第二章 化学反应的方向、限度与速率 （含解析）单元测试 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 单元测试
一、单选题
1．对于反应：4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)，在不同条件下的化学反应速率最快的是（　　）
A．v(CO)=1.5mol L-1 min-1 B．v(NO2)=0.7mol L-1 min-1
C．v(N2)=0.4mol L-1 s-1 D．v(CO2)=1.1mol L-1 min-1
2．下列操作一定能加快相应化学反应速率的是（　　）
A．延长反应时间 B．增大容积
C．升高体系温度 D．增大浓度
3．一定条件下，发生反应使化剂4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+ 6H2O(g)，则反应中的这几种物质的反应速率之比正确的是（　　）
A．2v(NH3)=3v(H2O) B．3v(NO)=2v(H2O)
C．4v(NH3)=5v(O2) D．5v(O2)=6v(H2O)
4．衡水老白干已有1900多年的酿造历史，是一种采用“小麦中温大曲、地缸发酵、续茬配料、混蒸混烧”等工艺生产的白酒。下列说法错误的是
A．小麦中含有的淀粉是基本营养物质之一
B．“曲”中含有“淀粉→乙醇”转化过程的催化剂
C．葡萄糖是酿酒发酵过程中的一种中间产物
D．可用分液的方法将酒中的水分离出去以提高酒精浓度
5．下列关系中能说明反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已经达到平衡状态的是（　　）
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
6．新制氯水中存在平衡： ， ，加入少量的下列物质，能使 浓度增大的是（　　）
A． B． C． D．
7．下列相关实验的说法中错误的是（　　）
A．镀锌铁皮锌层厚度测定时，当反应速率突然变慢时，表明铁皮表面的的锌层已反应完全
B．可用纸层析法分离微量的Fe3+离子与Cu2+离子形成的混合物
C．分液时，先将上层液体从上口倒出，然后再将下层液体从下口放出
D．可用白纸鉴别浓硫酸和稀硫酸
8．生产、生活都离不开化学，下列说法错误的是（　　）
A．氢氧化钠固体溶于水体系温度升高，是因为发生了放热反应
B．甲烷燃烧放热，是因为形成化学键释放的能量比破坏化学键吸收的能量大
C．用风力发电电解水制，再由还原制甲酸，符合绿色化学理念
D．把中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理符合勒夏特列原理
9．下列有关反应速率的说法正确的是（　　）
A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快反应速率
B．增大压强、升高温度和使用催化剂均一定使反应速率加快
C．在碳酸钙和盐酸反应中，加多些碳酸钙可使反应速率明显如快
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率变慢
10．已知汽车尾气的无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。为研究某种催化剂的催化效果，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：
时间(s) 0 1 2 3 4 5
c(NO)(×10-3mol/L) 1.00 0.45 0.25 0.15 0.1 0.1
c(CO)(×10-3mol/L) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
下列说法错误的是（　　）
A．该反应在4s时已达到平衡状态
B．前2s内的平均反应速率v(N2)=1.875×10-4mol/(L·s)
C．NO和CO的平衡转化率相同
D．平衡状态时，c(CO2)=0.9×10-3mol/L
11．一定条件下合成乙烯：。已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是（　　）
A．M点的正反应速率大于N点的逆反应速率v逆
B．若投料比，则图中M点乙烯的体积分数为
C．，催化剂对平衡转化率的影响最大
D．当温度高于，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低
12．向某恒容密闭容器中通入一定量的气体X，发生反应：①，②．
下列说法错误的是（　　）
A．曲线a为Z的浓度变化曲线
B．反应进行2min时，
C．反应进行10min后，体系达到平衡状态
D．反应②的平衡常数
13．Burns和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下：
①Cl2（g） 2Cl （g） 快
②CO（g）+Cl （g） COCl （g） 快
③COCl （g）+Cl2（g） COCl2（g）+Cl （g） 慢
反应②的速率方程为v正=k正c（CO）×c（Cl ），v逆=k逆c（COCl ）。下列说法错误的是（　　）
A．反应①的活化能大于反应③的活化能
B．反应②的平衡常数K=
C．要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应③的速率
D．选择合适的催化剂能提高单位时间内COCl2的产率
14．在恒容密闭容器中，反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H<0达到平衡后，其他条件不变。仅改变某一条件，下列说法错误的是（　　）
A．增加H2的浓度，可提高CO2转化率
B．升高温度，可提高反应速率，CO2转化率降低
C．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增加，平衡逆向移动
D．改用高效催化剂，可增大反应速率，平衡不移动
15．在一定的温度下，向一个容积为2 L的恒容密闭容器中（事先装入催化剂），充入2molN2和3molH2， 3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍。在这段时间内，用H2表示该反应的平均反应速率是（　　）
A．0.125mol·L-1·min-1 B．0.100 mol·L-1·s-1
C．0.200 mol·L-1·min-1 D．0.375 mol·L-1·s-1
16．下列关于化学反应速率的说法正确的是（　　）
A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加
B．化学反应速率为“0.8 mol/（L s）”表示的意思是：时间为1 s时，某物质的浓度为0.8 mol/L
C．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显
D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
二、综合题
17．合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：
温度（℃） 360 440 520
K值 0.036 0.010 0.0038
（1）①写出工业合成氨的化学方程式　 　。
②由上表数据可知该反应为放热反应，理由是　 　。
③理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是　 　。（填序号）
a.
增大压强 b. 使用合适的催化剂
c.
升高温度 d. 及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)获取，已知该反应中，当初始混合气中的 恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1　 　P2（填“＞”、“=”或“＜”）。
②该反应为　 　反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）原料气H2还可通过反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)获取。T℃时，向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08 mol·L-1
①平衡时CO的转化率为　 　。
②该温度下反应的平衡常数K值为　 　。
18．对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义．
（1）N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ mol﹣1；
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣483kJ mol﹣1；
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣93kJ mol﹣1．
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为　 　．
（2）汽车尾气净化的一个反应原理为：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）△H＜0．
一定温度下，将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图1所示．
①NO的平衡转化率为　 　，0～20min平均反应速率v（NO）为　 　mol/（L min）；该温度下的化学平衡常数数值是　 　.25min时，若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，则化学平衡将　 　 移动（填“向左”、“向右”或“不”）．
②下列可说明该反应已经达到平衡的是　 　．
a． v生成（CO2）=v消耗（CO）
b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变
d．单位时间内消耗2n mol CO2的同时生成n mol N≡N
e．NO、CO、N2、CO2的浓度相等
③反应达到平衡后，改变某一个条件，如图2曲线① ⑧中正确的是　 　
19．某反应在体积为5L的恒容密闭容器中进行， 在0-3分钟内各物质的量的变化情况如图所示（A，B，C均为气体，且A气体有颜色）。
（1）该反应的的化学方程式为　 　。
（2）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为　 　。
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是　 　。
a．v(A)= 2v(B) b．容器内各物质的物质的量相等
c．v逆(A)=v正(C) d．容器内气体的颜色保持不变
（4）由图求得平衡时A的转化率为　 　。
20．甲烷的直接转化具有较高的经济价值，因此备受科学家关注。请回答下列问题：
（1）用丝光沸石作催化剂可实现甲烷直接转化制备甲醇，合成方法有以下两种：
方法I：CH4(g)+O2(g)CH3OH(g) △H1=-126.4kJ mol-1
方法II：CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g) △H2
已知H2的燃烧热为285.8kJ/mol，H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ mol-1，则△H2=　 　。
（2）某工厂采用方法Ⅰ生产甲醇。在200℃下，向容积为5L的恒容密闭反应器中加入催化剂，并充入6.0kPaCH4、4.8kPaO2和一定量He使反应充分进行，体系的总压强随时间的变化如图所示。
①下列措施可以提高CH4的平衡转化率的是　 　(填标号)。
A．升高温度
B．反应达到平衡后，再充入一定量He
C．投料比不变，增大反应物浓度
②达到平衡时体系中CH3OH的体积分数为　 　(精确到0.1%)。
③该反应温度下，方法I的标准压力平衡常数=　 　(列出计算式)。[已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)， =，其中pθ=100kPa，pC、pH、pD、pE为各组分的平衡分压。]
④若将容器改为绝热容器，初始温度为200℃，其他条件不变，达到新平衡时，甲醇产率降低，原因是　 　。
（3）为提高生产效率，利用方法Ⅱ进行连续生产时采用如图所示的步骤控制体系温度和通入气体(各阶段气体流速相同)。
已知大多数气体分子在催化剂表面的吸附过程是放热的，He不会在催化剂表面吸附，吸附和解吸附不会导致体系温度的变化。通入CH4发生反应前，要往反应器中通入O2从而活化催化剂，活化催化剂后持续通入He一段时间的目的是　 　；请从反应速率的角度说明，通入CH4后反应温度维持在200℃的原因：　 　。
（4）用ZrO2/NiCo2O4作电解催化剂也可以实现甲烷的直接转化，装置如图所示。
写出ZrO2/NiCo2O4电极的反应式：　 　。
21．按要求填写下列空白：
（1）将10molA 和smolB 充入SL 密闭容器中，某温度下发生反应：3A+B 2C （ A、B、C均为气体），在最初2s内，v（A）为0.6mol/（L s）．则在2s时，B的物质的量浓度为　 　，C 的体积分数为　 　（小数点后保留一位）．
（2）某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL1.0mol/L盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气（气体体积已折算为标准状况），实验记录如表（累计值）
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL 50 120 232 290 310
①哪一时间段（0﹣1min、1﹣2min、2﹣3min、3﹣4min、4﹣5min）反应速率最慢　 　，原因是　 　．
②求2﹣3min时间段内以盐酸的浓度变化表示的该反应的反应速率　 　（忽略溶液体积的变化）．
③为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，该同学在盐酸中分别加入等体积的下列}溶液：
A．蒸馏水 B．NaCl溶液 C.0.5mol/L盐酸
你认为可行的是（填序号）　 　．
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】如果该反应都用CO表示反应速率，则：
A．v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1；
B．v(CO)＝2v(NO2)＝2×0.7 mol·L－1·min－1=1.4 mol·L－1·min－1；
C．v(CO)＝4v(N2)＝4×0.4 mol·L－1·s－1=1.6 mol·L－1·s－1=96 mol·L－1·min－1；
D．v(CO)＝v(CO2)=1.1 mol·L－1·min－1；
综上所述C表示的速率最快，
故答案为：C。
【分析】要判断一个反应的快慢，除了利用化学计量数之比等于物质的量之比，转为相同物质计算，还可以利用化学反应速率除以相应物质的化学计量数，得到的数据大小进行判断。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．延长反应时间，不能加快化学反应速率，A错；
B．对于没有气体参加的反应，增大容积不能改变化学反应速率，对于有气体参与的化学反应，增大容积减小化学反应速率，B错；
C．升高体系温度，一定能加快反应速率，C对；
D．铁与稀硫酸的反应中，若增大硫酸的浓度，加入浓硫酸，铁与浓硫酸会发生钝化，增大硫酸浓度不能加快反应速率，D错；
故答案为：C。
【分析】A.延长反应时间不能加快反应塑料；
B.没有气体参与的反应，压强不能影响反应速率；
C.升温反应速率加快；
D.增大浓度反应速率不一定加快，如增大硫酸的浓度变为浓硫酸，金属可能会发生钝化。
3．【答案】B
【解析】【解答】A．化学计量数之比等于反应速率的反比，3v(NH3)=2v(H2O)，故A不符合题意；
B．化学计量数之比等于反应速率的反比，3v(NO)=2v(H2O)，故B符合题意；
C．化学计量数之比等于反应速率的反比，5v(NH3)=4v(O2)，故C不符合题意；
D．化学计量数之比等于反应速率的反比，6v(O2)=5v(H2O)，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比解答。
4．【答案】D
【解析】【解答】A．小麦中含有的淀粉是天然高分子化合物，是基本营养物质之一，故A不符合题意；
B．“曲”中含有含有的酶是“淀粉→乙醇”转化过程的催化剂，故B不符合题意；
C．酿酒发酵过程为淀粉在酶的作用下发生水解反应生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下发酵生成乙醇，所以葡萄糖是酿酒发酵过程中的一种中间产物，故C不符合题意；
D．乙醇溶于水，所以可用蒸馏的方法将酒中的水分离出去以提高酒精浓度，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.淀粉是六大营养物质之一；
B.酶能催化淀粉转化为乙醇；
C.淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖发酵生成乙醇。
5．【答案】C
【解析】【解答】A.3v正（N2）=v正（H2），都为正反应速率，选项A不符合题意；
B．v正（N2）=v逆（NH3），化学反应速率之比与化学计量数之比不等，选项B不符合题意；
C.2v正（H2）=3v逆（NH3），化学反应速率之比等于化学计量数之比，故正逆反应速率相等，选项C符合题意；
D．v正（N2）=3v逆（H2），化学反应速率之比与化学计量数之比不等，选项D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，化学反应速率之比等于化学计量数之比。
6．【答案】B
【解析】【解答】A．FeSO4与稀盐酸不反应，FeSO4溶液水解呈酸性，水解程度微弱，对于 平衡逆向移动，A不符合题意；
B．NaHCO3与稀HCl反应，平衡 正向移动，则HClO的浓度增加，B符合题意；
C．KCl与稀盐酸不反应，不会引起成分浓度的变化，C不符合题意；
D．NaHSO3具有还原性，与HClO发生氧化还原反应，溶液中HClO的浓度减小，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】依据外界因素对平衡的影响进行分析。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．镀锌铁皮锌层厚度测定时，锌、铁和稀硫酸构成原电池，锌作负极，铁作正极，原电池能加快锌被腐蚀的速率。且只有铁时，不能构成原电池，反应速率会突然减小，所以，当反应速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全，A不符合题意；
B．Fe3+是亲脂性强的成分，在流动相中分配的多一些，随流动相移动的速度快一些，而Cu2+是亲水性强的成分，在固定相中分配的多一些，随流动相移动的速度慢一些，从而使Fe3+和Cu2+得到分离，B不符合题意；
C．分液时，如果先将上层液体从上口倒出，下层液体会和上层液体混合，应先将下层液体从下口放出，再将上层液体从上口倒出，C符合题意；
D．浓硫酸具有脱水性，可使白纸碳化而变黑，而稀硫酸不行，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、构成原电池，能加快化学反应速率；
B、根据同离子和三价铁离子的亲水性不同来分离；
C、考查分液的操作；
D、浓硫酸具有脱水性，炭化性。
8．【答案】A
【解析】【解答】A．NaOH固体溶于水过程是物质的溶解过程，是物理变化，没有新物质产生，因此没有发生化学反应，A符合题意；
B．甲烷燃烧反应为放热反应，即反应过程中破坏反应物分子化学键所吸收的能量小于形成生成物分子化学键所释放的能量，B不符合题意；
C．风能、电能为清洁能源，生成过程无污染，H2还原CO2制甲酸，可以减少CO2排放，符合绿色化学理念，C不符合题意；
D．CO中毒是因为CO吸入肺中发生反应： CO+HbO2(氧合血红蛋白)O2+HbCO(碳氧血红蛋白)，把病人放入高压氧仓，增大氧气的浓度，平衡逆向移动，减少CO与Hb的结合，从而解毒，其原理符合勒夏特列原理，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．物质的溶解过程，是物理变化；
B．放热反应反应过程中破坏反应物分子化学键所吸收的能量小于形成生成物分子化学键所释放的能量；
C．风能、电能为清洁能源，生成过程无污染，可以减少CO2排放；
D．依据勒夏特列原理，改变影响平衡的一个因素，平衡将向减弱这种改变的方向移动分析。
9．【答案】D
【解析】【解答】A. 浓硫酸具有强氧化性，与锌反应生成二氧化硫气体，而不生成氢气，故A不符合题意；
B. 对于没有气体参加的反应，增大压强对化学反应速率无影响，故B不符合题意；
C. 增加碳酸钙的量，如固体表面积不变，则反应速率不变，故C不符合题意；
D. 减小压强，活化分子百分数不变，但是压强减小，各物质浓度减小，反应速率减小，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】铁片在浓硫酸中会发生钝化，对于化学反应，增大浓度，升高温度，加入催化剂以及增大固体的表面积和增大反应速率，对于没有气体参加的反应，增大压强对化学反应速率无影响，结和选项中所给信息解答该题。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．该反应在4s时反应物浓度不再变化，达到平衡状态，A不符合题意；
B．前2s内NO浓度减少了7.5×10－4mol/L，因此根据方程式可知生成氮气浓度是3.75×10－4mol/L，则氮气的平均反应速率==1.875×10-4 mol/(L·s)，B不符合题意；
C．NO和CO的起始浓度不是1：1的，而反应是按照1：1转化的，因此平衡转化率不相同，C符合题意；
D．平衡状态时消耗CO是9×10－4mol/L，则根据方程式可知平衡时c(CO2)=9×10－4 mol/L，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．平衡状态为反应物浓度不再变化的状态；
B．依据计算；
C．加入反应物的物质的量之比等于计量系数之比时，平衡转化率相同；
D．根据方程式的系数分析。
11．【答案】B
【解析】【解答】A.化学反应速率随温度的升高而加快，但N点催化剂的催化效率比M低，所以v(M)有可能小于v(N)，故A不符合题意；
B.设开始投料为4mol，则为1mol，当在M点平衡时二氧化碳的转化率为
所以有
6H2(g)+ 2CO2(g) CH2=CH2(g) + 4H2O(g)
起始 4 1 0 0
转化 1.5 0.5 0.25 1
平衡 2.5 0.5 0.25 1
所以乙烯的体积分数为，故B符合题意；
C.，催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动和转化率，所以对平衡转化率的影响无因果关系，故 C不符合题意；
D.根据图像，当温度高于，升高温度二氧化碳的平衡转化率减低，则平衡逆向移动，但催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动和转化率，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.化学反应速率随温度的升高而加快；
B.利用三段式法计算；
C.催化剂只影响反应速率，不影响平衡；
D.根据催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动和转化率分析。
12．【答案】B
【解析】【解答】A.根据反应： ①，②，反应过程中X的物质的量浓度，始终减小，直至为0，而Y的浓度是先增大后减小的，最后不为0，Z的浓度是一直增大，②反应达到平衡时不再改变，所以 曲线a为Z的浓度变化曲线 ，A选项是正确的；
B.根据图像知：在2min时，三条曲线有交点，此时： ，B选项是错误的；
C. 反应进行10min后 ，Y和Z的浓度不再改变，说明反应达到平衡,C选项是正确的；
D. 未告知平衡时各组分的浓度无法计算平衡常数，D选项是错误的。
故答案为：D。
【分析】A.根据曲线的变化趋势，可以确定各曲线代表的物质；
B.根据图像知：在2min时，三条曲线有交点，此时： ；
C.
13．【答案】A
【解析】【解答】A．活化能越小，反应速率越快，则反应①的活化能小于反应③的活化能，故A符合题意；
B．反应②存在v正=k正c（CO）×c（Cl ），v逆=k逆c（COCl ），平衡时正逆反应速率相等，，故B不符合题意；
C．慢反应决定整个反应速率，要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应③的速率，故C不符合题意；
D．选择合适的催化剂加快化学反应速率，所以能提高单位时间内COCl2的产率，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.活化能越大，反应速率越慢；
B.跟据反应②的速率方程为v正=k正c（CO）×c（Cl ），v逆=k逆c（COCl ），平衡时v正=v逆推导；
C.非基元反应的速率由慢反应速率决定；
D.催化剂能加快反应速率，就能提高单位时间内COCl2的产率。
14．【答案】C
【解析】【解答】增加H2的浓度，促进CO2的转化，平衡右移，提高CO2转化率，A不符合题意；
B.△H<0，升温，平衡左移，速率加快，CO2转化率降低，B不符合题意；
C.升高温度，正、逆反应速率均加快，C符合题意；
D.催化剂对平衡移动无影响，可以加快反应速率，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】催化剂能够改变化学反应的反应速率，但是对平衡移动无影响，反应物的转化率不变，各物质浓度保持不变。
15．【答案】A
【解析】【解答】3min末测得容器内压强是起始时压强的0.9倍，压强之比等于物质的量之比，
所以3min末时容器内混合气体的物质的量为(2mol+3mol)×0.9=4.5mol
3H2+N2 2NH3 物质的量变化 △n
3 2
△n(H2) 5mol-4.5mol=0.5mol
所以△n(H2)= ×0.5mol=0.75mol，
所以3min内，用H2表示的平均反应速率v(H2)= = 0.125mol·L-1·min-1 ；
故答案为：A
【分析】根据压强之比等于物质的量之比，确定3min后容器内物质的总的物质的量，再结合反应的化学方程式确定参与反应的n(H2)最后根据公式计算反应速率。
16．【答案】D
【解析】【解答】解：A．化学反应速率适用于溶液或气体，不适用于固体或纯液体，故A错误；
B．化学反应速率为“0.8mol/（L s）”表示的意思是：时间段为1s时，某物质的浓度增加或减少0.8mol/L，故B错误；
C．反应速率快的现象不一定明显，如NaOH与HCl的反应，反应速率慢的现象可能明显，如铁生锈，故C错误；
D．化学反应有的快，有的慢，则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢，故D正确．
故选D．
【分析】A．化学反应速率适用于溶液或气体；
B．化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加；
C．反应速率与反应现象没有直接关系；
D．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量．
17．【答案】（1） ；随温度升高，反应的平衡常数K减小；a、d
（2）＜；吸热
（3）60％； 或2.25
【解析】【解答】（1）①工业合成氨的化学方程式为： ；②对于放热反应而言，升高温度，K值减小，表中的数据表明升高温度，K值在减小，所以可以推出该反应是放热反应；③a. 增大压强，平衡向正反应方向（气体体积减小的方向）移动移动，则H2的转化率增大，a符合题意；
b. 催化剂不影响平衡的移动，不会引起H2的转化率的改变，b不符合题意；
c. 升高温度，平衡向逆反应方向（吸热反应方向）移动，则H2的转化率减小，c不符合题意；
d. 及时分离出NH3，则NH3的浓度减小，平衡正向移动，H2的转化率增大，d符合题意；
故答案为：a、d；（2）①温度相同时，压强由P1变为P2，CH4的平衡含量升高，说明平衡逆向移动，由于该反应的逆反应是气体体积减小的反应，所以压强增大，即P1＜P2；②压强相同时，升高温度，CH4的平衡含量降低，说明平衡正向移动，则该反应是吸热反应；（3）该反应的三段式为（单位：mol·L-1）：
　 CO (g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)
　 1 1 1 1
起 0.2 0.2 0 0
转 0.12 0.12 0.12 0.12
平 0.08 0.08 0.12 0.12
①CO的转化率为 =60%；②K= = =2.25。
【分析】根据工业合成氨的化学原理，以及化学平衡和影响化学平衡移动的因素进行判断。
18．【答案】（1）4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣903kJ mol﹣1
（2）28.57%；0.02；0.05；向左；cd；①⑤⑦
【解析】【解答】解：（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ mol﹣1；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=﹣483kJ mol﹣1；
③N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣93kJ mol﹣1．
根据盖斯定律，②×3+①×2﹣③×2可得：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=[3×（﹣483kJ mol﹣1）+（+180.5kJ mol﹣1）×2﹣2×（﹣93kJ mol﹣1）]=﹣903kJ mol﹣1，
故答案为：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣903kJ mol﹣1；（2）①由图可知，20min到达平衡，平衡时生成氮气为0.4mol，由方程式可知消耗NO为0.4mol×2=0.8mol，NO转化率= ×100%=28.57%，v（NO）= =0.02mol/（L min），若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，
2NO（g）+ 2CO（g） N2（g）+ 2CO2（g）△H＜0
起始（mol） 2.8 2.4 0 0
转化（mol） 0.8 0.8 0.4 0.8
平衡（mol） 2.0 1.6 0.4 0.8
化学平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值，该温度下的化学平衡常数K= = =0.05，25min时，若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，
2NO（g）+ 2CO（g） N2（g）+ 2CO2（g）
2 1.6+0.8=2.4 0.8+0.4=1.2 0.4
Q= =0.017＞K，浓度商Qc＞K，平衡逆向移动；
故答案为：28.57%；0.02mol/（L min）；0.05；向左；
②2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）△H＜0．
a． v生成（CO2）表示V正，v消耗（CO）表示V正，所以不能表示到达平衡，故a错误；
b．反应前后都为气体，在密闭容器中，反应前后质量不变，混合气体的密度ρ= 始终保持不变，所以不能判断，故b错误；
c．反应前后质量不变，但反应后气体的体积减小，所以当混合气体的平均相对分子质量不再改变，能判断达到平衡，故c正确；
d．单位时间内消耗2n mol CO2的表示V逆，同时生成n mol N≡N表示V正，且符合其系数比，能判断达到平衡，故d正确；
e．达到平衡不必必须满足NO、CO、N2、CO2的浓度相等，所以不能判断达到平衡，故e错误；
故答案为：cd；
③平衡常数只受温度影响，升高温度平衡向吸热反应移动，该反应正反应为放热反应，故升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数减小，故①正确②错误；
催化剂只改变化学反应速率，不改变化学平衡，物质转化率不变，故③④错误；
平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，与物质的浓度无关，故⑤正确⑥错误；
压强增大，平衡正向进行，增大氮气的物质的量，氮气的浓度增大，⑦正确⑧错误；
综上所述①⑤⑦正确；
故答案为：①⑤⑦．
【分析】（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，反应的热化学方程式改变系数，焓变随之改变，通过热化学方程式之间的加减计算得到；（2）①由图可知，20min到达平衡，平衡时生成氮气为0.4mol，由方程式可知消耗NO为0.4mol×2=0.8mol，转化率= ×100%，根据v= 计算v（NO）；
若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，化学平衡常数为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值，由平衡常数表达式可知，浓度商Qc＞K，平衡逆向移动；
②化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，据此分析选项；
③平衡常数只受温度影响，升高温度平衡向吸热反应移动，该反应正反应为放热反应，故升高温度平衡向逆反应移动；
催化剂只改变化学反应速率，不改变化学平衡，物质转化率不变；
平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，与物质的浓度无关；
压强增大，平衡正向进行，增大氮气的物质的量，氮气的浓度增大．
19．【答案】（1）2A+B 2C
（2）0.1mol/(l.·min)
（3）c.d
（4）40%
【解析】【解答】（1）根据图像可知A和B的物质的量减小，是反应物，C是生成物，2min时A减少5mol－3mol＝2mol，B减少2mol－1mol＝1mol，C增加4mol－2mol＝2mol，根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，该反应的的化学方程式为2A+B 2C；（2）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为 ＝0.1mol/(L·min)；（3）a．v(A)= 2v(B)没有指明反应速率的方向，不一定处于平衡状态，a不正确；
b．容器内各物质的物质的量相等不能说明浓度不变，反应速率不一定处于平衡状态，b不正确；
c．v逆(A)=v正(C)说明正逆反应速率相等，反应处于平衡状态，c正确；
d．容器内气体的颜色保持不变，说明A的浓度不变，反应达到平衡状态，d正确；
故答案为：cd；（4）由图求得平衡时A的转化率为 。
【分析】
(1)从物质的物质的量的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的物质的量变化值等于化学计量数之比书写化学方程；
(2)化学反应速率是单位时间内浓度的变化，据此可求得反应速率；
(3)判定可逆反应是否达到化学平衡状态，一般有以下两种方法：
1、v正=v逆，即正逆反应速率相等；
2．变量不变，包括某组分的含量、气体的颜色、密度、平均相对分子质量、体系的总压强等；
(4)根据A达到平衡时已转化的物质的量与起始的物质的量之比，可求得转化率。
20．【答案】（1）+115.4kJ mol-1
（2）C；65.2%；；反应为放热反应，随着反应的进行，溶液温度升高，将使平衡逆向移动
（3）降低混合气的温度，使温度维持在200℃左右；200℃是催化剂的活性温度，且反应速率较快
（4）3CH4-6e-+6OH-=CH3CH2CH2OH+5H2O
【解析】【解答】（1）①CH4(g)+O2(g)CH3OH(g) △H1=-126.4kJ mol-1
②CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g) △H2
③H2(g)+O2(g)= H2O(l)|△H3=-285.8kJ mol-1
④H2O(l)=H2O(g)| △H4=+44kJ mol-1
利用盖斯定律，将反应①-③-④，得反应②为CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g) △H2=+115.4kJ mol-1。故答案为：+115.4kJ mol-1
（2）①A．升高温度，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，A不正确；
B．反应达到平衡后，再充入一定量He，对反应物和生成物的压强都不产生影响，CH4的平衡转化率不变，B不正确；
C．投料比不变，增大反应物浓度，相当于加压，平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，C正确；
故答案为：C。
②在200℃下，向容积为5L的恒容密闭反应器中加入催化剂，并充入6.0kPaCH4、4.8kPaO2和一定量He使反应充分进行，从图中看出，起始总压强为12kPa，平衡时总压强为9.05kPa，则He的压强为12kPa-6.0kPa-4.8kPa=1.2kPa，设参加反应的CH4的压强为x，则可建立如下三段式：
则6.0-x+4.8-0.5x+x+1.2=9.05 x=5.9kPa
则达到平衡时体系中CH3OH的体积分数为≈65.2%。
③该反应温度下，方法I的标准压力平衡常数=。
④若将容器改为绝热容器，初始温度为200℃，其他条件不变，达到新平衡时，甲醇产率降低，原因是：反应为放热反应，随着反应的进行，溶液温度升高，将使平衡逆向移动。故答案为：C；65.2%；；反应为放热反应，随着反应的进行，溶液温度升高，将使平衡逆向移动；
（3）通入CH4发生反应前，要往反应器中通入O2从而活化催化剂，活化催化剂后持续通入He一段时间的目的是：降低混合气的温度，使温度维持在200℃左右；从反应速率的角度分析，通入CH4后反应温度维持在200℃的原因：200℃是催化剂的活性温度，且反应速率较快。故答案为：降低混合气的温度，使温度维持在200℃左右；200℃是催化剂的活性温度，且反应速率较快；
（4）从图中可以看出，ZrO2/NiCo2O4电极为负极，则CH4失电子产物与电解质反应生成CH3CH2CH2OH等，电极反应式为3CH4-6e-+6OH-=CH3CH2CH2OH+5H2O。故答案为：3CH4-6e-+6OH-=CH3CH2CH2OH+5H2O。
【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；
① 提高甲烷转化率可以通过使平衡朝正向移动，或者投料比不变的情况下增大反应物的浓度；
② 结合三段式和已知数据判断；
③ 分压平衡常数要结合总压强和总物质的量判断；
④ 升高温度，平衡朝吸热方向移动；
（3）温度较高时，可以提高速率，且要控制在一定温度，不能过高，否则会使催化剂失去活性；
（4）甲烷失去电子，结合氢氧根离子生成丙醇和水。
21．【答案】（1）0.6mol/L； ×100%
（2）4～5min；因为4～5min时H+浓度小（或酸的浓度小）；0.1mol/（L min）；ABC
【解析】【解答】解：（1）依据化学平衡三段式列式计算，在最初2s内，v（A）为0.6mol/（L s）．则在2s时，消耗A物质的量=0.6mol/（L s）×SL×2s=1.2Smol
3A（g）+ B（g） 2C（g）
起始量（mol） 10 S 0
转化量（mol） 1.2S 0.4S 0.8S
平衡量（mol） 10-1.2S 0.6S 0.8S
B的物质的量浓度C（B）= = mol/L=0.6mol/L
相同条件下，体积之比等于物质的量之比，C 的体积分数= ×100%= ×100%= ×100%；
故答案为：0.6mol/L； ×100%；（2）①0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5min，各时间段的气体体积分别为：50 mL、70mL、112 mL、58 mL、20 mL，从表中数据看出2 min～3 min收集的氢气比其他时间段多，虽然反应中c（H+）下降，但主要原因是Zn置换H2的反应是放热反应，温度升高，4 min～5 min收集的氢气最少是虽然反应中放热，但主要原因是c（H+）下降，反应物浓度越低，反应速率越小，
故答案为：4～5min；因为4～5min时H+浓度小（或酸的浓度小）；②在2～3min时间段内，气体体积112 mL，n（H2）= =0.005mol，由2HCl～H2得，消耗盐酸的物质的量为0.01mol，
则υ（HCl）= =0.1 mol/（L min），
故答案为：0.1mol/（L min）；③A、加入蒸馏水，溶液的浓度减小，反应速率减小，H+的物质的量不变，氢气的量也不变，故A正确；
B、加入氯化钠溶液，减小盐酸的浓度，反应速率减小，H+的物质的量不变，氢气的量也不变，故B正确；
C、加入0.5mol/L盐酸，浓度小于1.0mol/L盐酸，相当于稀释，反应速率减小，增加氢离子，增加氢气的量，不减少产生氢气的量，故C正确；
故选：ABC．
【分析】（1）依据化学平衡三段式列式计算，在最初2s内，v（A）为0.6mol/（L s）．则在2s时，消耗A物质的量=0.6mol/（L s）×SL×2s=1.2Smol
3A（g）+ B（g） 2C（g）
起始量（mol） 10 S 0
转化量（mol） 1.2S 0.4S 0.8S
平衡量（mol） 10-1.2S 0.6S 0.8S
结合C= 计算B的物质的量浓度，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，C 的体积分数= ×100%；（2）①根据影响化学反应速率的因素有浓度、温度以及固体的表面积大小等因素，温度越高、浓度越大、固体表面积越大，反应的速率越大，从表中数据看出2 min～3 min收集的氢气比其他时间段多，原因是Zn置换H2的反应是放热反应，温度升高；4 min～5 min收集的氢气最少是因为随反应进行c（H+）下降；②根据v= 计算反应速率；③根据影响化学反应速率的因素以及氢气的量取决于H+的物质的量分析解答．