2.2 化学反应的限度 能力检测 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2.2 化学反应的限度 能力检测
一、单选题
1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
B．温度过高对合成氨不利
C．由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深
D．溴水中有平衡：Br2+ H2O HBr+ HBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
2．已知反应A2(g)＋2B2(g) 2AB2(g) ΔH<0，下列说法正确的是（ ）
A．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
B．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡逆向移动
C．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
D．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间
3．下列现象或操作可用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．食品包装袋内常放一小袋铁屑
B．制取氢气时，用粗锌产生气泡的速率比用纯锌快
C．合成氨工业中，将氨液化后分离出来，以提高氮气的转化率
D．对于反应，达到平衡后压缩容器体积，混合气体颜色变深
4．对于反应;2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。若该反应在绝热恒容的密闭体系中进行，则下列示意图正确且能说明反应进行到t1时已达到平衡状态的是（　　）
A． B．
C． D．
5．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
B．工业合成氨中，将氨气液化分离以提高氨气产率
C．SO2氧化为SO3，使用过量的空气以提高SO2的利用率
D．盛有2mL5%H2O2溶液的试管中加入MnO2，试管中迅速产生大量气泡
6．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是（　　）
A．CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH>0
B．CO2(g)＋2NH3(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH<0
C．CH3CH2OH(g) CH2=CH2(g)＋H2O(g) ΔH>0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g) 2C6H5CH=CH2(g)＋2H2O(g) ΔH<0
7．在某温度下，将2molA和3molB充入一密闭容器中发生反应：aA(g)+B(g) C(g)+D(g)，5min后达平衡。已知各物质的平衡浓度关系为：c(A)a·c(B)=c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下，将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则B的转化率为（　　）
A．60% B．24% C．12% D．40%
8．一定温度下，某容积为1L的恒容密闭容器中通入2molSO2和1molO2，发生反应： (Q＞0)。下列有关说法正确的是（　　）
A．该反应在高温下才能自发进行
B．充入少量He使体系压强增大，v正、v逆均不变
C．若该反应的活化能为aKJ/mol，则其逆反应的活化能为(Q－a)kJ/mol
D．当SO2和O2转化率相等时，该反应达到化学平衡状态
9．在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应 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， 内，
10．已知：CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) 的平衡常数K随温度的变化如下表，下列说法正确的是（　　）
温度/℃ 400 500 830 1000
平衡常数K 10 9 1 0.6
A．该反应的正反应是吸热反应
B．恒温时增大压强，正反应速率增大
C．830℃时，反应达到平衡，一定是c(CO)＝c(CO2)
D．400℃时，生成CO2物质的量越多，平衡常数K越大
11．将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A（g）+B（g） 2C（g）．若经2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol L﹣1 s﹣1；
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol L﹣1 s﹣1；
③2s时物质A的转化率为30%；
④2s时物质B的浓度为1.4mol L﹣1．
其中正确的是（　　）
A．①③ B．①④ C．②③ D．③④
12． 和 混合，在一定条件下反应合成尿素： ，下列有关该反应的说法正确的是（　　）
A．反应在一定条件下能自发进行的原因是
B．反应的平衡常数
C．反应每生成 需消耗
D．用E表示键能，该反应
13．一定条件下的恒容密闭容器中，发生可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)。下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是
A．1 mol氢氢键断裂同时生成2 mol氢碘键
B．H2的百分含量保持不变
C．混合气体的密度保持不变
D．H2、I2和HI的物质的量之比为1：1：2
14．一定温度下，在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g) Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是（　　）
A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中Y的质量分数不变
C．X的分解速率与Y的消耗速率相等
D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X
15．在温度为500℃时，将通入2L恒容密闭容器中，恒温条件下发生反应，反应一段时间后，测得容器中部分组分的物质的量如表所示。下列有关描述正确的是
时间/s 20 30 40
1.0 　 0.8
　 0.6 　
A．反应到20s时，用表示的平均反应速率为
B．平衡后再向容器中加入，再达平衡时的转化率降低
C．该反应在30s时，分解=生成
D．若在600℃时反应，平衡常数，则该反应的正反应为吸热反应
16．某化学研究小组探究外界条件（压强、温度）对化学反应 平衡的影响图像如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．由图可知，该反应的正反应为吸热反应
B．由图可知，若 ，则该反应中
C．图中，点 和点 的反应速率大小为
D．当反应达到平衡时，只加入催化剂， 的百分含量将发生变化
二、综合题
17．
400 ℃时，将一定量的SO2和 14 mol O2压入一个盛有催化剂的10 L密闭容器中进行反应：2SO2＋O2 2SO3
已知 2 min后，容器中剩余 2 mol SO2和12 mol O2。试计算：
（1）生成SO3的物质的量。
（2）SO2的起始物质的量浓度。
（3）2 min 内SO2和SO3的反应速率。
18．NOx、SO2的处理转化对环境保护有着重要意义。
（1）利用反应2NO(g)＋2CO(g) = N2(g)＋2CO2(g)，可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应，测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m= ]的关系如图1所示。
①该反应的ΔH 　 　0(填“>”“<”或“＝”)。
②下列说法正确的是　 　(填字母)。
A．当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态
B．投料比：m1＞m2＞m3
C．当投料比m＝2时，NO转化率是CO转化率的2倍
D．汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
③随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为　 　。
（2）若反应2NO(g)＋2CO(g) = N2(g)＋2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为：v正=k正·c2(NO) ·c2(CO)；v逆=k逆·c (N2) ·c2(CO2),
k正、k逆分别为正、逆反应速率常数， 仅与温度有关。一定温度下，在体积为1L的容器中加入2molNO和2molCO发生上述反应，测得CO和CO2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则a点时v正∶v逆＝　 　。
（3）工业生产排放的烟气中同时存在SO2、NOx和CO，利用它们的相互作用可将SO2、NOx还原成无害物质，一定条件下得到以下实验结果。图3为298K各气体分压(气体的物质的量分数与总压的乘积)与CO物质的量分数的关系，图4为CO物质的量分数为2.0%时，各气体分压与温度的关系。
下列说法不正确的是________(填字母)。
A．不同温度下脱硝的产物为N2，脱硫的产物可能有多种
B．温度越高脱硫脱硝的效果越好
C．NOx比SO2更易被CO还原
D．体系中可能发生反应：2COS = S2＋2CO；4CO2＋S2 = 4CO＋2SO2
（4）NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图5所示，则总反应方程式为　 　。
（5）用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图6所示，则阴极的电极反应式为　 　。
19．（Ⅰ）在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应：2X（g）+Y（g） 2Z（g），已知将2molX和1molY充入该容器中，反应在绝热条件下达到平衡时，Z的物质的量为pmol．回答下列问题：
（1）若把2molX和1molY充入该容器时，处于状态I，达到平衡时处于状态II（如图1），则该反应的△H　 　0； 熵变△S　 　0 （ 填：“＜，＞，=”）．该反应在　 　（填：高温或低温）条件下能自发进行．
（2）该反应的v﹣t图象如图2中左图所示．若其他条件不变，仅在反应前加入合适的催化剂，则其v﹣t图象如图2中右图所示．以下说法正确的是　 　
①a1＞a2②b1＜b2③t1＞t2④图2中阴影部分面积更大⑤两图中阴影部分面积相等
（3）若该反应在容积可变的密闭容器中发生，在温度为T1、T2时，平衡体系中X的体积分数随压强变化曲线如图3所示．下列说法正确的是 ．
A． A、C两点的反应速率：A＞C
B．
A．C两点的气体密度：A＜CC．
B．C两点的气体的平均相对分子质量：B＜CD． 由状态B到状态A，可以用加热的方法
（4）（Ⅱ）在容积可变的密闭容器中发生反应：mA（g）+nB（g） pC（g），在一定温度和不同压强下达到平衡时，分别得到A的物质的量浓度如下表
压强p/Pa 2×105 5×105 1×106
c（A）/mol L﹣1 0.08 0.20 0.44
当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时，平衡　 　移动（填：向左，向右，不）
（5）维持压强为2×105 Pa，当反应达到平衡状态时，体系中共有amol气体，再向体系中加入bmolB，当重新达到平衡时，体系中气体总物质的量是
　 　mol．
（6）当压强为1×106 Pa时，此反应的平衡常数表达式：　 　．
（7）其他条件相同时，在上述三个压强下分别发生该反应.2×105 Pa时，A的转化率随时间变化如图4，请在图中补充画出压强分别为5×105 Pa 和1×106 Pa时，A的转化率随时间的变化曲线（请在图线上标出压强）．
20．碳中和是我国的重要战略目标，以和为原料合成受到广泛关注。
该过程主要涉及以下反应：
反应I
反应II
回答下列问题：
（1）已知：，反应I的　 　0(填“>”、“<”或“=”)，反应I和II的吉布斯自由能与热力学温度(T)之间的关系如图所示，　 　。
（2）向密闭容器中充入、反应合成，平衡时各组分的体积分数随温度变化如图所示。
①在工业上，常选用作为合成温度，原因是　 　。
②时对甲烷的选择性=　 　(保留2位有效数字，已知：选择性=生成的物质的量/参与反应的的物质的量)，该温度下反应II的　 　。(保留2位有效数字，已知：分压=组分物质的量分数×总压)
（3）光催化剂在光能作用下，电子发生跃迁，形成类似于电解池的阴阳极，将转变为。酸性环境下该过程的电极反应式为　 　。
21．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
（1）分析该反应并回答下列问题：
①该反应的平衡常数表达式为K=　 　。
②下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是　 　(填序号)．
A.2v正(H2)=v逆(CO)
B．一定条件下，单位时间内消耗2molH2，同时生成1molCH3OH
C．恒温、恒容时，容器内的压强不再发生
D．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化
E．混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
（2）图中是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线：
①该反应的ΔH　 　0(填“<”、“>”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数：K1　 　K2(填“<”、“>”或“=”)。
（3）某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol/L，则CO的转化率为　 　
（4）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)
ΔH1=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式　 　。
（5）2019年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池工作时，b口通入的物质为　 　
②该电池负极的电极反应式为　 　
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A. 氯气为黄绿色气体，部分溶解于水中，部分与水发生可逆反应产生次氯酸H2O+Cl2=HCl+HClO，次氯酸受光易分解，产物浓度降低，根据勒夏特列原理，反应向着减弱变化的方向移动，故平衡正向移动，氯气浓度降低，黄绿色的氯水颜色变浅，A不符合题意；
B. 合成氨反应3H2+N2=2NH3，反应放热，根据勒夏特列原理，温度升高，平衡向降温方向移动，故反应逆向移动，不利于合成氨，B不符合题意
C. 由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系H2+I2=2HI，反应前后气体体积不变，故增大压强，反应平衡不移动，加压后颜色变深是由于碘单质浓缩导致，C符合题意；
D. 溴水中有平衡：Br2+ H2O HBr+ HBrO，当加入AgNO3溶液后，溴离子与银离子结合产生溴化银沉淀，使平衡正向移动，溴水中溴单质浓度减少，溶液颜色变浅，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】勒夏特列原理用于解释化学平衡的移动。由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系H2+I2=2HI因为反应前后气体系数之和不变，改变压强平衡不移动，所以不能用勒夏特列原理解释。
2．【答案】D
【解析】【解答】该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，
A．达平衡后，降低温度平衡正向移动、减小压强平衡逆向移动，A不符合题意；
B．达平衡后，升高温度平衡逆向移动、增大压强平衡正向移动，B不符合题意；
C．升高温度活化分子百分数增大，则正逆反应速率都增大，C不符合题意；
D．升高温度活化分子百分数增大，则增大反应速率，从而缩短反应达到平衡时间，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．降低温度平衡向放热方向移动，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动；
B．升高温度平衡向吸热方向移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动；
C．升高温度正逆反应速率都增大；
D．升高温度正逆反应速率均增大。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．食品包装袋内常放一小袋铁屑，主要作抗氧化剂，与平衡移动无关，故A不符合题意；
B．制取氢气时，用粗锌产生气泡的速率比用纯锌快，主要是原电池原理，加快反应速率，故B不符合题意；
C．合成氨工业中，将氨液化后分离出来，氨气浓度降低，平衡正向移动，有利于提高氮气的转化率，可用勒夏特列原理解释，故C符合题意；
D．对于反应，达到平衡后压缩容器体积，浓度增大，混合气体颜色变深，但平衡没有移动，不能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、铁屑可以作为抗氧化剂；
B、粗锌含有杂质，可以形成原电池；
C、减小生成物的浓度，平衡朝正向移动；
D、左右两边化学计量数相同，增大压强平衡不移动。
4．【答案】B
【解析】【解答】A、t1时正反应速率仍然在变化，说明没有达到平衡状态，故A不符合题意；
B、t1时平衡常数不再变化，正逆反应速率相等，说明达到了平衡状态，故B符合题意；
C、t1时二氧化碳和一氧化氮的物质的量还在变化，说明正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故C不符合题意；
D、t1时逆反应速率仍然在变化，说明没有达到平衡状态，故D不符合题意；
故答案选B。
【分析】平衡状态：各成分的速率、体积分数，质量分数，颜色等都不再变化
A、t1时刻，反应速率最快，t1后速率变慢，不是平衡状态；
B、恒容情况下，方程式计量数在变小，压强也在变小，所以整个系统的压强变小，t1压强最低且不再变化；
C、图像中，各成分含量继续变化；
D、图像中，NO质量分数继续变化；
5．【答案】D
【解析】【解答】A．氯化钠在溶液中完全电离，所以饱和食盐水中含有大量的氯离子，氯气溶于水的反应是可逆反应，由于饱和食盐水中含有大量的氯离子，相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，所以可用勒夏特列原理解释，故A不选；
B．将氨气液化分离，平衡向正反应方向移动提高氨气产率，符合勒夏特列原理，故B不选；
C．SO2氧化为SO3，使用过量的空气，增大反应物浓度，平衡正向进行，提高二氧化硫的利用率，所以可以勒夏特列原理解释，故C不选；
D．二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用，而催化剂只改变反应速率，不影响平衡的移动，所以不符合勒夏特列原理，故D选；
故答案为：D。
【分析】勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。使用 勒夏特列原理时，该反应必须是可逆反应，否则勒夏特列原理 不适用，以此进行判断。
6．【答案】B
【解析】【解答】温度越高，反应越快，到达平衡的时间就越少，因此T2>T1，同理压强越大，反应越快，到达平衡的时间就越少，因此P1>P2，则：
A. 反应是气体体积不变的吸热反应，升高温度平衡正向进行，水蒸气量增大，与图象不符，压强增大，平衡不移动，与图象不符合，故A项不符合题意；
B. 该反应是一个气体体积减小的放热反应，因此升高温度平衡向逆反应方向移动，降低水蒸气的含量，而增大压强平衡向正反应方向移动，增大水蒸气的含量，与图象均符合，故B项符合题意；
C. 反应是一个气体体积增大的吸热的可逆反应，升高温度平衡向正反应方向移动，增大水蒸气的含量，增大压强，平衡逆移，水蒸气的含量减小，与图象均不符合，故C项不符合题意。
D. 反应是一个气体体积增大的放热反应，升温平衡逆向进行，水蒸气的含量减少，与图象符合，增大压强平衡逆向移动，水蒸气的含量减少，因此与图象不符合，故D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】四个反应中水蒸气都是生成物；图象分析方法为先拐先平，温度或压强大，由图象可以看出T2>T1，随着温度的升高，水蒸气的含量减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应应为放热反应；P1>P2，增大压强，水蒸气的含量增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，则气体反应物的化学计量数之和大于气体生成物的化学计量数之和，以此解答该题。
7．【答案】D
【解析】【解答】在某温度下，各物质的平衡浓度的关系为：ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)，则K=1；在温度不变的情况下将容器的体积扩大为原来的10倍，B的转化率不发生变化，可得到反应左右两边的气体计量数的和相等，则a=1。
K= =1，求得n=1.2mol，
则B 的转化率为40%；
故答案为：D。
【分析】容积扩大为越来10倍，A的转化率不变，则该反应的平衡移动不受体积影响，即左右两边的化学计量数相等，再根据三段式列出相关的数据，进行计算。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．由 (Q＞0)可知，该反应的ΔH＜0 ， ΔS＜0， 由ΔG = ΔH-TΔS＜0 可得，该反应在低温下才能自发进行，故A不符合题意；
B．保持体积不变，充入少量He，体系压强虽然增大，但反应混合气体各组分的浓度不变，反应速率不变，故B符合题意；
C．正反应的活化能与逆反应的活化能的差值为反应热，故其逆反应的活化能为(Q + a)KJ/mol ， 故C不符合题意；
D．由 (Q＞0)可知，开始加入2molSO2和1molO2，与系数比一致，消耗的也是系数比，所以不管是否平衡，两者的转化率始终相等，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据即可判断
B.体积不变，充入稀有气体浓度不变，平衡不移动
C.根据焓变与活化能的转化关系判断
D.如果起始物质的量不同，转化率相等达到平衡
9．【答案】D
【解析】【解答】A．根据图示信息可知，无催化剂时，随着反应的进行，生成物浓度也在增加，即反应也在进行，A不符合题意；
B．由图可知，相同时间内，使用催化剂I得到的产物更多，说明催化剂I使反应活化能更低，反应更快，B不符合题意；
C．由图可知，在0~2min 内，Δc(X)为2.0mol/L，使用催化剂II时，Δc(Y)为2.0mol/L，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，C不符合题意；
D．在0~2min 内，使用催化剂I时，Δc(Y)为4.0mol/L，则v(Y)=，(X) =，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.反应是否进行可根据产物是否在增加进行分析。
B.反应活化能越低，其反应速率越大。
C.对于可逆反应，参加反应的各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比。
D.根据反应速率的表达式及反应速率之比等于其化学计量数之比进行分析。
10．【答案】B
【解析】【解答】A. 由表中数据可知，温度越高，K越小，所以该反应的正反应是放热反应，A不符合题意；
B. 恒温时增大压强，正反应速率增大，B符合题意；
C. 830℃时，反应达到平衡，虽然K=1，但是c(CO)和c(CO2)不一定相等，这取决于反应物的起始量是多少，若反应物的起始投料的比例为1：1，则相等，C不符合题意；
D. 在一定的温度下，平衡常数K不变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、放热反应，升高温度，K减小；
B、增大反应物或生成物压强，反应速率增大；
C、反应达到平衡，反应物和生成物的浓度不再变化而不是相等；
D、平衡常数K只与温度有关。
11．【答案】A
【解析】【解答】解：若经2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1，则
2A（g）+ B（g） 2C（g）
起始 2 1 0
转化 0.6 0.3 0.6
2s 1.4 0.7 0.6
①用物质A表示的反应的平均速率为 =0.3mol L﹣1 s﹣1，故正确；②用物质B表示的反应的平均速率为 =0.15mol L﹣1 s﹣1，故错误；③2s时物质A的转化率为 ×100%=30%，故正确；④2s时物质B的浓度为0.7mol L﹣1，故错误；故选A．
【分析】若经2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1，则
2A（g）+ B（g） 2C（g）
起始 2 1 0
转化 0.6 0.3 0.6
2s 1.4 0.7 0.6
结合v= 、转化率= ×100%计算．
12．【答案】B
【解析】【解答】A． ，反应在一定条件下能自发进行的原因是 ，故A不符合题意；
B．尿素是固体，不计入平衡常数表达式，反应的平衡常数 ，故B符合题意；
C．反应每生成 需消耗2mol氨气，没有明确是否为标准状况，消耗氨气的体积不一定是体积 ，故C不符合题意；
D．用E表示键能，焓变=反应物总键能-生成物总键能，该反应 ，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据ΔG=ΔH-TΔS<0判断；
B. 平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值，纯固体和纯液体不计入表达式；
C.未指明气体处于标况；
D.ΔH=反应物总键能-生成物总键能。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．在任何时刻都存在每断裂1 mol氢氢键，同时会生成2 mol氢碘键，表示的都是反应正向进行，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A不符合题意；
B．若反应未达到平衡，则其中任何一组分的含量就会发生改变，因此当混合气体中H2的百分含量保持不变，说明反应达到了平衡状态，B符合题意；
C．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则混合气体的密度始终保持不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意；
D．H2、I2和HI的物质的量之比为1：1：2时，反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡状态，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】化学平衡判断：1、同种物质正逆反应速率相等，2、不同物质速率满足：同侧异，异侧同，成比例，3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变，4、左右两边化学计量数不相等，总物质的量、总压强（恒容）、总体积（恒压）不变，5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算，6、体系温度、颜色不变。
14．【答案】C
【解析】【解答】A.根据 ，反应前后气体质量改变，所以气体密度是变量，混合气体的密度不再变化一定平衡；
B.反应前后气体Y质量改变，反应容器中Y的质量分数不变一定平衡；
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等， ，说明该反应未达到化学平衡状态；
D.单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X， ，一定平衡。
故答案为：C。
【分析】要证明可逆反应达到平衡状态，就要证明正逆反应的速率要相等。
15．【答案】D
【解析】【解答】A．速率之比为化学计量数之比，反应到20s时，消耗M1.0mol，则，则用表示的平均反应速率为，A不符合题意；
B．平衡后再向容器中加入，相当于加压，平衡不移动，的转化率不变，B不符合题意；
C． 由知，M分解和P生成，均为正反应，速率之比为化学计量数之比，该反应在30s时，分解=2生成，C不符合题意；
D． 据分析，若在600℃时反应，平衡常数＞0.5625，则升温平衡右移，则该反应的正反应为吸热反应，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.速率之比为化学计量数之比。
B.根据勒夏特列原理进行分析。
C.分解和P生成，均为正反应，速率之比为化学计量数之比。
D.升温利于平衡向吸热方向移动，结合500 ℃ 和600 ℃ 的平衡常数进行分析。
16．【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，升高温度，A的百分含量增大，说明升温反应逆向移动，则该反应的正反应为放热反应，故A不符合题意；
B．由图可知，若 ，增大压强，A的百分含量减小，反应正向移动，说明正反应方向气体分子数目减小，则该反应中 ，故B不符合题意；
C．图中，相同压强下，温度越高，反应速率越大，b点温度高于a点，则点 和点 的反应速率大小为 ，故C符合题意；
D．催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，则 的百分含量不变，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.温度升高，A的含量增大，故正反应为放热
B.根据p1＜p2，得到A1＞A2，故压强增大平衡向做移动，即可判断系数的大小关系
C.想通过条件下，温度高，速率快
D.催化剂不影响平衡移动
17．【答案】（1）解：
2SO2
＋
O2
2SO3
起始（mol） x 14 0
转化（mol） 4 2 4
2min后（mol） x-4 12 4
所以（1）生成SO3的物质的量是4mol;
（2）解：x－4mol＝2mol，所以SO2的起始物质的量是x＝6mol，则SO2的起始物质的量浓度为
（3）解：反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，因为二者的浓度变化量是相同的，所以2 min 内SO2和SO3的反应速率相同，都是
【解析】【解答】考查有关化学反应速率的计算。在有关反应速率的计算时一般采用三段式进行计算，即根据反应式分别列出起始量、转化量和平衡量（或某时刻的量），然后在根据已知条件进行列式计算。
【分析】根据三段式进行计算平衡时各物质的浓度和反应速率即可。
18．【答案】（1）＜；AB；温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响
（2）160：1
（3）B
（4）4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O
（5）2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O
【解析】【解答】(1)①由图象可知，起始投料比m一定时，温度越高，CO的平衡转化率越低，即升高温度平衡逆向移动，所以正反应放热，即△H＜0；②A．反应正向进行时CO2增多而CO减少，说明未达到平衡时二者比值会变，所以体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变，反应达到平衡状态，故A符合题意；
B．由图象可知，温度一定时，增大NO浓度，CO转化率增大，即起始投料比m越大时，CO转化率越大，所以投料比：m1＞m2＞m3，故B符合题意；
C．由反应计量关系可知，反应中NO、CO的变化量相同，平衡转化率α= ×100%，所以平衡转化率与起始量成反比，即投料比m=2时CO转化率是NO转化率的2倍，故C不符合题意；
D．催化剂不能改变反应进程，只改变反应速率，所以NO的平衡转化率不变，故D不符合题意；
故答案为：AB；③由图象可知，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近，随温度逐渐升高，温度的影响起主导作用，即温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡移动的影响；(2)平衡时三段式为：
平衡时正逆反应速率相等即k正 c2(NO)c2(CO)= k逆 c(N2)c2(CO2)，所以 =80；
a点时反应三段式为：
a点时c(CO)=c(CO2)，则2-2x=2x，解得x=0.5，所以a点时c(CO)=c(CO2)=c(NO)=1mol/L，c(N2)=0.5mol/L，所以 =160，即v正：v逆=160：1；(3)A．由图可知，NOx还原成无害物质为氮气，脱硫的产物可能有多种，与温度有关，故A符合题意；
B．温度高于1000℃时二氧化硫的含量增大，说明温度越高不利于脱硫，故B不符合题意；
C．根据图3，随CO物质的量分数增大，还原NOx生成氮气曲线斜率变化比较小，而还原SO2需要CO物质的量分数较大时才能将SO2从烟气中分离，说明CO更易与NOx反应，则NOx比SO2更易被CO还原，故C符合题意；
D．根据图4，COS分压曲线随温度升高减小，S2、CO分压增大，继续升高温度，S2、CO2分压减小，CO分压增大，说明体系中可能发生反应：2COS S2+2CO； 4CO2+S2 4CO+2SO2，故D符合题意；
故答案为：B；(4)活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原成N2，还生成水，反应为4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O；(5)阴极上亚硫酸根离子得到电子，阴极的电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。
【分析】(1)①由图象可知，起始投料比m一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而降低；②A.起始投料比m一定时，而反应中NO、CO的变化量相同，体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变，即体系中CO2、CO物质的量浓度不变，据此判断；
B.由图象可知，温度一定时，增大NO浓度，CO转化率增大；
C.根据转化率α=变化量与起始量的比值和反应中NO、CO的变化量相同分析判断；
D.催化剂不能改变反应进程，只改变反应速率；③由图象可知，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近，主要原因是温度的影响起主导作用，投料比不同的影响为次要因素；(2)反应达到平衡时v正=k正 c2（NO）c2（CO）=v逆=k逆 c（N2）c2（CO2），则平衡常数K= ，结合反应三段式计算平衡常数K和a点时各物质的浓度，代入v正、v逆计算v正：v逆；(3)A．由图可知，NOx还原成无害物质为氮气，脱硫的产物可能有多种，与温度有关； B．温度高于1000℃时二氧化硫的含量增大，说明温度越高不利于脱硫；
C．根据图3，随CO物质的量分数增大，还原NOx生成氮气曲线斜率变化比较小，而还原SO2需要CO物质的量分数较大时才能将SO2从烟气中分离；
D．根据图4，COS分压曲线随温度升高减小，S2、CO分压增大，继续升高温度，S2、CO2分压减小，CO分压增大； (4)用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO 还原成N2，同时生成水，原子守恒配平书写化学方程式；(5) 阴极通入的SO32-发生得电子的还原反应生成S2O42-。
19．【答案】（1）＜；＜；低温
（2）②③⑤
（3）B
（4）不
（5）a+b
（6）K=
（7）解：如图所示
【解析】【解答】解：（Ⅰ）（1）正反应为气体物质的量减小的反应，容器的容积不变，由图可知，状态Ⅱ的压强大于状态Ⅰ压强的2倍，反应在绝热条件下进行，说明正反应为放热反应，则△H＜0；正反应后气体的物质的量减少，所以混乱度减小，则△S＜0，△H﹣T△S＜0反应自发进行，该反应在低温条件下能自发进行，
故答案为：＜；＜；低温；（2）加入催化剂，反应速率加快，所以b1＜b2，到达平衡的时间缩短，所以t1＞t2，平衡不移动，阴影部分为反应物浓度变化量，则两图中阴影部分面积相等，
故答案为：②③⑤；（3）A． A、C两点都在等温线上，压强A点小于C点，压强越大速率越快，所以反应速率A＜C，故A错误；
B． A、C两点都在等温线上，反应前后气体物质的量不变，压强越大，容器的容积越小，而混合气体总质量不变，所以气体密度：A＜C，故B正确；
C． B、C两点X的体积分数相同，则相同组分的体积分数相同，所以气体的平均相对分子质量相同，故C错误；
D． 由状态B到状态A，压强相同，温度不同，正反应为放热反应，升高温度化学平衡向吸热反应移动，X的体积分数增大，所以可以通过升温使状态B到状态A，故D正确；
故答案为：BD；（Ⅱ）（4）由表格数据可知当压强从2×105Pa增大为5×105Pa时，压强增大2.5倍，体积变为 倍，浓度由0.08增大为0.20mol L﹣1，也增大2.5倍，所以增大压强平衡不移动，
故答案为：不；（5）由（4）可知，增大压强平衡不移动，所以反应前后气体的物质的量不变，所以当反应达到平衡状态，体系中共有amol气体，再向体系中加入bmolB，当重新达到平衡时，体系中气体总物质的量是a+b，
故答案为：a+b；（6）由表格数据可知当压强从5×105Pa增大为1×106Pa时，压强增大2倍，体积变为 倍，浓度应该由0.20增大为0.40mol L﹣1，但是实际上A的浓度为0.44，说明平衡逆移，则反应前气体的物质的量小于反应后气体的物质的量，则反应物B不在是气态，所以此反应的平衡常数表达式为K= ，
故答案为：K= （7）2×105与5×105 Pa时A的转化率不变，反应时间缩短，1×106 Pa时，平衡逆移，A的转化率减小，反应速率增大，时间缩短，依此作图为： ，
故答案为： ．
【分析】（Ⅰ）（1）正反应为气体物质的量减小的反应，容器的容积不变，由图可知，状态Ⅱ的压强大于状态Ⅰ压强的2倍，反应在绝热条件下进行，说明正反应为放热反应；正反应后气体的物质的量减少，所以混乱度减小，△H﹣T△S＜0反应自发进行；（2）加入催化剂，反应速率加快，到达平衡的时间缩短，平衡不移动，阴影部分为反应物浓度变化量，则两图中阴影部分面积相等；（3）A．A、C两点都在等温线上，压强越大，反应速率越快；
B．A、C两点都在等温线上，反应前后气体物质的量不变，压强越大，容器的容积越小，而混合气体总质量不变；
C．B、C两点X的体积分数相同，则相同组分的体积分数相同；
D．压强相同，升高温度，化学平衡向吸热反应移动；（Ⅱ）（1）根据压强变化与浓度变化关系分析；（2）反应前后气体的物质的量不变；（3）根据表中数据分析可知1×106 Pa时物质B不在是气体，根据平衡常数的含义和方程式书写；（4）2×105与5×105 Pa时A的转化率不变，反应时间缩短，1×106 Pa时，A的转化率减小，反应速率增大时间缩短．
20．【答案】（1）＜；-165
（2）350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高；93.75%；0.22
（3）CO2+8H++8e-=CH4+2H2O
【解析】【解答】（1）由题干信息可知，反应I即 ，正反应是一个气体体积减小的方向，则该反应的 ＜0，反应I和II的吉布斯自由能 与热力学温度(T)之间的关系图所示信息可知，曲线2代表反应I的变化关系，故 -165 ，故答案为：＜；-165；
（2）①由题干图像可知，350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高，故在工业上，常选用350℃作为合成温度，故答案为：350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高；
②由题干图像可知，450℃时，CH4的体积分数为37.5%，CO的体积分数为2.5%，根据碳原子守恒可知，CO2对甲烷的选择性= ×100%=93.75%，假设CO2总共转化量为xmol，则0.9375x转化为CH4，0.0625x转化为CO，根据三段式分析可得： ， ，该温度下达到平衡时，CH4的物质的量为：0.9375xmol，H2O的物质的量为：1.875x+0.0625x=1.9375xmol，H2的物质的量为：3-3.75x-0.0625x=(3-3.8125x)mol，CO的物质的量为0.0625xmol，CO2的物质的量为1-0.9375x-0.0625x=(1-x)mol，根据CO2的体积分数和H2的体积分数相等有：3-3.8125x=0.9375x，解得x=0.63mol，平衡时体系气体总的物质的量为：0.9375xmol +1.9375xmol +(3-3.8125x)mol +0.0625xmol +(1-x)=4-1.875x=4-1.875×0.63=2.81875mol，H2的分压为： =0.212p总，CO2的平衡分压为： =0.131p总，CO的平衡分压为： =0.014p总，H2O的平衡分压为： =0.433p总，反应II的Kp= = =0.22，故答案为：93.75%；0.22；
（3）光催化剂在光能作用下，电子发生跃迁，形成类似于电解池的阴阳极，将CO2转变为CH4，该过程发生还原反应，故酸性环境下该过程的电极反应式为：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O，故答案为：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O。
【分析】（1）利用题干信息，依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（2）①利用题干图像和平衡温度分析；
②根据三段式分析计算；
（3）电解时阴极得电子，发生还原反应。
21．【答案】（1）；ABD
（2）<；>
（3）80%
（4）CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8kJ/mol
（5）CH3OH；CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2
【解析】【解答】(1)①平衡常数是在一定条件下的可逆反应中，当可逆反应反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的方程式可知，该反应的平衡常数是K= ；
②A、平衡时v(正)(H2)= 2v(逆)(CO)，所以2v正(H2)=v逆(CO)时不能说明说明反应达平衡状态，选项A符合；
B、单位时间内消耗2molH2的同时生成 1mol CH3OH都表示正反应速率，自始至终反应速率都按2：1进行，不能说明反应达到平衡状态，选项B符合；
C、反应为气体体积变化的反应，压强随着反应也发生变化，若压强不变，则说明可逆反应到达平衡状态，选项C不符合；
D、反应物都为气体，容器的体积不变，混合气体的总质量不变，密度自始至终为定值，不能说明可逆反应到达平衡，选项D符合；
E、混合气体的总质量不变，随反应进行，混合气体的总的物质的量减小，即平均相对分子质量减小，最后为定值，说明可逆反应到达平衡状态，选项E不符合；
故答案为：ABD；
(2)①由图可知，T2先达到平衡，温度大，温度高时CO的转化率低，则正反应为放热反应，所以△H＜0；
②由K= ，升高温度平衡逆向移动，则升高温度K减小，T1＜T2，所以K1＞K2；
(3) 达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，则转化的CO的物质的量为2.0mol-0.2mol/L×2L=1.6mol，所以CO的转化率为 ×100%=80%；
(4) 已知①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol
根据盖斯定律，由①-②+③×4得到2CH3OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)，所以该反应的△H=(-1275.6kJ/mol)-(-566.0kJ/mol)-(-44.0kJ/mol)×4=-885.6kJ/mol，则1mol甲醇不完全燃烧时放出442.8kJ热量，即CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol；
(5)①据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，正极上氧气得电子，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲醇，故答案为CH3OH；
②负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
【分析】（1）①根据反应的化学方程式书写平衡常数的表达式；
②分析选项所给是否能体现正逆反应速率相等，若能则说明反应达到平衡状态。或分析所给物理量在反应过程中是否发生变化，若反应过程中发生变化，当其不变时则说明反应达到平衡状态。
（2）①反应所需时间越短，反应速度越快，温度越高，结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应；
②结合温度度对平衡移动的影响，分析平衡常数的大小。
（3）根据CO的起始浓度和平衡浓度，计算参与反应的CO浓度，进而计算CO的平衡转化率。
（4）根据盖斯定律计算目标反应的反应热，从而写出反应的热化学方程式。
（5）①根据H+的移动方向，确定正负极，从而确定b口通入的物质；
②在该原电池中，CH3OH在负极发生失电子的氧化反应，生成CO2和H+，据此写出电极反应式。