第二章 化学反应的方向、限度与速率 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

第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题（共12题）
1．我国科研人员研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理，其主反应历程如图所示下列说法错误的是
A．二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100％
B．带＊标记的物质是该反应历程中的中间产物
C．向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的产率
D．第③步的反应式为＊H3CO＋H2O →CH3OH＋＊HO
2．煤的液化可以合成甲醇.下列有关说法正确的是
①“气化”： ；
②催化液化I： ；
③催化液化II： ；
A．催化液化I中使用催化剂，反应的活化能、都减小
B．反应
C．升高温度，①速率增大：②速率减小
D．为电解质溶液的甲醇燃料电池中正极的电极反应为：
3．科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时的路径中的四步相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。则下列说法正确的是

A．该历程中活化能最大的反应方程式为
B．该历程中能垒(反应活化能)最大的是①
C．该历程中制约反应速率的方程式为
D．由此历程可知：
4．碳热还原制备氮化铝的化学方程式为：Al2O3(s)+3C(s)+N2(g) 2AlN(s)+3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是
A．维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙
B．c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率
C．从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率
D．在不同时刻都存在关系： 3v(N2)=v(CO)
5．人体吸入后在肺中发生反应导致人体缺氧。向某血样中通 入与的混合气 ，，氧合血红蛋白浓度随时间变化曲线如下图所示。下列说法正确的是
A．反应开始至4s内用表示的平均反应速率为
B．反应达平衡之前，与的反应速率逐渐减小
C．将中毒病人放入高压氧舱治疗是利用了化学平衡移动原理
D．该温度下反应的平衡常数为107
6．由铁及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工产品，它们在生产、生活中具有 广泛应用。高炉炼铁的反应为 Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1。对于反应Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)，下列有关说法正确的是
A．该反应一定能自发进行，则该反应的ΔS＞0
B．升高温度使反应物活化分子数增多，能提高反应速率和CO平衡转化率
C．增加炼铁炉高度，延长CO和铁矿石接触时间，能降低平衡时尾气中CO的体积分数
D．制备的生铁中含少量FexC，相同条件下与酸反应放出氢气的速率比纯铁慢
7．近年来，科学家发现彗星上存在氨，或许可以揭示彗星与地球生命起源的关系。下列有关氨的说法正确的是
A．NH3属于弱电解质
B．液氨汽化时，放出热量
C．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在高温下可自发进行，则该反应的△H>0
D．氨水显碱性，是由于发生：NH3+H2ONH3 H2O+OH-
8．下列有关说法正确的是（ ）
A．反应2NO2 N2O4在室温下可自发进行，则该反应的△H<0
B．工业上电解熔融态氯化铝冶炼单质铝
C．CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中的值增大
D．Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体，CO32-水解程度减小，溶液的pH减小
9．一定条件下，向密闭容器中加入X物质，发生反应3X(g)Y(g)+Z(s)△H<0，反应一定时间后改变某一个外界条件，反应中各时刻X物质的浓度如下表所示，下列说法中不正确的是
A．0~5 min时，该反应的速率为v(X)=0.12 mol/(L·min)
B．5 min时反应达到第一次平衡，该温度下的平衡常数数值为0.625
C．15 min时改变的条件可能是升高温度
D．从初始到17 min时，X的转化率为30 %
10．卤族元素单质及其化合物应用广泛。具有与卤素单质相似的化学性质。在常温下能与Cu反应生成致密的氟化物薄膜，还能与熔融的反应生成硫酰氟()。与浓硫酸反应可制得HF，常温下，测得氟化氢的相对分子质量约为37.通入酸性溶液中可制得黄绿色气体，该气体常用作自来水消毒剂。工业用制备的热化学方程式为　。下列关于反应的说法不正确的是
A．保持其他条件不变，平衡时升高温度，
B．保持其他条件不变，平衡时通入，达到新平衡时变小
C．反应生成1mol，转移电子数目为
D．及时分离出CO，有利于生成
11．已知完全分解1molH2O2放出热量为98kJ，在含有少量I-的溶液中H2O2分解的机理为
反应Ⅰ：H2O2(aq)+I-(aq)IO-(aq)+H2O(l) △H1
反应Ⅱ：H2O2(aq)+IO-(aq)O2(g)+I-(aq)+H2O(l) △H2
在一定温度下，其反应过程能量变化如图所示，下列有关该反应的说法不正确的是
A．反应Ⅱ高温下能自发进行
B．H2O2分解产生氧气的速率是由反应I决定的
C．I-、IO-都是催化剂
D．△H1+△H2=-196kJ mol-1
12．氮在生命进程中扮演了至关重要的角色，下图是有关氮固定的几种途径，下列有关叙述不正确的是
A．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境
B．雷电固氮过程中氮气与氧气直接转化成红棕色的二氧化氮
C．光催化固氮和电催化固氮过程中水作还原剂
D．工业固氮采用高温高压的目的是为了提高合成效率
二、填空题（共9题）
13．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z（均为气体）三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 。
（2）若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0molH2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示：
t/s 0 50 150 250 350
n(NH3) 0 0.24 0.36 0.40 0.40
0~50s内的平均反应速率 v(N2) = mol·L－1·min－1，250s时，H2的转化率为 ％。
（3）已知：键能指在标准状况下，将1mol气态分子AB（g）解离为气态原子A（g），B（g）所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。的键能为946kJ/mol，H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则生成1molNH3过程中 （填“吸收”或“放出”）的能量为 kJ， 反应达到(2)中的平衡状态时,对应的能量变化的数值为 kJ。
（4）反应达平衡时容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时 （填增大、减小或不变），混合气体密度比起始时 （填增大、减小或不变）。
（5）为加快反应速率，可以采取的措施是 （填符号）
a．降低温度 b．增大压强 c．恒容时充入He气
d．恒压时充入He气 e．及时分离NH3 f．加入催化剂
14．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则平衡时C(N2)= 。平衡时H2的转化率为 %。
(2)平衡后，若提高H2的转化率，可以采取的措施有 。
A．加了催化剂
B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度
D．加入一定量N2
(3)若在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
请完成下列问题：
①写出化学平衡常数K的表达式
②试比较K1、K2的大小，K1 K2(填“＞”“＜”或“＝”)；
③ 400℃时，反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为 。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时，则该反应的v(N2)正 v(N2)逆(填“＞”“＜”或“＝”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论，联系合成氨的生产实际，你认为下列说法不正确的是 。
A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
15．在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行
如下化学反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ⊿H＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如右表：
t/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
请完成下列问题；
（1）试比较K1、K2的大小，K1 K2（填写“＞”、“=”或“＜”）
（2）下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是 （填序号字母）
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 b．υ(N2)正=3υ(H2)逆
c．容器内压强保持不变 d．混合气体的密度保持不变
（3）400℃时，反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数的值为 。
当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为3 mol和2 mol、1 mol时，则该反应的
υ(N2)正 υ(N2)逆 （填写“＞”、“=”或“＜”）
（4）（3）中反应平衡时，升高温度，NH3转化率 (填“变大”、“变小”、“不变”)
16．工业废水中常含有一定量的Cr2和Cr，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
其中一种是还原沉淀法，该法的工艺流程为：
CrCr2Cr3+Cr(OH)3
其中第①步存在平衡：2Cr(黄色)+2H+Cr2(橙色)+H2O
(1)向平衡体系滴加少量浓H2SO4，则溶液显 色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是 。
a．Cr2和Cr的浓度相同
b．2v (Cr2)=v (Cr)
c．溶液的颜色不变
(3)第②步中，还原1 mol Cr2离子，需要 mol的FeSO4·7H2O。
17．用CO2来生产燃料甲醇是工业上一种有效开发利用CO2的方法。为探究反应原理，进行如下实验，在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.0 kJ·mol-1。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)= mol·L-1·min-1。
(2)氢气的转化率= 。
(3)求此温度下该反应的平衡常数K= 。
(4)下列措施中能使平衡体系中增大的是 。
A．将H2O(g)从体系中分离出去 B．充入He(g)，使体系压强增大
C．升高温度 D．再充入1 mol H2
(5)当反应进行到3min末时，下列说法正确的是 (填字母)。
A．CO和CH3OH(g)的物质的量浓度相等
B．用CO和CH3OH(g)表示的化学反应速率相等
C．上述反应达到平衡状态
D．3 min后该反应的正反应速率逐渐增大
18．T ℃时，在容积为0.5 L的密闭容器中发生如下反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（s）　ΔH＜0（m、n、p、q为最简整数比）。A、B、C、D的物质的量变化如图所示。
(1)前3 min，v（C）＝ 。
(2)m、n、p、q的最简整数比为 。
(3)在该温度下K= （填数值）。
(4)反应达到平衡后，下列措施对A的转化率无影响的是 （填选项字母）。
A．保持体积不变，再通入2 mol A和1 mol B
B．移走一部分D
C．把容器的体积缩小一倍
D．升高温度
(5)T℃时，容积为1 L的密闭容器中，起始时充入0.2molA、0.4molB、0.3molC、0.5molD，此时v正 v逆（填“＞”“＜”或“＝”） 。判断的依据是 。
19．水污染的防治、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题，也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。在适当的条件下，将CO2转化为甲醚：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH ，既可降低CO2造成的温室效应对环境的影响，还可得到重要的有机产物。
(1)在容积为2 L密闭容器中合成甲醇；其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，如图所示
①该反应的ΔH 0；ΔS 0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②下列措施可增加甲醚产率的是 。
A．升高温度 B．将CH3OCH3(g)从体系中分离
C．使用合适的催化剂 D．充入He，使体系总压强增大
③温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醚的平均速率为 。
(2)一定条件下，向某恒容密闭容器中充入x mol CO2和y mol H2合成甲醚
①下图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为 (填“a”或“b”)。

②若x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图2所示，则在该时间段内，恰好达到化学平衡时，容器内的压强与反应开始时的压强之比为 。
20．我国提出争取在2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。
(1)科学家们经过探索实践，建立了如图所示的CO2新循环体系：
根据上图分析，下列相关说法错误的是
A．化学变化中质量和能量都是守恒的
B．CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率为100%
C．将CO2还原为甲醇能有效促进“碳中和”
D．无机物和有机物可以相互转化
(2)在容积为2L的恒温密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2，一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间 0min 3min 6min 9min 12min
n(CH3OH)/mol 0 0.50 0.65 0.75 0.75
n(CO2)/mol 1 0.50 0.35 a 0.25
①下列说法正确的是 。
a．反应达到平衡后，反应不再进行
b．使用催化剂是可以增大反应速率，提高生产效率
c．改变条件，CO2可以100%地转化为CH3OH
d．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度
②a= ；3～6min内，v(CO2)= 。
③12min末时，混合气体中CH3OH的物质的量分数为 。
④第3min时v正(CH3OH) (填“>”、“<”或“=”)第9min时v逆(CH3OH)
21．在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH=-QkJ/mol(Q＞0)，反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。
（2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为 。
（3）反应达到平衡后，第8分钟时：
①若升高温度，化学平衡常数K （填写增大、减小或不变）。HI浓度的变化正确的是 （用图2中a～c的编号回答）。
②若加入I2，H2浓度的变化正确的是 （用图2中d～f的编号回答）。
（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若把容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．根据图知，二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，该反应中除了生成甲醇外还生成水，所以二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率不是100%，A项错误；
B．根据图知，带*标记的物质在反应过程中最终被消耗，所以带*标记的物质是该反应历程中的中间产物，B项正确；
C．反应历程第③步需要水，所以向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的收率，C项正确；
D．第③步中＊H3CO、H2O生成CH3OH和＊HO，反应方程式为＊H3CO+H2O→CH3OH+＊HO，D项正确；
答案选A。
2．D
【详解】A． 催化液化Ⅰ中使用催化剂，反应的活化能Ea减小、ΔH2不变，故A错误；
B． 根据盖斯定律：①+②得C(s)+H2O(g)+H2(g)═CH3OH(g)ΔH=(90.1-49.0)kJ/mol=+41.1kJ/mol，故B错误；
C． 升高温度，①②速率都增大，故C错误；
D． 为电解质溶液的甲醇燃料电池中，氧气在正极得到电子发生还原反应，正极的电极反应为：，故D正确；
故选D。
3．B
【详解】A．活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，从图中可以看出，过渡态3发生反应的活化能最小，该过程的反应方程式为，A项错误；
B．从图中可以看出，过渡态1发生反应的活化能最大，故该历程中能垒(反应活化能)最大的是①，B项正确；
C．总反应速率由反应速率最慢的那步历程决定，由图可知，该历程中能垒(反应活化能)最大的为①，所以制约反应速率的方程式为，C项错误；
D．由图可知，放出热量，①～④过程中放出热量，即放热，但热效应未知，所以不能据此确定的焓变，D项错误；
故选B。
4．A
【详解】A．维持温度、容积不变，若减少N2的物质的量进行反应，平衡逆向进行，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态不同，故A错误；
B．c点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为一氧化碳的瞬时速率，故B正确；
C．图象中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率，故C正确；
D．从化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，3v(N2)=v(CO)，故D正确；
故选A。
5．C
【详解】A．反应开始至4s内用表示的平均反应速率为，A错误；
B．反应达平衡之前，反应向右进行，与的逆反应速率逐渐增大，直到平衡，B错误；
C．将中毒病人放入高压氧舱治疗是利用了化学平衡移动原理：增大氧气的浓度，使平衡逆向移动，使浓度增大，浓度减小，C正确；
D．根据平衡常数，D错误；
故选C。
6．A
【详解】A．反应Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1的反应热ΔH＜0，要使反应自发进行，ΔG=ΔH-TΔS＜0，TΔS＞ΔH，则该反应的ΔS＞0，A正确；
B．升高温度使反应物活化分子数增多，分子之间的有效碰撞次数增加，能提高反应速率；但由于该反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡会向吸热的逆反应方向移动，因此会导致CO平衡转化率降低，B错误；
C．增加炼铁炉高度，延长CO和铁矿石接触时间，不改变其它外界条件，化学平衡不移动，因此不能改变平衡时混合气体中CO的体积分数，C错误；
D．制备的生铁中若含少量FexC，Fe、FexC及酸溶液构成原电池，使Fe与酸反应放出氢气的速率比纯铁快，D错误；
故合理选项是A。
7．D
【详解】A．NH3属于非电解质，选项A错误；
B．液氨汽化是由液体吸收热量转化为气体，是吸热过程，选项B错误；
C．该反应气体体积减小，△S<0，能够自发进行说明△H-T△S<0，故△H<0,选项C错误；
D．由于发生：NH3+H2ONH3 H2O+OH-，电离使水溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，氨水显碱性，选项D正确；
答案选D。
8．A
【详解】A．在室温下可自发进行，反应，，说明该反应的，选项A正确；
B．氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，不能利用电解熔融氯化铝冶炼金属铝，选项B错误；
C．向溶液中加水，加水稀释促进醋酸的电离，醋酸根离子的物质的量增大，醋酸的物质的量减小，则溶液中的值减小，选项C错误；
D．溶液存在，溶液呈碱性，加入少量固体，发生，增大，pH增大，减小，水解程度减小，选项D错误。
答案选A。
9．B
【详解】A．0~5 min时，该反应中X的平均速率，故A正确；
B．5 min时反应达到第一次平衡，此时c(X)=0.4 mol L 1，Δc(X)=0.6 mol L 1，Δc(Y)=0.2mol L 1，c(Y)=0.2 mol L 1，该温度下的平衡常数数值为，故B错误；
C．15 min时改变的条件可能是升高温度，升高温度，平衡向吸热反应即逆向移动，X的浓度增大，故C正确；
D．从初始到17 min时，Δc(X)=0.3 mol L 1，X的转化率为，故D正确。
综上所述，答案为B。
10．B
【详解】A．该反应的正反应是放热反应，保持其他条件不变，平衡时升高温度，v正、v逆都增大，由于温度对吸热反应影响更大，因此升高温度后，v正＜v逆，A正确；
B．该反应的化学平衡常数K=，化学平衡常数只与温度有关，保持其他条件不变，平衡时通入Cl2，即增大了反应物的浓度，化学平衡正向移动，但由于温度不变，因此化学平衡常数不变，因此平衡时通入Cl2，达到新平衡时不变，B错误；
C．根据反应方程式可知：反应生成1 mol TiCl4，反应过程中转移4 mol电子，则转移电子数目为，C正确；
D．及时分离出CO，即减小了生成物的浓度，化学平衡正向移动，会产生更多的TiCl4，因此有利于TiCl4生成，D正确；
故合理选项是B。
11．C
【详解】A．根据能量变化图可知反应Ⅱ为吸热反应，即，又因为该反应的，故反应Ⅱ高温下能自发进行，A正确；
B．反应Ⅰ的活化能高，反应速率慢，故分解产生氧气的速率由反应Ⅰ决定，B正确；
C．根据反应过程可知，I-是反应的催化剂，而IO-是中间产物，C错误；
D．完全分解放出热量，反应Ⅰ、Ⅱ相加即得，D正确；
故选：C。
12．B
【详解】A．液氮汽化吸热，液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境，故A正确；
B．雷电固氮过程中氮气与氧气直接转化成无色的一氧化氮，故B错误；
C．光催化固氮和电催化固氮过程中，水中氧元素化合价升高，水作还原剂，故C正确；
D．高温可以提高合成氨的反应速率，高压可以加快合成氨反应速率并使平衡正向移动，采用高温高压的目的是为了提高合成效率，故D正确；
选B。
13． 3X+Y 2Z 7.2×10-2mol/(L·min ) 30% 放出 46 kJ 18.4 增大 不变 bf
【分析】某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y消耗生成Z，相同时间内反应混合物中各组分的变化量之比与其化学计量数之比相同。该反应到达平衡时，X消耗0.3mol，Y消耗0.1mol，Z生成了0.2mol，故该反应的化学方程为3X+Y 2Z。
【详解】（1）在2L的密闭容器中，X、Y消耗生成Z，相同时间内反应混合物中各组分的变化量之比与其化学计量数之比相同。该反应到达平衡时，X消耗0.3mol，Y消耗0.1mol，Z生成了0.2mol，故该反应的化学方程为3X+Y 2Z。
（2）若上述反应为3 H2+ N2 2 NH3，根据平衡速率公式可知，0~50s内的平均反应速率 v(NH3) =1.44×10-1mol/(L·min) ，v(N2) =0.5 v(NH3)= 7.2×10-2mol/(L·min )；250s时，生成氨气0.4mol，消耗氢气0.6mol，H2的转化率为。
（3）反应为3 H2+ N2 2 NH3，ΔH=反应物键能总和 - 生成物键能总和=436kJ/mol×3+946kJ/mol -391kJ/mol×3×2=-92kJ/mol，所以，产生1mol氨气放出的能量为46kJ， 反应达到(2)中的平衡状态时生成0.4mol氨气，对应的能量变化的数值为0.2×92kJ =18.4kJ。
（4）反应达平衡时容器内混合气体的质量不变，总物质的量减小，故反应混合物的平均相对分子质量比起始时增大，但是气体的总体积不变，故混合气体的密度一直不变。
（5）a．降低温度，根据有效碰撞理论，反应速率减小；
b．增大压强，单位体积内活化分子数增大，反应速率增大；
c．恒容时充入He气，不改变反应中物质的浓度，反应速率不变；
d．恒压时充入He气，容器体积增大，相当于减小压强，反应速率减小；
e．及时分离NH3，生成物物质的量下降，反应速率减小；
f．加入催化剂，降低反应的活化能，反应速率增大；
综上所述，为加快反应速率，可以采取的措施是bf。
【点睛】本题易错点为化学平衡移动方向的判断，及时分离NH3能使化学平衡向反应方向移动，但是，由于NH3的物质的量浓度减小，单位体积空间内的活化分子数减少，故化学反应速率下降。
14． 0.05mol/L 50% CD ＞ 2 ＞ C
【分析】初始投料为0.2mol的N2和0.6mol的H2，容器体积为2L，根据题意列三段式有：
，据以上分析进行转化率的计算；不增加氢气的量平衡正向移动可以提供氢气的转化率；先计算浓度商，与平衡常数进行比较，判断平衡移动方向。
【详解】(1)根据三段式可知5min内c(N2)=0.05mol/L，所以平衡时c(N2)=0.05mol/L；c(H2)=0.15mol/L，α(H2)=×100%=50%；
(2)A. 催化剂不改变平衡移动，不能改变氢气的转化率，故A不选；B. 增大容器体积，压强减小，平衡会向压强增大的方向，即逆向移动，氢气的转化率减小，故B不选；C. 该反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，氢气转化率增大，故C选；D. 加入一定量的氮气，平衡正向移动，氢气转化率增大，故D选；综上所述选CD；
(3)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的化学平衡常数K的表达式：；
②因ΔH＜0，升高温度，K减小，所以K1＞K2；
③根据表格数据可知400℃时N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为0.5，则反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数为2；当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时，容器体积为0.5L，所以浓度商Qc==0.89＜2，所以平衡正向移动，即v(N2)正＞v(N2)逆；
(4)A. 根据影响化学反应速率的因素，可指导怎样在一定时间内快出产品，故A正确；B. 结合影响化学平衡的因素，采用合适的外界条件，使平衡向正反应方向移动，可提高产率，故B正确；C. 催化剂只改变反应速率，不能提高产率，故C错误；D. 在一定的反应速率的前提下，尽可能使平衡向正反应方向移动，可提高化工生产的综合经济效益，故D正确；故选C。
【点睛】若已知各物质的浓度，可以通过浓度商和平衡常数的比较判断平衡移动的方向，浓度商大于平衡常数时平衡逆向移动，浓度商小于平衡常数时平衡正向移动。
15．（1）＞（1分）（2）c（2分）
（3）2（2分）＞（2分）
（4）变大（1分）
【分析】（1）对于放热反应，温度越高，平衡逆向移动，反应平衡常数越小；
（2）根据平衡状态的判断依据判断；
（3）化学平衡常数，正反应平衡常数和逆反应的平衡常数互为倒数，根据浓度熵和平衡常数的关系来确定平衡的移动方向；
（4）N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ⊿H＜0，则2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ⊿H>0，根据温度升高，平衡移动的规律进行分析。
【详解】（1）该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1 ＞K2 ；
综上所述，本题正确答案为：＞；
（2）N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，则
a、容器内各物质的浓度之比等于计量数之比，不能证明正逆反应速率相等，故a错误；
b、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，3υ（N2）（正）=υ（H2）（逆）是平衡状态，故b错误；
c、容器内压强不变，气体的物质的量不变，该反应达平衡状态，故c正确；
d、如果是在密闭容器中反应，质量不变，体积不变，密度始终不变，故d错误；
综上所述，本题正确选项：c
（3）400℃时，反应2NH3 （g）N2（g）+3H2 （g）的化学平衡常数K的值和反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的平衡常数呈倒数，所以K=1/0.5=2；容器的体积为0.5L，NH3和N2、H2 的物质的量浓度分别为：6mol/L、4mol/L、2mol/L，400℃时，浓度商Qc =4×23/62=8/9＜K=2，说明反应正向进行，因此有υ(N2)正＞υ(N2)逆；
综上所述，本题正确答案：2；＞；
（4）如果N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ⊿H＜0，则2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ⊿H>0；当该反应平衡时，升高温度，平衡右移，NH3转化率变大；
综上所述，本题正确答案：变大。
16． 橙色 c 6
【分析】(1)根据外界条件对平衡的影响来确定平衡移动方向，从而确定离子浓度大小和溶液颜色变化；
(2)根据平衡状态的特征分析判断；
(3)根据氧化还原反应中得失电子守恒来计算。
【详解】(1)向平衡体系滴加少量浓H2SO4，则溶液显c(H+)增大，化学平衡正向移动，使溶液显橙色；
(2)a．Cr2和Cr的浓度相同时反应可能处于平衡状态，也可能未处于平衡状态，a错误；
b．在2v (Cr2)=v (Cr)中未体现反应速率是正反应速率还是逆反应速率，因此不能确定反应是否处于平衡状态，b错误；
c．溶液的颜色不变说明溶液中任何离子的浓度都不变，则正、逆反应速率相等，反应处于平衡状态，c正确；
故合理选项是c；
(3)根据电子得失守恒：n(Cr2)×6=n(FeSO4 7H2O)×1，n(FeSO4 7H2O)= 1 mol×6=6 mol。
【点睛】本题考查氧化还原反应和化学平衡在废水处理中的应用。掌握平衡移动原理和平衡状态的特征及氧化还原反应中电子得失数目相等是本题解答的关键。
17． 0.075 75% 5.33 AD AB
【分析】由图象可知： 以此可计算(1)、(2)、(3)题，据此分析解题。
【详解】(1)(CO2)==0.075mol/（L min），故答案为：0.075；
(2)氢气的转化率=×100%=75%，故答案为：75%；
(3)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，则k= ==5.33，故答案为：5.33；
(4)要使增大，应使平衡向正反应方向移动，故有：
A．将H2O(g)从体系中分离，平衡向正反应方法移动，增大，A正确；
B．充入He(g)，使体系压强增大，但对反应物质来说，浓度没有变化，平衡不移动，不变，B错误；
C．因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则减小，C错误；
D．再充入1mol CO2和3mol H2，等效于在原来基础上缩小体积一半，压强增大，平衡向正反应方向移动，则增大，D正确；
故答案为：AD；
(5)A．由图象可知CO和CH3OH(g)的物质的量浓度相等，A正确；
B．方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，由方程式可知用CO和CH3OH(g)表示的化学反应速率相等，B正确；
C．3min后浓度发生变化，上述反应没有达到平衡状态，C错误；
D．3min后该反应的正反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐增大，D错误；
故答案为：AB。
18． 0.4 mol·L－1·min－1 2:1:3:1 27/16 BC ＝ 浓度商与平衡常数相等或Qc=K
【详解】(1)根据图象可知前3 min内C的浓度变化量为0.6mol÷0.5L＝1.2mol/L，则v（C）=1.2mol/L÷3min=0.4 mol L-1 min-1；
(2)根据图中数据知道前3 min内A、B、C、D四种物质的物质的量的变化量分别是（mol）0.4、0.2、0.6、0.2，A、B、C、D四种物质的物质的量的变化量之比是0.4：0.2：0.6：0.2=2：1：3：1，故m、n、p、q的最简整数比为2:1:3:1；
(3)反应为：2A（g）+B（g）3C（g）+D（s），固体不用作计算K，平衡时A、B、C的浓度分别是0.4mol÷0.5L＝0.8mol/L、0.8mol÷0.5L＝1.6mol/L、0.6mol÷0.5L＝1.2mol/L，故该温度下K=；
(4)反应2A（g）+B（g）3C（g）+D（s）达到平衡后，
A．原反应A、B投入量为0.8：1，保持体积不变，再通入2 mol A和1 mol B，相当于多加了A，A的转化率减小；
B．D为固体，移走一部分D，不影响化学平衡，A的转化率不变；
C．该反应前后气体体积不变，把容器的体积缩小一倍，即加压平衡不移动，A的转化率不变；
D．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率减小；
故答案为：BC；
(5)T℃时，容积为1 L的密闭容器中，起始时充入0.2molA、0.4molB、0.3molC、0.5molD，此时Qc==K，处于平衡状态，正逆反应速率相等。
19． ＜ ＜ B mol·L－1·min－1 a 17︰25
【详解】(1)根据反应图象可知，tB＜tA，反应达到平衡时间越短，反应速率越快，对应温度越高，则T2＞T1，由T1到T2，升高温度，甲醚的物质的量减少，平衡逆向移动，则ΔH＜0；根据反应的化学方程式可知反应后气体分子数减少，故ΔS＜0；
②A．升高温度，平衡逆向移动，甲醚的产率降低，A错误；
B．将CH3OCH3(g)从体系中分离，体系中甲醚的浓度减小，平衡正向移动，产率增大，B正确；
C．使用合适的催化剂，对化学平衡无影响，产率不变，C错误；
D．充入He，使体系总压强增大，容积为恒容密闭容器，各反应量不变，平衡不移动，产率不变，D错误；
答案为B
③根据图象可知，甲醚的物质的量为nAmol，反应时间为tA，容积为2L，v=nA/（2tA）mol/（Lmin）；
(2) ①氢气与二氧化碳合成甲醚的焓变小于0，升高温度平衡逆向移动，则化学平衡常数减小，图象中的曲线a符合；
②冲入反应物时升高温度，反应正向进行，当温度变为T2时，达到平衡状态，则氢气的转化率为80%，即反应2.4mol；
容器内的压强与反应开始时的压强之比等于平衡时气体与开始时气体的物质的量之比=3.4：5=17：25。
【点睛】合成甲醚的反应为放热反应，升高温度的同时反应在正向进行，在某一温度时，正逆反应速率相等，即达到平衡状态，氢气的转化率达到最大值，再升高温度，平衡逆向移动，氢气的转化率降低；根据阿佛加德罗定律，在恒容密闭中，压强之比等物质的量之比。
20．(1)B
(2) bd 0.25 30%
【分析】(1)
A．化学反应过程中元素种类不变、原子数目不变，则化学变化中质量和能量都是守恒的，A正确；
B．由元素守恒可知，CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率不可能为100%，B错误；
C． 由图知，甲醇燃烧等转变为二氧化碳、又可将CO2还原为甲醇，则能有效促进“碳中和”， C正确；
D． 无机物和有机物可以相互转化，D正确；
则说法错误的是B。
(2)
①a．反应达到平衡后，正逆反应速率相等，反应仍在进行，处于动态平衡，a错误；
b．使用催化剂是可以增大反应速率，提高单位时间的产量、提高生产效率，b正确；
c．CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)为可逆反应，改变条件，可改变CO2的转化率，但不可以100%地转化为CH3OH，c错误；
d．通过调控反应条件，促使平衡右移，即可以提高该反应进行的程度，d正确；
则说法正确的是bd。
②由图知，9min时已达平衡状态，则a=0.25；3～6min内，。
③一开始充入lmolCO2和3molH2，一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，12min末时，n(CH3OH)=0.75mol，n(CO2)=0.25mol，则：，混合气体中CH3OH的物质的量分数为。
④其余条件相同时，反应物浓度大，反应速率快。第3min时反应物浓度比第9min大，则第3min时v正(CH3OH)第9min时v逆(CH3OH)。
21． K= 0.167mol/(L·min) 减小 c f
【分析】(1)化学平衡常数=生成物浓度的系数次方的乘积÷反应物浓度系数次方的乘积；
(2)平均速率v(HI)=；
(3) H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0，升高温度平衡逆向移动；若加入I2，平衡正向移动；
(4)反应前后气体系数和相等，若把容器的容积扩大一倍，浓度变为原来一半，平衡不移动；
【详解】(1)化学平衡常数=生成物浓度的系数次方的乘积÷反应物浓度系数次方的乘积，H2(g)+I2(g)2HI(g)反应的平衡常数表达式是K=。
(2)平均速率v(HI)=，根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)== 0.167mol/(L·min)；
(3)①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0，升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数K减小，升高温度，平衡逆向移动，HI浓度减小，选c；
②若加入I2，平衡正向移动，H2浓度减小，选f。
(4)反应前后气体系数和相等，若把容器的容积扩大一倍，浓度变为原来一半，平衡不移动，HI浓度的变化情况是 ；
【点睛】本题主要考查平衡常数、化学平衡移动以及化学反应速率的计算，需要注意的是：化学平衡常数K只与温度有关，温度改变，若平衡正向移动，化学平衡常数K增大，反之则减小