2020-2021学年下学期高一化学鲁科版（2019）必修第二册第2章化学键 化学反应规律第3节化学反应的快慢和限度

2020-2021学年度第二学期高二化学鲁科版（2019）必修第二册第2章化学键化学反应规律第3节化学反应的快慢和限度
一、单选题(共64分)
1．(本题4分)反应A(g)＋3B(g)=2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率最快的是
A．v(A)=0.15mol/(L·s)
B．v(B)=0.6mol/(L·s)
C．v(C)=2.4mol/(L·min)
D．v(D)=0.45mol/(L·s)
2．(本题4分)用锡粒与3盐酸制的反应速率较慢，下列措施能加快反应速率的是
A．将反应液适当降温
B．向反应液中滴入少量溶液
C．用锡块代替锡粒
D．用1盐酸代替3盐酸
3．(本题4分)影响化学反应速率的主要因素是
A．浓度
B．催化剂
C．反应物本身的性质
D．温度
4．(本题4分)当可逆反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)，达到平衡后通入18O2再次达到平衡时18O存在于
A．SO3、O2中
B．SO2、SO3中
C．SO2、O2、SO3中
D．SO2、O2中
5．(本题4分)已知吸热反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的反应速率为v1，放热反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的反应速率为v2，升高温度，v1和v2的变化情况为
A．同时增大
B．同时减小
C．v1增大，v2减小
D．v1减小，v2增大
6．(本题4分)已知Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O，下列实验中，化学反应速率最快的是
反应温度/oC
Na2S2O3
H2SO4
H2O
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
A．A
B．B
C．C
D．D
7．(本题4分)相同温度下，将下列四组试剂混合后生成氢气速率最大的是
A．2g锌片、10mL
2mol?L-1盐酸
B．2g锌粉(另含0.01g铜片)、10mL
2mol?L-1盐酸
C．2g锌粉、10mL
2mol?L-1盐酸
D．2g镁粉、20mL
3mol?L-1硝酸
8．(本题4分)向某密闭容器中充入一定量NO2，发生反应2NO2(g)N2O4(g)。其它条件相同时，不同温度下平衡体系中NO2的物质的量分数如下表，下列说法正确的是
温度/℃
27
35
NO2的物质的量分数%
20
25
A．平衡后，升高温度，正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数
B．在盛有一定量NO2的注射器中，向外拉活塞，其中气体的颜色会变深
C．27℃平衡时，NO2和N2O4的物质的量之比为2∶1
D．35℃时，NO2的平衡转化率为
9．(本题4分)一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)。2min后，NO的浓度为0.06mol·L-1。下列有关说法不正确的是
A．2min末，用NO表示的反应速率为0.06mol·L-1·min-1
B．2min末，NH3的浓度为0.14mol·L-1
C．0～2min内，生成的水的质量为3.24g
D．0～2min内，O2的物质的量减少了0.15mol
10．(本题4分)对于反应2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0，下列措施中，既能使正反应速率增大又能使平衡正向移动的是
A．通入大量的O2
B．增大容积的体积
C．移去部分SO3
D．升高体系的温度
11．(本题4分)合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法正确的是
A．合成氨采用400～500℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉-KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气
C．生成固体l的化学方程式为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
D．将固体2溶于水再滴加石蕊溶液颜色变红
12．(本题4分)将SOCl2与Cu(NO3)2·3H2O晶体一起加热，能得到无水Cu(NO3)2。下列说法不正确的是
A．2Cu(NO3)2·3H2O(s)Cu(NO3)2·Cu(OH)2(s)+2HNO3(g)+4H2O(g)ΔH>0
B．Cu(NO3)2·Cu(OH)2(s)2CuO(s)+HNO3(g)，HNO3气流可抑制反应进行
C．SOCl2易与水反应及反应后产生酸性气体有利于无水Cu(NO3)2生成
D．Cu(NO3)2?3H2O(s)Cu(NO3)2(s)+3H2O(g)，HNO3气流可抑制反应进行
13．(本题4分)某温度下，在一恒容容器中进行如下反应A(g)+3B(g)2C(g)，下列情况一定能说明反应已达到平衡的是
①单位时间内，有1molB反应，同时有2molC生成
②容器内压强不随时间而变化
③单位时间内，有2molC生成，同时有1molA生成
④用A、B、C表示的该反应的化学反应速率之比为1∶3∶2
⑤气体的平均摩尔质量不随时间而变化⑥气体的密度不随时间而变化
A．①④⑥
B．①②③
C．①②⑥
D．②③⑤
14．(本题4分)反应N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝＋57kJ·mol－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．A点的反应速率小于C点的反应速率
B．A、C两点气体的颜色：A浅，C深
C．由状态B到状态A，可以用降温的方法
D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A＜C
15．(本题4分)在一密闭容器中，高温下发生下述反应（不考虑NO与氧气的反应）：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）．容器中NH3、O2、NO、H2O四种物质的物质的量n（mol）随时间t（min）的变化曲线如图所示．反应进行至2min时，只改变了某一条件，使曲线发生变化，该条件可能是下述中的（）
A．充入了O2（g）
B．降低温度
C．加了催化剂
D．扩大了容器体积
16．(本题4分)将2.00
mol
X和1.00
mol
Y充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应：X(g)+Y(g)?Z(g)，达到平衡时X为1.50
mol，如果此时移走1.00
mol
X和0.50
mol
Y，保持温度和体积不变，再次达到平衡时，X的物质的量可能为
A．0.75
mol
B．0.55
mol
C．0.80
mol
D．1.00
mol
二、填空题(共30分)
17．(本题10分)大气污染是环境污染的一个重要方面，《国家环境保护法》严禁把大气污染物大量排入大气。硫元素的氢化物与氧化物都是大气污染物，它的单质是我国古代四大发明之一黑火药的重要成分。试回答：
(1)写出硫元素的氢化物的化学式___________，存在的化学键类型是___________。
(2)在反应2SO2＋O22SO3的平衡体系中，加入18O的氧气。平衡发生移动后，SO2中是否含有18O___________(填“含有”或“不含有”)，反应达到平衡的标志是___________(填字母代号)。
A．反应停止了
B．SO2和O2全部变为SO3
C．SO2的浓度保持不变
D．反应速率v(正)=v(逆)=0
18．(本题10分)研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)?H1=-49.1kJ/mol
反应II：CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)?H2=+24.5kJ/mol
反应III：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)?H3
(1)?H3=__kJ/mol。
(2)在绝热恒容的密闭容器中，将CO2和H2按物质的量之比1：3投料发生反应I，下列能说明反应已达平衡的是__(填序号)。
A．体系的温度保持不变
B．CO2和H2的转化率相等
C．单位时间内体系中3molH2减少的同时1molH2O增加
D．合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)已知：反应II在某温度下的平衡常数的值为2，在此温度下向密闭容器中加入等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g)发生该反应，某时刻测得CH3OCH3、H2O、CH3OH的浓度依次为1.5mol/L、1.5mol/L、1mol/L，此时CH3OCH3的转化率是__，反应速率v(正)__v(逆)(选填“>”、“=”或“<”)。
(4)在某压强下，反应I在不同温度、不同投料比时CO2的平衡转化率如图所示。则温度Tl__T2，该反应的平衡常数KA、KB、KC三者之间的大小关系为_(用“>、=、<”填空)
(5)恒压下将CO2和H2按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和III，在相同的时间段内CH3OH的产率、选择性随温度的变化如图所示。其中CH3OH的选择性=×100%
①当温度高于230°C时，CH3OH产率下降的可能原因是___。
②在上述条件下合成甲醇的工业条件是__(填序号)。
A．210℃B．230℃C．CZT催化剂D．CZ(Zr-1)T催化剂
19．(本题10分)甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)△H>0。
(1)在一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1mol
CH3OH(g)和3mol
H2O(g)，20s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示的该反应的速率为_______。
(2)上述可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)_______。
①v正(CH3OH)=v正(CO2)
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
(3)下图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1mol
CH3OH(g)和2mol
H2O(g)，向B容器中充入1.2mol
CH3OH(g)和2.4mol
H2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL。
试回答：
①反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL，容器B中CH3OH的转化率为_______，A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为B_______A(填“>”“<”或“=”)。
②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为_______L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。
(4)工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
化学反应
平衡常数
温度/℃
500
800
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
K3
根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=_______(用K1、K2表示)。若500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正_______v逆(填“<”“=”或“>”)
三、计算题(共6分)
20．(本题6分)若反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1的密闭容器中发生，反应过程中各物质的物质的量随时间变化如表所示：
时间/min
0
5
10
15
H2
4mol
2mol
CO
2mol
1mol
CH3OH(g)
0
0.7mol
①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是____________(填字母)；
A．容器内压强保持不变
B．2v正(H2)=v逆(CH3OH)
C．混合气体的相对分子质量保持不变
D．混合气体的密度保持不变
②若起始压强为P0
kPa，则在该温度下反应的平衡常数Kp=_________(kPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
③反应速率若用单位时间内分压的变化表示，则10min内H2的反应速率v(H2)=__________kPa?min-1。
参考答案
1．D
【详解】
同一反应中不同物质的反应速率之比等于计量数之比，都转化为用同一单位、A物质表示的反应速率，然后进行比较；
A．v(A)=0.15mol/(L·s)；
B．v(B)=0.6mol/(L·s)，则v(A)=v(B)=0.2
mol/(L·s)；
C．v(C)=2.4mol/(L·min)，则v(A)=v(B)=1.2mol/(L·min)=0.02
mol/(L·s)；
D．v(D)=0.45mol/(L·s)，则v(A)=v(D)=0.225
mol/(L·s)；
综上所述反应速率最大的为D，故答案为D。
2．B
【详解】
A．温度降低，反应速率减慢，故A不符合题意；
B．向反应液中滴入少量溶液，锡置换出铜，构成原电池，使得反应速率加快，故B符合题意；
C．用锡块代替锡粒，降低了反应物间的接触面积，反应速率减慢，故C不符合题意；
D．用1盐酸代替3盐酸，反应物浓度减小，反应速率减慢，故D不符合题意；
故答案为B。
3．C
【详解】
A．浓度是影响反应速率的外部条件，A项不选
B．催化剂是影响反应速率的外部条件，B项不选；
C．反应物本身的性质是影响反应速率的主要因素，C项选；
D．温度是影响反应速率的外部条件，D项不选；
答案选C。
4．C
【详解】
可逆反应是在一定条件下既能向正反应方向进行又可以向逆反应方向进行。反应达到平衡再通入通入18O2气体时，化学平衡向正向移动，生成的SO3中存在18O，但是同时SO3通过分解反应，生成含有18O的SO2、O2，则18O也会存在于SO2、O2中；
答案选C。
5．A
【详解】
其他条件不变，温度升高，任何反应的反应速率均增大，所以A正确；
答案选A。
6．D
【详解】
由表格中的数据可知，35℃＞25℃，则C、D的反应速率大于A、B中的反应速率，又D中浓度大于C中的浓度，所以D中反应速率最大。
故选D。
7．B
【详解】
金属与硝酸反应时不产生氢气；盐酸的浓度相同时，锌粉比锌片与盐酸的接触面积更大，反应速率快，则A中生成氢气的反应速率小于B、C；B中锌、铜与在盐酸中形成原电池，使反应速率加快，则B中生成氢气的反应速率大于C，综上所述生成氢气速率最快的是B，故选B。
8．A
【详解】
A．通过表中数据可知该反应是放热反应，温度升高，平衡向左移动，A正确；
B．在盛有一定量NO2的注射器中，向外拉活塞，其中气体的颜色会先变浅再变深，但还是比原来的颜色浅，B错误；
C．平衡时各物质的物质的量之比与化学计量数之比没有直接的关系，C错误；
D．根据表中信息，假设起始时NO2的物质的量为1
mol，35℃达平衡时生成的N2O4为x
mol，则：
2NO2(g)N2O4(g)
起始时的物质的量1
0
转化的物质的量2x
x
平衡时的物质的量1?2x
x
=25%，计算出：x=，则NO2的转化率为，D错误；
故选A。
9．A
【详解】
A．化学反应速率指的是平均反应速率，不是瞬时速率，因此无法计算2min末的瞬时速率，A错误；
B．2min末，NO的浓度为0.06mol·L-1，则参加反应的NH3的浓度为0.06mol·L-1，则2min末，NH3的浓度为0.2mol·L-1-0.06mol·L-1=0.14mol·L-1，B正确；
C．0～2min内，生成的水的物质的量为，质量为0.18mol×18g/mol=3.24g，C正确；
D．0～2min内，O2的物质的量减少了，D正确；
故选A。
10．A
【详解】
A．通入大量的O2，单位体积内反应物活化分子数增加，有效碰撞频率增加，化学反应速率增大，逆反应速率在通入O2瞬间不变，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，选项A符合题意；
B．增大容积的体积，单位体积内反应物活化分子数减小，有效碰撞频率减小，化学反应减小，增大容积的体积瞬间，容器内压强减小，平衡将向气体体积增大的方向移动，即平衡逆向移动，选项B不符合题意；
C．移去部分SO3后，容器内总压强减小，反应物的分压减小，化学反应速率减小，平衡将向生成SO3的方向移动，即平衡正向移动，选项C不符合题意；
D．升高温度，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞频率增加，化学反应速率增大，该反应正向为放热反应，平衡将向吸热反应移动，即逆向移动，选项D不符合题意；
答案选A。
11．C
【详解】
A．温度影响化学反应速率及化学平衡，合成氨反应的方程式为，在400～500℃催化剂的活性最强，同时升高温度虽然不利于平衡向正反应方向移动，不能改变原料转化率，但能增大反应速率，缩短达到平衡的时间，A项错误；
B．气体2为二氧化氮、溴蒸气都具有强氧化性，遇到湿润的淀粉-KI试纸都可以变蓝色，不可以鉴别，B项错误；
C．固体1为碳酸氢钠，氯化钠、二氧化碳、水和氨气可以生成碳酸氢钠固体，故方程式为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，C项正确；
D．碳酸氢钠受热分解为碳酸钠，碳酸钠溶液为碱性溶液，故滴加石蕊溶液颜色变蓝，D项错误；
答案选C。
12．D
【详解】
A.该反应为分解反应，为吸热反应，所以ΔH>0，故A正确；
B.HNO3为A反应的生成物，即HNO3气流促使反应向逆反应反向进行，可抑制B反应的发生，故B正确；
C.SOCl2易与水反应及反应后产生两种酸性气体为SO2和HCl,即3SOCl2+Cu(NO3)2·3H2O=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑,SOCl2吸收了Cu(NO3)2·3H2O中的结晶水，故有利于无水Cu(NO3)2生成，故C正确；
D.由于A项中的反应为逆反应，HNO3气流会促使反应逆向发生,故有利于D项反应的发生，而不是抑制反应进行，故D不正确；
综上所述，本题答案为D。
13．D
【详解】
①单位时间内，有1molB反应，同时有2molC生成均表示正反应，无法说明反应已达到平衡，故①错误；
②正反应为气体体积减小的反应，在恒容容器中压强为变化的量，则容器内压强不随时间而变化说明反应已达到平衡，故②正确；
③单位时间内，有2molC生成，同时有1molA生成说明正逆反应速率相等，则应已达到平衡，故③正确；
④用A、B、C表示的该反应的化学反应速率之比为1∶3∶2，化学反应速率之比始终等于系数之比，无法说明反应已达到平衡，故④错误；
⑤气体的质量不变，物正反应为物质的量减少的反应，故气体的平均摩尔质量为变量，当气体的平均摩尔质量不随时间而变化，则反应已达到平衡，故⑤正确；
⑥恒容容器气体体积不变，质量不变，则气体的密度为定值，无法说明应已达到平衡，故⑥错误；
故答案选：D。
【点睛】
反应达到平衡则正反应速率等于逆反应速率，各物质组成成不变，及其他关联量不变。
14．C
【分析】
，该反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大；增大压强，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数减小，结合图象来分析解答。
A.A、C两点都在等温线上，压强越大，反应速率越快；
B.增大压强平衡向逆反应进行，向逆反应进行是减小由于压强增大导致浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大；
C.压强相同，升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，A点NO2的体积分数大；
D.增大压强，化学平衡逆向移动，C点时气体的物质的量小，混合气体的总质量不变，据此判断。
【详解】
A.由图象可知，A.C两点都在等温线上，C的压强大，则A.C两点的反应速率：AB.由图象可知，A、C两点都在等温线上，C的压强大，与A相比C点平衡向逆反应进行，向逆反应进行是由于减小体积增大压强，平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大，平衡时NO2浓度比A的浓度高，NO2为红棕色气体，则A.C两点气体的颜色：A浅，C深，故B正确；
C.升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由图象可知，A点NO2的体积分数大，则T1D.由图象可知，A.C两点都在等温线上，C的压强大，增大压强，化学平衡逆向移动，C点时气体的物质的量小，混合气体的总质量不变，则平均相对分子质量大，即平均相对分子质量：A故答案选：C。
15．C
【分析】
反应进行至2min时，改变了某一条件，使曲线发生变化，可以看出反应速率加快，升高温度，加压、加催化剂等因素可以加快反应速率，根据影响反应速率的因素来回答
【详解】
反应进行至2min时，改变了某一条件，使曲线发生变化，可以看出反应速率加快．
A、充入了O2（g）会使其浓度迅速增加，但是氧气的浓度在2min并未改变，故A错误；
B、降低温度会使得反应速率减慢，故B错误；
C、加了催化剂可以加快反应速率，故C正确；
D、扩大了容器体积，各物质的浓度减小，速率减慢，故D错误．
故选C．
16．C
【详解】
平衡后移走1.00
mol
X和0.50
mol
Y，重新到达平衡，可以等效为开始加入1.00
mol
X和0.50
mol
Y达到的平衡，x的物质的量为0.75mol，与原平衡比压强减小，平衡逆向移动，X的物质的量增加，但不能到1.00mol。
故选C。
17．H2S共价键含有C
【详解】
(1)（1）硫元素的氢化物中硫元素化合价-2价，硫化氢的化学式为：H2S，分子中硫原子和氢原子形成的为共价化合物，形成的化学键为共价键，故答案为：H2S；共价键；
(2)反应2SO2＋O22SO3是可逆反应，故平衡移动后，SO2中含有18O，当体系中各组分浓度保持不变时，说明达到平衡状态，
A．平衡时，反应没有停止，故A不符合；
B．可逆反应中，反应物不能都转化成生成物，故B不符合；
C．平衡时各组分的浓度保持不变，故C符合；
D．平衡时v(正)=v(逆)0，故D不符合；
故答案为：含有；C。
18．-122.7
AD
25%>KB反应I的△H＜0，230℃以后升高温度，平衡逆移使CH3OH的产率下降BD
【分析】
(1)根据盖斯定律分析反应热。
(2)根据平衡状态时正逆速率相等，或物质的含量不变等进行判断分析。
(3)根据反应速率的公式计算反应速率，根据浓度幂之商与平衡常数的大小关系分析反应进行的方向。
(4)根据温度影响平衡常数分析，温度改变，平衡的移动方向和平衡常数的变化。
(5)①根据温度对平衡的影响进行分析；②结合图中信息分析甲醇产率最高的条件。
【详解】
(1)由盖斯定律可知，(反应I×2—反应II)得反应III，则△H3=2△H1—△H2=2×(-49.1kJ/mol)—(+24.5kJ/mol)=-122.7kJ/mol，故答案为：-122.7；
(2)A.反应I为放热反应，放出的热量使反应温度升高，体系的温度保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，故正确；
B.由于二氧化碳和氢气的起始量之比与化学计量数之比相等，无论反应是否达到平衡，二氧化碳和氢气的转化率均相等，则二氧化碳和氢气的转化率相等不能说明反应已达平衡，故错误；
C.单位时间内体系中3mol氢气减少和1mol水蒸气增加均代表正反应速率，不能表示正逆反应速率相等，无法判断反应是否已达平衡，故错误；
D.化学平衡状态是化学反应的最大限度，合成CH3OH的反应限度达到最大说明正逆反应速率相等，反应已达平衡，故AD正确；
(3)由甲醇的浓度为1mol/L可知，反应消耗甲醚的浓度为0.5mol/L，起始时甲醚的浓度为(1.5mol/L+0.5mol/L)=2.0mol/L，则甲醚的转化率为×100%=25%；由题给数据可知，某时刻反应的浓度熵Qc=＞K=2，说明平衡向正反应方向移动，则正反应速率大于逆反应速率，故答案为：25%；＞；
(4)反应I为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，由图可知温度Tl二氧化碳转化率大于温度T2，则温度Tl小于T2；温度不变，化学平衡常数不变，A、C温度相同，低于B，则反应的平衡常数KA、KB、KC三者之间的大小关系为KA=KC>KB，故答案为：<；KA=KC>KB；
(5)①由图可知230°C时反应I达到平衡，反应I为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则当温度高于230°C时，甲醇的产率下降，故答案为：反应I的△H＜0，230℃以后升高温度，平衡逆移使CH3OH的产率下降；
②使用CZ(Zr-1)T催化剂时甲醇的选择性和产率均更高，故选择CZ(Zr-1)T催化剂。从产率看，230℃时CZ(Zr-1)T催化剂作用下甲醇产率最高，故选择BD。
19．0.01mol/(L?s)③④75%<1.75a
K1·K2>
【详解】
(1)
根据压强比等于物质的量比分析，有，解x=0.2mol/L，则用甲醇表示该反应的速率为：=0.01mol/(L?s)。
(2)①v正(CH3OH)=v正(CO2)，都为正反应速率，不能说明到平衡；②容器不变，全是气体，所以混合气体的总质量不变，体积不变，密度始终不变，所以混合气体的密度不变不能说明反应到平衡；③反应前后气体的总物质的量不同，所以混合气体的平均相对分子质量不变说明反应到平衡；④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化可以说明反应到平衡。故选③④；
(3)①反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL，
根据在恒温恒压条件下，体积比等于物质的量比分析，有
解x=0.9mol，则容器B中CH3OH的转化率为=75%，A为恒温恒容体系，随着反应进行体系内压强变大，结合反应方程式分析，压强增大，平衡逆向移动，水的百分含量增加，所以A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为B②若打开K，一段时间后重新达到平衡，反应在恒压条件下达到平衡，根据恒温恒压条件下，起始加入物质的量比相同即可等效分析，设该反应到平衡时的体积为VL，则有，v=2.75aL，则容器B的体积为1.75a。
(4)根据反应①与②分析，，反应①+②=③，，则可推导出K3=K1·K2。即500℃时K3=2.5，若500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则=0.29小于2.5，说明反应正向进行，即此时v正>v逆。
20．AC
【分析】
结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡状态；K为生成物平衡分压幂之积与反应物平衡分压幂之积的比值；结合v=计算。
【详解】
①A、容器内压强保持不变，可知气体的总物质的量不变，为平衡状态，故A选；
B、2v正（H2）=v逆（CH3OH），不满足不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，不是平衡状态，故B不选；
C、混合气体的相对分子质量保持不变，可知气体的总物质的量不变，为平衡状态，故C选；
D、混合气体的密度始终保持不变，不能以此判断平衡状态，故D不选。
故答案为：AC；
②由表中数据可知，10min达到平衡，则
由于反应开始时气体的物质的量是6mol，起始压强为P0，平衡时的压强为P0，反应开始氢气的分压为P0，平衡时氢气的分压为P0×=P0，CO、CH3OH的平衡分压均为P0×=P0，
若起始压强为P0
kPa，则在该温度下反应的平衡常数Kp=（kPa）-2=（kPa）-2，故答案为：；
③10min内H2的反应速率v（H2）==kPa?min-1，故答案为：。
【点睛】
本题考查化学平衡的计算，把握平衡标志的判定，Kp及速率计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，综合性较强。