专题2《化学反应速率与化学平衡》基础巩固
一、单选题
1．NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是
A．1molD2O比1molH2O多NA个质子
B．密闭容器中，2molSO2和1molO2催化反应后产物分子总数等于2NA
C．20g正丁烷和38g异丁烷的混合物中共价键的数目为13NA
D．CH4和C2H4混合气体2.24L，(标准状况)完全燃烧，消耗O2分子数目一定为0.25NA
2．下列说法不正确的是
A．测定盐酸和溶液的中和热时，每次实验均应测量三个温度，即盐酸起始温度、溶液起始温度和反应后的终止温度
B．反应在室温下可自发进行，则该反应的
C．能够设计成原电池的反应是自发进行的氧化还原反应
D．工业合成氨中需用高温，目的是提高平衡转化率
3．下列措施中，一定能使化学平衡移动的是
A．改变温度 B．改变压强 C．使用催化剂 D．改变某一反应物的投料
4．反应在密闭容器中进行，下列反应速率中最快的是
A．v(X)=0.5mol/(L·min) B． v(Y)=0.3mol/(L·min)
C．v(Z)=0.4mol/(L·min) D．
5．乙醇催化脱氢反应：。已知：的选择性=；乙醇在高温下会发生催化裂解，从而降低乙醛的选择性；在系催化剂作用下反应温度对乙醇催化脱氢反应影响的关系如图。
下列说法正确的是
A．该条件下的最佳反应温度为
B．时，的产率为32.55%
C．由图可推知，乙醇脱氢反应的活化能高于乙醇裂解的活化能
D．升高温度和增大压强均能提高催化脱氢反应中乙醇的平衡转化率
6．在恒温恒容的容器中反应N2O4(g) 2NO2(g) △H>0，若反应物浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s，那么，反应物浓度由0.06mol/L降到0.024mol/L，需反应的时间为
A．等于18s B．等于12s C．大于18s D．小于18s
7．HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成，其能量与反应进程的关系如图所示。
Ⅰ.HBr(g)+O2(g)=HOOBr(g)；
Ⅱ.HOOBr(g)+HBr(g)=2HOBr(g)；
Ⅲ.HOBr(g)+HBr(g)=H2O(g)+Br(g)。
下列说法正确的是
A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为放热反应
B．反应Ⅱ的速率最慢
C．升高温度可提高反应物中活化分子百分数，使反应速率增大
D．在该过程中，只有HOOBr一种中间产物
8．一定条件下，达到平衡状态时的可逆反应2A(g)2B(g)+C(g)（正反应为吸热反应），要使B的物质的量增大，而正反应速率降低，可采取的措施是
A．增加A的物质的量 B．减小A的物质的量
C．升高体系的温度 D．减小体系的压强
9．已知反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)△H=-752kJ·mol-1的反应机理如下：
①2NO(g)N2O2(g)(快)
②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)
③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)(快)
下列有关说法错误的是
A．增大H2(g)的浓度能增大单位体积内气体的活化分子数，有效碰撞次数增多，速率加快
B．该反应的速率主要取决于②的快慢
C．N2O2和N2O是该反应的催化剂
D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
10．捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，以恒定组成的、混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上检测到有积碳。
下列说法不正确的是
A．反应①为；反应②为
B．，比多，且生成速率不变，可能有副反应
C．时刻，反应②生成速率小于副反应生成的速率
D．之后，反应②不再发生，随后副反应也逐渐停止
11．如图是关于反应A2(g)+3B2(g) 2C(g) ΔH<0的平衡移动图象，影响平衡移动的原因可能是
A．增大反应物浓度，同时减小生成物浓度
B．增大反应物浓度，同时使用催化剂
C．升高温度，同时加压
D．降低温度，同时减压
12．在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中，反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g) △H>0分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是
容器 温度(T1
Ⅰ T1 0.6 1.2 0 0 0.2 P1
Ⅱ T1 0.3 0.6 0 0 x P2
Ⅲ T2 0 0 0.3 0.3 y P3
A．达平衡时，y>x>0.1
B．温度为T1时该反应的平衡常数的值为0.1
C．P1>2P2
D．达平衡时，水蒸气的转化率：容器Ⅰ=容器Ⅱ
13．已知298.15K时，可逆反应：Pb2+(aq)+Sn(s)Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常数K=2.2，若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.010mol·L-1，则反应进行的方向是
A．向右进行 B．向左进行 C．处于平衡状态 D．无法判断
14．四个不同的密闭容器中，采用不同条件进行反应N2 + 3H22NH3，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是
A．v(N2)=0.1 mol/(L·min) B．v(NH3)=0.2 mol/(L·min)
C．v(H2)=0.4 mol/(L·min) D．v(N2)=0.05 mol/(L·s)
二、填空题
15．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。请回答下列问题：
I.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行，反应物起始物质的量见下表：
CO2(mol) H2(mol) CH3OH(mol) H2O(mol)
反应a(恒温恒容) 1 3 0 0
反应b(绝热恒容) 0 0 1 1
(1)达到平衡时，反应a，b对比：CO2的体积分数φ(a)_______φ(b)(填“>”、“＜”或“=”))。
(2)下列能说明反应a达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．v正(CO2)=3v逆(H2)
B．混合气体的平均摩尔质量不再改变
C．c(CH3OH)=c(H2O)
D．容器内压强不再改变
II.我国科学家研究了不同反应温度对含碳产物组成的影响。
已知：反应1：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH＜0
反应2：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH>0
在密闭容器中通入3mol的的H2和1mol的CO2，分别在1MPa和10MPa下进行反应。实验中对平衡体系组成的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析，其中温度对CO和CH4的影响如图所示。
(3)1MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是_______和_______。M点平衡组成含量高于N点的原因是_______。
(4)图中当CH4和CO平衡组成均为40%时，若容器的体积为1L，该温度下反应1的平衡常数K的值为_______。
III.在T1时，向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与n(H2)/n(CO)的关系如下图所示。
(5)当时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图象中的_______(填“D”、“E”或“F”)点。
(6)=_______时，CH3OH的体积分数最大。
16．如图中，，，根据要求回答问题：
(1)如图是1mol和1mol反应生成和过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，的变化是_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，的变化是_______。请写出和CO反应的热化学方程式：_______。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：
①
②
又知③ ，表达甲醇蒸气燃烧热的热化学方程式：_____。
(3)已知：常温常压下，断裂或形成1mol(理想)气体分子化学键所吸收或放出的能量称为键能。下表是一些化学键的键能(单位为kJ/mol)
化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能
H—H 436 H—F 565 F—F 158
则： _______
17．汽车尾气中的CO、NO2在一定条件下可以发生反应：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝ 1 200 kJ·mol－1。在一定温度下，向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示：
（1）0～10 min内该反应的平均速率v(CO)＝________，从11 min起其他条件不变，压缩容器的容积变为1 L，则n(NO2)的变化曲线可能为图中的______(填字母)。
（2）恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
A．容器内混合气体颜色不再变化
B．容器内的压强保持不变
C．2v逆(NO2)＝v正(N2)
D．容器内混合气体密度保持不变
18．“绿水青山就是金山银山”，研究、CO等大气污染物处理对建设美丽中国具有重要意义。
(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，在一定条件下发生反应：。
①能说明该反应已达到平衡状态的标志是_______。
A．反应速率
B．容器内压强不再随时间而发生变化
C．容器内气体的密度不再发生变化
D．容器内
E.容器内气体的平均相对分子质量不再改变
②某次实验中测得容器内NO及的物质的量随时间变化如图所示，图中b点对应的速率关系是v(正)_______v(逆)；d点对应的速率关系是v(正)_______v(逆)。(填>、<或=)。
(2)一定条件下，在2L密闭容器内，反应，随时间变化如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
0.40 0.20 0.10 0.05 0.05 0.05
①用表示0~2s内该反应的平均速率为_______。在第5s时，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_______。
19．Cu2O是一种重要的工业原料，广泛川作催化剂。
Ⅰ.制备Cu2O
(1)微乳液—还原法：在100℃的Cu(NO3)2溶液中加入一定体积的NaOH溶液，搅拌均匀，再逐滴加入肼(N2H4)产生红色沉淀，抽滤、洗涤、干燥，得到Cu2O。
已知：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-akJ·mol-1
Cu(OH)2(s)=CuO(s)+H2O(l)△H=+bkJ·mol-1
4CuO(s)=2Cu2O(s)+O2(g)△H=+ckJ·mol-1
则由N2H4(l)和Cu(OH)2(s)反应制备Cu2O(s)的热化学方程式为__。
(2)电解法：纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。
采用阴离子交换膜制备纳米级Cu2O的装置如图所示：
阳极的电极反应式为___。
Ⅱ.纳米级Cu2O催化剂可用于工业上合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.8kJ·mo1-1
(3)能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)已达平衡状态的是__(填字母)。
A．CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
B．一定条件，CO的转化率不再变化
C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
(4)t℃时，在体积为2L固定体积的密闭容器中加入2.00molH2(g)和1.00mol的CO(g)的物质的量随时间的变化如表：
时间(s) 0 2 5 10 20 40 80
物质的量(mol) 1.00 0.50 0.375 0.25 0.20 0.20 0.20
根据表中数据回答：
①氢气平衡转化率为___。
②2t℃时该反应的平衡常数为___。
③保持其它条件不变，向平衡体系中充入1molCO(g)、2molH2(g)、1molCH3OH(g)；此时v正__v逆(填“>”“<”或“=”)。
(5)工业实际合成CH3OH生产中，采用如图M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和化学平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由：__。
20．某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图甲所示。根据图中数据，试填写下列空白：
(1)该反应的化学方程式为___________。
(2)反应开始至2min，气体Y的平均反应速率是___________。
(3)该条件下，化学平衡常数K=___________(只书写计算式)。
(4)若升高温度，化学平衡常数K值减小，则上述反应的正反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。
(5)若上述反应在2min后的，t1～t6内反应速率与反应时间关系如图乙所示：
①下列时刻各改变一种不同的外界条件分别是：t1_______，t2______，t3_______。
②X的转化率最高的时间段__________(填字母)。
A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6
21．在催化剂作用下，氢气可以还原，其反应为一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中加入1mol并充入一定量的氢气，反应过程中和水蒸气的浓度与时间的关系如图所示。
(1)min时，正、逆反应速率的大小关系为_______(填“>”、“＜”或“=”)。
(2)0～4min内，的转化率为_______(保留3位有效数字)；的平均反应速率_______。
(3)上述反应达到平衡时，起始时的压强和平衡时的压强之比为_______。
(4)4min末，容器内混合气体的平均摩尔质量为_______(保留3位有效数字)。
(5)仅改变下列条件，化学反应速率如何变化？(在短线上填上“增大”、“减小”或“不变”)
①降低温度，则反应速率_______。
②加入少量炭粉，则反应速率_______。
③若保持容积不变，充入He使体系压强增大，则反应速率_______。
④若在将上述容器改为恒压容器的情况下，充入He使容器的体积增大，则反应速率_______。
22．（1）反应3Fe（S）+4H2O（g）=Fe3O4（s）+4H2（g）在一可变的容积的密闭容器中进行，试回答：
①增加Fe的量，其正反应速率的变化是_______（填增大、不变、减小，以下相同）
②将容器的体积缩小一半，其正反应速率________
③保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率________。
④保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其正反应速率_______。
（2）将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：
3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g),5 min后测得c(D)＝0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L－1·min－1。
①A在5 min末的浓度是___________。② v(B) ＝___________。 ③ x＝_______。
23．水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯缓慢地通过处于下的过量氧化钴，氧化钴部分被还原为金属钴，平衡后气体中的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用还原，平衡后气体中的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原为的倾向是CO_______H2(填“大于”或“小于”)。
(2)时，在密闭容器中将等物质的量的和混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中的物质的量分数为_______(填字母)。
A． B．0.25 C．0.25~0.50 D．0.50 E．>0.50
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．D与H相比，质子数相同中子数多1，1 mol D2O比1 mol H2O多NA个中子，故A错误；
B．密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，反应后气体总分子数大于2NA，故B错误；
C．20g正丁烷和38g异丁烷，共计58g，正丁烷与异丁烷相对分子质量相同为58，故混合物为1mol，混合物中C-H的数目为13NA，故C正确；
D．CH4和C2H4混合气体2.24L，混合气体为0.1mol，燃烧通式为：，若气体全为CH4消耗O2分子数目为0.2NA，若气体全为C2H4消耗O2分子数目为0.3NA，所以消耗O2分子数目范围是0.2-0.3NA，故D错误；
故选C。
2．D
【详解】A．中和热实验测定中测定酸、碱及混合时最高温度，单次实验均应测量3个温度，即盐酸起始温度、溶液起始温度和反应后的终止温度，A正确；
B．该反应的，若在室温能自发进行，即，则，B正确；
C．理论上，能够设计成原电池的反应是常温下能自发进行的氧化还原反应，C正确；
D．工业合成氨是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，之所以采用较高温度，目的是提高反应速率，D错误；
故选D。
3．A
【详解】A．任何化学反应都伴随能量变化，改变温度一定能使化学平衡移动，A正确；
B．对于没有气体参与或反应前后气体物质的量相等的反应，改变压强化学平衡不移动，即改变压强化学平衡不一定发生移动，B错误；
C．使用催化剂，化学平衡不移动，C错误；
D．改变某一反应物的投料，例如纯固体，假如表面积几乎没改变，则对反应速率、化学平衡都没影响、则改变某一反应物的投料化学平衡不一定发生移动，D错误；
答案选A。
4．A
【详解】根据反应速率之比等于化学计量数之比：，，，，所以反应速率最快的是A，故选A。
5．B
【详解】A．该条件下的最佳反应温度为280℃，理由是：当反应温度升高，乙醇转化率增加，T＞280℃后乙醛选择性降低，因此，该条件下的最佳反应温度为280℃，A错误；
B．240℃时，图象中乙醛的选择性93%，乙醇的转化率为35%，设开始时乙醇物质的量为x mol，完全反应理论上生成乙醛x mol，实际生成乙醛设为y mol，=0.93，所以y=0.93×0.35x，则乙醛产率=×100%≈32.55%，B正确；
C．由图示知，温度较低时，乙醛选择性较高，说明温度较低时，乙醇主要发生脱氢反应生成乙醛，故该反应活化能较小，而在温度高于280℃后，乙醛选择性明显下降，说明280℃后乙醇容易发生裂解反应，该反应活化能较大，综上所述，乙醇脱氢反应的活化能低于乙醇裂解的活化能，C错误；
D．增大压强，平衡逆向移动，乙醇平衡转化率降低，D错误；
故答案选B。
6．C
【详解】在恒温恒容的容器中进行反应N2O4(g) 2NO2(g)，该反应前20s的平均反应速率为，按照前20s的平均反应速率计算，浓度由0.06mol/L降到0.024mol/L，需反应的时间为，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，所以反应所需时间大于18s；
答案选C。
7．C
【详解】A．据图可知第Ⅰ步反应中反应物的能量低于生成物，为吸热反应，故A错误；
B．据图可知反应Ⅰ的正反应活化能最大，所以反应Ⅰ的反应速率最慢，故B错误；
C．升高温度可以提供能量，使非活化分子吸收能量变成活化分子，提高反应物中活化分子百分数，使反应速率增大，故C正确；
D．该反应的反应物为HBr和O2，生成物为H2O和Br2，中间产物为HOOBr、HOBr共两种，故D错误；
综上所述答案为C。
8．D
【详解】A．增加A的物质的量，正反应速率增大，平衡向右移动，B的物质的量增大，A不符题意；
B．减小A的物质的量，平衡向左移动，B的物质的量减少，正反应速率减小，B不符题意；
C．升高体系温度，平衡向右移动，B的物质的量增大，正反应速率加快，C不符题意；
D．减小体系压强，平衡向右移动，B的物质的量增大，正反应速率减小，D不符题意；
选D。
9．C
【详解】A．增大反应物浓度能增大单位体积内气体的活化分子数，有效碰撞次数增多，速率加快，故A正确；
B．总反应速率取决于反应较慢的②，故B正确；
C．已知反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)△H= 752kJ/mol的反应机理如下：①2NO(g) N2O2(g)(快)；②N2O2(g)+H2(g) N2O(g)+H2O(g)(慢)；③N2O(g)+H2(g) N2(g)+H2O(g)(快)；所以反应过程中N2O2和N2O是中间产物，不是催化剂，故C错误；
D．总反应为放热反应，生成氮气的反应速率大，则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，故D正确；
故选C。
10．D
【详解】A．由题干图1所示信息可知，反应①为，结合氧化还原反应配平可得反应②为，A项正确；
B．有图知，时间内，大于，且生成不变，且反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳，则可能发生反应，由于反应②和副反应中和的系数比均为1：2，所以生成氢气的速率不变，B项正确；
C．根据图知，开始时, 时刻，不变，减小，说明副反应生成小于反应②生成，C项正确；
D．之后，，逐渐增大，则生成，说明反应②不再发生，并不是在之后，是在之后，D项错误；
答案选D。
11．A
【分析】从图象中可以看出，反应达平衡后，改变某条件，正反应速率瞬间突然增大，逆反应速率瞬间突然减小，则表明改变的条件不是单一的改变体系的温度、压强、催化剂，也不是改变某一种物质的浓度；v正＞v逆，则表明平衡发生正向移动。
【详解】A．增大反应物浓度，v正比原平衡时大；减小生成物浓度，v逆比原平衡时小，达平衡前，有可能v正＞v逆，A符合题意；
B．增大反应物浓度，同时使用催化剂，v正、v逆一定大于原平衡时的v正、v逆，B不合题意；
C．由于正反应为放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动；由于反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以加压时，平衡正向移动，尽管不能确定平衡如何移动，但条件改变的瞬间，v正、v逆一定大于原平衡时的v正、v逆，C不合题意；
D．降低温度，同时减压，v正、v逆一定小于原平衡时的v正、v逆，D不合题意；
故选A。
12．A
【详解】A．假设容器Ⅱ体积为1.0L，温度相同，容器Ⅱ内物质的量是容器Ⅰ的一半，到达平衡时，容器Ⅱ各物质的量是容器Ⅰ的一半，即容器Ⅰ中CO物质的量0.2mol，容器Ⅱ中CO为0.1mol，把容器Ⅱ体积从1.0L变为2.0L，相当于增大体积，减小压强，平衡正向移动，容器Ⅱ中CO比0.1mol大，即y＞0.1，假设容器Ⅲ温度为T1，容器Ⅰ和容器Ⅲ形成等效平衡，到达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中n(CO)相等，因T1＜T2，对容器Ⅲ来说，相当于升温，平衡正向移动，故y＞x，综上可得，平衡时，y＞x＞0.1，故A正确；
B．平衡常数只与温度有关，对容器Ⅰ，平衡时n(CO)=0.2mol，则n(H2)=0.2mol，n(H2O)=0.4mol，c(CO)==0.1mol L-1，c(H2)==0.1mol L-1，c(H2O)==0.2mol L-1，，故B错误；
C．假设容器Ⅱ体积为1.0L，温度相同，容器Ⅱ内物质的量是容器Ⅰ的一半，到达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅰ的压强相同，把容器Ⅱ体积从1.0L变为2.0L，若容器Ⅱ中平衡不移动，压强变为原来的一半，对来说，增大体积，减小压强，平衡正向移动，容器Ⅱ中压强增大，故P1＜2P2，故C错误；
D．假设容器Ⅱ体积为1.0L，温度相同，容器Ⅱ内物质的量是容器Ⅰ的一半，到达平衡时，各物质的转化率相等，把容器Ⅱ体积从1.0L变为2.0L，相当于增大体积，减小压强，平衡正向移动，容器Ⅱ中水蒸气的转化率增大，因此水蒸气的转化率：容器I＜容器II，故D错误，
故选：A。
13．A
【详解】若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.010mol·L-1，则此时Qc==1＜K，所以平衡正向移动，即向右进行；
故答案为A。
14．D
【详解】速率之比等于化学计量数之比，转化成同一种物质表示速率，再比较大小，
v(N2)=0.1 mol/(L·min)；
v(N2)= v(NH3)= 0.2 mol/(L·min)=0.1 mol/(L·min)；
v(N2)=v(H2)= 0.4 mol/(L·min)0.13 mol/(L·min)；
v(N2)=0.05 mol/(L·s)60s=3 mol/(L·min)；
故答案为D；
15． > BD a d 温度相同时，增大压强使反应1平衡正移，H2O的百分含量增大，使反应2逆移，CO百分含量降低 2.88 F 2
【详解】(1)a为恒温，b为绝热容器，反应向逆反应进行，逆反应为吸热反应，平衡时温度比a中低，相当于a升高温度平衡向逆反应方向移动，CO2的体积分数增大，φ(a)>φ(b)，故答案为：>；
(2) A．当v正(CO2)=3v逆(H2)时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应a达到平衡状态，故A不选；
B．该反应是气体体积减小的反应，反应过程中气体总质量不变，总物质的量减小，则混合气体的平均摩尔质量增大，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，说明反应达到平衡状态，故B选；
C．c(CH3OH)=c(H2O)时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应a达到平衡状态，故C不选；
D．该反应是气体体积减小的反应，反应过程中压强减小，当容器内压强不再改变时，说明应达到平衡状态，故D选；
故答案为：BD；
(3)对于反应1：升高温度，平衡逆向移动，CH4的含量减少，对于平衡2：升高温度，则平衡正向移动，CO的含量增加；增大压强，反应2不移动，但反应1的平衡正向移动，H2O的含量增大，使反应2逆向移动，导致CO含量降低，综上：温度相同时，压强越大，CH4的含量越大、CO含量越小，则压强为1MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是a、d，故答案为：a；d；温度相同时，增大压强使反应1平衡正移，H2O的百分含量增大，使反应2逆移，CO百分含量降低；
(4)起始时n(CO2)=1mol，则n(H2)=3mol，根据图象，当CH4和CO平衡组成为40%时，则CO2平衡组成为20%，根据C原子守恒有：n(CO)=n(CH4)═1mol×40%=0.4mol，n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，则反应1：
反应2：
平衡时：n(CO2)=(1-0.4-0.4)mol=0.2mol，n(H2O)=(0.4+0.8)mol=1.2mol，n(H2)=3mol-1.6mol-0.4mol=1mol，n(CH4)=0.4，反应1平衡常数K===2.88，故答案为：2.88；
(5)混合比例等于化学计量数之比时，平衡时生成物的含量最大，故时，达到平衡状态后，甲醛的体积分数小于C点，F点符合题意，故答案为：F；
(6)混合比例等于化学计量数之比时，平衡时生成物的含量最大，故时，达到平衡状态后，甲醛的体积分数最大，故答案为：2。
16．(1) 减小 不变
(2)
(3)-536kJ/mol
【详解】（1）催化剂通过降低反应活化能加快反应速率，但不改变反应热，则在反应体系中加入催化剂，反应速率加快，E1的变化是减小，ΔH不变；NO2（g）+CO（g）CO2（g）+NO（g）ΔH=正反应活化能-逆反应活化能=E1-E2=（134-368）kJ/mol=-234kJ/mol，故答案为：减小；不变；NO2（g）+CO（g）CO2（g）+NO（g）ΔH=-234kJ/mol；
（2）①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g) ΔH=＋49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1，
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
根据盖斯定律，由3×②-①×2＋③×2得：CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=3×(-192.9 kJ·mol-1)-2×49.0 kJ·mol-1＋(-44 kJ·mol-1)×2=-764 kJ·mol-1；
（3）=反应物键能之和-生成物键能之和=（436+158-2565）kJ/mol=-536kJ/mol 。
17． 0.03 mol·L－1·min－1 d CD
【分析】（1）压缩体积的瞬间，二氧化氮的物质的量不会发生改变，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以二氧化氮的量会逐渐减少。（2）混合气体中只有二氧化氮带有颜色，所以可以通过颜色进行判断；气体系数不相等，可以通过压强的变化进行判断；速率之比，需要能体现出正反应速率与逆反应速率相等；恒容容器，体积始终不变，同时根据质量守恒定律，方程式中全部为气体，所以气体的质量不会发生改变，不能用密度来判断。
【详解】（1）0～10 min内v(CO)＝2v(NO2)＝×2＝0.03 mol·L－1·min－1。
从11 min起压缩容器容积，压强增大，平衡正向移动，n(NO2)应逐渐减小直至达到新的平衡，所以应是图中d曲线。
（2）
A.混合气体颜色不再变化，说明各物质的浓度不变，可以说明达到平衡，A项正确；
B.反应前后气体分子总数不相等，因此压强保持不变，可以说明达到平衡，B项错误；
C.v逆(NO2)＝2v正(N2)才能说明达到平衡，C项错误；
D.反应体系中物质全部为气体，密度始终保持不变，不能说明达到平衡，D项错误；
答案选A。
18．(1) BE > =
(2) 87.5% 随着反应的进行，反应物的物质的量浓度减小，因而反应速率减小
【解析】（1）①A．该反应达到平衡状态时，5v正(NH3)=4v逆(N2)，故A错误；B．该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，容器体积恒定，所以未平衡时压强会发生改变，当压强不再变化时说明反应平衡，故B正确；C．恒容容器中，反应物生成物都是气体，故密度为一定值，故密度不变不能说明反应达到平衡，故C错误；D．物质的量之比不能说明正逆反应速率相等或者浓度不变，故D错误；E．反应的质量不变，但是物质的量为变量，故容器内气体的平均相对分子质量为一变量，故容器内气体的平均相对分子质量不变时说明达到了平衡，故E正确；故答案为：BE；②据图可知b点之后氮气的浓度增大，NO的浓度减小，说明此时反应正向进行，及v(正)>v(逆)；d点时NO的浓度不再变化，说明反应达到平衡，所以v(正)=v(逆)；故答案为：>；=；
（2）①0～2s内v(NO2)==0.075mol L-1 s-1，v(N2O4)=0.0375mol L-1 s-1，在第5s时，NO2的转化率为×100%=87.5%，故答案为：0.0375mol·L-1·s-1；87.5%。②根据表可以看出，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，反应物NO2的物质的量浓度减小，因而反应速率减小，故答案为：随着反应的进行，反应物NO2的物质的量浓度减小，因而反应速率减小。
19． N2H4(l)+4Cu(OH)2(s)=N2(g)+Cu2O(s)+6H2O(l)ΔH=(4b+c-a)kJ·mol-1 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O BC 80% 100 > 相对于N点而言，M点温度在500～600K之间，温度较高，反应速率较快。M点CO的平衡转化率已经达到90%，常压对设备和动力要求低，更经济
【详解】(1) ①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-akJ·mol-1，
②Cu(OH)2(s)=CuO(s)+H2O(l)△H=+bkJ·mol-1，
③4CuO(s)=2Cu2O(s)+O2(g)△H=+ckJ·mol-1，根据盖斯定律分析，①+②×4+③得
热化学方程式为N2H4(l)+4Cu(OH)2(s)=N2(g)+Cu2O(s)+6H2O(l) ΔH=(4b+c-a)kJ·mol-1。
(2)阳极为铜，失去电子生成氧化亚铜，电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。
(3)A.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率，都为正反应速率，不能说明到平衡，错误；B.一定条件，CO的转化率不再变化可以说明反应到平衡，正确；C.在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化，说明反应体系温度不变，则反应到平衡；故选BC。
(4)t℃时，在体积为2L固定体积的密闭容器中加入2.00molH2(g)和1.00mol的CO(g)的物质的量随时间的变化如表：
时间(s) 0 2 5 10 20 40 80
物质的量(mol) 1.00 0.50 0.375 0.25 0.20 0.20 0.20
根据表中数据回答：
①一氧化碳的平衡转化率为 =80%，根据方程式和加入量分析，氢气的平衡转化率和一氧化碳的相同，也为80%。
②2t℃时
该反应的平衡常数为。
③保持其它条件不变，向平衡体系中充入1molCO(g)、2molH2(g)、1molCH3OH(g)；此时<100，反应正向进行，即v正>v逆。
(5)相对于N点而言，M点温度在500～600K之间，温度较高，反应速率较快。M点CO的平衡转化率已经达到90%，常压对设备和动力要求低，更经济，所以工业实际合成CH3OH生产中，采用如图M点而不是N点对应的反应条件。
20．(1)
(2)
(3)
(4)放热反应
(5) 增大生成物的浓度 使用催化剂 减压 A
【详解】（1）根据图象分析，相同时间内X、Y、Z的改变量分别为：1-0.7=0.3mol，1-0.9=0.1 mol，0.2-0=0.2 mol，故方程式为；
（2）反应开始至2min，气体Y的平均反应速率是
（3）平衡是X、Y、Z的浓度分别为，，， ，该条件下，化学平衡常数K=；
（4）若升高温度，化学平衡常数K值减小，说明平衡逆向移动，则上述反应的正反应是放热反应。
（5）若上述反应在2min后的，t1～t6内反应速率与反应时间关系如图乙所示：
①t1时逆反应速率增大，但正反应速率不变，平衡逆向移动，说明增大生成物的浓度，t2时正逆反应速率同等程度增大，该反应为前后气体分子数不等的反应，改变的条件应为使用催化剂，t3时正逆速率都降低，平衡逆向移动，则为减压。
②正向进行程度越大，X的转化率最高，所以选A。
21．(1)>
(2) 71.4% 0.0625
(3)24：19
(4)21.5
(5) 减小 不变 不变 减小
【详解】（1）因为min时化学反应没有达到平衡，反应仍然向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率，即>。
（2）根据图象分析，0～4min内的浓度变化量为转化率为；在4min内的浓度变化量为0.25，则4min内的平均反应速率为。
（3）根据题意可知，起始时通入的氢气的物质的量为1.4mol和1molCO2共2.4mol，根据三段式
达到平衡时气体的总物质的量为1.9mol，恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比为24：19。
（4）平衡时气体的总物质的量为1.9mol，平均摩尔质量。
（5）①降低温度，则反应速率减小。
②炭粉为固体，则反应速率不变。
③若保持容积不变，充入He使体系压强增大，反应物生成物的浓度不变，则反应速率不变。
④若在将上述容器改为恒压容器的情况下，充入He使容器的体积增大，反应物生成物的浓度减小，则反应速率减小。
22． 不变 增大 不变 减小 0.75 mol·L－1 0.05 mol·L－1·min－1 2
【详解】（1）①因铁是固体，增加铁的量，不能增加铁的浓度，不能改变反应速率，故答案为：不变；
②容器的体积缩小，容器内各气体的浓度都增大，浓度越大，化学反应速率越快，故答案为：增大；．
③体积不变，充入N2使体系压强增大，但各气体的浓度不变，反应速率不变，故答案为：不变；
④压强不变，充入N2使容器的体积增大，但各气体的浓度都减小，浓度越小，反应速率越小，故答案为：减小；
（2）①平衡时D的浓度为0.5mol·L－1，D的物质的量为2L×0.5mol·L－1=1mol，则：
所以（n-1.5）：（n-0.5）=3：5，解得n=3，
A在5min末的浓度是=0.75 mol·L－1，故答案为：0.75mol·L－1；
②从开始到平衡时B的平均反应速率==0.05 mol·L－1·min－1 ，故答案为：0.05 mol·L－1·min－1 ；
③反应速率之比等于化学计量数之比，所以v（B）：v（C）=0.05mol·L－1·min－1 ：0.1mol·L－1·min－1 =1：x，所以x=2，故答案为：2。
【点睛】本题考查了化学反应速率与化学计量数的关系，侧重于学生的分析、计算能力的考查，明确同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比是解（2）的关键，易错点（1）注意把握化学反应速率的影响因素，抓住压强影响速率的本质是影响浓度。
23．(1)大于
(2)C
【详解】（1）使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量的氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250，反应的化学方程式：H2+CoO Co+H2O，同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192，反应的化学方程式：CO+CoO Co+CO2，相同条件下还原反应达到平衡状态后，反应前后气体物质的量都是不变的，一氧化碳物质的量分数小于氢气物质的量分数，说明一氧化碳进行的程度大
故答案为：大于；
（2）(2)假设氢气和一氧化碳物质的量为1，①=0.025，a=0.975，K1==39，② ，=0.0192，b=0.9808，K2==51.08，设一氧化碳和水物质的量m，，=K===1.31＞1，x＞m-x，＞0.25，等物质的量的一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，反应前后气体物质的量不变，当反应物全部反应，氢气所占物质的量的分数50%，但反应为可逆反应不能进行彻底，氢气的物质的量分数一定小于50%，故答案为：C；
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