2.3 化学反应的速率 同步测试题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2.3 化学反应的速率 同步测试题
一、单选题
1．已知反应2A（g） 2B（g）+C（g）△H＜0，达平衡时，要使c（A）增大同时使v（正）增大，应改变的条件为（　　）
A．减小容器容积 B．增大容器容积
C．减小B的浓度 D．降温
2．一定量盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（　　）
①NaOH固体 ②KNO3溶液 ③水 ④CH3COONa固体
A．①③ B．②④ C．②③ D．③④
3．在通过实验测量化学反应速率时，不可以利用的相关性质为(　　)
A．气体的体积和体系的压强 B．颜色的深浅
C．物质的浓度(或质量) D．元素的化合价
4．为探究铁与稀硫酸的反应速率(以表示)向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是（　　）
A．加入铁固体，加快
B．在常温下将题中稀硫酸改为浓硫酸，加快
C．加入溶液，减小
D．加入溶液，不变
5．在2A＋B 3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的是（　　）
A． B．
C． D．
6．O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间（t）如下表所示。
T℃ t/min pH 3.0 4.0 5.0 6.0
20 301 231 169 58
30 158 108 48 15
50 31 26 15 7
据表中的递变规律，推测O3分别在条件①40℃、pH=3.0，②10℃、pH=5.0，③30℃、pH=7.0下，分解速率依次增大的顺序为（　　）
A．①②③ B．③②① C．②①③ D．③①②
7．下列有关化学反应速率的说法正确的是（　　）
A．4 mol L 1 s 1的反应速率一定比1 mol L 1 s 1的反应速率大
B．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显
C．100mL 0.5 mol L 1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
D．升温能使反应物活化分子百分数增大，从而加快化学反应速率
8．某温度时，在容器中发生两种物质之间的转化反应，物质的量随时间变化曲线如图所示，判断下列说法正确的是（　　）
A．时反应达到平衡
B．时逆反应速率大于正反应速率
C．该反应的化学方程式为
D．反应开始至时A的平均反应速率为
9．已知某反应的各物质浓度数据如下：
　 aA(g)＋ bB(g) 2C(g)
起始（mol/L） 3.0 1.0 0
2 s末浓度（mol/L） 1.8 0.6 0.8
据此可推算出上述反应化学方程式中，各物质的化学计量数之比是（　　）
A．9∶3∶4 B．3∶1∶2 C．2∶1∶3 D．3∶2∶1
10．合成气转变为甲醇的反应为：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH=－90.8kJ·mol-1。一定条件下，将1molCO和3molH2通入2L的恒容密闭容器中，5min时测得H2的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是（　　）
A．其他条件不变，增大CO浓度可以增加体系中活化分子百分数
B．0~5min，反应放出的热量为27.24kJ
C．反应到5min时，生成0.6molCH3OH
D．第5min时，H2的反应速率为0.06mol·L-1min-1
11．反应2SO2+O2 2SO3，经过一段时间后，O2的浓度增加了4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.4mol/（L s），则这段时间为（　　）
A．0.1 s B．2.5 s C．5 s D．10 s
12．某有机物M是一种环境污染物，我国学者研究出的一种高效处理M的原理示意图如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．上述处理过程中没有涉及能量转化
B．催化剂能加快处理过程中的反应速率
C．适当增加 用量有利于使M处理得更充分
D．催化剂表面存在化学键的断裂和形成过程
13．向体积均为1L的两恒容密闭容器中分别充入2molX和1molY发生反应：2X(g)+Y(g)Z(g) △H，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．△H＞0 B．气体的总物质的量：na＜nc
C．平衡时容器的压强：p甲＜p乙 D．反应速率：va正＜vb逆
14．工业制备硫酸过程中存在如下反应：2SO2+O2 2SO3，下列关于该反应的说法正确的是（　　）
A．增大O2的浓度能加快反应速率
B．降低体系温度能加快反应速率
C．使用催化剂不影响反应速率
D．一定条件下SO2能100%转化为SO3
15．对于反应 ，下列说法正确的是
A．上述反应
B．及时液化分离出氨气，正反应速率增大
C．增大压强，活化分子百分数增多，反应速率加快
D．若反应放出92.4 kJ热量，则过程中有被氧化
16．已知反应C+CO2 2CO的正反应为吸收热量。当温度升高时，其正反应、逆反应的速率变化情况为（　　）
A．同时增大 B．同时减小 C．增大，减小 D．减小，增大
二、综合题
17．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g） xC（g）+2D（g），经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反应速率为0.1mol/（L min）．求：
（1）此时A的浓度c（A）=　 　mol/L，反应开始前容器中的A，B的物质的量：n（A）=n（B）=　 　mol；
（2）B的平均反应速率v（B）=　 　mol/（L min）；
（3）x的值为　 　．
18．氮的氧化物在生产、生活中有广泛应用。
（1）Ⅰ．已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应：
(常温下平衡常数为K1)
(常温下平衡常数为K2)
则　 　；常温下平衡常数K=　 　(用K1、K2来表示)
（2）Ⅱ．四氧化二氮(N2O4)可作为运载火箭的推进剂，将4 mol N2O4放入2 L恒容密闭容器中发生反应，平衡体系中N2O4的体积分数()随温度的变化如图所示：
D点v(正)　 　v(逆)(填“＞”“=”或“＜”)。
（3）A、B、C点中平衡常数K的值最大的是　 　点。T2时，N2O4的平衡转化率为　 　；若达平衡时间为5 s，则此时间内的N2O4平均反应速率为　 　。
（4）若其条件不变，在原平衡基础上，再加入一定量NO2，达到新平衡时，与原平衡相比，NO2的体积分数　 　(填“增大”“不变”或“减小”)。
（5）Ⅲ．碳的很多化合物在生产、生活中有广泛应用，对其进行综合利用是目前研究的热点之一。；中科院化学所研究了该反应的反应历程，如图所示：
反应历程中，能降低反应活化能的物质有　 　(填化学式)；中间产物有　 　种。
（6）第4步反应的化学方程式为　 　。
19．诺贝尔化学奖特别青睐合成氨相关研究，曾3次颁奖于该领域研究成果。当前，氨的合成与应用仍然受到广大化学家的重点关注。回答下列问题：
I.研究发现，一定温度和压强下，在催化剂表面，反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的相关能量(E)变化如图所示：
（1）每生成2molNH3时　 　 (填放出”或“吸收”)　 　 kJ的能量。
（2）在恒容密闭容器中发生上述反应，能说明该反应达到平衡状态的是　 　。
a．容器内混合气体的质量不再变化
b．c(N2)：c(H2)：c(NH3)=1：3：2
c．容器内NH3的浓度不再变化
d．容器内混合气体的物质的量不再变化
（3）一定温度下，在体积为2L的密团容器中，充入1molN2和3molH2模拟工业合成氨的反应。10min时，测得容器中气体的总物质的量是起始时的0.8倍，用NH3的浓度变化表示的化学反应速率为　 　。
（4）II.某氨-空气燃料电池的工作原理是氨气与氧生成一种常见的无毒气体和水，其装置如图所示：
溶液c最好选择　 　(填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。
（5）正极的电极反应式为　 　。
20．在容积为2.0 L的恒容密闭容器中，通入一定量的N2O4，发生反应：N2O4 (g)2NO2(g)△H>0。100℃时，各物质的物质的量浓度随时间变化如下图所示。
（1）60s内，v(NO2)=　 　。
（2）a点时，v正　 　v逆(填“>”、“<”或“=”)，此时容器内压强与起始时压强之比为　 　。
（3）下列叙述中，能说明该反应达到化学平衡状态的是____(填字母序号)。
A．2v(N2O4)=v(NO2)
B．单位时间内消耗a mol N2O4，同时生成2a mol NO2
C．容器内的压强不再变化
D．容器内气体平均摩尔质量不再变化
E．容器内混合气体的密度不再变化
（4）欲提高N2O4的平衡转化率，理论上可以采取的措施为____。
A．减小压强 B．加入催化剂
C．降低温度 D．再充入一定量的N2O4
（5）100℃时，该反应的化学平衡常数数值为　 　。该温度下，在容器中按初始浓度c(N2O4)=0.10mol/L、c(NO2)=0.20mol/L投料，反应向　 　方向进行(填“正反应”或“逆反应”)。
21．汽车尾气中CO、NO2在定条件下可发生反应：4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g)。一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入一定量的CO和NO2，反应经10 min达到平衡状态。CO的物质的量随时间的变化曲线如图1所示：
（1）0 ~ 10 min内，用CO的浓度变化表示的平均反应速率为　 　mol/(L·min)。
（2）A点时v正( NO2)　 　(填“>”、“<”或“=”)v逆(NO2)。
（3）下列不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是____(填字母)。
A．单位时间内，每消耗4molCO2的同时生成1molN2
B．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．容器内混合气体的密度保持不变
D．c(CO) ：c(NO2) ：c( CO2)：c(N2)=4：2：4：1
（4）在图2中画出0~ 15 min内，CO2的物质的量浓度随时间变化的曲线图。　 　
（5）下列设备工作时，将化学能主要转化为热能的是____(填字母)。
A．燃气灶 B．锌锰电池
C．风力发电 D．太阳能热水器
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】解：A、减小容器体积，可以增大化学反应速率，且平衡左移，故符合题意，故A正确；
B、增大容器容积，减小化学反应速率，故不符合题意，故B错误；
C、减小B的浓度，平衡右移，A的浓度减小，不符合题意，故C错误；
D、降温化学反应速率减低，故D错误，
故选A．
【分析】对于反应2A（g） 2B（g）+C（g），△H＜0来说，增大正反应速率，可增大A的浓度、升高温度或加入催化剂或加压，要使c（A）增大，可以让反应向你反应进行，以此解答．
2．【答案】D
【解析】【解答】①加入NaOH固体，与盐酸反应，酸减少生成氢气减少，故不符合；
②加KNO3溶液，铁与H+、NO3－反应不生成氢气，则生成氢气的总量减少，故不符合；
③加水，氢离子浓度减小，所以与铁反应的速率减慢，同时氢离子的物质的量不变，则不影响生成氢气的总量，故符合；
④加入CH3COONa固体，与盐酸反应生成醋酸，溶液中已电离出的氢离子浓度减小，但物质的量不变，则减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，故符合；
综上③④，符合题意；
故答案为：D。
【分析】减小反应物的浓度可以减慢反应的速率，并且不会改变反应物的物质的量，所以不会改变氢气的量；
加入醋酸钠，会结合盐酸生成醋酸，使得氢离子的浓度减小，所以反应的速率会减慢，但是氢离子的物质的量不变，所以生产的氢气总量不变。
3．【答案】D
【解析】【解答】化学反应速率的快慢，可以用单位时间内物质的浓度变化来表示，颜色变化也可以衡量有色物质消耗或生成的快慢，化合价与反应速率无关。
故答案为：D
【分析】反应速率，可用一段时间内气体体系的压强、颜色的深浅、量的变化进行表示；元素的化合价是由于电子的得失或偏移造成的，不用于表示反应速率。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．铁是固体，改变固体的量不会改变反应速率，因此加入铁固体，不变，A不符合题意；
B．在常温下将题中稀硫酸改为浓硫酸，常温下铁在浓硫酸中钝化，不能产生氢气，B不符合题意；
C．加入溶液，相当于稀释，反应物浓度减小，减小，C符合题意；
D．加入溶液，铁置换出铜，构成原电池，加快，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、改变固体的量不会改变反应速率；
B、常温下铁在浓硫酸中钝化，阻止铁与硫酸反应；
D、加入溶液，铁置换出铜，构成原电池，加快反应速率。
5．【答案】B
【解析】【解答】在相同的条件下，同一个化学反应中，用不同的物质表示数值不同。要比较反应速率，转化为同一种物质表示。用不同的物质表示的化学反应速率其数值之比等于化学计量数之比；有 。所有用其他物质表示的反应速率转化为用B表示；
A. ，有 ，用B表示的速率 ；
B． ；
C. ，有 ，用B表示的速率 ；
D.，单位为mol·L－1·min－1，与其他选项的单位不同，需要转化单位，将D表示的速率转化为用单位mol·L－1·s－1表示的速率， ，再转化为用B表示， ，有 用B表示的速率 ；
综上反应速率最快的为B项；
本题
故答案为：B。
【分析】此题中除了要转化为用相同的物质表示化学反应速率，还要注意单位。
6．【答案】C
【解析】【解答】由表格数据可知，相同温度下，pH越大，反应所需时间越短，说明pH越大，反应速率越大；在pH相同时，温度越高，反应时间越短，说明温度越高，反应速率越快。结合变化的趋势可知，温度对反应速率的影响大于pH对反应速率的影响。
③中温度高，pH大，因此反应速率最大；①中温度高于②，因此①的反应速率大于②，因此反应速率大小关系为③＞①＞②，C符合题意；
故答案为：C
【分析】此题是对反应速率影响因素的考查，结合表格数据分析不同条件下反应速率的大小。
7．【答案】D
【解析】【解答】A.4 mol L 1 s 1的反应速率不一定比1 mol L 1 s 1的反应速率大，如果是同种物质则前者大于后者，如果是不同物质，有可能后者的速率大于后者，故A不符合题意；
B．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象不一定越明显，比如酸碱中和反应，故B不符合题意；
C.100mL 0.5 mol L 1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，由于溶液中含有水，因此氢离子浓度降低，反应速率减慢，故C不符合题意；
D．升温，原来不是活化分子吸收能量变成了活化分子，分子总数不变，因此活化分子百分数增大，碰撞几率增大，因此加快化学反应速率，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.化学反应速率比较应该指明同一种物质；
B.反应速率越快，反应现象不一定就越明显；
C.加入适量的氯化钠溶液，氢离子浓度减小。
8．【答案】C
【解析】【解答】A.4min时A、B物质的量相等，后来还在改变，反应未达到平衡，故A不符合题意；
B.8min时反应达到平衡，逆反应速率等于正反应速率，故B不符合题意；
C．根据分析可知该反应的化学方程式为，故C符合题意；
D．反应开始至4min时，A物质的量变化=0.8mol-0.4mol=0.4mol，A的平均反应速率为，故D不符合题意；
故答案为C。
【分析】A．依据变者不变即平衡分析；
B．平衡时逆反应速率等于正反应速率；
C．依据化学计量系数之比等于物质的变化量之比，可逆反应进行不到底分析；
D．依据计算。
9．【答案】B
【解析】【解答】
　 aA（g）+ bB（g） 2C（g）
起始（mol/L） 3.0 1.0 0
反应（mol/L） 1.8 06 0.8
平衡（mol/L） 1.2 0.4 0.8
浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以a：b：c=1.2：0.4：0.8=3：1：2，
故答案为：B。
【分析】根据浓度变化量之比等于化学计量数之比计算解答。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．其他条件不变，增大CO浓度，增大单位体积内活化分子的数目，但分子总数也增大，故体系中活化分子百分数未改变，A说法不符合题意；
B.0~5min，反应放出的热量= ×90.8kJ·mol-1=27.24kJ，B说法符合题意；
C．反应到5min时，反应0.6mol氢气，生成0.3molCH3OH，C说法不符合题意；
D．只能计算一段时间内的平均速率，不能计算瞬时速率，第5min时，H2的反应速率不能确定，D说法不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．增大浓度可以增大单位体积内的活化分子数；
B．根据物质的量与焓变计算；
C．根据方程式的系数计算；
D．瞬时速率无法计算。
11．【答案】D
【解析】【解答】解：△t= = =10s，
故选D．
【分析】根据v= ，化学反应速率之比等化学计量数之比进行计算．
12．【答案】A
【解析】【解答】A．上述处理过程涉及化学能转化为热能，选项A符合题意；
B．催化剂能加快反应速率，选项B不符合题意；
C． 用量增大，有利于M的转化，选项C不符合题意；
D．催化剂表面发生反应，存在化学键的断裂和形成过程，选项D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据图示可以知道M和氧气在催化剂的表面发生了反应，生成了水和二氧化碳，其中涉及到键的断裂和键的生成，因此有能量的变化，催化剂可以加快反应速率降低反应所需要的的活化能，增加氧气的含量可以使M充分的反应。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．随反应进行，气体物质的量减少，开始反应时，甲容器内压强增大，可知温度升高，所以△H<0，故A不符合题意；
B．a、c两点压强相等，a点温度大于c，可知气体的总物质的量：na＜nc，故B符合题意；
C．由图像可知，a、b为平衡点，平衡时容器的压强：p甲>p乙，故C不符合题意；
D．a、b点达到平衡，a点温度较高、压强较大，所以va正>vb逆，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.该反应前后气体分子数减小，恒容条件下，结合PV=nRT进行分析。
B.a、c两点压强相等，a点温度大于c，结合PV=nRT进行分析。
C.a、b为平衡点，据此分析。
D.a、b点达到平衡，结合反应速率的影响因素进行分析。
14．【答案】A
【解析】【解答】解；A．增加O2的浓度，单位体积活化分子数目增多，则反应速率增大，故A正确；
B．降低温度，活化分子百分数减小，反应速率减小，故B错误；
C．使用催化剂，反应速率增大，故C错误；
D．可逆反应反应物不可能完全转化，故D错误．
故选A．
【分析】该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化，一般来说，增大浓度、升高温度或加入催化剂，可增大反应速率，以此解答该题．
15．【答案】D
【解析】【解答】A．上述反应中4摩尔气体生成2摩尔气体，所以是，A不符合题意；
B．及时液化分离出氨气，正反应速率不变，逆反应速率减小，B不符合题意；
C．增大压强，单位体积内活化分子数增多，反应速率加快，C不符合题意；
D．若反应放出92.4 kJ热量，则过程中有被氧化，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.该反应是气体体积减小的反应，ΔS<0；
B.分离出液氨，正反应速率不变，逆反应速率减小；
C.增大压强，单位体积内活化分子数增多。
16．【答案】A
【解析】【解答】化学反应无论是吸热反应还是放热反应，温度升高，活化分子的百分含量增大，有效碰撞的次数增大，化学反应速率都增大。
故答案为：A。
【分析】温度升高，化学反应的速率就会升高，无论该反应是吸热反应还是放热反应。
17．【答案】（1）0.75；3
（2）0.05
（3）2
【解析】【解答】解：（1）5min后，n（D）=0.5mol/L×2L═1mol，
根据3A（g）+B（g） xC（g）+2D（g），生成1molD要消耗1.5molA和0.5molB，
设初始时A、B的物质的量均为n，则（n﹣1.5）：（n﹣0.5）═3：5，即n=3．
c（A）═ ═0.75mol/L．故答案为：0.75；3； （2）v（B）═ ═0.05mol/（L min），故答案为：0.05；（3）n（C）═0.1mol/（L min）×5min×2L═1mol，
n（D）=0.5mol/L×2L═1mol，
根据3A（g）+B（g） xC（g）+2D（g），n（C）：n（D）═1：1，
因为生成C和D的物质的量之比等化学计量数之比，所以n═2，故答案为：2．
【分析】（1）根据化学方程和物质的量浓度的计算式思考；（2）根据评价反应速率公式计算；（3）根据化学方程式计算．
18．【答案】（1）-112；
（2）＜
（3）C；0.25；0.1 mol/(L·s)
（4）减小
（5）LiI和Rh；5
（6）CH3COORhI+H2=Rh+HI+CH3COOH
【解析】【解答】（1）①
②，
根据盖斯定律②-①×2，整理可得△H=-112 kJ/mol；的化学平衡常数K1=；反应的化学平衡常数K2= ，则在常温下该反应的化学平衡常数K=；
（2）根据图示可知D点N2O4的含量低于该温度下化学平衡状态时的N2O4的含量，则化学反应向生成N2O4的逆反应方向进行，因此反应速率：v(正)＜v(逆)；
（3）根据图像可知：升高温度，N2O4的平衡含量降低，说明升高温度，化学平衡正向移动，根据平衡移动原理：升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，因此该反应的正反应为吸热反应，所以A、B、C点中平衡常数K的值最大的是C点；
在T2时，假设反应的N2O4的物质的量为x ，反应产生的NO2的物质的量为2x，平衡时N2O4的物质的量为(4-x) mol，N2O4平衡含量是60%，则，解得x=1 mol，所以N2O4的平衡转化率为；
若达平衡时间为5 s，则此时间内的N2O4平均反应速率v(N2O4)=；
（4）若其条件不变，在T3原平衡基础上，再加入一定量NO2，必然会导致反应体系的压强增大，增大压强，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，因此达到新平衡时，与原平衡相比，NO2的体积分数减小；
（5）在反应历程中，能降低反应活化能的物质是反应的催化剂，催化剂参加化学反应，改变了化学反应途径，只是在前边的化学反应中是反应物，在后边的反应中又是生成的物质。对反应图示进行分析发现：能降低反应活化能的物质有LiI和Rh；
根据图示可知反应过程的中间产物有CH3I、LiOH、CH3RhI、CH3COORhI、HI，共5种物质；
（6）根据图示可知：第4步反应的反应物是CH3COORhI、H2，生成物是Rh、HI\CH3COOH，故该步反应的化学方程式为：CH3COORhI+H2=Rh+HI+CH3COOH。
【分析】（1）根据盖斯定律和化学平衡常数的关系；
（2）根据物质含量低于该温度下化学平衡状态时的含量分析；
（3）根据图像，利用平衡移动原理判断；利用“三段式”法计算；
（4）依据化学平衡移动原理分析；
（5）催化剂参加化学反应，改变了化学反应途径，只是在前边的化学反应中是反应物，在后边的反应中又是生成的物质；根据中间体反应前和反应后均没有，只在过程中出现；
（6）根据图示反应物和生成物书写。
19．【答案】（1）放出；92
（2）cd
（3）
（4）碱性
（5）
【解析】【解答】I.(1)由图知，破坏1molN2(g)和3molH2(g)的化学键时共需吸收能量2254kJ ，形成2molNH3(g)的化学键时放出2346kJ的能量，则 Q =2346-2254=92，反应每生成2molNH3时放出92kJ的能量；(2)在恒容密闭容器中发生 反应：a．容器内混合气体的质量始终不变，故气体总质量不再变化，不能说明该反应达到平衡状态，a不正确； b．各成分的平衡浓度与起始浓度有关，c(N2)：c(H2)：c(NH3)=1：3：2不一定显示平衡状态，b不正确；c．容器内NH3的浓度不再变化，符合平衡特征，能说明该反应达到平衡状态，c正确；d．反应过程中混合气体的物质的量会随着反应而变，故其不再改变的时候，说明已达到化学平衡状态，d正确；故答案为cd；(3)已知，一定温度下，在体积为2L的密团容器中，充入1molN2和3molH2模拟工业合成氨的反应。10min时，测得容器中气体的总物质的量是起始时的0.8倍，则
， ，解得x=0.4 ， ；II. (4)溶液c最好选择碱性溶液，由题意知，氨气燃料电池负极是氨气，正极是氧气，用惰性电极，选用碱性电解质溶液的原因是，氨气极易溶于水，溶液呈碱性，氨气不会和电解质发生反应，且导电能力强；(5)正极是氧气得电子被还原的反应，故电极反应式为 。
【分析】I.(1)破坏反应物化学键时吸收能量，形成生成物的化学键时放出能量，则 放出的能量大于吸收的能量时，为放热反应；(2)按平衡状态的特征判断正误：①对同一个物质而言正反应速率和逆反应速率相等，如υ正= υ逆，②各成分的含量、也可以是物质的量或浓度保持定值，不再改变，③选定的某个物理量，一开始会随着反应的发生而变化，而当这个量不再改变的时候，就达到化学平衡状态；(3)用三段式结合已知条件计算；II. 燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，通入助燃物的一极为正极，正极上发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此分析；
20．【答案】（1）0.002mol/（L·s）
（2）>；4：3
（3）C；D
（4）A
（5）0.36；逆反应
【解析】【解答】（1）根据图示可知：在60 s内，NO2的浓度升高0.12 mol/L，则v(NO2)=。
（2）反应从正向建立平衡，到a点时，反应尚未到达平衡状态，所以v正>v逆；
根据图像，设达到a点时两物质的浓度均为x mol/L，列出三段式：
2(0.10-x)=x，解得x=1/15。在容积为2.0 L的恒容密闭容器中，压强比等于浓度之比，所以容器内压强：起始时压强=。
（3）A．速率并未说明是正反应速率等于逆反应速率，故A不正确；
B．单位时间内消耗，同时生成，都是正反应速率，不能说明该反应达到化学平衡状态，故B不正确；
C．该反应是气体体积增大的反应，压强增大，当压强不变了说明该反应达到化学平衡状态，故C正确；
D． ，气体质量始终不变，气体物质的量变大，平均分子质量在变化，当容器内气体平均摩尔质量不再变化说明达到平衡，故D正确；
E．该反应气体的质量不变，则容器内气体的密度始终没有变化，不能说明该反应达到化学平衡状态，故E不正确；
故答案为：CD。
（4）A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，在其他条件不变时减小压强，化学平衡向气体体积增大的正反应方向移动，导致N2O4的平衡转化率升高，A正确；
B．在其它条件不变时，加入催化剂，能够降低反应的活化能，使反应速率加快，但由于对正、逆反应速率影响相同，因此不能使化学平衡发生移动，不能提高N2O4的平衡转化率，B不正确；
C．该反应的正反应是吸热反应，在其它条件不变时，降低温度，化学平衡向放热的逆反应方向移动，导致N2O4的平衡转化率降低，C不正确；
D．再充入一定量的N2O4，相当于体系压强增大，平衡向气体分子数减小的逆反应方向移动，N2O4的平衡转化率下降，D不正确；
故答案为：A。
（5）根据图象可知：反应在100℃，反应达到平衡时c(NO2)=0.12 mol/L，c(N2O4)=0.040 mol/L，则该时刻的化学平衡常数K==；100℃时，在容器中按初始浓度c(N2O4)=0.10 mol/L、c(NO2)=0.20 mol/L投料，此时的浓度商Qc==>0.36，则化学反应向逆反应方向进行。
【分析】（1）利用υ=Δc/Δt计算；
（2）利用“三段式”法计算；
（3依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
（4）根据影响化学平衡移动的因素分析；
（5）通过计算比较Qc与K的大小判断。
21．【答案】（1）0.015
（2）=
（3）C；D
（4）
（5）A
【解析】【解答】(1)由图像可知，0-10min内一氧化碳的物质的量变化量为0.3mol，则v(CO)=。
(2)由图可知，A点处于平衡状态，则v正(NO2)= v逆(NO2)。
(3)A项单位时间内每消耗4molCO2的同时生成1molN2，生成1molN2的同时生成4molCO2，v正(CO2)= v逆(CO2)，反应达到平衡状态，A正确；B项反应体系中各物质均为气体，气体的总质量不变，随着反应进行气体物质的量减小，则气体的平均相对分子质量增大，容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明达到平衡状态，B正确；C项反应为恒容密闭容器中进行，气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡，C不正确；D项可逆反应达到平衡时，各组分的浓度不变，但浓度之比不一定等于化学计量数之比，c(CO) ：c(NO2) ：c( CO2)：c(N2)=4：2：4：1的状态不一定是平衡状态，与反应物的起始量和转化率有关，D不正确。
(4)由，可知Δn(CO2)=Δn(CO)=0.6mol-0.3mol=0.3mol，10min内Δc(CO2)=，10min时反应达到平衡状态，即平衡时c(CO2)=0.15mol/L，0-15min内CO2的物质的量浓度随时间变化的曲线图为。
(5)A项燃烧是放热反应，将化学能转化为热能，A正确；B项锌锰电池是把化学能转化为电能，B不正确；C项风力发电是将风能转化为电能，C不正确；D项太阳能热水器是将太阳能转化为热能，D不正确。
【分析】（1）结合公式计算；
（2）反应达到平衡时，正逆反应速率相等；
（3）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；
（4）二氧化碳的物质的量变化量等于一氧化碳的物质的量变化量，即增长速率相等；
（5）A、燃烧属于化学能转化为热能；
B、电池属于化学能转化为电能；
C、风力发电属于风能转化为电能；
D、太阳能热水器属于太阳能转化为热能。