡常数为0.5
C．其他条件不变，往反应后的容器中再通入0.9 mol NH3(g)和1.2 mol NO(g)，重新达平衡时NO的体积分数增大
D．当温度改变为T ℃时，若k正＝k逆，则T>350
3．在照片底片冲洗的过程中会发生如下反应：(aq) [Ag(S2O3)2]3－(aq)＋Br－(aq)，
下列说法正确的是(　　)
A．当溶液中)∶c(Br－)＝2∶1时，上述反应到达平衡
B．向平衡体系中加AgBr，平衡将向正反应方向移动
C．配合物[Ag(S2O3)2]3－中配体与H＋可发生反应产生气体
D．常温下，加水稀释时平衡向正反应方向移动，平衡常数会变大
4．顺 1，2 二甲基环丙烷(M)和反 1，2 二甲基环丙烷(N)可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为v正＝k正c(M)和v逆＝k逆c(N)，k正和k逆在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数；反应的平衡常数K＝3。下列说法正确的是(　　)
A．该温度下，M的转化率为66.7%
B．升高温度，k正和k逆都增大
C．常温下，N为气态
D．M比N更稳定
5．一定条件下，将CO2和H2按物质的量为1∶3的投料比充入某刚性密闭容器中，发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol－1，测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．0～5 min，共放出19.8 kJ的热量
B．CO2和H2的转化率相等时，反应达到平衡
C．9 min时，改变的外界条件可能是降温
D．平衡常数Kb一定大于Ka
6．草酸二甲酯[(COOCH3)2]催化加氢制乙二醇的反应体系中，发生的主要反应为
反应Ⅰ：(COOCH3)2(g)＋2H2(g) CH3OOCCH2OH(g)＋CH3OH(g)　ΔH1<0
反应Ⅱ：(COOCH3)2(g)＋4H2(g) HOCH2CH2OH(g)＋2CH3OH(g)　ΔH2<0
压强一定的条件下，将(COOCH3)2、H2按一定比例、流速通过装有催化剂的反应管，测得(COOCH3)2的转化率及CH3OOCCH2OH、HOCH2CH2OH的选择性
[×100%]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．曲线B表示HOCH2CH2OH的选择性随温度变化
B．190～198 ℃范围内，温度升高，(COOCH3)2的平衡转化率增大
C．190～198 ℃范围内，温度升高，逐渐减小
D．192 ℃时，其他条件一定，加快气体的流速可以提高(COOCH3)2转化率
专题八　化学反应速率和化学平衡
真题研练·析考情
1．解析：开始一段时间(大约13 min前)随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0，Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(Ⅲ)，同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗；后来(大约13 min后)随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少，Mn(Ⅱ)的浓度增大；据此作答。
由图像可知，随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A项错误；随着反应物浓度的减小，到大约13 min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13 min后反应速率会增大，B项错误；由图像可知，Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存，C项正确；H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应写化学式，总反应为＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，D项错误；答案选C。
答案：C
2．解析：
结合图像分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图像可知平衡常数Ka答案：B
3．解析：由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，反应更快，故B错误；由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0～2 min 内Y的浓度变化了2.0 mol·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·L－1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X浓度随时间t的变化，故C错误；使用催化剂Ⅰ时，在0～2 min 内，Y的浓度变化了4.0 mol·L－1，则v(Y)＝＝＝2.0 mol·L－1·min－1，v(X)＝v(Y)＝×2.0 mol·L－1·min－1＝1.0 mol·L－1·min－1，故D正确。
答案：D
4．解析：从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误； 在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误。
答案：C
5．解析：由图可知，绝热过程甲开始时压强增大，而2X(g)＋Y(g) Z(g)是气体物质的量减少的反应，故该反应放热，ΔH<0，A项错误；a、c两点压强相同，a点温度高于c点，故气体的总物质的量：na　　　　　　　2X(g) ＋ Y(g) Z(g)
起始量/mol 2 1 0
变化量/mol 2x x x
平衡量/mol 2－2x 1－x x
a点时压强为起始压强的一半，则3－2x＝1.5，解得x＝0.75，K＝＝12，而a点平衡实际上是绝热条件下达到的平衡，要使平衡压强为p，体系中的气体总物质的量应小于1.5 mol，计算得到x偏小，故a点平衡常数K>12，C项正确；a点温度高于b点，故反应速率：va正>vb正，D项错误。
答案：BC
6．解析：由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)＝v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B错误；升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D正确。
答案：AB
核心突破·提能力
[例1]　解析：由图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间越短，故反应速率越大，A项正确；由图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯的浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B项错误；条件①，反应速率为v＝＝＝0.012 mol·L－1·min－1，C项正确；反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为125 min×＝62.5 min，D项正确。
答案：B
[练1]　解析：由图中数据可知，实验①在15 min内Δc(M)＝(0.30 mol·L－1－0.10 mol·L－1)×10－3＝2×10－4 mol·L－1，则v(M)＝＝≈1.33×10－5 mol·L－1·min－1，故A正确；由图中曲线变化可看出实验②相对于实验①，M降解速率增大，由表中数据可知，其他条件相同，实验②的温度高，所以说明升高温度，M降解速率增大，故B正确；由图中曲线变化可看出实验①相对于实验③，M降解速率增大，由表中数据可知，其他条件相同，实验③的pH高，所以说明pH越高，越不利于M的降解，故C正确；根据图示可知M的起始浓度越小，降解速率越小，故D错误。
答案：D
[例2]　解析：0～30 min时间段内，Δc(Z)＝0.125 mol·L－1，Δc(M)＝0.500 mol·L－1－0.300 mol·L－1＝0.200 mol·L－1，反应①中Δc(M)＝0.200 mol·L－1－0.125 mol·L－1＝0.075 mol·L－1，则Δc(Y)＝0.075 mol·L－1，v(Y)＝＝＝2.5×10－3 mol·L－1·min－1，A说法错误；反应①、②速率之比为＝＝，为定值，则Y、Z的浓度变化量之比也为定值，故反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变，B说法正确；由上述分析可知，＝＝＝，如果反应能进行到底，反应结束时①、②的转化率之比为3∶5，因此有(即62.5%)的M转化为Z，C说法正确；结合C选项，反应①的速率小于反应②的速率，所以反应①的活化能比反应②的活化能大，D说法正确。
答案：A
[练2]　解析：当c(H2)＝0.3 mol·L－1，c(NO)＝0.2 mol·L－1时，T2时的速率大于T1时的速率，所以T2>T1，A错误；把c(H2)＝0.1 mol·L－1，c(NO)＝0.1 mol·L－1代入速率公式v＝kcα(H2)·cβ(NO)，再把c(H2)＝0.2 mol·L－1，c(NO)＝0.2 mol·L－1代入速率公式v＝kcα(H2)·cβ(NO)，得＝＝＝＝，α＋β＝3，把T1时c(H2)＝0.2 mol·L－1，c(NO)＝0.2 mol·L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，再把T1时c(H2)＝0.3 mol·L－1，c(NO)＝0.2 mol·L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，得＝＝×(1)β＝＝，α＝1，α＋β＝3，β＝2，B错误；其他条件不变时，因为β＝2，反应体系中四种物质浓度的改变，只有反应物浓度改变对v有影响，且c(NO)影响较大，C正确；T2、c(NO)＝0.1 mol·L－1条件下，反应速率为8v，则c(H2)＝0.6 mol·L－1，D错误。
答案：C
[例3]　解析：该反应为反应前后气体分子数不变的放热反应，根据“变量不变达平衡”进行判断。A项，反应前后气体分子数不变，反应过程中容器的体积始终不变，为定量，不能作为平衡状态的判断依据；B项，该反应是一个固体质量增大的反应，当固体质量不再改变说明反应达到平衡状态；C项，该反应是一个气体质量减小的反应，当气体的总质量不再改变说明反应达到平衡状态；D项，正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态。
答案：A
[练3]　解析：①可逆反应达到平衡状态后，正、逆反应速率相等且不再变化，由图像①知，t1时刻v(正反应速率)最大，之后随反应进行，反应速率发生变化，未达到平衡状态，错误；②该反应的正反应为放热反应，随反应进行，温度升高，平衡常数减小，达到平衡状态后，温度为定值，平衡常数不变，与图像符合，正确；③t1时刻后CO2、NO的物质的量发生变化，t1时刻未达到平衡状态，错误；④t1时刻后，NO的质量分数为定值，t1时刻达到平衡状态，正确。
答案：D
[例4]　解析：根据勒夏特列原理可知，升高温度，化学平衡向着吸热反应方向移动，而c(Z)增大，说明平衡正向移动，故ΔH>0，A正确；加入一定量Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后m(Y)减小，B正确；加入等物质的量的Y和Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y均为固体，故K＝c(Z)，达新平衡后c(Z)不变，C错误；加入一定量氩气，加入瞬间，X、Y、Z的浓度保持不变，故正、逆反应速率不变，故平衡不移动，D正确。
答案：C
[练4]　解析：该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可使平衡向正反应方向移动，故v正>v逆，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A错误；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B错误；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2===CH2(g)的平衡转化率减小，D错误。
答案：C
[例5]　解析：该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3 mol C，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3 mol C，相当于加入1 mol A和2 mol B，A的比例增大，体积分数增大，即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C错误；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D错误。
答案：B
[练5]　解析：由图可知，0～1 min，一氧化碳物质的量增加2 mol，则反应速率v(CO)＝＝1 mol·L－1·min－1；1～3 min时，平衡不移动，反应速率之比等于化学计量数之比，则v正(CO)＝2v逆(CO2)，A错误；该反应反应前后质量发生变化，体积不变，则其密度为变量，当容器内气体的密度不变时，说明反应达到平衡状态；根据ρ＝知，体积不变，反应达到平衡时，气体的质量增大，则平衡时气体的密度大于起始时气体的密度，则>1，B错误；5 min时再充入一定量的CO，CO的物质的量瞬间增大，平衡逆向移动，CO的物质的量又逐渐减小，5 min时CO2浓度不变，平衡逆向移动，CO2的物质的量逐渐增大，则b表示n(CO2)的变化，c表示n(CO)的变化，C错误；由图可知，3 min时升高温度，一氧化碳增多，说明反应是吸热反应，T1温度平衡，一氧化碳物质的量为2 mol，二氧化碳物质的量为7 mol；平衡常数K(T1)＝＝＝，T2温度平衡，一氧化碳物质的量为4 mol，二氧化碳物质的量为6 mol，平衡常数K(T2)＝＝＝，则≈4.7，D正确。
答案：D
[例6]　解析：升高温度，CO2的转化率减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，ΔH<0，A项错误；达平衡时，v正(H2)＝3v逆(CO2)，B项错误；升温，平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，C项错误。
答案：D
[练6]　解析：由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，故生成CS2的正反应为放热反应，故A错误；反应S8(s) 4S2(g)有固体反应物参与，前后气体分子数改变，在密闭容器中总压不变，能判断反应达到平衡状态，B正确；温度较高时反应速率快，且由图可知较高温度下S2体积分数较大说明产率较高，甲烷的转化率较小即可减少S2的反应损耗，因此应在较高温度下进行反应以提高产出效率，C错误；当温度为450 ℃时，甲烷的转化率为98%，S2的体积分数为20%，原料投入为1∶1，设加入S8与CH4均为1 mol，则转化的甲烷为1×98%＝0.98，设S8转化率为x，列三段式
　　　　　　 S8(s) 4S2(g)
起始量/mol 1 0
变化量/mol x 4x
平衡量/mol 1－x 4x
　　　　　　 2S2(g)＋CH4(g) CS2(g)＋2H2S(g)
起始量/mol 4x 1 0 0
转化量/mol 1.96 0.98 0.98 1.96
平衡量/mol 4x－1.96 0.02 0.98 1.96
由S2的体积分数为20%，
则×100%＝20%，解得x＝67.5%，D错误。
答案：B
模考精练·抓落实
1．解析：材料生产过程中添加抗老化助剂是为了减缓材料老化速率，A不符合题意；水果箱中放置乙烯利是为了加速水果成熟，B不符合题意；馒头制作过程中用酵头发酵，是为了加速发酵速率，C不符合题意；新冠病毒通过气溶胶传播不是化学反应过程，与化学反应速率无关，D符合题意。
答案：D
2．解析：由题意可得如下三段式：
　　　　　　　4NH3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(g)
起(mol·L－1) 0.45 0.6 0 0
变(mol·L－1) 0.2 0.3 0.25 0.3
平(mol·L－1) 0.25 0.3 0.25 0.3
由三段式数据可知，用氨气表示的化学反应速率为＝0.04 mol·L－1·min－1，A错误；350 ℃时，反应的平衡常数为＝0.25，B错误；其他条件不变，往反应后的容器中再通入0.9 mol氨气和1.2 mol一氧化氮相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮的体积分数增大，C正确；反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，则反应速率k正·c4(NH3)·c6(NO)＝k逆·c5(N2)·c6(H2O)，＝＝K，当k正＝k逆时，平衡常数K＝1>0.25说明平衡向正反应方向移动，该反应为放热反应，则反应温度小于350 ℃，D错误。
答案：C
3．解析：起始浓度未知，溶液中)∶c(Br－)＝2∶1，反应不一定达到平衡，A错误；AgBr为固体，因此向平衡体系中加AgBr，平衡不移动，B错误；与H＋可发生反应产生SO2气体和S单质：＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O，C正确；温度不变，平衡常数不会发生改变，D错误。
答案：C
4．解析：设在该温度下，M的初始浓度为1，达平衡时M的转化浓度为x，则达平衡时M的浓度为1－x，N的浓度为x，则有K＝＝3，解得x＝0.75，则该温度下，M的转化率为75%，A错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，但正、逆反应速率都增加，只不过逆反应速率增加的多，k正和k逆都增大，B正确；反 1，2 二甲基环丙烷(N)含5个碳原子，常温下不是气态，C错误；能量越低越稳定，该反应为放热反应，则N的能量低，N比M更稳定，D错误。
答案：B
5．解析：不确定容器的体积和消耗的二氧化碳的物质的量，不能计算反应放出热量数值，A错误；反应中CO2和H2按反应的系数比投料，则两者的转化率一直相等，不能用来判断反应是否达到平衡，B错误；反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，二氧化碳的浓度减小，符合图像，C正确；对于确定反应，平衡常数只受温度的影响，不确定是否温度一定改变，故不能判断两者K值的大小，D错误。
答案：C
6．解析：由曲线A上CH3OOCCH2OH选择性为50%时，曲线C表示HOCH2CH2OH的选择性恰好为50%，曲线C表示HOCH2CH2OH的选择性随温度变化，A错误；两反应均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，190～198 ℃范围内，温度升高，(COOCH3)2的平衡转化率减小，B错误；190～198 ℃范围内，温度升高，反应Ⅱ：(COOCH3)2(g)＋4H2(g) HOCH2CH2OH(g)＋2CH3OH(g)　ΔH2<0的选择性增大，升高温度，对于放热反应，平衡逆向移动，每减少2 mol CH3OH，只减少1 mol HOCH2CH2OH，HOCH2CH2OH减小的幅度小于CH3OH，逐渐减小，故C正确；192 ℃时，其他条件一定，加快气体的流速，反应时间变短，反应物(COOCH3)2转化率降低，D错误。
答案：C专题精练（8）
1．解析：由材料可知，反应①的反应速率与H2和I2浓度积成正比，二者浓度增大，反应速率增大；反应②的反应速率只与NO2的浓度平方成正比，只受NO2的浓度影响，NO2浓度增大，反应速率增大，故A、B、D正确，C错误。
答案：C
2．解析：由表格中数据可知，0～20 min，平均反应速率v（N2）＝v（NH3）/2＝（2.40－2.00）×10－3 mol·L－1/（20 min×2）＝1.00×10－5 mol·L－1· min－1，A项正确；催化剂表面积的大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.00×10－4 mol·L－1，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10－4 mol·L－1，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60 min平衡时x≠0.4，B项正确；对比实验①、②可知，增加氨气的浓度，反应速率不变，C项错误；对比实验①、③可知，催化剂表面积增大，反应速率增大，D项正确。
答案：C
3．解析：没有明确投料量，不能确定1 mol平衡混合气体中N原子的物质的量，故A错误；焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，由于该反应为放热反应，则断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量，故B错误；根据勒夏特列原理，缩小容积，浓度增大，则气体颜色变深，浓度增大的程度大于平衡正向移动的程度，故C错误；恒温恒压时，充入He（g），相当于减小压强，平衡逆向移动，容器中混合气体的相对分子质量减小，故D正确。
答案：D
4．解析：A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知，增大压强，平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率降低，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率降低，不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。
答案：B
5．解析：由表中数据可知，450 ℃、10 MPa时SO2的平衡转化率达到99.7%，最大，即理论上应选择的条件是450 ℃、10 MPa，A正确；催化剂能加快反应速率，但其活性受温度影响，硫酸工业用V2O5作催化剂，V2O5在400～500 ℃时的活性强，催化效果好，B正确；氧气适当过量，可使平衡正向移动，可提高SO2的平衡转化率，但无限量通入空气会带走部分热量，使反应温度降低，反应速率减慢，产量减小，C错误；增大压强，SO2的平衡转化率增大，但变化数值不大，并且压强越大，对设备的要求越高，所以工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高，不需要高压，D正确。
答案：C
6．解析：温度越高化学反应速率越快，温度：a点＜d点，则化学反应速率：a点＜d点，A错误；该反应的正反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，温度：b＜c，则平衡常数：Kb＞Kc，B正确；d点N2O4的体积百分数小于平衡状态，要达到平衡状态需要反应正向进行，则v正＞v逆，C错误；b、c点温度不同，从b点变为c点，应该改变温度实现，D错误。
答案：B
7．解析：前60 min内，减小的压强为80 kPa－74.2 kPa＝5.8 kPa，由于反应Ⅱ反应前后气体分子数不变，则分析反应Ⅰ可知减小的压强等于CH2ClCHClCH3的分压，所以（CH2ClCHClCH3）＝ kPa·min－1≈0.097 kPa·min－1，A项错误。反应Ⅱ反应前后气体分子数不变，故增大压强，平衡不移动，CH2===CHCH2Cl的产率不变；反应Ⅱ的正反应为放热反应，升高温度，反应Ⅱ逆向移动，CH2===CHCH2Cl的产率减小，B项错误。该温度下，平衡时压强为57.6 kPa，达到平衡时减小的压强为80 kPa－57.6 kPa＝22.4 kPa，等于CH2ClCHClCH3的分压，也等于反应Ⅰ中消耗的丙烯和氯气的分压。若平衡时HCl的分压为9.6 kPa，分析反应Ⅱ可知反应Ⅱ中消耗的丙烯和氯气以及生成的CH2===CHCH2Cl的分压均是9.6 kPa，由于反应前CH2===CHCH3（g）和Cl2（g）的物质的量相等，因此反应前二者的分压均是40 kPa，所以丙烯的总平衡转化率为×100%＝80%，C项正确。平衡时丙烯和氯气的分压均是40 kPa－22.4 kPa－9.6 kPa＝8 kPa，所以反应Ⅰ的压强平衡常数Kp＝ kPa－1＝0.35 kPa－1，D项错误。
答案：C
8．解析：由图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，A项正确；1 100 ℃，有催化剂和无催化剂时，H2S的转化率相等，表明Al2O3几乎失去催化活性，B项正确；不加催化剂时，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，C项正确；A点达到平衡时，H2S的转化率为50%，设加入的H2S的物质的量为x mol，列出三段式：
2H2S（g） 2H2（g）　＋　S2（g）
起始 x 0 0
转化 0.5x 0.5x 0.25x
平衡 0.5x 0.5x 0.25x
达到平衡时总物质的量为1.25x，
Kp＝＝＝（）p＝0.2p，D项错误。
答案：D
9．解析：由方程式可知，建立平衡过程中，气体总质量、容器的体积保持不变，混合气体的密度不随时间变化，故密度不变不能作为平衡状态的判断依据，A错误；ac段N2的平均反应速率为v＝＝＝＝0.05 mol·L－1·min－1，B错误；随着反应的进行，N2的物质的量增大，CO的物质的量减小，故ac曲线表示N2随时间的变化，bd曲线表示CO随时间的变化，由图中可知ac先达到平衡，说明ac对应的温度更高，故逆反应速率c＞d，由d点生成物浓度高于b点，故逆反应速率d＞b，故逆反应速率：c>d>b，C正确；bd曲线对应温度为160 ℃，由图中数据可知160 ℃时，d点达到平衡，平衡时CO的物质的量为0.5 mol，故三段式为
　　　　CO（g）＋N2O（g） CO2（g）＋N2（g）
起始量（mol） 2 2 0 0
转化量（mol） 1.5 1.5 1.5 1.5
平衡量（mol） 0.5 0.5 1.5 1.5
该反应的平衡常数
Kp＝＝＝9，D错误。
答案：C
10．解析：两次实验起始投入量相同，该反应为放热反应，温度T2达到平衡时，二氧化碳的量多，降温平衡正向移动，故T1>T2，A正确；Ⅰ中反应达到平衡时，CO2的物质的量为0.1 mol，则参加反应的CO的物质的量为0.1 mol起始投入量为0.2 mol，则其转化率为50%，B正确；T1>T2，温度越高，反应速率越快，达到平衡所需要的时间越短，C正确；恒容1 L的容器中，对于反应Ⅰ平衡时NO、CO、N2、CO2的物质的量分别为0.1 mol、0.1 mol、0.05 mol、0.1 mol，平衡常数K＝＝5，平衡后向容器中再充入0.2 mol CO和0.2 mol CO2，此时浓度商Qc＝＝5，K＝Qc，平衡不移动，D错误。
答案：D
11．解析：由题给已知条件可知，丙烷转化成C3H6的过程中还生成CO、CO2等物质，即反应的丙烷没有完全转化为C3H6，由题给图像可知，反应温度相同时，b曲线纵坐标的数值小于a曲线纵坐标的数值，则a曲线为C3H8的转化率曲线，b曲线为C3H6的产率曲线，A项错误；由图可知随温度升高，丙烷的转化率增大，说明催化剂活性增大，B项错误；575 ℃时，反应的C3H8为33%，生成的C3H6为17%，则C3H6的选择性为×100%＝51.5%，C项错误；由图像可知，高温使得C3H6的选择性降低，选择相对较低的温度可以提高C3H6的选择性，D项正确。
答案：D
12．解析：结合图像可知，1，4 加成产物的能量比1，2 加成产物的能量低，即1，4 加成产物比1，2 加成产物稳定，A项正确；结合题图可知该加成反应不管生成1，2 加成产物还是1，4 加成产物，均为放热反应，则升高温度，1，3 丁二烯的转化率减小，B项错误；温度升高，1，2 加成反应和1，4 加成反应的正反应速率均加快，C项错误；由0 ℃升温至40 ℃时，1，3 丁二烯发生的反应由以1，2 加成为主变为以1，4 加成为主，即1，2 加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，D项错误。
答案：A
13．解析：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应，相同物质的量的反应物，反应Ⅰ放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量，反应放出的热量越多，其焓变越小，因此反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ，故A正确；短时间里反应Ⅰ得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应Ⅰ<反应Ⅱ，故B正确；增加HCl浓度，平衡正向移动，但平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例可能降低，故C错误；根据图中信息，选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ，故D正确。综上所述，答案为C。
答案：C

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