2.2 化学反应的方向与限度 同步练习（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

2.2 化学反应的方向与限度 同步练习
一、单选题
1．恒温恒容条件下，某密闭容器中发生如下反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，说明该反应已达到平衡状态的是 （　　）
A．容器内总压强不随时间改变
B．气体的密度不随时间改变
C．单位时间内生成2 mol HI同时消耗1 mol H2
D．H2的体积分数不随时间改变
2．可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达平衡后，通入18O2，再次达到平衡时，18O存在于（　　）
A．SO3、O2 B．SO2、SO3
C．SO2、O2、SO3 D．SO2、O2
3．下列有关化学反应限度的说法错误的是（　　）
A．任何可逆反应都有一定的限度
B．化学反应的限度是可以改变的
C．化学反应的限度与反应进行时间的长短有关
D．化学反应达到限度时，正逆反应速率相等
4．工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：① 2C（焦炭）＋O2（空气）＝2CO；② Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是（　　）
A．CO过量 B．CO与铁矿石接触不充分
C．炼铁高炉的高度不够 D．CO与Fe2O3的反应有一定限度
5．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：
X（g）＋2Y（g） 2Z（g） 此反应达到平衡的标志是（　　）
A．容器内压强不随时间变化
B．容器内气体的密度不随时间变化
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1︰2︰2
D．单位时间消耗0.1mol X同时生成0.2mol Z
6．现有下列两个图像：
下列反应中符合上述图像的是（　　）
A．N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
B．2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0
C．4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
D．H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH>0
7．一定条件下，在一恒容密闭容器中，能表示反应 X（g）+2Y（g） 2Z（g） 一定达到化学平衡状态的是（　　）
①容器中气体的密度不再发生变化
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y．
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
8．在一个不传热的固定容积的密闭容器中发生可逆反应：mA（g）+nB（g）═pC（g）+qD（g），当m、n、p、q为任意整数（不为零）时，一定能说明达到平衡状态的标志是（　　）
A．各组分的浓度不再改变
B．体系的压强不再改变
C．反应速率υA：υB：υC：υD=m：n：p：q
D．单位时间内m mol A断键发生反应，同时n mol B也断键发生反应
9．在一定温度下，下列叙述不是可逆反应A（g）+3B（g） 2C（g）达到平衡的标志的是（　　）
①C的生成速率与C的分解速率相等；
②A，B，C的浓度不再变化；
③单位时间内消耗amol A，同时生成2amolC；
④混合气体的总压强不再变化；
⑤混合气体的物质的量不再变化；
⑥A，B，C的分子数目比为1：3：2；
⑦单位时间消耗amol A，同时生成3amol B．
A．③⑤ B．③⑥ C．①② D．⑤⑦
10．200℃、101kPa时，在密闭容器中充入1molH2和1molI2，发生反应I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH=－14.9kJ/mol。反应一段时间后，能说明反应已经达到化学平衡状态的是（）
A．放出的热量小于14.9kJ
B．反应容器内压强不再变化
C．HI生成的速率与HI分解的速率相等
D．单位时间内消耗a molH2，同时生成2amolHI
11．在一定温度下，体积固定的密闭容器中发生可逆反应4HCl（g）+O2（g）＝2H2O（g）+2Cl2（g）下列能说明反应已经达到平衡状态的是（　　）
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C．断开4molH﹣Cl键的同时，生成4molH﹣O键
D．HCl、O2、H2O、Cl2四种气体的物质的量之比为4：1：2：2
12．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中发生可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)，下列叙述一定是达到平衡的标志的是（　　）
①2υ(B)正=3υ(C)逆；②单位时间内生成a mol A，同时消耗2a mol C；③A、
B、C的浓度不再变化；④混合气体的总压强不再变化；⑤C的质量分数不再改变；⑥用A、
B、C的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2的状态；⑦A、
B、C的浓度彼此相等；⑧混合气体的密度不再改变的状态
A．①③④⑤ B．①④⑤⑦ C．④⑤⑥⑧ D．③⑤⑥⑦
13．在一定条件下的定容密闭容器中，下列说法能表明反应A（s）+2B（g）═C（g）+D（g） 已达平衡状态的是（　　）
A．混合气体的压强不再改变
B．单位时间内生成n mol A的同时，生成2n mol的B
C．C的生成速率是B 的生成速率的两倍
D．混合气体的密度不再改变
14．在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再变化时，能说明I2(g)+H2(g) 2HI（g）达到平衡状态的是（　　）
A．混合气体的颜色 B．容器内压强
C．混合气体的平均相对分子质量 D．混合气体的密度
15．对于可逆反应A（g）+2B（g） 2C（g）△H＞0，下列图象中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
16．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。向一个密闭容器中充入一定量的N2和H2，在一定条件下使其发生反应生成NH3，测得0～30s，c(N2)减小了1mol/L，下列说法正确的是（　　）
A．当N2足量且充分反应后，H2的转化率为100%
B．化学反应速率关系是2v(H2)=3v(NH3)
C．0～15s，c(NH3)增加了1mol/L
D．达到平衡时正逆反应速率相等且为0
二、综合题
17．利用太阳能分解H2O获得氢气，再通过CO2加氢制甲醇(CH3OH)等燃料，从而实现可再生能源和CO2的资源化利用
（1）H2O的空间结构为　 　；CO2的形成过程为　 　(用电子式表示)
（2）过程IV的能量转化形式为　 　
（3）过程I II是典型的人工光合作用过程：4H2O+2CO22CH3OH+O2，该反应是　 　(填“吸热”或“放热”)反应
（4）过程II中CO2催化加氢制取甲醇，反应如下：
主反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ mol-1
副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ mol-1
①CO、H2生成CH3OH的热化学方程式是　 　
②提高CH3OH在平衡体系中的含量，可采取如下措施：　 　(写出两条即可)
（5）过程III制得的H2中混有CO，去除CO的反应如下：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。在容积不变的密闭容器中，将0.1molCO、0.1molH2O混合加热到830℃发生上述反应，下列情况说明该反应一定达到化学平衡的是　 　
a.CO的物质的量不再发生变化
b.CO与H2的物质的量浓度相等
c.n(CO)∶n(H2O)∶n(CO2)∶n(H2)=1∶1∶1∶1
d.v正(CO)=v逆(H2O)
（6）多步热化学循环分解水是制氢的重要方法，如“铁—氯循环”法，反应如下：
i.4H2O(g)+3FeCl2(s)=Fe3O4(s)+6HCl(g)+H2(g) △H1
ii.Fe3O4(s)+8HCl(g)=FeCl2(s)+2FeCl3(s)+4H2O(g) △H2
iii.2FeCl3(s)=2FeCl2(s)+Cl2(g) △H3
iv. △H4
反应i~iv循环可分解水，可利用△H1～△H4计算2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的△H 在横线处写出反应iv的化学方程式 　 　
（7）大规模制H2所需能量可由太阳能提供 利用Na2CO3 10H2O可将太阳能储存、释放，结合反应方程式说明储存、释放太阳能的原理：　 　
18．水泥窑炉可产生大量NOx，是高污染排放的工业窑炉，如何处理水泥窑炉产生的尾气是科技工作者非常关心的问题。回答下列问题：
（1）NOx可能引发的环境问题是　 　(填一种)。
（2）“水泥窑协同焚烧污泥”既有助于减少水泥窑烟气中NOx的排放，又能处理城市污泥。该方法是将污泥投加到水泥预分解炉内，利用污泥燃烧产生的还原性气体(NH3、CO等)还原水泥窑烟气中的NOx。
①CO还原NO的反应历程中相对能量变化如下图：
该历程中最大能垒(活化能)E正=　 　kJ·mol-1，该步骤的化学方程式是　 　；CO还原NO总反应的热化学方程式是　 　。
②将一定量的污泥投加到水泥预分解炉内，控制燃烧温度为1200 ℃，测得燃烧过程中NO的浓度和O2、CO2的体积分数随时间变化如图所示。0~50 s内，以NO表示的反应速率v(NO)=　 　mol·L 1·s 1；图中表示CO2的体积分数随时间变化的曲线是　 　(填“a”或“b”)。
（3）在水泥窑炉高温主燃区喷氨也可还原NO，主要反应为：6NO(g)+4NH3(g) 5N2(g)+6H2O(g) ΔH＜0。实验测得主燃区温度、过量空气系数(KSR1)与NO还原效率的关系如图所示。
①“还原气氛”下，该反应的最佳条件是　 　(填标号)。
A．T=1473，KSR1=0.75 B．T=1573，KSR1=1.2 C．T=1673，KSR1=0.85
②“氧化气氛”下，当KSR1=1.2时，NO的还原效率低于“基准”的原因是　 　。
19．氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用
（1）Ⅰ．工业合成氨的反应为：。
合成氨的微观历程示意图如下，过程需要　 　(填“吸收”或“放出”)能量。
、、分别表示、催化剂)
（2）工业上可用天然气来制取合成氨的原料气氢气，发生的反应为：。在一定温度下，体积为的恒容密闭容器中测得如表所示数据。
时间
0 0.40 1.00 0 0
5 0.80 0.60
7 0.20 0.80 0.20 0.60
分析表中数据，判断时反应是否处于平衡状态？　 　(填“是”或“否”)。内，用的浓度变化表示的平均反应速率为　 　。
（3）Ⅱ．实验小组为探究氮与二氧化氮的反应，设计如图实验装罪：
装置A中生石灰的作用是　 　实验室也常用氯化铵和氢氧化钙混合固体制取氨气，写出发生反应的化学方程式　 　。
（4）装置B和D的作用都是干燥气体，其中盛装的干燥剂选择合理的是　 　(填字母)。
a．甲、乙都是碱石灰 b．甲、乙都是无水氯化钙
c．甲是碱石灰，乙是五氧化二磷 d．甲是浓硫酸，乙是碱石灰
（5）若氨气与二氧化氮反应生成的产物为水和氮气，则C中发生反应的化学方程式为　 　。
（6）该实验设计中存在着一个很严重的缺陷是　 　。
（7）取铜于装置的锥形瓶中，再加入一定浓度的浓硝酸，充分反应后铜全部溶解，收集到和的混合气体(标准状况)，则　 　。
20．绿色发展是必由之路，我国宣布二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
I．以制备甲醇是实现“双碳”目标的重要途径。在体积为2.5L的密闭容器中，充入和，180℃下反应仅得甲醇(沸点64.7℃)和物质X，测得各物质物质的量随时间的部分变化图象如图所示：
（1）的电子式为　 　；该反应的化学反应方程式为　 　。
（2）内，甲醇的平均反应速率为　 　(保留两位有效数字)。
（3）时，正反应速率　 　逆反应速率(填“＞”“＜”或“=”)。
（4）其他条件不变，将该恒容容器，改为体积可变的容器，达到平衡时，测得的转化率为15%，则平衡时甲醇的浓度为　 　。
（5）甲醇燃料电池具有启动快、效率高等优点。若以溶液为电解液，其负极的电极反应式为　 　。
（6）II．甲烷与重整制备合成气也是综合利用的研究热点之一、
，此反应的能量变化如图所示：
则，属于　 　反应(填“吸热”或“放热”)。
（7）恒容条件下，下列描述能证明该反应达到平衡的是____(填字母)。
A．容器中气体密度不再改变 B． 不再改变
C．断裂同时断裂 D．的体积分数不再改变
21．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示．
（1）Y的转化率是　 　．
（2）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程为　 　；
（3）反应从开始至2分钟末，用X的浓度变化表示的平均反应速率为　 　．
（4）当反应进行到第　 　min，该反应达到平衡．
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A．该反应为气体等体积反应，反应过程中气体总物质的量不变，恒温条件下，气体总物质的量之比等于其压强之比，因此反应过程中压强不会发生变化，因此不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故A项不选；
B．反应过程中，气体总质量不变，容器体积不变，因此气体密度始终不变，因此不能根据气体密度判断反应是否达到平衡状态，故B项不选；
C．生成HI与消耗H2均表示正反应速率，任意时刻均满足生成2 mol HI同时消耗1 mol H2，不能说明正逆反应速率相等，因此无法判断反应是否达到平衡，故C项不选；
D．反应进行过程中，气体总物质的量不变，反应未达到平衡时，H2(g)的物质的量会发生变化，因此H2的体积分数会发生变化，若H2的体积分数不随时间改变，说明正逆反应速率相等，可说明反应达到平衡状态，故D项选；
综上所述，说明该反应已达到平衡状态的是D项，
故答案为D。
【分析】反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物理量不再发生变化，根据“当变化物理量不再变化时，可说明反应达到平衡状态”进行分析解答。
2．【答案】C
【解析】【解答】二氧化硫、氧气在催化剂、加热的条件下生成三氧化硫的反应为可逆反应，三氧化硫在同样的条件下可分解为二氧化硫和氧气。故18O2中的18O通过化合反应存在于SO3中，SO3 中的18O通过分解反应会存在于SO2中，最终SO3、SO2、O2中都含有18O，
故答案为：C。
【分析】根据可逆反应的特点进行判断失踪院子的存在即可。
3．【答案】C
【解析】【解答】A.可逆反应不能完全转化，在一定条件下，当正逆反应速率相等时，达到反应限度，所以任何可逆反应都有一定的限度，故A不符合题意；
B.不同的外界条件有不同的反应限度，当外界条件发生变化时，反应限度发生改变，故B不符合题意；
C.可逆反应不能完全转化，无论时间多长，都不可能完全转化，所以反应限度与时间的长短无关，但达到反应限度需要时间，二者不能混淆，故C符合题意；
D.对应可逆反应，当正逆反应速率相等，反应达到反应的限度，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】C、化学反应限度与反应的时间长短无关。达到反应限度之后，即使再长时间，也不会继续反应
4．【答案】D
【解析】【解答】由于CO与Fe2O3的反应有一定限度，存在平衡状态，因此反应物不能完全转化为生成物，所以焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，
故答案为：D。
【分析】根据化学反应的限度进行分析即可，注意化学平衡的移动因素。
5．【答案】A
【解析】【解答】化学平衡状态是指各组分浓度不再改变，正逆化学反应速率相等的状态，A项中容器内压强不随时间变化，即气体的总物质的量不再变化，反应达到平衡状态；而其他项都不能作为达到该反应平衡状态的标志。
故答案为：A
【分析】根据化学平衡状态的特征进行解答。当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（且不为0），达到一种动态的平衡；各物质的溶度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生改变；对于反应前后气体分子数不同的反应，如果气体的压强不变，则其达到了平衡状态；由此即可得出答案。
6．【答案】B
【解析】【解答】A. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，为放热反应，正反应是气体物质的量减小的反应，故A不符合；
B. 2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0，为吸热反应，正反应是气体物质的量增大的反应，故B符合；
C. 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0，正反应是气体物质的量增大的反应，但为放热反应，故C不符合；
D. H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH>0，为吸热反应，但正反应是气体物质的量减小的反应，故D不符合；
故答案为：B。
【分析】根据图象进行判断，温度越高，生成物浓度越大，即平衡朝正向移动，正向为吸热反应，压强增大，逆反应速率大于正反应速率，即平衡朝逆向移动，反应物气体系数小于生成物气体系数，根据描述，可以知道要找出来的选项为反应物气体系数小于生成物气体系数的吸热反应。
7．【答案】B
【解析】【解答】解：①根据质量守恒定律知，混合气体的总质量不变，容器的体积不变，所以密度始终不变，所以不能根据密度判断反应是否达到平衡状态，故错误；②当反应达到平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化，所以能判断该反应达到平衡状态，故正确；③该反应的反应前后气体体积改变，当反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，所以压强不再变化，所以能判断该反应达到平衡状态，故正确；④当反应达到平衡状态时，单位时间内生成2n mol Z，同时生成2n mol Y，如果单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y，该反应未达到平衡状态，故错误；
故选B．
【分析】反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断．
8．【答案】A
【解析】【解答】解：A、各组分的浓度不再改变，正逆反应速率相等，反应达平衡状态，故A正确；
B、mA（g）+nB（g） pC（g）+qD（g），若m+n=p+q，则体系的压强不再改变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据；若m+n≠p+q，则体系的压强不再改变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故B错误；
C、反应速率之比等于化学计量数之比，故反应速率υA：υB：υC：υD=m：n：p：q不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故C错误；
D、只要反应发生就有单位时间内m mol A断键发生反应，n mol B也断键发生反应，故D错误；
故选A．
【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态．
9．【答案】B
【解析】【解答】解：①C的生成速率与C的分解速率相等，即C的正逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，故不选； ②A．B．C的浓度不再变化是平衡的特征，故不选；③单位时间内amol A生成，同时生成2amolC，不能说明正逆反应速率相等，不能说明该反应达到平衡状态，故选； ④该反应是一个反应前后气体体积该变的反应，当体积不变时，密闭容器中混合气体的总压强不再变化说明混合气体的物质的量不变，所以能说明反应达到平衡状态，故不选；⑤该反应是一个反应前后气体体积该变的反应，混合气体的物质的量不再变化，所以能说明反应达到平衡状态，故不选；⑥达平衡时，A、B、C三种物质的分子数之比可能是1：3：2，也可能不是1：3：2，要根据反应开始时加入的A、B、C三种物质是否按1：3：2比例而定，所以不能说明该反应达到平衡状态，故选；⑦消耗amol A，同时生成3amol B，能说明说明正逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，故不选；
故选B．
【分析】化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，可逆反应到达化学平衡状态的标志有且只有两个：1．v正=v逆 2．各物质的含量保持不变，其它一切判据都是由这两个判据衍生出来的．
10．【答案】C
【解析】【解答】A、可逆反应不可能完全转化，未平衡和平衡放出的热量都小于14.9kJ，A不符合题意；
B、随着反应的进行体系压强一直保持不变，不能说明达平衡状态，B不符合题意；
C、HI生成的速率与HI分解的速率相等，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，C符合题意；
D、都体现的正反应方向，未体现正与逆的关系，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】化学反应达到平衡的标志是正逆反应速率相等。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．反应过程中气体总质量、容器容积为定值，则气体密度始终不变，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，故A不符合题意；
B．该反应中气体总质量为定值，气体的总物质的量为变量，根据公式M= 可知，混合气体的平均相对分子质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故B符合题意；
C．断开4molH-Cl键的同时，生成4molH-O键，表示的都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，故C不符合题意；
D．HCl、O2、H2O、Cl2四种气体的物质的量之比为4：1：2：2，无法判断各组分的物质的量是否继续变化，无法判断平衡状态，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】在一定温度下，体积固定的密闭容器中发生可逆反应4HCl（g）+O2（g）＝2H2O（g）+2Cl2（g），为气体体积缩小的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化。
12．【答案】A
【解析】【解答】①达到平衡时正逆反应速率比等于系数比，所以2υ(B)正=3υ(C)逆时一定平衡，故①是标志；
②生成A与消耗C都是逆反应速率，单位时间内生成a mol A，同时消耗2a mol C不一定平衡，故②不是标志；
③达到平衡时各物质的浓度保持不变，所以A、B、C的浓度不再变化一定平衡，故③是标志；
④反应前后气体系数和不同，压强是变量，所以混合气体的总压强不再变化一定平衡，故④是标志；
⑤C的质量分数不再改变，说明C的浓度保持不变，一定达到平衡状态，故⑤是标志；
⑥任意时刻用不同物质表示的速率比等于系数比，所以用A、B、C的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2的状态不一定平衡，故⑥不是标志；
⑦浓度保持不变是平衡状态，A、B、C的浓度彼此相等时不一定保持不变，所以A、B、C的浓度彼此相等不一定平衡，故⑦不是标志；
⑧根据 ，该反应中密度是恒量，所以密度不变不一定平衡，故⑧不是标志；
综上所述，一定是达到平衡的标志的是①③④⑤，
故答案为：A。
【分析】可以代表反应达到平衡的标志是正逆反应的速率相等。
13．【答案】D
【解析】【解答】解：A、由于A是固态，反应前后的气体的化学计量数之和都是2，故压强始终不变，故A错误；
B、都体现有逆反应方向，未体现正与逆的关系，故B错误；
C、只要反应发生就有C的生成速率是B 的生成速率的两倍，所以不一定是平衡状态，故C错误；
D、混合气体的密度不再改变，说明气体的质量不变反应达平衡状态，故D正确；
故选D．
【分析】A、反应物A（s）是固体，反应两边气体化学计量数相等，压强始终相等；
B、都体现有逆反应方向；
C、只要反应发生就有C的生成速率是B 的生成速率的两倍；
D、混合气体的密度不再改变，说明气体的质量不变反应达平衡状态．
14．【答案】A
【解析】【解答】A. 反应物中只有碘蒸气有颜色，混合气体的颜色不变则说明碘的物质的量保持不变，反应达到平衡状态，A符合题意；
B. 反应前后气体的体积是不变的，则混合气体的压强始终是不变的，容器内压强不变不能说明反应达到平衡状态，B不符合题意；
C. 混合气体的总质量不变，总物质的量始终保持不变，故平均相对分子质量保持不变，不能做为平衡状态的标志，C不符合题意；
D.密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，不能说明反应达到平衡状态，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】
A.反应前有颜色，反应后无颜色的，可根据颜色判断平衡状态
B.压强判断法只适用于反应前后体积变化的反应
C.平均相对分子质量判断法适用于物质的量和质量改变的反应
D.密度判断法适用于气体体积和质量比值改变的反应
15．【答案】D
【解析】【解答】解：A．增大压强，平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，已知图象中正反应速率小于逆反应速率，故A错误；
B．正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，已知图象中正反应速率小于逆反应速率，故B错误；
C．升高温度，反应速率增大，达到平衡所用时间较少，图象不符合，故C错误；
D．升高温度，反应速率增大，达到平衡所用时间较少，平衡向正反应方向移动，A的含量减小，故D正确．
故选D．
【分析】对于可逆反应A（g）+2B（g） 2C（g）△H＞0，反应物气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数，增大压强，平衡向正反应方向移动，正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，以此解答该题．
16．【答案】B
【解析】【解答】A．N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应可逆，任意反应物的转化率不可能为100%，故A不符合题意
B．同一化学反应，用不同物质表示反应速率，速率比等于系数比，化学反应速率关系是2v(H2)=3v(NH3)，故B符合题意；
C．测得0～30s，c(N2)减小了1mol/L，则c(NH3)增加了2mol/L，反应过程中正反应速率逐渐减慢，所以0～15s，c(NH3)增加量大于1mol/L，故C不符合题意；
D．达到平衡时正逆反应速率相等且不为0，反应没停止，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.该反应为可逆反应，转化率不可能为100%；
B.化学反应速率之比等于化学计量数之比；
C.反应物的浓度随反应进行减小，0～15s内c(NH3)增加量大于1mol/L；
D.反应达到平衡时正逆反应速率相等，不为0。
17．【答案】（1）V形；
（2）化学能转化为电能
（3）吸热
（4）CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.2kJ mol-1；将水分离出体系、降低反应温度、增大压强
（5）a、d
（6）2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)
（7）Na2CO3 10H2O=Na2CO3+10H2O，该过程需要吸收能量，将太阳能储存；Na2CO3+10H2O= Na2CO3 10H2O，该过程放出能量，将储存的太阳能释放
【解析】【解答】（1）水分子中O的价层电子对数=，其中2对孤对电子，故水的空间构型为V形；二氧化碳是共价化合物，碳与氧之间有两对共用电子对，CO2的形成过程为；
（2）过程IV为燃料电池，它的能量转化形式为化学能转化为电能；
（3）已知甲醇的燃烧是放热反应，则其逆过程是吸热反应；
（4）目标方程为：CO+2H2 CH3OH，可由主反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ mol-1减去副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ mol-1获得。反应热做相同的运算得目标方程的反应热=△H1-△H1=-49.0kJ mol-1-41.2kJ mol-1=-90.2 kJ mol-1，故CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.2kJ mol-1；
（5）CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，该反应是一个等体积反应，在容积不变的密闭容器中，将0.1molCO、0.1molH2O混合加热到830℃发生上述反应，即按化学计量系数发生反应，各物质含量保持不变或正逆反应速率相等是平衡的标志。ａ．CO的物质的量不再发生变化时说明该反应达到平衡，a正确；b．反应的任何阶段都存在CO与H2的物质的量浓度相等，b不正确；c．n(CO)∶n(H2O)∶n(CO2)∶n(H2)=1∶1∶1∶1并不意味反应达到平衡，c不正确；d．v正(CO)=v逆(H2O)，正逆反应两个方向一氧化碳的速率等于水的速率，反应达到平衡，d正确；
故答案为：ad。
（6）由盖斯定律知iv=目标反应-2（i+ii+iii），代入合并同类项可得反应iv的方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)；
（7）Na2CO3 10H2O=Na2CO3+10H2O，该过程需要吸收能量，将太阳能储存；Na2CO3+10H2O= Na2CO3 10H2O，该过程放出能量，将储存的太阳能释放。
【分析】（1）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；
二氧化碳是共价化合物，碳与氧之间有两对共用电子对；
（2）原电池是化学能转化为电能的装置；
（3）正逆反应吸收或者放出的热量数值相等，但是ΔH的符号相反；
（4）根据盖斯定律分析；
（5）依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
（6）根据盖斯定律分析；
（7）反应中伴随能量变化，正逆反应吸收或者放出的热量数值相等。
18．【答案】（1）酸雨、光化学烟雾等任意一种
（2）298.4；2NO(g)+2CO(g)=N2O2(g)+2CO(g)；2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-373.6 kJ/mol；6.0×10-7；b
（3）C；正反应是气体体积增大的放热反应，在温度不变时，KSR1增大，导致体系的压强增大，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，从而使NO还原效率降低
【解析】【解答】(1)NOx可能引发的环境问题是酸雨、光化学烟雾等；
(2)①根据图示可知该历程中的最大垒能为(298.4.2-0)kJ/mol=298.4 kJ/mol；该步骤的化学方程式是2NO(g)+2CO(g)=N2O2(g)+2CO(g) ；
根据图示可知在总反应中，CO与NO反应产生N2、CO2，每有2 mol CO、2 mol NO反应产生1 mol N2和2 mol CO2气体时，放出热量是373.6 kJ，则该反应的热化学方程式为：2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-373.6 kJ/mol，
②根据图示可知：在0~50 s内，NO的浓度变化了(1.5-0.6)g/m3=0.9 g/m3= ，所以用NO浓度变化表示的反应速率v(NO)= ；
CO2是生成物，开始时浓度小，后来反应产生，则其浓度会增大，根据图示可知图中表示CO2的体积分数随时间变化的曲线是b；
(3)①根据图示可知：在温度为T=1673 K，KSR1=0.85时NO的还原效率最大，故该反应最佳条件是T=1673 K，KSR1=0.85，故答案为：C；
②“氧化气氛”下，当KSR1=1.2时，NO的还原效率低于“基准”是由于反应6NO(g)+4NH3(g) 5N2(g)+6H2O(g) ΔH＜0的正反应是气体体积增大的放热反应，在高温下，当KSR1由1.0变为1.2时，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，使的NO还原效率降低。
【分析】
(1)氮的氧化物会产生危害；
(2)①根据图示分析判断；
②根据计算；
(3)①根据图示选择还原效率最大的条件；
②依据外界因素对化学平衡的影响分析。
19．【答案】（1）吸收
（2）是；0.02
（3）与水反应放热，加速氨气的逸出；
（4）c
（5）
（6）缺少尾气处理装置
（7）
【解析】【解答】（1）由图知，b到c 的过程是N2断键形成N原子的过程，故为吸收能量的过程；
（2）由表中数据可知，5min到7min，H2O(g)何H2（g)的物质的量没有改变，故5min时该反应已处于平衡状态，可知a=0.20mol，b=0.20mol，甲烷的平均反应速率为 0.02。
（3）由图知，A装置是制取NH3的发生装置，生石灰的作用为与水反应放热，加速氨气的逸出，故二者混为能够产生氨气，实验室用氯化铵和氢氧化钙混合固体供热，发生复分解可制的氨气，该反应的反应方程为：
（4）图中B和D的都是用于干燥气体的装置，而且都应选择固体干燥剂，B装置用于干燥NH3，故选择碱性干燥剂碱石灰，D装置用于干燥NO2，故选择酸性干燥剂五氧化二磷；
（5）氨气与二氧化氮反应生成的产物为水和氮气，根据电子守恒，原子守恒，可得该反应方程式为
；
（6）由于氨气与二氧化氮均会污染环境，所以装置需要进行尾气处理，
（7）设n（NO）为xmol，则n(NO2)=(0.2-x)mol，由电子守恒得：，解得x=0.1mol，即n（NO）=0.1mol，n(NO2)=0.1mol， 则 1：1
【分析】（1）b到c化学键断裂，需要吸收能量；
（2）根据表格中物质浓度是否改变进行判断是否达到平衡，当浓度保持不变色，达到平衡；
（3）浓氨水与生石灰反应制备氨气，生石灰的作用为与水反应放热，加速氨气的逸出，实验室通常采用氯化铵与碱石灰混合加热制备氨气；
（4）氨气为碱性气体，只能选择碱石灰，NO2为酸性气体，选择酸性干燥剂，五氧化二磷；
（5）氨气与二氧化氮反应生成的产物为水和氮气 ，根据质量守恒配平即可；
（6）该反应为氧化还原反应，根据得失电子守恒进行计算即可。
20．【答案】（1）；
（2）0.027
（3）=
（4）0.075
（5）
（6）放热
（7）B；D
【解析】【解答】(1) CO2有两对共用电子对，电子式为： ，二氧化碳变化量为1mol-0.9mol=0.1mol，氢气变化量为0.5mol-0.2mol=0.3mol，甲醇的生成量为0.1mol，方程式为 ；
(2)内， 氢气的变化量为0.5mol-0.3mol=0.2mol，H2的平均化学反应速率为0.2/2.5=0.08mol/L/min，甲醇的速率为1/3x0.08= 0.027mol/L/min ；
(3) 时，消耗氢气物质的量为0.5mol-0.2mol=0.3mol，生成甲醇的物质的量为1/3x0.3=0.1mol，平衡的时候甲醇物质的量也是0.1mol，说明反应已经平衡，正反应速率=逆反应速率；
(4) 达到平衡时，测得 的转化率为15%，平衡时CO2：1×(1-15%)=0.85mol，H2：0.5-3×1×15%=0.05mol，甲醇和水的物质的量：1×15%=0.15mol，气体总物质的量=0.85mol+0.05mol+0.15mol+0.15mol=1.2mol，设体积VL，（1+0.5）/1.2=2.5/V，得V=2，甲醇的浓度0.15/2=0.075mol/L；
(5) 碱性条件下，甲醇失去电子生成碳酸根离子，电极反应式为： ；
(6) 反应物能量低，是吸热反应，逆反应是放热反应；
(7) A．密度始终不变，不能证明反应达到平衡，A不符合题意；
B．反应浓度之比一直在变，不再改变时，可以证明反应达到平衡，B符合题意；
C． 断裂同时断裂 ，速率之比不等于系数之比，不能证明反应达到平衡，C不符合题意；
D．反应是体积改变的，当体积分数不再改变时，可以证明反应达到平衡，D符合题意；
【分析】(1) CO2电子式为： ，平均化学反应速率的计算；
(3) 反应平衡，正反应速率=逆反应速率；
(4) 转化率，体积的计算；
(5) 碱性条件下，甲醇失去电子生成碳酸根离子 ；
(6) 反应物能量低，是吸热反应；
(7) A．密度始终不变，不能证明反应达到平衡；
B．反应浓度之比一直在变，不再改变时，可以证明反应达到平衡；
C． 速率之比不等于系数之比，不能证明反应达到平衡；
D．反应是体积改变的，当体积分数不再改变时，可以证明反应达到平衡。
21．【答案】（1）10%
（2）3X+Y 2Z
（3）0.00125mol/（L s）
（4）2
【解析】【解答】解：（1）根据转化率= ×100%= ×100%=10%，故答案为：10%；（2）由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，则反应的化学方程式为3X+Y 2Z，故答案为：3X+Y 2Z；（3）v（X）= =0.075mol （L min）﹣1=0.00125mol/（L s），故答案为：0.00125mol/（L s）；（4）根据图像可知，当在2mim时，反应中各组份的物质的量不再随时间变化而变化，此时反应达到平衡状态，故答案为：2．
【分析】（1）根据转化率= ×100%计算；（2）根据物质的量的变化判断反应物和生成物，根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式；（3）根据v= 计算反应速率；（4）根据平衡时各组分的物质的量不变这一特征作判断．