第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题（含解析） 2023-2024学年高二上学期鲁科版（2019）化学选择性必修1

第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题
一、选择题
1．在一恒容密闭容器中放入一定量的，发生反应 ，下列说法正确的是
A．当质量不变时，该反应达到平衡状态
B．若，则反应达到平衡状态
C．反应达到平衡时，升高温度，正反应速率大于逆反应速率
D．反应物的总能量小于生成物的总能量
2．工业上以NH3和CO2为原料合成尿素，其能量转化关系如图所示。总反应为2NH3(l)+CO2(g)=H2O(l)+H2NCONH2(l) △H=-103.7kJ mol-1。
下列有关说法正确的是
A．△S1＞0，△H4＞0
B．H2NCOONH4(l)的能量比H2NCONH2(l)的低，H2NCOONH4(l)更稳定
C．其他条件不变，增大压强，总反应速率和平衡转化率均增大
D．过程③的反应速率慢，使用合适的催化剂可减小△H3从而加快反应速率
3．在锌与某浓度的盐酸反应的实验中，得到如表结果：
序号 锌的质量/g 锌的形状 温度/℃ 锌完全溶解于酸的时间/s
I 2 薄片 15 200
II 2 粉末 15
III 2 粉末 35
下列说法正确的是
①t1＞t2
②t1＜200
③实验II和实验III比较，单位时间内消耗的锌的质量：m(II)>m(III)
A．只有① B．只有② C．②③ D．①②
4．反应达到平衡后，保持温度不变，再通入NO2，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比的值
A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定
5．反应的反应机理为：①②……③(快反应)，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示：
0.038 0.060
0.076 0.060
0.076 0.030
下列说法正确的是
A．该反应的速率方程为
B．该反应的速率常数k的值为6.58×10-3
C．第②步的反应方程式为
D．3步反应中反应③的活化能最大
6．下列说法正确的是
A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多
B．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量可能相同
D．已知热化学方程式：，在容器中充入和充分反应，最终放出的热量为
7．对于反应，下列表示不同条件下的反应速率，反应进行得最快的是
A． B．
C． D．
8．在密闭恒容容器中，对于N2+3H22NH3反应来说，能说明反应达到平衡状态的是
A．3v(H2)正=2v(NH3)逆
B．v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2
C．混合气体的平均摩尔质量不变
D．断裂3molH-H键的同时形成6molN-H键
9．将的溶液和溶液等体积混合，取混合液分别完成下列实验：
实验编号 实验操作 实验现象
① 滴入KSCN溶液 溶液变红色
② 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成
③ 滴入溶液 有蓝色沉淀生成
④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
下列说法不正确的是
A．由实验①和②不能说明与没有发生反应
B．由实验③和④说明与发生反应
C．由实验①和③说明与发生的是可逆反应
D．由实验②和④说明与发生的是可逆反应
10．羰基硫（COS）可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫的危害。在恒容密闭容器中，CO 和 H2S 混合加热生成羰基硫的反应为 CO（g）＋H2S（g）COS（g）＋H2（g）。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A．正、逆反应速率都等于零
B．CO、H2S、COS、H2 的浓度相等
C．CO、H2S、COS、H2 在容器中共存
D．CO、H2S、COS、H2 的浓度均不再变化
11．在溶液中存在平衡(橙色)(黄色)，某同学研究外界条件对化学平衡的影响，具体实验如图，下列叙述错误的是
A．试管a中溶液的颜色橙色加深，说明该反应的
B．实验b和c探究的是对化学平衡的影响
C．与试管e比较，试管d溶液中的值不变
D．试管e溶液中，平衡正向移动，的浓度增大
12．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是
①混合气体的密度不变
②容器内气体的压强不变
③混合气体的总物质的量不变
④B的物质的量浓度不变
⑤
A．①②③④ B．②③ C．①③④ D．只有⑤
13．下列说法中正确的是
A．2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)在低温下能自发进行，则该反应的ΔH<0
B．NH4Cl(s)= NH3(g)+HCl(g)在室温下不能自发进行，则该反应的ΔH<0
C．若ΔH>0，ΔS<0，化学反应在任何温度下都能自发进行
D．加入合适的催化剂能降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
14．将与晶体混合后搅拌，会闻到刺激性气味且体系温度降低。下列对该反应的说法不正确的是
A．该反应的熵变明显增大 B．该反应的
C．该反应在理论上可以设计成原电池 D．该反应在常温下能自发进行
15．恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H= Q kJ mol﹣1
在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是
A．反应的平衡常数
B．Q>0
C．高温有利于该反应的自发进行
D．A点混合气体的平均摩尔质量大于B点
二、填空题
16．在一定温度下，4L密闭容器内发生气体M和气体N的转化反应。它们的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)比较t2时刻，正、逆反应速率大小： v(正) (填“”“”或“”) v(逆)。
(2)若t2=2min，反应开始至t2时刻，M的平均化学反应速率 。
(3) t1、t2、t3三个时刻中处于平衡状态的时刻为 (填“t1”“ t2”或“t3”)。
(4)如果升高温度，则v(逆) (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)该反应的化学方程式为
17．用“>”、“=”或“<”回答问题
(1)在不同温度下，某刚性容器中，充入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，n(SO3)与时间变化关系如下
v(M正) v(N逆)，v(P正) v(Q逆)
(2)反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
序号 N2 H2 NH3 平衡转化率
恒温恒容 1 mol 3 mol 0 α1
绝热恒容 1 mol 3 mol 0 α2
初始温度和体积相同，α1 α2
(3)在恒温恒容容器中发生反应：H2(g) + I2(g)2HI(g)
序号 H2 I2 HI 平衡转化率
甲 1 mol 2 mol 0 α1
乙 2 mol 4 mol 0 α2
α1 α2
(4)在恒温恒容容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，
序号 SO2 O2 SO3 平衡转化率
甲 2 mol 1 mol 0 α甲(SO2)
乙 0 0 4 mol α乙(SO3)
α甲(SO2)+α乙(SO3) 1
(5)恒温恒压容器中发生反应：2NO2(g) N2O4(g)
序号 NO2 N2O4 He 平衡转化率
甲 2 mol 0 mol 0 α甲
乙 4 mol 0 mol 2 mol α乙
α甲 α乙
18．硫酸是重要的化工材料，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。
(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下经20分钟达到平衡，测得c(SO3)＝0.040mol/L。
①从反应开始到达到平衡，用SO2表示的平均反应速率为
②从平衡角度分析采用过量O2的目的是 ；
③该反应的平衡常数表达式为K＝ 。
④已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是 （选填“吸”或“放”）热反应。若反应温度升高，SO2的转化率将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
(2)某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强(P)的关系如图所示。平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A) K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”，下同）。
19．恒容容器中发生可逆反应：M(g)+N(g)P(g)+Q(g)+R(s)，回答下列问题(写出计算过程)
(1)在某温度下，起始时c(M)=1mol/L、c(N)=2.4mol/L，达到平衡后，M的转化率为60%，求该温度下反应的化学平衡常数 。
(2)若保持温度不变，起始时c(M)=4mol/L、c(N)=a mol/L，达到平衡后c(P)=2mol/L，求a的值是多少 ？
(3)若保持温度不变，起始时c(M)=c(N)=b mol/L，达到平衡后，N的转化率为多少 ？
20．将1molCO和2molH2充入恒容密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，不同压强下CH3OH在平衡混合气体中的体积分数随温度的变化如图所示，A、B、C三点的化学平衡常数KA、KB、KC的相对大小为 ，计算C点的压强平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数)。
21．研发二氧化碳和有机物的利用技术对治理生态环境具有重要意义。
(1)已知：
则催重整反应的 。
(2)催化重整反应中，测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示：
①判断该反应的 0(填“>”、“<”或“=”)，比较压强的大小： (填“>”、“<”或“=”) 。
② 在恒容容器中进行该催化重整反应(不考虑其他反应)，下列能说明该反应处于化学平衡状态的是 (填字母)。
A．的质量分数保持不变 B．容器中与H2的百分含量之比保持不变
C． D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
③X点对应的初始投料比，平衡压强为，温度为950℃，则X点平衡常数 。
(3)反应 的正、逆反应速率可分别表示为、，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅受温度影响。则如图所示的四条斜线中，有两条分别为和pk逆 随T变化斜线，能表示pk正 随T变化关系的是 (填字母)。
(4)一种以甲醇为原料，利用和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极，制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。
电解过程中阳极电极反应式为 。
22．I.为探究H+对MnO2与H2O2反应速率的影响。现取等量MnO2和表中有关物质，在相同温度下进行4组实验，分别记录收集20.0mLO2所需时间。
实验编号 1 2 3 4
10%H2O2的体积/mL 5.0 5.0 V1 V2
20%硫酸的体积/mL 0 0.5 1.0 V3
水的体积/mL 15.0 14.5 V4 13.5
所需时间t/s t1 t2 t3 t4
已知酸性条件下时：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O
(1)表中V2= mL，V4= mL。
(2)实验测得t2>t3>t4，则可得出的实验结论是 。
II.已知反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v=kcx(NO)cy(H2)，k为速率常数。在800℃时测得的相关数据如表所示。
实验数据 初始浓度 生成N2的初始速率/mol·L-1·s-1
c(NO)/mol·L-1 c(H2)/mol·L-1
1 2.00×10-3 6.00×10-3 1.92×10-3
2 1.00×10-3 6.00×10-3 4.80×10-4
3 2.00×10-3 3.00×10-3 9.60×10-4
(3)由表中的数据可算出x、k的值：x= ，k= 。
(4)若800℃时，初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3mol·L-1，则生成N2的初始速率为 mol·L-1·s-1。
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．当质量不变时，该反应不再移动，说明达到平衡状态，A正确；
B．反应速率比等于系数比，时，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，B错误；
C．反应为放热反应，达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，则正反应速率小于逆反应速率，C错误；
D．反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，D错误；
故选A。
2．C
解析：A．二氧化碳气体转化为液态二氧化碳是一个熵减的过程，A项错误；
B．反应③为吸热反应，说明的能量比液态水和的总能量低，无法比较和的能量高低，所以无法判断两者的稳定性强弱，B项错误；
C．压强增大，反应速率增大，该反应为反应前后气体体积减小的反应，其他条件不变，增大压强，平衡向正反应方向移动，平衡转化率增大，C项正确；
D．过程③使用合适的催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应热的大小，D项错误；
故选C。
3．D
解析：粉末状比薄片状，表面积大，反应快，温度越高，反应速率越快，且II、III实验中只有温度不同，则III中温度高，III中反应速率快，可知t1＞t2、t1＜200，实验II和实验III比较，且Zn均完全溶于酸，III中反应速率快，则反应结束前单位时间内消耗的锌的质量为m(II)4．C
解析：根据题意，，K只与温度有关，温度不变，则K不变，故选C。
5．B
解析：A．由1、2两组数据可知：c()增大一倍，速率增大一倍；由2、3两组数据可知：c(I-)增大一倍，速率增大1倍，该反应的速率方程为，A错误；
B．将1组的数据代入速率方程式可得：v=k×0.038×0.06=1.5×10-5，解得k=6.58×10-3，B正确；
C．根据盖斯定律，用总反应-①-③，整理可得第②步的反应方程式为，C错误；
D．3步中反应③为快反应，其活化能最小，D错误；
故合理选项是B。
6．A
解析：A．由于等量的S(g)能量高于S(s)，故完全燃烧后，S(g)放热更多，故A正确；
B．甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 kJ mol-1，则1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出890.3kJ热量，则CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3 kJ mol-1，故B错误；
C．化学反应必然伴随着能量变化，则反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等，故C错误；
D．热化学方程式中为完全转化时的能量变化，可逆反应不能完全转化，且物质的量与热量成正比，则容器中充入2molSO2和1molO2充分反应，最终放出的热量小于196.64kJ，故D错误；
故选：A。
7．A
【分析】根据速率之比等于化学计量数之比，换算成相同单位、同一物质表示的反应速率然后比较。
解析：都转化成B物质表示的化学反应速率；
A．v(B)=3v(A)=3×0.02mol/(L s)=0.06mol/(L s)=3.6mol/(L min)；
B．v(B)=0.05mol/(L s)=3mol/(L min)；
C．v(B)=2.00mol/(L min)；
D．v(B)=v(C)=×1mol/(L min)=1.5mol/(L min)；
则反应进行得最快的是v(A)=0.02mol/(L s)；答案选A。
8．C
解析：A．反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，根据化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比可知2v(H2)正=3v(NH3)逆，可说明反应达到平衡状态，A错误；
B．根据化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比可知v(N2)：v(H2)：v(NH3)始终等于1：3：2，则v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2不能说明反应达到平衡状态，B错误；
C．混合气体的平均摩尔质量等于气体的总质量与气体总物质的量之比，由于气体的总质量保持不变，气体总的物质的量随着反应的进行不断减小，所以气体的摩尔质量为变量，当气体摩尔质量不变时，可说明反应达到平衡状态，C正确；
D．断裂3molH-H键的同时形成6molN-H键只能代表正反应，不能代表正反应速率等于逆反应速率，所以不能说明反应达到平衡状态，D错误；
故选C。
9．D
【分析】由实验的实验现象可知，过量的碘化钾溶液与硫酸铁溶液混合时，铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘离子的反应为可逆反应，反应的方程式为2Fe3++2I—2Fe2++I2，反应后的溶液中含有钾离子、硫酸根离子、铁离子、亚铁离子、碘离子和单质碘。
解析：A．由分析可知，铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘离子的反应为可逆反应，，反应后的溶液中含有铁离子和碘离子，所以由实验①和②不能说明铁离子与碘离子没有发生反应，故A正确；
B．由分析可知，铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘离子的反应为可逆反应，所以由实验③和④说明铁离子与碘离子发生反应，故B正确；
C．由分析可知，溶液混合时，碘化钾溶液过量，溶液中存在铁离子说明该反应为可逆反应，所以由实验①和③说明铁离子与碘离子发生的是可逆反应，故C正确；
D．由分析可知，溶液混合时，碘化钾溶液过量，溶液中存在碘离子不能说明该反应为可逆反应，所以由实验②和④不能说明铁离子与碘离子发生的是可逆反应，故D错误；
故选D。
10．D
解析：A．化学平衡是动态平衡，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等但不为0，故A错误；
B．当体系达平衡状态时CO、H2S、COS，H2的浓度可能相等也可能不等，故B错误；
C．只要反应发生就有CO、H2S、COS，H2在容器中共存，故C错误；
D．CO、H2S、COS，H2的浓度均不再变化，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确；
故选D。
11．A
解析：A．试管a中溶液的颜色橙色加深，说明降温该反应逆向移动，该反应的，A错误；
B．实验b加入2mol/LNaOH溶液，使减小，实验c加入2mol/L硫酸，使增大，所以实验b、c探究的是溶液中对化学平衡的影响，B正确；
C．平衡常数，K的值只受温度影响，温度不变，K值不变，C正确；
D．试管e溶液中加入K2Cr2O7固体，使的浓度增大，平衡正向移动， D正确；
故选A。
12．A
解析：①反应前后，气体的质量增大，恒容容器内气体的体积不变，故反应前后，气体的密度增大，当混合气体的密度不变时，说明该反应已达到平衡状态，①符合题意；
②反应前后，气体的分子数增加，恒容容器内气体的压强增大，当容器内气体的压强不变时，说明该反应已达到平衡状态，②符合题意；
③反应前后，气体的质量增大，当混合气体的总物质的量不变时，说明该反应已达到平衡状态，③符合题意；
④反应前后，B的物质的量浓度减小，当B的物质的量浓度不变时，说明该反应已达到平衡状态，④符合题意；
⑤该反应达到平衡状态时，，即3v正(B)=2v逆(C)，故2v正(B)=3v逆 (C)时，不能说明该反应已达到平衡状态，⑤不符合题意；
综上所述，能表明该反应已达到平衡状态的是①②③④，故选A。
13．A
【分析】自由能变△G的的判断方法 △G＝△H－T△S，△G＜0，反应正向自发进行；△G＝0，反应处在平衡状态；△G＞0，反应逆向自发进行；以此解答。
解析：A. 对于反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)，气体物质的量减小，ΔS<0，在低温下能自发进行，所以该反应的ΔH<0，故A正确；
B. 反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的气体物质的量增加，所以ΔS>0，该反应在室温下不能自发进行，说明ΔH>0，故B错误；
C. 若ΔH>0，ΔS<0，ΔH-TΔS任何温度下都大于0，所以化学反应在任何温度下都不能自发进行，故C错误；
D. 加入合适的催化剂能降低反应活化能，不能改变反应的焓变，故D错误；
故选A。
14．C
解析：A．会闻到刺激性气味说明反应固体反应生成气体，反应熵变增大，A正确；
B．体系温度降低，说明温度降低，反应为吸热反应，焓变大于零，B正确；
C．自发的氧化还原反应可以设计成原电池，该反应不是氧化还原反应，在理论上不可以设计成原电池，C错误；
D．由题干可知，该反应在常温下能自发进行，D正确；
故选C。
15．D
解析：A.该反应的平衡常数， A不符合题意；
B.由分析可知，该反应为放热反应，因此Q<0，B不符合题意；
C.若反应自发进行，则ΔH-TΔS<0，由于该反应ΔH<0，ΔS<0，若为高温条件，则ΔH-TΔS可能大于0，不利于反应自发进行，C不符合题意；
D.该反应中反应物和生成物都是气体，因此反应前后混合气体的质量不变，A点时反应正向进行的程度较大，则混合气体的物质的量较小，根据公式可知，混合气体的平均摩尔质量较大，D符合题意；
故答案为：D
二、填空题
16．(1)＞
(2)0.25
(3)t3
(4)增大
(5)2N(g) M(g)
解析：（1）t2时刻，N的物质的量继续减小中，M的物质的量继续增大中，故处于建立平衡的过程中，则t2时刻正、逆反应速率大小：v(正)＞v(逆)。
（2）若t2=2min，反应开始至t2时刻，M的平均化学反应速率。
（3）达到平衡时，各成分M、N的物质的量不再改变。则处于平衡状态的时刻为t3。
（4）温度升高反应速率加快，正逆反应速率都增大，则升高温度，v(逆)增大。
（5）从反应开始至平衡时刻，，，物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，故该反应的化学方程式为2N(g) M(g)。
17．(1) > >
(2)>
(3)=
(4)<
(5)>
【分析】(1)未达到平衡时，正反应速率大于逆反应速率；L2平衡时SO3浓度低，消耗的SO2和O2少，压强大；
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为放热反应，恒温恒容温度不变，绝热恒容温度升高，反应平衡向左移动，转化率低；
(3)H2(g)+I2(g)2HI(g)为气体体积分数不变的反应，恒温恒容容器中等比例增加反应物，转化率不变；
(4)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为气体体积分数减小的反应，乙反应中气体体积大，压强大，平衡右移；
(5)恒温恒压下，通入惰性气体，会使容器中气体体积增大,参与反应的气体分压变小,所以要向着体积增大的方向移动。
解析：（1）未达到平衡时，正反应速率大于逆反应速率；所以v(M正)>v(N逆)；L2平衡时SO3浓度低，消耗的SO2和O2少，压强大；所以v(P正)>v(Q逆)；故答案为>；>；
（2）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为放热反应，恒温恒容温度不变，绝热恒容温度升高，反应平衡向左移动，转化率低；所以α1>α2；故答案为>；
（3）H2(g)+I2(g)2HI(g)为气体体积分数不变的反应，恒温恒容容器中等比例增加反应物，转化率不变；所以α1=α2；故答案为=；
（4）2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为气体体积分数减小的反应，如果乙反应冲入2molSO3(g)，α甲(SO2)+α乙(SO3)=1；题中乙反应中气体体积大，压强大，平衡右移，SO3转化率降低；所以α甲(SO2)+α乙(SO3)<1；故答案为<；
（5）恒温恒压下，如果不通入惰性气体，通入2mol和4molNO2，转化率相等；通入惰性气体后，会使容器中气体体积增大,参与反应的气体分压变小,反应逆向移动，转化率降低，所以α甲>α乙；故答案为>。
18．002mol/(L min) 提高二氧化硫的转化率 放 减小 =
解析： 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
开始(mol/L) 0.050 0.030 0
改变(mol/L) 0.040 0.020 0.040
平衡(mol/L) 0.010 0.010 0.040
①从反应开始到达到平衡，用SO2表示的平均反应速率:
②加入过量O2，使另一反应物二氧化硫的转化率增大，目的是提高二氧化硫的转化率；
③反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数表达式为；
④已知：K(300℃)＞K(350℃)，则升高温度平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，而升高温度平衡向吸热反应的方向移动，则该反应是放热反应。若反应温度升高，平衡逆向移动，则SO2的转化率将减小；
故为：0.002mol/(L min)；提高二氧化硫的转化率；；放；减小。
(2)平衡常数只与温度有关，与压强无关，在温度不变的条件下，无论压强怎样变化，平衡常数都不变。故为：=。
19．(1)0.5
(2)6
(3)41%
解析：（1）起始时c(M)=1mol/L、c(N)=2.4mol/L，达到平衡后，M的转化率为60%，则平衡时c(M)=0.4mol/L、c(N)=1.8mol/L、c(P)=0.6mol/L、c(Q)=0.6mol/L，；
（2）若保持温度不变，则平衡常数不变，因此有，解得a=6；
（3）若保持温度不变，则平衡常数不变，设Ｎ的转化率为x，则，解得。
20．KA>KB=KC
解析：平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，由图可知，温度升高，甲醇的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，平衡常数减小，B、C的温度相同，高于A，则A、B、C三点的化学平衡常数相对大小为KA>KB=KC；设C点平衡时甲醇的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式：
由甲醇的百分含量为50%可得：×100%=50%，解得a=0.5，则平衡时一氧化碳、氢气和甲醇的分压分别为×p2=0.25p2、×p2=0.5p2、×p2=0.25p2，反应的平衡常数Kp===，故答案为：KA>KB=KC；。
21．(1)(a-2b-2c)
(2)> < AD
(3)d
(4)CH3OH-4e-+H2O=HCOOH+4H+
解析：（1）①
②
③
根据盖斯定律①-②×2-③×2得的 (a-2b-2c)。
（2）①由图可知，温度升高CH4的平衡转化率增大，升温平衡向正反应方向移动，该反应的>0；而由催化重整反应可知，相同温度下，增大压强平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，则<。
② A．的质量分数保持不变，说明浓度不变，反应达到平衡状态，故选A；
B．与H2都是生成物，物质的量比始终为1:1，容器中与H2的百分含量之比保持不变，反应不一定平衡，故不选B；
C．，正逆反应速率比不等于系数比，反应不平衡，故不选C；
D．混合气体总质量不变、混合气体的物质的量是变量，容器中混合气体的平均相对分子质量是变量，混合气体的平均相对分子质量保持不变，反应一定达到平衡状态，故选D；
选AD。
③压强为p4、投料比=1、950℃的条件下，，X点平衡常数Kp═==。
（3）升高温度，反应速率加快，k正、k逆都增大，pk都减小，反应 ，正反应吸热，升高温度平衡正向移动，说明k正增大的幅度大于k逆。能表示pk正(pk=-lgk)随T变化关系的是d。
（4）从图分析，右侧由甲醇变成甲酸，失去电子，故右侧为阳极，即b为电源正极，电解过程中阳极电极反应式为CH3OH-4e-+H2O=HCOOH+4H+。
22．(1) 5.0 14.0
(2)其他条件相同的情况下，H+的浓度越大，反应速率越快
(3)2 8×104
(4)5.12×10-3
【分析】探究H+浓度对MnO2与H2O2反应速率的影响，需要控制变量，只改变H+浓度，其他量都必须相同。
解析：（1）为了探究H+浓度对MnO2与H2O2反应速率的影响，只改变H+浓度，其他量都必须相同，所以V1=5.0mL；水和硫酸的体积之和为15.0mL，所以表中V4=14.0mL。
（2）实验测得t2>t3>t4，则实验2、3、4的反应速率依次加快，则可得出的实验结论是:其他条件相同的情况下，H+的浓度越大，反应速率越快。
（3）将3组实验数据代入v=k cx(NO) cy(H2)，中有：
，
，
，解得：x=2，y=1，k=8×104。
（4）若800℃时，初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3mol·L-1，则生成N2的初始速率v=8×104×c2(NO)·c( H2) =8×104×(4.00×10-3)2×(4.00×10-3)=5.12×10-3mol·L-1·s-1