第2章 化学反应的方向、限度与速率 测试题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）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．化学与生活密切相关，下列说法错误的是
A．废旧电池中含汞、镉、铅等重金属，不能就地填埋
B．可以用勒夏特列原理解释钠与氯化钾共融制备钾：Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)
C．燃烧木柴时，采用较细木柴并架空有利于燃烧
D．风能、氢能、地热和天然气都是清洁的新能源
2．HCHO(g)与在催化剂(简写为HAP)表面催化生成和的历程示意图如下。下列说法错误的是
A．HCHO(g)与的总能量大于和的总能量
B．羟基磷灰石(HAP)的作用是降低反应的焓变，加快反应速率
C．HCHO与分子中的中心原子的杂化轨道类型不相同
D．该反应过程既有极性共价键的断裂，也有非极性共价键的断裂
3．下列装置和操作不能达到实验目的的是
A．中和热测定 B．验证铁的析氢腐蚀 C．验证温度对化学平衡的影响 D．除去碱式滴定管乳胶管中气泡
A．A B．B C．C D．D
4．对于反应，下列分别表示不同条件下的反应速率，则反应速率大小关系正确的是
① ② ③ ④v(D)=0.03mol·L-1·s-1
A．②＞③＞④＞① B．③＞①=④＞② C．③＞④＞①＞② D．①＞④＞②＞③
5．下列说法不正确的是
A．需要加热才能发生的反应可能是放热反应
B．任何吸热反应在常温条件下都不能发生
C．反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热
D．可以利用物质的颜色变化和浓度变化间的比例关系来测量反应速率
6．对比实验是实验探究的重要方法，下列对比实验设计不能实现相应实验目的是
实验设计
选项 A．探究温度对分子运动快慢的影响 B．探究能否加快分解 C．探究空气是燃烧的必要条件 D．探究二氧化碳溶于水发生了化学反应
A．A B．B C．C D．D
7．在四氯化碳中通入干燥的二氧化碳和氨气可以制备氨基甲酸铵(NH2COONH4)，反应的方程式为2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(S) <0，实验装置如下图所示。
下列有关说法正确的是
A．装置I中多孔隔板上可放置Na2CO3固体
B．装置Ⅱ的作用是除去HCl，装置中可使用饱和Na2CO3溶液
C．装置Ⅳ采用冷水浴可以减少气体的挥发，提高反应的平衡转化率
D．装置V的作用是干燥NH3，装置中可使用浓硫酸
8．以Fe3O4为原料炼铁，生产过程中主要发生如下反应：
反应I： Fe3O4 (s)+CO(g) 3 FeO (s)+CO2(g) ΔH=19.3 kJ·mol-1
反应II： Fe3O4 (s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g) ΔH
为研究温度对还原产物的影响，将一定体积CO气体通入装有Fe3O4粉末的反应器，保持其它多件不变，达平衡时，测得CO的体积分数随温度的变化关系如图所示，下列说法正确的是
A．反应II的 ΔH>0
B．反应温度越高，Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越低
C．在恒温、恒容的反应炉中，当压强保持不变时，反应I、II均达到平衡状态
D．温度高于1040℃时，反应I的化学平衡常数K>4
9．一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量和，发生反应： ，其反应速率(k是速率常数，只与温度有关)。测得的转化率与时间的关系如图所示，其中、均表示温度，下列说法中错误的是
A．温度为时，M点：
B．平衡常数：
C．温度为时，平衡体系中
D．向反应体系中加入合适的催化剂，能降低反应的活化能，但平衡常数K却保持不变
10．氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是
A．H2的燃烧热为ΔH=-285.8 kJ/mol，则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6 kJ/mol
B．氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e—＝4OH—
C．常温常压下氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2L H2，转移电子数目为6.02×1023
D．一定温度下，反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0
11．下列选项中的原因或结论与现象不对应的是
选项 现象 原因或结论
A 在中加入，能加速的分解速率 降低了反应所需的活化能
B 向5mL 0.005 溶液中加入5mL 0.010 KSCN溶液，溶液呈红色，再滴加几滴1 KCl溶液，溶液颜色变浅 增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动
C 将盛有气体的密闭容器浸泡在热水中，容器内气体颜色变深 ，，平衡向生成方向移动
D 在密闭容器中有反应：。达到平衡时测得为0.5，将容器容积扩大到原来的5倍，测得为0.2 A为气体，
A．A B．B C．C D．D
12．某实验小组进行图中所示探究实验，其实验目的是
A．温度对平衡移动的影响 B．浓度对平衡移动的影响
C．压强对平衡移动的影响 D．催化剂对平衡移动的影响
13．2022年4月以来，辽沈大地遭遇罕见的少雨天气，给农业生产带来不少麻烦，5月24日至25日，利用一次东北冷涡天气过程，辽宁省气象局组织人员向天空云层中撒入干冰，开展了大范围的人工增雨作业。干冰在云层中的变化过程中，其焓变和熵变均正确的是
A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0
14．下列对于化学反应方向说法正确的是
A．涂有防锈漆和没有涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的
B．常温下反应2Na2SO3(s)+O2(g)= 2Na2SO4(s)能自发进行，则ΔH>0
C．反应2Mg(s)+CO2(g)= C(s)+2MgO(s)能自发进行，则该反应的△H>0
D．一定温度下，反应2NaCl(s)＝2Na(s)＋Cl2(g)的△H<0，△S>0
15．某温度下，在①、②两个恒容密闭容器中发生反应：H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)，K=2.25。物质的起始浓度如下表：
容器编号 起始浓度(mol·L-1)
H2 CO2 H2O CO
① 0.1 0.1 0 0
② 0.2 0.1 0.2 0.1
下列说法正确的是
A．反应开始，②中反应逆向进行 B．平衡时，①中c(CO2)=0.04mol·L-1
C．①、②均达平衡时，各组分浓度相同 D．①中H2的平衡转化率为40%
二、填空题
16．I.实验室利用如图装置进行中和热的测定。回答下列问题：
(1)该图中有一处未画出，它是 。
(2)在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是 。
(3)如果用0.50 mol·L-1的盐酸与氢氧化钠固体进行实验，则实验中所测出的“中和热”数值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)；原因是 。
II.现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知c(SO2)=0.4 mol·L-1，c(O2)=1 mol·L-1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K=19，试判断：
(4)当SO2的转化率为50%时，该反应 (填“是”或“否”)达到平衡状态；若未达到，反应向 (填“正反应”或“逆反应”)方向进行。
(5)达平衡状态时，SO2的转化率应为 。
17．催化加氢合成二甲醚是资源化利用的有效途径之一，合成二甲醚的总反应可表示为：总反应：(表示平衡常数，下同)
该反应可通过如下步骤来实现：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
请回答：
(1) (用表示)， (用表示)。
(2)、的条件下，平衡时转化率和的选择性随温度变化如图1所示。
其中：的选择性
①下列说法正确的是 。
A．
B．若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，则反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
C．提高氢碳比，平衡时的转化率增大，的选择性减小
②时，不考虑其他副反应，反应Ⅰ的平衡常数为 。
③、的条件下，催化加氢反应一段时间，不同温度下实际转化率和实际选择性数据如表：
温度/ 220 240 260 280 300
实际转化率% 7.6 12.4 14.8 18.6 22.9
二甲醚实际选择性% 68.7 77.2 61.0 41.5 27.5
该体系合成二甲醚的最佳反应温度为 。
④由上表数据可知，二甲醚的实际选择性逐渐减小，从化学反应速率角度分析原因 。
(3)、、，平衡时转化率和的收率与进料气中体积分数有关，其变化如图2所示，其中：
的收率
的收率
请在图2中选出在之间平衡收率的变化趋势 (填“a”或“b”或“c”)
18．反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)正反应是 反应(填“吸热”、“放热”)。
(2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是 。
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响 (填“有影响”或“无影响”)。
(4)在反应体系中加入催化剂，E1的变化是：E1 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
19．在2 L密闭容器中，800 ℃时，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表所示。
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)图中，A点处v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)图中表示NO2变化的曲线是 。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v= 。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母，下同)。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内的密度保持不变
20．在一定温度下，将2mol A和2molB 两种气体相混合于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，2分钟末反应达到平衡状态，生成了0.6mol D，并测得C的浓度为0.45mol/L，请填写下列空白：
(1)A的转化率为
(2)2分钟内生成D的反应速率为
(3)x值等于
(4)如果增大反应体系的压强，则平衡体系中C的质量分数 (填“增大”“减小”或“不变”)
21．(1)一定温度下，在密闭容器中通入一定量的NO2，发生反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，达到化学平衡时，测得混合气中NO2浓度为0.06mol·L-1，O2的浓度为0.12mol·L-1。
则：①该可逆反应的平衡常数K= (请用数字计算式表达)。
②此时NO2的转化率 。
(2)在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g)，开始时A为4mol，B为6mol，5min末时测得C的物质的量为3mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L·min)。
计算：①5min末A的物质的量浓度为 ；
②前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为 ；
③化学方程式中n值为 。
22．烟气中的NOx是大气的主要污染物之一，NOx的吸收处理是当前研究的热点。
(1)还原吸收法
方法1：直接使用尿素[CO(NH2)2]溶液吸收烟气中的NOx。
方法2：先用合适的氧化剂将NOx中的NO氧化为NO2，再用CO(NH2)2溶液去还原吸收。
还原吸收等量的NOx，消耗尿素较多的是 (填“方法1”或“方法2”)。工业上选择方法2处理NOx的原因是 。
(2)水吸收法
NO2和N2O4均能被水吸收，不同初始压强下，NO2和N2O4的混合气体被水吸收前和吸收达平衡后，气体中NO2和N2O4的体积分数如图所示。混合气体中与水反应的主要成分是 。达平衡后，气体中的NO2和N2O4的体积分数之和远小于100%，原因是 。
(3)配合物吸收法
钴氨配合物吸收NO的主要原理如下。对NO的配合能力很强，而对NO的配合能力极低。
①与NO反应的和与反应的物质的量之比为 。
②钴氨溶液经过多次循环吸收NO后，其吸收NO的能力会降低，为了恢复钴氨溶液吸收NO的能力，需采取的方法是 。
(4)NO与在某催化剂表面反应生成的过程中，在催化剂表面能形成被吸附的O(用O-Site表示)，接下来的机理可能有两种：
机理1：
机理2：
上述两个反应均为基元反应。保持温度和NO的浓度不变，测得NO与在该催化剂作用下反应的初始速率与浓度的关系如图所示。能合理解释图中曲线变化的机理为 (填“机理1”或“机理2”)；判断的依据是 。
23．乙酰苯胺为无色晶体，具有退热镇痛作用，是较早使用的解热镇痛药，有“退热冰”之称。实验室常用苯胺与乙酸反应制备乙酰苯胺：
+CH3COOH +H2O
相关的文献数据如下：
物质 密度g/ml 熔点℃ 沸点℃ 溶解性
冰醋酸 1.05 16.6 118 易溶于水
苯胺 1.02 -6 184.4 微溶于水，易氧化
乙酰苯胺 1.21 114.3 305 微溶于冷水，易溶于热水
实验流程如下：
据此回答下列问题：
(1)实验装置中仪器a的名称 ，圆底烧瓶中加入少许锌粉目的是 ，锥形瓶中蒸馏物主要成分是 （填化学式）。
(2)反应需控制温度在105℃左右的原因是 ，判断反应已基本完全的依据是 。
(3)粗产品中所含有机杂质主要为 ，进一步提纯的实验方法为 ，证明提纯后的产品为乙酰苯胺的简单实验方法为 。
(4)计算所得到乙酰苯胺的产率是 。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A. 废旧电池中含汞、镉、铅等重金属，不能就地填埋，否则会污染环境，故A正确；
B. 钠与氯化钾共融制备钾：Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)是可逆反应，存在平衡，则可用勒夏特列原理解释，故B正确；
C. 燃烧木柴时，采用较细木柴并架空有利于空气流通，更有利于燃烧，故C正确；
D. 风能、氢能、地热是清洁的新能源，但天然气不是新能源，是常规能源，故D错误；
答案D。
2．B
解析：A．根据图中信息得到该反应是放热反应，则HCHO(g)与的总能量大于和的总能量，故A正确；
B．催化剂(简写为HAP)的作用是降低反应的活化能，加快反应速率，焓变是不变的，故B错误；
C．HCHO分子中的中心原子价层电子对数为3，杂化类型为sp2，分子中的中心原子价层电子对数为2，杂化类型为sp，两者中心原子的杂化轨道类型不相同，故C正确；
D．该反应过程既有极性共价键的断裂即碳氢键，也有非极性共价键的断裂即氧氧键，故D正确。
综上所述，答案为B。
3．B
解析：A．该装置能保温，能测定实验中的温度变化，故能达到实验目的，A错误；
B．该实验为中性溶液，不能验证铁的析氢腐蚀，故不能达到实验目的，B正确；
C．混合气体在不同温度下显示不同的颜色，说明验证温度对化学平衡的影响，故能达到实验目的，C错误；
D．该图为碱式滴定管，尖嘴向上可以排除管中气泡，故能达到实验目的，D错误；
故选B。
4．C
解析：比较不同条件下的反应速率应转化成同一物质的速率进行比较，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比进行转换，以A的速率为标准，
①对应的；
②对应的；
③
④
可知反应速率的由快到慢的顺序为：③＞④＞①＞②；
故选：C。
5．B
解析：A．有些放热反应，需要加热甚至高温才能发生反应，如铝热反应，需要“高温”条件，选项A正确；
B．有些吸热反应在常温条件下也能发生，如氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应是吸热反应，常温下可以进行，选项B不正确；
C．由能量守恒可知，反应物总能量大于生成物所具有的总能量是放热反应、反应物总能量小于生成物所具有的总能量是吸热反应，选项C正确；
D．有色物质的颜色深浅由物质的浓度决定，则可以利用物质的颜色变化和浓度变化间的比例关系来测量反应速率，选项D正确；
答案选B。
6．C
解析：A．通过对比相同体积的热水和冷水变红的快慢，可以得到温度越高，分子运动越快的结论，A正确；
B．通过对比实验，左边的双氧水不加二氧化锰，右边的双氧水加了二氧化锰，最后加了二氧化锰的这边小木条复燃了，左边的没有复燃，证明二氧化锰加快了双氧水的分解，B正确；
C．想要证明空气是燃烧的必要条件，那么其它影响燃烧的因素就必须相同，本实验中红磷和白磷的着火点不同，也有可能是导致燃烧的原因，不能说明空气是燃烧的必要条件，C错误；
D．通过对比干燥石蕊紫花和湿润石蕊紫花遇到二氧化碳之后，湿润的石蕊紫花变红，干燥的不变红，可以说明，二氧化碳确实和水发生了化学反应，D正确；
故选C。
7．C
解析：A．多孔隔板上应该放置是难溶性固体，而易溶于水，所以多孔隔板上应该放置固体，与稀盐酸制备，A错误；
B．装置II的作用是除去中的HCl杂质，可使用的是饱和的溶液，饱和溶液仍然会与反应而损耗，B错误；
C．氨气是易挥发的气体，冷水浴确实可以减少的挥发，且反应为放热反应，利用冷水浴降低温度，可促使平衡向正反应方程移动，从而提高反应的平衡转化率，C正确；
D．浓硫酸与可反应，所以不能用浓硫酸干燥，要用碱石灰干燥，故装置IV为装有碱石灰的球形干燥管，D错误；
故合理选项为C。
8．D
解析：A．由方程式可知，反应I为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，一氧化碳的体积分数减小，由图可知，570℃前，一氧化碳的体积分数增大说明反应②是放热反应，ΔH小于0，故A错误；
B．由图可知，温度高于570℃，温度升高，一氧化碳的体积分数减小，反应以反应①为主说明反应温度越高，四氧化三铁主要还原产物中铁元素的价态越高，故B错误；
C．反应Ⅰ、Ⅱ均为反应前后气体体积不变的反应，因此在恒温、恒容的反应炉中，无论反应是否达到平衡，体系的压强始终不变，则压强保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应Ⅰ、Ⅱ是否达到平衡状态，故C错误；
D．由图可知，1040℃时，发生的反应为反应Ⅰ，一氧化碳的体积分数为20%，反应的平衡常数K==4，反应①是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，则温度高于1040℃时，反应I的化学平衡常数K>4，故D正确；
故选D。
9．A
解析：A．由可得平衡常数，温度为时，M点表示反应正向进行，，故A错误；
B．由图可知，温度为时，的转化率低于，所以平衡常数，故B正确；
C．温度为时，的转化率为80%，设起始物质的量为n，则平衡时物质的量为0.2n，物质的量为0.8n，所以平衡体系中；故C正确；
D．平衡常数K只与温度有关，催化剂能降低反应的活化能，但不改变平衡常数，故D正确；
故答案选A。
10．D
解析：A．H2的燃烧热为ΔH=-285.8 kJ/mol，此时生成H2O(l)，那么2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6 kJ/mol，A错误；
B．氢氧燃料电池，氢气作负极，失电子发生氧化反应，若为酸性条件，电极反应式为：2H2-4e-=4H+，B错误；
C．常温常压下，气体摩尔体积不是22.4L/mol，无法根据气体体积进行微粒数目的计算，C错误；
D．该反应的ΔS<0，一定温度下该反应能自发进行，则该反应的ΔH<0，D正确；
故选D。
11．B
解析：A．向过氧化氢中加入二氧化锰能够加快过氧化氢的分解速率，二氧化锰作为催化剂，降低了反应所需的活化能，A项正确；
B．溶液显红色的实质是，与K+、Cl-的浓度无关，溶液颜色变浅是因为溶液被稀释了，B项错误；
C．将容器浸泡在热水中，容器中气体颜色变深，由于NO2为红棕色气体、N2O4为无色气体，说明温度升高平衡向生成二氧化氮的方向移动，则该反应方向为吸热反应方向，其逆反应为放热反应，故，，C项正确；
D．当容器的容积扩大为原来的5倍，若平衡不发生移动则应该变为0.1，但达到平衡时测得为0.2，说明容器的容积增大，压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，A的浓度发生变化，A为气体，化学计量系数1+x>2，故x>1，D项正确；
故选B。
12．A
解析：2NO2 N2O4 ΔH＜0，二氧化氮为红棕色气体，利用颜色的深浅可知，热水中的圆底烧瓶的颜色较深，说明温度升高，化学平衡逆向移动，图中实验可说明温度对平衡移动的的影响，故A符合题意。
13．A
解析：干冰升华吸热，ΔH>0，干冰升华生成CO2气体，由干冰固体变成二氧化碳气体，是一个熵增的过程，ΔS>0，故答案选A。
14．A
解析：A．钢制器件的腐蚀具有自发性，与是否涂有油漆没有关系，A正确；
B．反应的ΔS<0，由ΔG=ΔH－T·ΔS<0时，反应可自发进行可知，ΔH<0，B错误
C．反应的ΔS<0，由ΔG=ΔH－T·ΔS<0时，反应可自发进行可知，ΔH<0，C错误；
D．反应的ΔS>0，该反应为分解反应，应吸热，反应的ΔH>0，在较高温度下，可满足ΔG=ΔH－T·ΔS<0，能自发进行，D错误；
答案选A。
15．B
解析：A．②中反应开始时Q=B．设①中达到平衡时CO浓度为xmol/L，则根据化学方程式可知，平衡时氢气和二氧化碳浓度均为(0.1-x)mol/L，一氧化碳和水浓度均为xmol/L，，解得x=0.06mol/L，则平衡时二氧化碳浓度为0.04mol/L，B正确；
C．由题给数据可知，反应①平衡时，水蒸气和一氧化碳的浓度相等，反应②中水蒸气和一氧化碳浓度不相等，由方程式可知，反应达到平衡时，水蒸气和一氧化碳浓度依然不相等，则①、②均达平衡时，各组分浓度不相同，C错误；
D．①中反应转化的氢气浓度为0.06mol/L，则转化率为60%，故D错误；
故答案选B。
二、填空题
16．(1)环形玻璃搅拌棒
(2)提高装置的保温效果
(3)偏大 固体NaOH溶于水放热
(4)否 正反应
(5)80%
解析：（1）中和热测定需要酸溶液和碱溶液混合均匀，该图中缺少环形玻璃搅拌棒；
（2）该实验成功的关键是减少热量损失，在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是提高装置的保温效果；
（3）氢氧化钠固体溶解放热，如果用0.50 mol·L-1的盐酸与氢氧化钠固体进行实验，放出的热量偏多，则实验中所测出的“中和热”数值将偏大；
（4）
，所以反应没有达到平衡状态；反应向正反应方向进行。
（5）
，x=0.16，所以达平衡状态时，SO2的转化率应为。
17．(1)
(2)AB 0.052 ，在催化剂作用下，随着温度升高，反应Ⅰ速率加快的程度比反应Ⅱ大，故二甲醚的实际选择性逐渐减小
(3)a
解析：（1）反应Ⅰ：
反应Ⅱ：根据盖斯定律分析，有Ⅰ×2+Ⅱ得热化学方程式，则平衡常数有K=。
（2）①从图分析，随着温度升高，甲醚的平衡选择性降低，说明生成甲醚的反应为放热反应，二氧化碳的平衡转化率先降低后升高，说明反应Ⅰ为放热反应，而反应Ⅱ为吸热反应，但总反应为放热反应，故A正确；若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，因为反应Ⅱ为前后气体总物质的量不同的反应，故反应Ⅱ达到平衡，进而推知反应Ⅰ、Ⅱ也达到平衡状态，故B正确；若提高氢碳比，从反应Ⅰ分析，二氧化碳的转化率应该降低，但平衡时的转化率增大，说明反应Ⅱ进行的程度较大，故的选择性增大。故选AB。
②从图中（360,35）点分析，二氧化碳的转化率为35%，此时没有生成甲醚，故有
，则平衡常数K=。
③从表中数据分析，在二甲醚的实际选择性最大，故最佳反应温度为。
④，在催化剂作用下，随着温度升高，反应Ⅰ速率加快的程度比反应Ⅱ大，故二甲醚的实际选择性逐渐减小。
（3）从图分析，二氧化碳的转化率降低，而二甲醚的平衡收率增大，故一氧化碳的平衡收率应逐渐降低且降低程度比二氧化碳大，故选择a曲线。
18．(1)放热
(2)减小 该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动
(3)无影响
(4)减小
解析：（1）根据图像，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应。
（2）因为该反应为放热反应，其他条件不变时，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率减小。故答案为：减小，该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动；
（3）催化剂只加快反应速率，不影响反应，不影响反应热。
（4）催化剂可以降低正反应的活化能，E1减小。
19．(1)大于
(2)b 1.5×10-3 mol·L-1·s-1
(3)bc
解析：（1）A点，反应尚未平衡，反应物继续减少，所以正反应速率较大，即v正大于v逆。
（2）NO2是生成物，可能是曲线a或b，从化学方程式看，NO2的变化量应与NO相同。从表格知，NO的浓度变化为 =6.5×10-3 mol·L-1，所以是曲线b；0～2 s内，根据表格，用NO表示的反应速率为=3.0×10-3 (mol·L-1·s-1)，从化学方程式看，v(O2)=v(NO) = 1.5×10-3 mol·L-1·s-1。
（3）a．速率没体现反应的方向，不能判断是否达到平衡状态，a不符合题意；
b．该反应气体物质分子数发生了改变，在密闭容器中压强保持不变说明已经达到平衡状态，b符合题意；
c．正逆反应速率之比等于化学计量数之比，说明已经达到平衡状态，c符合题意；
d．该反应各物质均是气体，容器内气体总质量不变，容器体积不变，则密度始终不变，故密度保持不变不能作为判断平衡的依据，d不符合题意；
故选bc。
20．45% 0.15mol/(L min) 3 减小
解析：(1)反应达到平衡状态时，生成0.6mol D，则消耗A的物质的量为，则A的转化率为；
(2)根据化学反应速率的定义，；
(3)反应达到平衡状态时，生成了0.6mol D，并测得C的浓度为0.45mol/L，即生成了0.9mol C，又化学计量数之比等于各物质的物质的量的变化量之比，则，解得x=3；
(4)由第(3)问知，x=3，该反应的正反应为气体物质的量增大的反应，则增大压强平衡逆向移动，则C的质量分数减小。
21． 80% 1.5mol/L 0.2mol·L-1·min-1 2
解析：(1)①达到化学平衡时，测得混合气中NO2浓度为0.06mol·L-1，O2的浓度为0.12mol·L-1，根据化学方程式中计量数可知，NO的浓度为0.24mol·L-1，则该可逆反应的平衡常数K==；
②Δc(NO)=Δc(NO2)=0.24mol·L-1，则c(NO2)始=0.06mol·L-1+0.24mol·L-1=0.3mol·L-1，故达到平衡时NO2的转化率为×100%=80%；
(2)①开始时A为4mol，B为6mol，5min末时测得C的物质的量为3mol，则5min内Δn(C)=3mol，因此Δn(A)=1mol，平衡时c(A)==1.5 mol/L；
②由化学方程式计量数可知，5min内Δn(B)=2Δn(A)=2mol，前5min内用B表示的化学反应速率v(B)===0.2mol·L-1·min-1；
③用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L·min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，，解得n=2。
22．(1) 方法2 在水中溶解性好，与尿素溶液反应速率快；的氧化性强于NO
(2) 和与水反应后生成了NO
(3) 将还原为
(4)机理2 机理2认为反应速率与O吸附量和NO吸附量有关；浓度较小时，增加，O吸附量增大，反应速率加快；浓度较大时，增加，O吸附量增大、NO吸附量减小，反应速率减慢
解析：（1）先用合适的氧化剂将NOx中的NO氧化为NO2，再用CO(NH2)2溶液去还原吸收，NO和NO2均被CO(NH2)2还原为N2，已知等物质的量的NO和NO2，后者消耗的尿素更多，故还原吸收等量的NOx，消耗尿素较多的是方法2，NO转化为NO2后在水中溶解性好，与尿素溶液反应速率快；且NO2的氧化性强于NO，故工业上选择方法2处理NOx，故答案为：方法2；NO2在水中溶解性好，与尿素溶液反应速率快；NO2的氧化性强于NO；
（2）水吸收法
由题干图示信息可知，水吸收过程中N2O4的初始和平衡气体的体积分数变化比较明显，而NO2的变化不明显，即可推知混合气体中与水反应的主要成分是N2O4，已知3NO2+H2O=2HNO3+NO，3N2O4+2H2O=4HNO3+2NO，即NO2和N2O4与水反应后生成了NO，导致达平衡后，气体中的NO2和N2O4的体积分数之和远小于100%，故答案为：N2O4 ；NO2和N2O4与水反应后生成了NO；
（3）①由题干图示信息可知，[Co(NH3)6]2++NO=[Co(NH3)5NO]2++NH3，2[Co(NH3)6]2++O2=[(NH3)3Co-O-O-Co(NH3)3]4++6NH3，[Co(NH3)5NO]2++[(NH3)3Co-O-O-Co(NH3)3]4++6NH3+H2O=[Co(NH3)5NO2]2++2[Co(NH3)6]3++2OH-，由此分析可知，与NO反应的[Co(NH3)6]2+和与O2反应的[Co(NH3)6]2+物质的量之比为1:2，故答案为：1:2；
②由题干信息可知，[Co(NH3)6]2+对NO的配合能力很强，而[Co(NH3)6]3+对NO的配合能力极低，钴氨溶液经过多次循环吸收NO后，其吸收NO的能力会降低，为了恢复钴氨溶液吸收NO的能力，需采取的方法是将[Co(NH3)6]3+还原为[Co(NH3)6]2+；
（4）由题干两个基元反应信息可知，机理1认为反应速率与O吸附量有关，而与NO的吸附量无关，而机理2认为反应速率与O吸附量和NO吸附量有关，结合题干图示信息可知，当O2浓度较小时，增加c(O2)，O吸附量增大，反应速率加快；O2浓度较大时，增加c(O2)，O吸附量增大、NO吸附量减小，反应速率减慢，故机理2能合理解释图中曲线变化，故答案为：机理2；机理2认为反应速率与O吸附量和NO吸附量有关，当O2浓度较小时，增加c(O2)，O吸附量增大，反应速率加快；O2浓度较大时，增加c(O2)，O吸附量增大、NO吸附量减小，反应速率减慢。
23．(1) 冷凝管 防止苯胺被氧化 H2O
(2)温度过低不能蒸出反应所生成的水；温度过高未反应的乙酸蒸出 锥形瓶中不再有水增加或牛角管管口不再有水珠滴下
(3)苯胺 重结晶 测产品熔点为114℃
(4)65%
【分析】5 mL苯胺和过量冰醋酸在105℃下反应制备乙酰苯胺，苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点较高，反应在105℃下进行，故锥形瓶中蒸馏物主要成分是H2O；由苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点可知，若温度过高，会使未反应的乙酸蒸出；该反应为可逆反应，若温度过低，反应过程中的水不能被除去，不利于反应正进行；当反应过程中不再有水生成，即锥形瓶中不再有水增加或牛角管管口不再有水珠滴下，证明反应已基本完全。
解析：（1）实验装置中仪器a为冷凝管；苯胺微溶于水，易氧化，圆底烧瓶中加入少许锌粉可防止苯胺被氧化；苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点较高，反应在105℃下进行，故锥形瓶中蒸馏物主要成分是H2O；
（2）由苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点可知，若温度过高，会使未反应的冰醋酸蒸出，且该反应为可逆反应，若温度过低，反应过程中的水不能被除去，不利于反应正进行，故反应需控制温度在105℃左右；当反应过程中不再有水生成，即锥形瓶中不再有水增加或牛角管管口不再有水珠滴下，证明反应已基本完全；
（3）冰醋酸易溶于水，而苯胺微溶于水，乙酰苯胺微溶于冷水，故粗产品中所含有机杂质主要为苯胺；乙酰苯胺易溶于热水，故可通过重结晶的方法进一步提纯；乙酰苯胺的熔点为114.3℃，而苯胺的熔点为-6℃，若测产品熔点为114℃，则可证明提纯后的产品为乙酰苯胺；
（4）5 mL苯胺和过量冰醋酸在105℃下反应制备乙酰苯胺，5 mL苯胺的物质的量为，理论上生成乙酰苯胺的质量为，则乙酰苯胺的产率为65%