2.3 化学反应的速率 同步练习（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 同步练习
一、单选题
1．反应A(g) + 3B(g) 2C(g) + 2D(g) 在四种不同情况下的反应速率分别为：① 、 ② 、 ③ 、④ ，该反应进行的快慢顺序为（　　）
A．①＞③＝②＞④ B．①＞②＝③＞④
C．②＞①＝④＞③ D．①＞④＞②＝③
2．利用固体表面催化工艺进行分解的过程如图所示。
下列说法错误的是（　　）
A．是有毒气体
B．催化剂能改变的分解速率
C．分解生成和
D．过程②释放能量，过程③吸收能量
3．据报道，加拿大科学家发明了一种特殊的“电催化剂”，该新型“电催化剂”是一种用于电解器中催化水分解为氢气与氧气的多孔金属氧化物固体。下列有关该催化剂的说法正确的是（　　）
A．使用该催化剂，能减小水分解反应的焓变
B．该催化剂的使用可提高水的分解率
C．金属氧化物固体的多孔结构，可提高催化剂的催化效率
D．该催化剂还可以作其他所有液态化合物分解反应的催化剂
4．下列表示的是化学反应 A+2B=C+D 在不同条件下的反应速率，其中最快的是（　　）
A．v(A)=0.3mol L-1 s-1 B．v(B)=0.5mol L-1 s-1
C．v(C)=0.25mol L-1 s-1 D．v(D)=0.2mol L-1 s-1
5．100 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液与过量锌粉反应，一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成H2的总量，可向反应物中加入适量（　　）
A．硝酸钠溶液 B．NaCl固体
C．硫酸铵固体 D．硫酸钾溶液
6．SiHCl3在催化剂作用下主要发生反应：2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH=+48kJ·mol-1。已知：反应速率 ，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
下列说法正确的是（　　）
A．343K时反应物的平衡转化率为21%
B．a点的反应速率小于b点的反应速率
C．343K时 =
D．由323K的平衡转化率数据，不能计算323K的平衡常数K
7．反应A(g)＋3B(g) 2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L-1·min-1②v(B)＝0.6 mol·L-1·s-1③v(C)＝0.4 mol·L-1·s-1④v(D)＝0.45 mol·L-1·s-1，该反应进行的快慢顺序为（　　）
A．④>③＝②>① B．④<③＝②<①
C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
8．乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．第一步反应比第二步的快
B．该加成反应的速率由第一步的速率决定
C．两步反应的均小于0
D．增大压强可以使该反应的增大
9．科学家采用基于金属钉的催化剂，将从空气中捕获的转化为甲醇，其转化原理如图所示。下列说法错误的是
A．第2步反应的产物是离子化合物
B．第4步反应中有键和键的断裂和形成
C．是该反应的催化剂
D．该过程的总反应是为总反应为：
10．在反应C(s)+CO2(g)2CO(g)中，其他条件不变，采取下列措施，其中能够使反应速率增大的是
①缩小体积，增大压强 ②增加碳的量 ③恒容通入CO2④恒容通入N2⑤恒压通入N2
A．①④ B．②③⑤ C．①③ D．①②④
11．T℃时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见表。下列说法正确的是（　　）
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
A．反应在前50 s内的平均速率为v(Cl2)=0.0032 mol·L-1·s-1
B．反应250 s时，恰好达到平衡状态
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，达到平衡前v正＞v逆
D．平衡时，再充入1.0 mol PCl5(g)，达到新平衡时PCl5的体积分数小于原平衡PCl5的体积分数
12．在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质 X Y Z
初始浓度/mol·L-1 0.1 0.2 0
平衡浓度/mol·L-1 0.05 0.05 0.1
下列说法错误的是（　　）
A．反应达到平衡时，X的转化率为50％
B．反应可表示为X(g)+3Y(g) 2Z(g)，其平衡常数为1600
C．改变温度可以改变此反应的平衡常数
D．改变压强，平衡常数不变，平衡不移动
13．某反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．该反应为放热反应
B．曲线b为使用催化剂的反应历程，且包含多个基元反应
C．使用催化剂可以降低反应的活化能
D．活化分子间发生的碰撞一定是有效碰撞
14．SCR技术是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，其原理为NH3和NO在催化剂(MnO2)表面转化为N2和H2O，反应进程中的相对能量变化如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．总反应方程式为6NO+4NH35N2+6H2O
B．NH2NO是脱硝反应的活性中间体
C．催化剂的应用可降低反应焓变
D．决定反应速率的步骤是“H的移除”
15．已知体系自由能变化时反应能自发进行．两个氢化反应的与温度的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．反应①的
B．反应②在时的反应速率很快
C．温度大于时，反应①能自发进行
D．反应②的
16．某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和平衡的影响，图像如下，下列判断正确的是（　　）
A．对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)ΔH1，由图a可知，T1>T2，ΔH1<0
B．对于绝热条件下反应A(g)+B(g) C(g)ΔH2，由图b可知，ΔH2<0
C．对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)，由图c可知，m+n>p
D．对于反应xA(g)+yB(g) zC(g)，图d中曲线a一定是使用了催化剂
二、综合题
17．某温度下，在2L恒容密闭容器中3种物质间进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示，反应在t1min时达到平衡。
（1）请写出该反应的化学方程式: 　 　。
（2）若上述反应中X、Y、Z分别为NH3、H2、N2，且已知1mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46KJ的热量，则至t1min时，该反应吸收的热量为 　 　;在0~t1min时间内，用H2表示该反应的平均速率v（H2）为　 　 。下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是 　 　 (填字母)。
A．容器内各气体组分的质量分数不再发生改变
B．正反应速率与逆反应速率相等
C．容器内气体的密度不再发生改变
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
18．甲醇水蒸气重整制氢已经成为工业上制取氢气的重要工艺，甲醇水蒸气重整过程中可能出现以下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
（1）　 　，反应Ⅲ可在　 　(填“高温”或“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
（2）一定温度下，将1mol甲醇与3mol水蒸气投入密闭容器中发生反应，一段时间后达到平衡，测得甲醇的转化率为80%，水蒸气体积分数为，则
①该反应中水蒸气的转化率为　 　。
②反应Ⅰ的压强平衡常数　 　。
③若对体系增大压强，反应Ⅰ平衡　 　(填“移动”或“不移动”)。
（3）某科研团队对光催化还原转化为甲醇进行研究(原理如图)，取得了一定进展。
①电极1的电势　 　(填“高于”或“低于”)电极2的电势。
②该光催化过程的总反应方程式为　 　。
19．医用口罩是预防新冠病毒感染的“明星”，其主要原材料是聚丙烯。工业上制备丙烯的化学原理是 ，在密闭容器中发生上述反应， ， ，其中， 、 分别为正、逆反应速率， 、 分别为正、逆反应速率常数，c为浓度。
（1）已知：瑞典化学家阿伦尼乌斯的化学反应速率常数与温度之间关系的经验公式为 (其中，k为速率常数，A、R为常数， 为活化能，T为绝对温度，e为自然对数的底)。下列有关速率常数k的说法正确的是___________(填字母)。
A．其它条件不变，升高温度， 增大， 减小
B．其它条件不变，加入催化剂， 、 同倍数增大
C．其它条件不变，增大反应物浓度， 增大， 不变
D．其它条件不变，增大压强， 、 都增大
（2）一定条件下，向某密闭容器中投入一定量 和 发生上述反应，平衡常数 　 　(用 、 表示)；升高温度， 　 　(填“增大”“减小”“不变”或“不确定”)。
（3）向三个体积相同的恒容密闭容器中充入 和 发生上述反应，测得有关数据如下：
容器 温度/K 起始时物质的物质的量/mol 平衡时物质的物质的量/ mol
Ⅰ 1 2 0.50
Ⅱ 1 2 0.80
Ⅲ 2 4 a
　 　 (填“＞”“＜”或“=”，下同)；a　 　1.0。
20．甲醛（HCHO）在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。
（1）Ⅰ．利用甲醇（CH3HO）制备甲醛
脱氢法：CH3OH（g） HCHO（g）+H2 (g) ΔH1=+92.09kJ·mol -1
氧化法：CH3OH（g）+1/2O2（g） HCHO（g）+H2O（g） ΔH2
脱氢法制甲醛，有利于提高平衡产率的条件有　 　
（写出一条）。
（2）已知：2 H2（g） + O2（g）= 2H2O（g） ΔH3=-483.64kJ·mol -1，则ΔH2=　 　。
（3）750K 下，在恒容密闭容器中，充入一定量的甲醇，发生脱氢法反应，若起始压强为P0，达到平衡时转化率为40.0% ，则反应的平衡常数Kp=　 　（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，忽略其它反应）。
（4）Na2CO3是脱氢法反应的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下：
历程i
：CH3OH→·H+ ·CH2OH 历程ii
：·CH2OH→·H+ HCHO
历程iii：．·CH2OH→3·H
+CO 历程iv：·H+·H→H2
如图所示为在体积为1L的恒容容器中，投入1mol CH3OH，在碳酸钠催化剂作用下，经过10min反应，测得甲醇的转化率（X）与甲醇的选择性（S）与温度的关系（甲醛的选择性：转化的CH3OH中生成HCHO的百分比）。回答下列问题：
①600℃时，前10min内甲醛的平均速率为v（HCHO）=　 　
②从平衡角度分析550℃- 650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因为　 　；
③反应历程i的活化能　 　（填“>”“<” 或“=”）CH3OH（g） HCHO（g）+H2（g）活化能。
④650℃- 750℃反应历程ii的速率　 　（填“>”“<” 或“=”）反应历程iii的速率。
（5）Ⅱ．甲醛超标会危害人体健康，需对甲醛含量检测及处理。
某甲醛气体探测仪利用燃料电池工作原理，b电极反应方程式为　 　。
21．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。
（1）降低温度，化学反应速率　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）600 ℃时，在一容积为2 L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10 min和20 min时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示，前10 min正反应速率逐渐　 　(填“增大”“减小”或“不变”)；前15 min内用SO3表示平均反应速率为　 　
（3）图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是　 　
（4）根据如图判断，10 min时改变的条件可能是　 　(填写编号，下同)；20 min时改变的反应条件可能是　 　。
a.加入催化剂
b.缩小容器容积
c.降低温度
d.增加O2的物质的量
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】解：①. =0.45mol/(L·s)；②. =0.2mol/(L·s)；③. =0.2mol/(L·s)；④. =0.225mol/(L·s)，因在同一化学反应中，在表示速率的单位相同的条件下，用不同物质表示的化学反应速率与其化学计量数的比值越大，该反应速率越快，所以其反应速率的快慢关系为：①＞④＞②＝③，
故答案为：D。
【分析】同一反应，不同情况下反应速率的快慢的比较，要将其转化成用同一物质表示的化学反应速率，且单位还要相同时，数值越大的。速率越快。
2．【答案】D
【解析】【解答】A．是有毒气体，能与血红蛋白结合且结合能力比CO还强，A不符合题意；
B．催化剂能降低反应的活化能，改变NO的分解速率；
C．分析过程图可知分解生成和，C不符合题意；
D．分析过程图可知过程②为断键过程，吸收能量，过程③为成键过程，放出能量，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、氮氧化物多数为有毒气体；
B、催化剂可以影响化学反应速率；
C、根据图示可知一氧化氮分解为氧气和氮气；
D、断键吸热，成键放热。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．加入催化剂，不能改变反应的焓变，故A不符合题意；
B．催化剂不能使平衡移动，催化剂不能改变水的分解率，故B不符合题意；
C．固体接触面积越大，催化剂的催化效率越高，故C符合题意；
D．催化剂具有专一性、选择性，不同反应往往选择不同的催化剂，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.催化剂不影响焓变；
B.催化剂不影响平衡状态；
D.催化剂具有专一性、选择性。
4．【答案】A
【解析】【解答】在相同情况下，在同一化学反应中，用不同的物质表示化学反应速率，其数值之比等于化学计量数之比，即有v(A)= =v(C)=v(D)。可以把不同情况下的反应速率统一用A表示。
A．v(A)=0.3mol L-1 s-1；
B．v(A)= =0.25mol L-1 s-1；
C．v(A)=v(C)=0.25mol L-1 s-1；
D．v(A)=v(D)=0.2mol L-1 s-1。
综上化学反应速率最快的是A项中的速率；
故答案为：A。
【分析】在同一化学反应中，反应速率之比等于化学计量系数之比。像题干中，当给出不同物质的速率，让比较大小时，需要换算成同一个物质的速率作比较。题干中因为A :B：C：D=1：2：1：1，所以v(A)= =v(C)=v(D);换算完以后，A项数值最大，所以A是正确选项
5．【答案】D
【解析】【解答】A.加入硝酸钠溶液，在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，与锌反应生成NO气体，不生成氢气，故A不符合题意；
B.加入NaCl固体，NaCl固体不参与反应，且加入的是固体，不影响溶液的浓度，不能减缓反应进行的速率，也不影响生成H2的量，故B不符合题意；
C.加入硫酸铵固体，由于硫酸铵水解呈酸性，氢离子浓度增大，反应速率增大，生成H2的量增多，故C不符合题意；
D.加入硫酸钾溶液，硫酸钾不参与反应，但加入的水可使氢离子浓度减小，反应速率减小，生成氢气的总量不变，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】该反应的离子方程式为
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ ，氢离子的浓度越大化学反应速率越快，浓度越慢。
A.引入硝酸根离子后不生成氢气。
C.硫酸铵中铵根离子水解显酸性，所以生成氢气的量变大。
D.相当于稀释原溶液符合要求。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，曲线a为343K时的变化曲线，由图可知，343K时反应物的平衡转化率为22%，A项不符合题意；
B．由图可知，a、b两点的转化率相等，可认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以速率更快，即a点的反应速率大于b点的反应速率，B项不符合题意；
C．由图可知，343K时SiHCl3的转化率为22%，设起始时SiHCl3的浓度为1mol/L，则根据反应方程式有：
平衡时v正=v逆，则 ，则 ，C项符合题意；
D．由图可知，323K时SiHCl3的转化率为21%，设起始时SiHCl3的浓度为1mol/L，由反应方程式可知：
该可逆反应的平衡常数K= ，故由323K的平衡转化率数据，可以计算323K的平衡常数K，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】分析题给信息，该可逆反应为气体分子数不变且吸热的反应。则对于该可逆反应来说，温度升高，反应向正反应方向进行。根据题中t-SiHCl3%图，可知曲线a为343K时SiHCl3的转化率-时间曲线，曲线b为323K时SiHCl3的转化率-时间曲线。据此进行分析。
7．【答案】A
【解析】【解答】首先将速率的单位统一，v(A)＝0.45 mol·L－1·min－1=0.0075 mol·L－1·s－1，然后都用A物质表示反应速率，则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知反应速率分别是（mol·L－1·s－1）0.0075、0.2、0.2、0.225，则反应速率大小关系是④＞③＝②＞①，
故答案为：A。
【分析】同一个化学反应，用不同的物质表示其反应速率时，速率数值可能不同，但表示的意义是相同的，所以比较反应速率快慢时，应该根据速率之比是相应的化学计量数之比先换算成用同一种物质表示，然后才能直接比较速率数值。
8．【答案】B
9．【答案】B
【解析】【解答】A．根据图中信息可知，第2步反应的产物由阴离子HCOO-和阳离子构成，属于离子化合物，选项A不符合题意；
B．第4步反应中H2断裂为H原子，碳氮单键的断裂，有碳氢单键、氮氢单键的形成，故有键的断裂、形成，没有键的断裂、形成，选项B符合题意；
C．第一步反应有参与，经过多步反应后最后又生成，为该反应的催化剂，选项C不符合题意；
D．该过程中加入的反应物为CO2、H2，最终产物为CH3OH和H2O，总反应是为总反应为：，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据图中信息中产物结构粒子判断；
B．依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；
C．催化剂在反应前后的质量和性质均保持不变；
D．根据反应物和生成物的化学式，利用原子守恒、得失电子守恒分析。
10．【答案】C
【解析】【解答】①该反应为气体参加的反应，缩小体积，增大压强，反应速率加快，①符合题意；
②碳为固体，增加碳的量，不影响化学反应速率，②不符合题意；
③恒容通入CO2，反应物浓度增大，反应速率加快，③符合题意；
④恒容下充入N2，参与反应的各物质浓度不变，反应速率不变，④不符合题意；
⑤恒压下充入N2，容器体积增大，参与反应的各物质浓度减小，反应速率减小，⑤不符合题意；
综上分析，①③可使反应速率增大；
故答案为：C。
【分析】依据影响反应速率的因素分析。
11．【答案】C
【解析】【解答】A．根据物质反应转化关系可知反应在前50 s内的平均速率为v(Cl2)=v(PCl3)=，A不符合题意；
B．根据表格数据可知反应在250 s后反应体系中各成分的物质的量不变，说明250 s时反应已经达到平衡状态，但不能说此时是反应恰好达到平衡状态，也可能在250 s前反应就已经达到平衡状态，B不符合题意；
C．对于该反应，开始时加入1.0 mol PCl5，平衡时n(Cl2)=n(PCl3)=0.20 mol，此时n(PCl3)=0.80 mol，则该温度下的化学平衡常数K=；若在该温度下开始时加入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，Qc=，反应正向进行，因此达到平衡前v正＞v逆，C符合题意；
D．当反应达到平衡时，再充入1.0 mol PCl5(g)，体系的压强增大，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，当反应再次达到新平衡时PCl5的体积分数将大于原平衡PCl5的体积分数，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】易错点：B.250s后各物质浓度保持不变，说明达到平衡，但是不能是恰好达到平衡
C.要比较V正、V逆的大小，及判断平衡移动的方向，比较Qc与K的大小即可，Qc>K，平衡逆向移动，V正V逆；Qc=K；平衡不移动；V正=V逆
12．【答案】D
【解析】【解答】A．反应达到平衡时，X的转化率为 ＝50%，A不符合题意；
B．根据反应速率之比等于浓度变化量之比等于化学计量数之比可知：△c(X)：△c(Y)：
△c(Z)＝0.05：0.15：0.1＝1：3：2，则反应的方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g)，K＝ ＝ ＝1600，B不符合题意；
C．平衡常数只受温度的影响，温度改变时，化学平衡常数一定变化，C不符合题意；
D．反应为X(g)+3Y(g) 2Z(g)，增大压强平衡气体体积减小的方向移动，即向生成Z的方向移动，但温度不变，平衡常数不变，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．根据转化率=计算；
B．转化的量之比等于化学计量数之比，K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，结合平衡浓度计算K；
C．化学平衡常数K只与温度有关；
D．化学平衡常数K只与温度有关，但是改变压强会导致平衡的移动。
13．【答案】D
【解析】【解答】A．根据图知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故A不符合题意；
B．催化剂降低反应的活化能，改变反应历程，包含多个基元反应，故B不符合题意；
C．使用催化剂可降低反应的活化能，故C不符合题意；
D．活化分子间发生合适取向的碰撞为有效碰撞，则活化分子间发生的碰撞不一定是有效碰撞，还与取向有关，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．反应物总能量大于生成物总能量，焓变小于零，为放热反应；
B．催化剂可以降低反应的活化能，改变反应历程，包含多个基元反应；
C．使用催化剂可降低反应的活化能；
D．活化分子间发生的碰撞不一定是有效碰撞，还与取向有关；
14．【答案】C
【解析】【解答】A．SCR技术是将NH3和NO在催化剂(MnO2)表面转化为N2和H2O，所以总反应方程式为6NO+4NH35N2+6H2O，A不符合题意；
B．观察相对能量-反应进程曲线图可知，NH3吸附在催化剂表面后，经过一定的反应形成了NH2NO，NH2NO又经过一定的反应形成了N2和H2O，所以NH2NO是脱硝反应的活性中间体，B不符合题意；
C．催化剂的应用只能降低反应的活化能，加快反应速率，但不能降低反应焓变，C符合题意；
D．观察相对能量-反应进程曲线图可知，全过程只有H的移除势能升高，这是一个需要吸收能量越过能垒的反应，其速率是全过程几个反应中最慢的，决定了反应的速率，是总反应的速控步骤，所以决定反应速率的步骤是“H的移除”，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.反应原理为NH3和NO在催化剂(MnO2)表面转化为N2和H2O；
B.NH2NO先形成后消耗，为中间体；
C.催化剂不影响焓变；
D.慢反应决定整个反应的反应速率，活化能越大反应速率越慢。
15．【答案】C
【解析】【解答】A．反应①随温度的升高，逐渐减小，则，故A不符合题意；
B．该题我们可以推测自发反应时的温度，但无法推测什么温度的反应快慢，故B不符合题意；
C．因时，反应能自发进行，反应①在温度大于1000℃时，故此时反应①能自发进行，故C符合题意；
D．根据数学知识可知，为该图像的截距，而反应而的截距小于0，故，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】反应①随温度的升高，逐渐减小；反应②随温度的升高逐渐增大。
16．【答案】B
【解析】【解答】A．反应温度越高反应速率就越快，达到平衡所需时间短。根据图a可知反应在T1时先达到平衡状态，说明反应温度：T1＞T2；升高温度，反应物A的平衡含量减小，说明升高温度，化学平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH1>0，A不符合题意；
B．该反应从正反应方向开始，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，根据图b是绝热条件下速率和时间的图像可知：在反应开始后反应物浓度减小，但反应速率却逐渐增大，到一定程度后又减小，说明该反应的正反应是放热反应，反应放出热量使速率增大的影响大于浓度减小使速率减小的影响，因此反应速率逐渐增大，后浓度减小的影响大于温度升高的影响，反应速率又逐渐降低，因此该反应正反应是放热反应，ΔH2<0，B符合题意；
C．由图c可知：在温度不变时，增大压强，反应物A的含量增大，说明增大压强，化学平衡逆向移动，则该反应的逆反应是气体体积减小的反应，因此该反应的化学计量数关系为：m+nD．在图d中，若x+y=z，该反应是反应前后气体体积不变的反应，曲线a比b先达到平衡状态，但平衡时反应物B的含量不变，说明化学平衡不发生移动，则曲线a改变的条件可能是增大了压强，也可能是使用了高效催化剂，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。
17．【答案】（1）2X 3Y+Z
（2）36.8kJ； mol·L-1．min-1；ABD
【解析】【解答】（1）由图像可知，参与反应的X的物质的量为2.4mol-1.6mol=0.8mol；反应生成Y和Z的物质的量为1.2mol、0.4mol，因此X、Y、Z的物质的量之比为0.8mol:1.2mol:0.4mol=2:3:1，故可得该反应的化学方程式为：2X 3Y+Z；
（2）由于1molNH3分解时吸收的热量为46kJ，图示反应过程中有0.8molNH3发生分解，因此该反应过程中吸收的热量为46kJ/mol×0.8mol=36.8kJ；
在0~t1min内，用H2表示的反应速率；
A、反应过程中，容器内各气体组分的质量分数一直在变化， 当其不变时，则说明反应达到平衡状态，A符合题意；
B、当正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，B符合题意；
C、由于反应物和生成物都是气体，因此反应过程中，混合气体的质量保持不变，而体系为恒容体系，因此混合气体的体积不变，根据公式可知，反应过程中，混合气体的密度一直保持不变，故不能根据气体密度不变判断反应达到平衡状态，C不符合题意；
D、由于反应物和生成物都是气体，因此反应过程中，混合气体的质量保持不变，而反应前后，气体分子数发生变化，根据公式可知，反应过程中，混合气体的平均相对分子质量发生变化，因此当其不变时，说明反应达到平衡状态，D符合题意；
故答案为：ABD
【分析】（1）根据参与反应的各物质的物质的量之比确定反应的化学计量系数，从而得出该反应的化学方程式；
（2）根据1molNH3分解吸收的热量，计算图示反应过程中吸收的能量；
根据公式计算反应速率；
分析反应过程中所给物理量是否发生变化，从而判断其不变时是否能用于判断平衡状态；
18．【答案】（1）91.9（或+91.9）；高温
（2）20%；2.75；移动
（3）高于；2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2
【解析】【解答】（1）反应Ⅲ-反应Ⅰ可得反应Ⅱ，根据盖斯定律，==；反应Ⅲ的，，在高温下，即在高温下反应可自发进行，故答案为：91.9（或+91.9）；高温；
（2）设转化的水蒸气的物质的量为x，列出有关反应的三段式：
依据水蒸气体积分数为，则有：=，解得x=0.6；
①该反应中水蒸气的转化率为100%=20%；
②设反应Ⅰ达到平衡时总压为P，则CO、H2O、CO2、H2的分压分别为：p(CO)=P、p(H2O)=P、p(CO2)=P、p(H2)=P，则压强平衡常数==2.75；
③反应Ⅱ是气体体积增大的吸热反应，若对体系增大压强，反应Ⅱ平衡会向逆反应方向移动，则使体系温度发生改变，导致反应Ⅰ平衡发生移动，故答案为：移动。
（3）①由图可知，电极1发生CO2转化为CH3OH的反应，CO2被还原，电极2发生H2O转化为O2的反应，H2O被氧化，则电极1为正极，电极2为负极，正极电势高于负极电势，则电极1的电势高于电极2的电势，故答案为：高于；
②负极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，将两反应式相加得总反应方程式为2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2，故答案为：2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2。
【分析】（1）盖斯定律的应用要注意，判断列出的热化学方程式的对应关系，左右两边相同的物质互相抵消则相加，在同一边相同的物质互相抵消则相减；
（2） ① 转化率为变化量和起始量的比值；
② 分压平衡常数要结合总压强和总物质的量判断；
③ 增大压强，平衡朝气体系数缩小的方向移动；
（3） ① 正极电势高于负极；
② 结合箭头的起始和终止，可以知道反应物为二氧化碳和水，生成物为甲醇和氧气。
19．【答案】（1）B
（2）；减小
（3）＞；=
【解析】【解答】（1）A．其他条件不变，升高温度，正逆反应速率均增大，因此k正、k逆均增大，A不正确；
B．催化剂对正逆反应速率有相同影响，因此其他条件不变，使用催化剂，k正、k逆同倍数增大，B正确；
C．反应速率常数只与温度和活化能有关，其他条件不变时，增大反应物浓度，k正、k逆都不变，C不正确；
D．反应速率常数只与温度和活化能有关，其他条件不变时，增大压强，k正、k逆都不变，D不正确；
故答案为：B。
（2） ， ，当反应达到平衡时则有v正=v逆， = 可得 = ，由反应可知平衡常数K= = ；由反应C4H8(g)+C2H4(g) 2C3H6(g) ，反应放热，升温向逆向进行，升温平衡常数K减小，所以升温 减小；
（3）上述反应是放热反应，升温，平衡向左移动，C3H6的量减小，故T1大于T2；该反应正向是气体分子数不变的反应，加压平衡不移动，Ⅲ中的量是Ⅰ量的2倍，所以a=0.5×2=1.0；
【分析】 (1)、反应速率常数只与温度和活化能有关，再结合化学反应速率的影响因素分析判断；
(2)、依据反应达到平衡时则有v正=v逆，结合化学平衡常数的定义分析解答；
(3)、依据该反应是气体分子数不变的放热反应，再结合化学平衡移动原理分析解答。
20．【答案】（1）升高温度或降低压强
（2）-149.73 kJ·mol -1
（3）
（4）0.033mol/(L·min)；甲醇脱氢为吸热反应，升高温度，有利于脱氢反应向正反应方向进行；＜；＜
（5）HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+
【解析】【解答】Ⅰ．（1）脱氢法制甲醛，CH3OH（g） HCHO（g）+H2 ΔH1=+92.09kJ·mol -1，由于该反应的正反应是吸热反应，所以可以升高温度，使平衡正向移动，从而提高甲醛的产率；又由于该反应的正反应是体积增大的反应，所以可以降低压强使平衡正向移动，也可以提高甲醛的产率。故答案为升高温度或降低压强。（2）根据①CH3OH（g） HCHO（g）+H2 (g) ΔH1=+92.09kJ·mol -1和②2 H2（g） + O2（g）= 2H2O（g） ΔH3=-483.64kJ·mol -1，①+②÷2即可得到反应CH3OH（g）+1/2O2（g） HCHO（g）+H2O（g），ΔH2=+92.09kJ·mol -1+（-483.64kJ·mol -1）÷2=-149.73 kJ·mol -1。（3）用三段式解答：起始压强为P0，达到平衡时转化率为40.0% ，则
则反应的中衡常数Kp= = 。（4）①600℃时，前10min内甲醇的物质的量变化为1mol×55%×60%=0.33mol，容器体积为1L，所以平均速率为v（CH3OH）=0.033mol/(L·min)。用不同物质表示的速率之比等于方程式的化学计量数之比，根据化学方程式，所以v（HCHO）=0.033mol/(L·min)。②甲醛脱氢反应为吸热反应，在550℃- 650℃升高温度，有利于反应正向进行，所以甲醇生成甲醛的转化率随温度升高而增大。③由盖斯定律可知，ⅰ+ⅱ+ⅳ得到目标方程式CH3OH（g） HCHO（g）+H2 (g)，前两个历程化学键断裂吸收能量，历程ⅳ自由基结合放出能量，而总反应是吸热反应，因此反应历程i的活化能小于总反应的活化能。④由图可知，在650℃- 750℃，随着温度升高，甲醇的转化率增大，但选择性却降低，说明甲醇更多的转化为CO，历程ⅲ的反应速率较大，因此反应历程ii的速率小于反应历程iii的速率。Ⅱ．在燃料电池中，通入燃料的一极是负极，所以b为负极，甲醛在负极失去电子生成CO2，电解质溶液是酸性的，所以电极反应方程式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+。
【分析】（1）根据反应方程式即可判断利用升温或者是降压即可提高产率
（2）根据盖斯定律即可计算出焓变
（3）根据给出的数据利用三行式进行计算出平衡时的物质的量即可计算出平衡分压
（4）①根据甲醇的转化率和甲醛的选择性即可计算出速率
②根据 CH3OH（g） HCHO（g）+H2 (g) ΔH1=+92.09kJ·mol -1 ，即可判断温度升高向正反应进行
③根据焓变即可进行判断
④根据选择性的变化即可判断
（5）根据反应物和生成物即可写出电极反应式
21．【答案】（1）减小
（2）减小；1.33×10－3 mol·L－1·min－1
（3）15～20 min，25～30 min
（4）ab；d
【解析】【解答】（1）降低温度，化学反应速率减小；
（2）根据图像可知前10min内反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小；前15min内生成三氧化硫是0.04mol，浓度是0.02mol/L，则用SO3表示平均反应速率为0.02mol/L÷15min＝1.33×10－3 mol·L－1·min－1。
（3）反应混合物各物质的物质的量不变化，说明反应处于平衡状态，由图可知在15～20min、25～30 min分别出现平台，各组分的物质的量不变，反应处于平衡状态；
（4）根据图像可知10min时曲线斜率均增大，说明反应速率加快，因此改变的条件可能是加入催化剂或缩小容器容积，增大压强，
故答案为：ad；20min时氧气浓度突然增大，其它物质的浓度不变，因此改变的条件是增加O2的物质的量，
故答案为：d。
【分析】（1）降低温度反应速率减小；
（2）未达到平衡前，随反应物浓度的减小反应速率减小；根据反应速率的定义计算；
（3）可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等；
（4）根据反应条件的改变对浓度和平衡移动方向的影响进行分析即可。