化学鲁科版（2019）必修第二册综合素养训练二（含解析）

综合素养训练二
(满分：100分　时间：90分钟)
　
一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分，每小题只有一个选项符合题意)
1．为了应对能源危机，满足不断增大的能源需求，当今国际能源研究的一个热点就是寻找新能源，下列有关新能源的叙述不正确的是(　　)
A.氢能燃烧热值高，资源丰富，无毒，无污染
B.风能是太阳能的一种转化形式，能量巨大
C.太阳能能量巨大，而且清洁、无污染，但需要开采、运输
D.物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用
2．下列物质中，化学键类型完全相同的是(　　)
A.H2O和Na2O B．NaOH和NaCl
C.H2O2和Na2O2 D．CCl4和HCl
3．如图图像与对应的叙述不符合的是(　　)
A.图甲可表示石灰石分解反应的能量变化
B.图乙可表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C.图丙可表示在一定条件下的可逆反应，正反应速率和逆反应速率随时间的变化
D.图丁可表示向H2SO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液，溶液中的离子浓度随碱溶液体积的变化
4．下列说法正确的是(　　)
A.凡是有化学键断裂的过程一定发生了化学反应
B.分子中一定含有共价键
C.仅由非金属元素不可能形成离子化合物
D.离子化合物中可能含有共价键
5．2018年5月美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨气，原理如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.图中能量转化方式只有2种
B.b极发生的电极反应为N2＋6H＋＋6e－===2NH3
C.H＋向a极区移动
D.a极上每产生22.4 L O2流过导线的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
6．利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。
下列说法不正确的是(　　)
A.NO属于共价化合物
B.O2含有非极性共价键
C.过程②吸收能量，过程③释放能量
D.标准状况下，NO分解生成11.2 L N2转移电子数为6.02×1023
7．已知一定质量的锌粒与稀盐酸反应，生成H2的浓度与反应时间的关系如图所示，下列结论不正确的是(　　)
A.若将锌粒改为锌粉，可加快产生H2的反应速率
B.反应前4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
C.反应开始2 min内平均反应速率最大
D.反应前4 min内生成H2的平均速率v(H2)＝0.09 mol·L－1·min－1
8．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们能组成一种化合物，其结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
Z＋[W—X≡Y]－
A.最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>X
B.原子半径：Z>W>Y>X
C.W与Z形成的化合物Z2W2中只含离子键
D.W的单质难溶于W与X形成的化合物XW2
9．利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O设计的电池装置如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.电池工作时，OH－从左向右迁移
B.电极A上发生氧化反应，电极A为正极
C.当有0.1 mol NO2被处理时，外电路中通过电子0.4 mol
D.电极B的电极反应为2NO2＋8e－＋8H＋===N2＋4H2O
10．我国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.C3N4中C的化合价为－4
B.反应的两个阶段均为吸热过程
C.阶段Ⅱ中，H2O2既是氧化剂，又是还原剂
D.通过该反应，实现了化学能向太阳能的转化
二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
11．在恒容密闭容器中通入2 mol CH4和2 mol O2，下列不能判断反应CH4(g)＋O2(g)HCHO(g)＋H2O(l)处于化学平衡状态的是(　　)
A.体系内压强保持不变
B.体系内气体密度保持不变
C.单位时间每消耗2 mol CH4，同时生成1 mol O2
D.通入等物质的量的反应物，一段时间后反应物浓度之比不变
12．恒容密闭容器中，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，反应达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1。下列判断正确的是(　　)
A.c1∶c2＝3∶1
B.平衡时Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率相等
D.c1的范围为013．下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是(　　)
A B
反应装 置或图 像　　
实验现 象或图 像信息 反应开始后，针筒活塞向右移动 反应物总能量大于生成物总能量
C D
反应装 置或图 像　　
实验现 象或图 像信息 反应开始后，甲处液面低于乙处液面 温度计的水银柱不断上升
14.科学家设计微生物原电池，用于处理废水(酸性)中的有机物及脱除硝态氮，该装置示意图如下。有关该微生物电池的说法正确的是(　　)
A.电子由m极转移到n极
B.H＋可通过质子交换膜移向左侧极室
C.m电极反应式为2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－
D.每生成1 mol CO2转移e－的物质的量为4 mol
15．资料显示：自催化作用是指反应产物之一使该反应的反应速率加快。用稀硫酸酸化的KMnO4溶液进行下列三组实验，一段时间后溶液均褪色(0.01 mol·L－1可以记作0.01 M)。
实验① 实验② 实验③
1 mL 0.01 M和KMnO4溶液和1 mL 0.1 M的H2C2O4溶液混合 1 mL 0.01 M和KMnO4溶液和1 mL 0.1 M的H2C2O4溶液混合 1 mL 0.01 M的KMnO4溶液和1 mL 0.1 M的H2C2O4溶液混合
褪色 比实验①褪色快 比实验①褪色快
下列说法不正确的是(　　)
A.实验①中发生氧化还原反应，H2C2O4是还原剂，产物MnSO4能起自催化作用
B.实验②褪色比实验①快，是因为MnSO4的催化作用加快了反应速率
C.实验③褪色比实验①快，是因为Cl－的催化作用加快了反应速率
D.若改用1 mL 0.2 M的H2C2O4溶液做实验①，推测比原实验①褪色快
三、非选择题(本题共5小题，共60分)
16．(12分)Ⅰ.在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色。
(1)一定能证明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是________________(填序号，下同)。
(2)一定能证明A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)达到平衡状态的是____________。(注：B、C、D均为无色物质)
Ⅱ.在一个1 L的恒容密闭容器中，X、Y、Z均为气体，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图中数据填空：
(1)从反应开始至2 min时，以气体Y表示的平均反应速率为________________________。
(2)该反应的化学方程式为________________________________。
(3)a mol X与b mol Y的混合气体发生上述反应，反应到某时刻各物质的物质的量恰好满足：n(X)＝n(Y)＝2n(Z)，则原混合气体中a∶b＝________。
Ⅲ.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。则该电池工作时负极反应为____________________________________。
17．(12分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图电池电极表面镀有一层细小的铂粉，铂吸附气体能力强，性质稳定。已知该电池的外电路电流方向为a→b。
回答下列问题：
(1)该装置能量转化形式是
________________________________________________________________________。
(2)通________(填“X”或“Y”)气体的铂电极是负极，电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)H2SO4溶液作为离子导体，H＋向通________(填“X”或“Y”)气体的铂电极移动。
(4)若导线中通过0.04 mol电子，理论上需要通入标准状况下________L X气体。
(5)与氢气类似，甲烷、CO、醇类等均可作为燃料电池的燃料，与直接燃烧相比，燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高，其次是________________________。
18．(12分)Ⅰ.(1)氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：
6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)。
①能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a.反应速率v(NH3)＝v(N2)
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)＝6∶4∶5∶6
e.12 mol N—H键断裂的同时生成5 mol N≡N键
②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间的变化如图所示，图中b点对应的反应速率关系是v(正)________v(逆)；d点对应的反应速率关系是v(正)________v(逆)。(填“<”“>”或“＝”)。
(2)在2 L密闭容器内，发生反应2NO2(g) N2O4(g)，n(NO2)随时间变化如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO2)/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
①用NO2表示的0～2 s内该反应的平均反应速率为________。在第5 s时，NO2的转化率为________。
②根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是________________________。
Ⅱ.砷(As)是第4周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3溶液、20 mL 3x mol·L－1 I2溶液和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq) AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。
下列可判断反应达到平衡的是________(填字母)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I－)＝2v(AsO)
c.不再变化
d.c(I－)＝y mol·L－1
19．(12分)化学在生产生活中无处不在。
Ⅰ.某汽车安全气囊的气体发生剂主要含有叠氮化钠(NaN3)、三氧化二铁(Fe2O3)、硝酸铵等物质。当汽车发生碰撞时，气体发生剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。
(1)NaN3是气体发生剂，是________(填“离子”或“共价”)化合物。
(2)汽车受到猛烈碰撞时，点火器点火引发NaN3迅速分解，生成氮气和金属钠，同时释放大量的热。下列关于该反应过程中的能量变化示意图正确的是________(填字母)。
Ⅱ.CH4、CH3OH既是重要的化工原料，又是重要的能源物质。
(3)将2.0 mol CH4和4.0 mol H2O(g)通入容积为4 L的反应器，保持容器容积不变，在一定温度下发生反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)，测得在5 min时达到平衡，CO的物质的量为0.8 mol，则0～5 min内，用H2表示该反应的平均反应速率为________。
(4)一定条件下，将1.0 mol CH4与2.0 mol H2O(g)充入密闭容器中发生反应CH4(g)＋H2O(g) CH3OH(g)＋H2(g)，下列措施可以提高化学反应速率的是________(填字母)。
a.恒容条件下充入He
b.增大体积
c.升高温度
d.保持恒容投入更多的H2O(g)
e.加入合适的催化剂
20．(12分)能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率，请回答下列问题。
(1)工业合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知1 mol N2完全反应生成NH3可放出92 kJ热量。如果将10 mol N2和足量H2混合，使其充分反应，放出的热量________(填“大于”“小于”或“等于”)920 kJ。
(2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3。
①用N2表示的化学反应速率为________________。
②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是________(填序号)
a.N2的转化率达到最大值
b.N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2
c.体系内气体的密度保持不变
d.体系内物质的平均相对分子质量保持不变
(3)某实验小组同学进行如图甲所示实验，以检验化学反应中的能量变化。请根据你掌握的反应原理判断，②中的温度________(填“升高”或“降低”)。反应过程________(填“①”或“②”)的能量变化可用图乙表示。
(4)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图丙：
①则电极d是________(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为____________________________________。
②若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为________L。
综合素养训练二
1．解析：氢气燃烧产物是水，不污染环境，氢气的燃烧热值高，能从水中制取氢气，说明氢能资源丰富，故A正确；地面各处受太阳辐射后气温变化不同，空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，从而形成风，所以风能是太阳能的一种转化形式，B正确；太阳能可以直接利用，无需开采、运输，故C不正确；物质燃烧释放热量，有些物质也能参与形成原电池，所以物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用，D正确。
答案：C
2．解析：A项，H2O是共价化合物，只含共价键，Na2O是离子化合物，只含离子键，化学键类型不同；B项，NaOH和NaCl都是离子化合物，NaOH含有离子键和共价键，NaCl只含离子键，化学键类型不完全相同；C项，H2O2是共价化合物，只含共价键，Na2O2是离子化合物，既含共价键又含离子键，化学键类型不完全相同；D项，CCl4和HCl都是共价化合物，都只含共价键，化学键类型完全相同。
答案：D
3．解析：A项，反应物总能量小于生成物总能量，该反应为吸热反应，石灰石分解为吸热反应，符合图像；B项，在一定温度范围内酶作催化剂能加快化学反应速率，较高温度下酶变性，加入酶作催化剂时，反应速率随着温度升高先增大后减小，符合图像；C项，在一定条件下的可逆反应，随着反应的进行，正反应速率减小、逆反应速率增大，当正、逆反应速率相等时该反应达到平衡状态，符合图像；D项，H2SO4和Ba(OH)2反应生成硫酸钡和水，导致溶液中离子浓度减小，当二者恰好完全反应时溶液中离子浓度几乎为0，所以不符合图像。
答案：D
4．解析：有化学键断裂的过程不一定发生了化学反应，如氯化钠溶于水的过程，故A错误；稀有气体分子中不存在任何化学键，故B错误；仅由非金属元素可能形成离子化合物，如氯化铵，故C错误；离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，如KOH，故D正确。
答案：D
5．解析：图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、化学能转化为电能等，所以能量转化方式多于2种，A错误；b极氮气转化为氨气，氮元素化合价降低被还原，为原电池的正极，b极发生的电极反应为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B正确；b极为正极，所以H＋向b极区移动，C错误；题目没说明气体是标准状况，无法计算，故D错误。
答案：B
6．解析：NO属于共价化合物，故A正确；O2为非金属单质，其化学键为非极性共价键，故B正确；过程②是破坏化学键的过程，吸收能量，过程③是形成化学键的过程，释放能量，故C正确；标准状况下，11.2 L N2的物质的量为0.5 mol，N元素化合价由＋2价降为0价，生成0.5 mol N2转移的电子数为2×6.02×1023，故D错误。
答案：D
7．解析：将锌粒改为锌粉，增大了反应物之间的接触面积，生成H2的反应速率增大，A正确；浓度减小，反应速率减小，温度升高，反应速率增大，反应前4 min内，产生氢气的速率增大，说明温度对反应速率的影响比浓度大，B正确；由题图可知，2～4 min内平均反应速率最大，C错误；反应前4 min内生成H2的平均速率v(H2)＝＝0.09 mol·L－1·min－1，D正确。
答案：C
8．解析：短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们能组成一种化合物，观察题图，X形成4个共价键，Z形成＋1价阳离子，Y形成3个共价键，W能够形成1个共价键且得到1个电子，其原子最外层有6个电子，结合原子序数大小可知，X为C，Y为N，Z为Na，W为S。非金属性：N>C，所以最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>X，A正确；原子半径大小为Z>W>X>Y，故B错误；Na2S2中含有离子键和共价键，故C错误；W的单质为硫，XW2为CS2，硫易溶于二硫化碳，故D错误。
答案：A
9．解析：由反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极。电池工作时，OH－从右向左迁移，故A错误；A为负极，发生氧化反应，故B错误；当有0.1 mol NO2被处理时，外电路中通过电子0.4 mol，故C正确；电极B为正极，发生还原反应，电极反应为2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－，故D错误。
答案：C
10．解析：C3N4中N显－3价，C显＋4价，A错误；阶段Ⅰ中H2O→H2O2＋H2是吸热过程，阶段Ⅱ中H2O2能量较高，易分解生成H2O和O2，该过程是放热反应，B错误；阶段Ⅱ中H2O2分解生成H2O和O2，O元素由－1价变为－2价和0价，则H2O2既是氧化剂又是还原剂，C正确；该过程中利用太阳能分解H2O制取H2和O2，实现了太阳能向化学能的转化，D错误。
答案：C
11．解析：A项，体系内压强保持不变，反应为气体分子数减少的反应，随着反应进行，压强改变，当压强不变时可以说明反应达到化学平衡状态；B项，反应后有液体生成，混合气体的质量减小，混合气体的密度改变，当体系内气体密度保持不变时可以说明反应达到化学平衡状态；C项，单位时间每消耗2 mol CH4，同时生成2 mol O2可以说明反应达到化学平衡状态，不是1 mol O2；D项，通入等物质的量的反应物，一段时间后反应物浓度之比不变，不能说明反应达到化学平衡状态。
答案：CD
12．解析：X、Y的转化的物质的量及平衡时的物质的量均为1∶3，开始的物质的量等于转化的物质的量与平衡时的物质的量之和，则c1∶c2＝1∶3，故A错误；化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以平衡时Y和Z的生成速率之比为3∶2，B错误；转化率＝×100%，X、Y的转化的物质的量之比和开始的物质的量之比均为1∶3，所以X、Y的转化率相等，C正确；假设Z能完全转化为X，则生成的X的物质的量浓度为0.08 mol·L－1×＝0.04 mol·L－1，所以X的浓度小于0.14 mol·L－1，c1的范围为0答案：CD
13．解析：A项，Zn与稀硫酸反应生成氢气，氢气可使针筒活塞向右移动，实验现象不能充分说明相应的化学反应是放热反应；B项，由题中图像可知，反应物总能量大于生成物总能量，说明相应的化学反应是放热反应；C项，反应开始后甲处液面低于乙处液面，可知瓶内空气受热膨胀，说明相应的化学反应是放热反应；D项，温度计的水银柱不断上升，说明相应的化学反应是放热反应；故选A。
答案：A
14．解析：分析题图可知，电极m为正极，电极n为负极，原电池中电子由负极流向正极，即电子由n极转移到m极，故A错误；阳离子向正极移动，即H＋可通过质子交换膜移向左侧极室，故B正确；电极m是正极，电极反应式为2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，故C错误；负极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋，生成6 mol二氧化碳转移24 mol电子，则每生成1 mol CO2转移e－的物质的量为4 mol，故D正确。
答案：BD
15．解析：由题中信息可知，实验①中发生氧化还原反应，H2C2O4作还原剂，生成的MnSO4能起自催化作用，故A正确；实验②加入了MnSO4固体后，褪色比实验①快，说明MnSO4的催化作用加快了反应速率，故B正确；实验③加入了稀盐酸之后，Cl－与KMnO4发生氧化还原反应，所以褪色比实验①快，Cl－是还原剂而不是催化剂，故C错误；若改用1 mL 0.2 M的H2C2O4溶液做实验①，还原剂H2C2O4的浓度增大，反应速率加快，推测比原实验①褪色快，故D正确。
答案：C
16．解析：Ⅰ.(1)①恒温恒容时，反应物的化学计量数之和与生成物的化学计量数不同，压强不变说明反应达到平衡；②恒容的密闭容器中，混合气体的密度始终不变，故气体密度不变不能用作判断该反应是否达到平衡的依据；③混合气体的总物质的量是个变量，当总物质的量不变时说明该反应达到平衡；④反应未达平衡时，混合气体的平均相对分子质量是个变量，当平均相对分子质量不变时说明该反应达到平衡；⑤混合气体始终无色，所以不能根据混合气体的颜色不变判断该反应是否达到平衡。(2)①A是固体，气态反应物的化学计量数之和与生成物的化学计量数之和相同，则混合气体的压强始终不变，故混合气体的压强不变不能用作判断该反应是否达到平衡的依据；②反应过程中有固体参与，则混合气体的密度会发生改变，当密度不变时说明该反应达到平衡；③反应物与生成物中的气体分子总数相同，则混合气体的总物质的量始终不变，故混合气体的总物质的量不变不能用作判断该反应是否达到平衡的依据；④反应物中有固体，则当混合气体的平均相对分子质量不变时反应达到平衡；⑤B、C、D均为无色气体，则不能根据混合气体的颜色不变来判断该反应是否达到平衡。
Ⅱ.(1)气体Y的浓度从1 mol·L－1变成0.9 mol·L－1，用时2 min，则平均反应速率为0.1 mol·L－1÷2 min＝0.05 mol·L－1·min－1。
(2)由题图可得出反应物为X和Y，生成物为Z，且X、Y、Z的物质的量的变化量之比为3∶1∶2，所以其化学计量数之比也为3∶1∶2，该可逆反应的化学方程式为3X＋Y 2Z。
(3)由题意设在某时刻各物质的物质的量分别为n mol、n mol、 mol：
　　　　　　　　　　3X　＋　Y 2Z
初始物质的量(mol) ab0
物质的量的变化(mol) a－nb－n
某时刻的物质的量(mol) nn
根据物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可得＝，解得a＝n；同理＝，解得b＝n，所以a∶b＝7∶5。
Ⅲ.该装置是原电池，通入氨气的一极发生了氧化反应，为原电池的负极，负极反应为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。
答案：Ⅰ.(1)①③④　(2)②④
Ⅱ.(1)0.05 mol·L－1·min－1　(2)3X＋Y 2Z　(3)7∶5
Ⅲ.2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
17．解析：(1)该装置为原电池，其能量转化形式为化学能转化为电能。
(2)外电路电流方向为a→b，所以通Y气体的铂电极为负极，即H2失电子发生氧化反应，电极反应为H2－2e－===2H＋。
(3)原电池中阳离子移向正极，则H＋向正极即通X气体的铂电极移动。
(4)X为氧气，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，所以导线中通过0.04 mol电子，理论上需要通入标准状况下X气体的体积为0.01 mol×22.4 L·mol－1＝0.224 L。
(5)燃料电池的能量转化率高，其反应产物对环境无污染。
答案：(1)化学能转化为电能
(2)Y　H2－2e－===2H＋　(3)X
(4)0.224　(5)产物对环境无污染
18．解析：Ⅰ.(1)①a项，无论反应是否达到平衡，反应速率都不可能为v(NH3)＝v(N2)，该反应达到平衡状态时，5v正(NH3)＝4v逆(N2)，错误；b项，该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，当容器内压强不随时间的变化而变化时反应达到平衡状态，正确；c项，容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化，说明浓度不再变化，反应达到平衡状态，正确；d项，物质的量之比等于相应物质的化学计量数之比，不能说明正、逆反应速率相等或者浓度不变，错误；e项，12 mol N—H键断裂的同时生成5 mol N≡N键，均表示正反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，错误。②b点不是平衡点，反应正向进行，即b点v(正)>v(逆)；而d点达到平衡，此时v(正)＝v(逆)。(2)①用NO2表示0～2 s内该反应的平均反应速率为＝0.007 5 mol·L－1·s－1，在第5 s时，NO2的转化率为×100%＝87.5%。②根据题表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度逐渐减小。
Ⅱ.平衡时，各物质浓度保持不变，故a、c正确。b中未标明v(I－)和v(AsO)的方向，错误。由题图知反应达到平衡状态时c(AsO)＝y mol·L－1，此时c(I－)＝2y mol·L－1，所以c(I－)＝y mol·L－1时未达平衡状态，d错误。
答案：Ⅰ.(1)①bc　②>　＝
(2)①0.007 5 mol·L－1·s－1　87.5%　②随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度逐渐减小
Ⅱ.ac
19．解析：(2)NaN3分解生成N2和金属钠，同时放出大量的热，则反应物具有的能量高于生成物具有的能量，只有A符合题意。
(3)5 min时达到平衡，生成0.8 mol CO，结合化学方程式推知，同时生成2.4 mol H2，则用H2表示该反应的平均反应速率v(H2)＝＝0.12 mol·L－1·min－1。
(4)恒容时充入He，反应混合物的浓度不变，则反应速率不变，a错误；增大体积，浓度减小，反应速率减慢，b错误；升高温度，化学反应速率加快，c正确；恒容时投入更多H2O(g)，其浓度增大，反应速率加快，d正确；加入合适催化剂，反应速率加快，e正确。
答案：(1)离子　(2)A　(3)0.12 mol·L－1·min－1　(4)cde
20．解析：(1)合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化，所以将10 mol N2和足量H2混合，使其充分反应，生成氨气的物质的量小于20 mol，放出的热量小于920 kJ。
(2)①v(NH3)＝＝0.5 mol·L－1·min－1，v(N2)＝v(NH3)＝×0.5 mol·L－1·min－1＝0.25 mol·L－1·min－1。②反应进行到最大限度，即达到平衡状态，N2的转化率达到最大值，则说明反应达到平衡状态，a项正确；N2、H2和NH3的体积分数之比为1∶3∶2，不能说明各物质的浓度保持不变，无法说明反应达到平衡状态，b项错误；体系内气体的总质量保持不变，总体积保持不变，则气体的密度始终保持不变，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态，c项错误；体系内气体的总质量保持不变，因合成氨反应是气体分子数减小的反应，当物质的平均相对分子质量保持不变时，则气体的总物质的量保持不变，可说明反应达到平衡状态，d项正确。
(3)Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应吸收热量，则反应后②中的温度降低；Al与盐酸反应放出热量，从图乙中能量变化可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，则可表示反应过程①的能量变化。
(4)①因电极c是电子流出的一极，则电极c为负极，电极d为正极，甲烷在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。②原电池中正极反应式为2O2＋8H＋＋8e－===4H2O，当转移2 mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.5 mol，标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。
答案：(1)小于　(2)①0.25 mol·L－1·min－1　②ad　(3)降低　①
(4)①正极　CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋　②11.2