2.1 化学反应速率同步练习
一、单选题
1．一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中发生反应A(g)＋2B(g) 3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示：
n/mol min n(A) n(B) n(C)
0 2.0 2.4 0
5 0.9
10 1.6
15 1.6
下列说法正确的是（ ）
A．0～5min用A表示的平均反应速率为0.09 mol·L-1·min-1
B．若单位时间内生成x mol A的同时，消耗3x mol C，则反应达到平衡状态
C．物质B的平衡转化率为20%
D．平衡状态时，c(C)=0.6 mol·L-1，且不再发生变化
2．在2L密闭容器中，发生3A（g）+B（g） 2C（g）反应，若最初加入A和B都是4mol，A的平均反应速率为0.12mol/（L s），则10秒钟后容器中的B是（ ）
A．2.8mol B．1.6mol C．3.2mol D．3.6mol
3．在铁和稀硫酸的反应中，下列方法可以加快其反应速率的是（ ）
A．用铁钉代替铁粉 B．加入少量氯化钠溶液
C．用98%的浓硫酸代替稀硫酸 D．适当升高反应温度
4．以下是反应A(g) + 3B(g) 2C(g) + 2D(g) 在四种不同情况下的反应速率，反应速率最大的是（ ）
A．υ（A）=0.45mol·L-1·s-1 B．υ（B）=0.6mol·L-1·s-1
C．υ（C）=0.4mol·L-1·s-1 D．υ（D）=0.45mol·L-1·s-1
5．70℃时，200mL过氧化氢溶液在pH=13时分解，甲、乙两组实验中分别只改变一个反应条件，过氧化氢的物质的量随时间的变化图像如图(假设反应前后溶液体积不变)。下列有关说法错误的是（ ）
A．实验甲说明过氧化氢溶液浓度越大，分解速率越快
B．实验乙b条件下，0～40min内过氧化氢的分解速率为0.0015mol L-1 min-1
C．实验乙说明催化剂的浓度越大，对过氧化氢分解速率的影响越大
D．实验甲a条件下，0～20min内过氧化氢分解速率大于0～40min内的分解速率
6．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2+3H2 2NH3。根据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(H2)＝0.01 mol·L-1·s-1 B．v(N2)＝0.3 mol·L-1·min-1
C．v(NH3)＝0.15 mol·L-1·min-1 D．v(H2)＝0.3 mol·L-1·min-1
7．可使C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应速率增大的措施是（ ）
①增大压强 ②增加炭的量 ③通入CO2④恒压下充入N2⑤恒容下充入 N2⑥升温
A．①⑤ B．①②⑥ C．①③⑥ D．③⑥
8．2A（g）+B（g） 3C（g）+4D（g）的反应，在不同条件下的反应的速率最快的是（ ）
A．v（A）=0.7 mol/（L．min） B．v（B）=0.3mol/（L．min）
C．v（C）=0.9 mol/（L．min） D．v（D）=1.1mol/（L．min）
9．在反应中，表示该反应速率最快的是（ ）
A． B．
C． D．
10．下列措施中，不能增大化学反应速率的是（ ）
A．锌与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸馏水
B．KClO3分解制取O2时，添加少量MnO2
C．Mg在O2中燃烧生成MgO，用镁粉代替镁条
D．CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度
11．反应3Fe（s）+4H2O（g） Fe3O4（s）+4H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变会使化学反应速率加快的是（ ）
A．增加Fe的量
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容积不变，充入N2使体系压强增大
D．压强不变，充入N2使容器容积增大
12．在2A+B 3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是（ ）
A．v（A）=0.5 mol L﹣1 s﹣1 B．v（B）=0.3 mol L﹣1 s﹣1
C．v（C）=0.8 mol L﹣1 s﹣1 D．v（D）=1.6 mol L﹣1 min﹣1
13．把0.6mol气体X和0.4mol气体Y混合于2L的密闭容器中，发生反应：3X(g)+Y(g) nZ(g)+3W(g)，测得5min末W的浓度为0.1mol·L-1，又知以Z表示的平均反应速率为0.02mol·L-1·min-1，则n值是（ ）
A．2 B．3 C．4 D．6
14．臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为 2NO2(g)＋O3(g) N2O5(g)＋O2(g)。有关说法正确的是（ ）
A．增大压强可增大反应速率
B．升高温度可减小反应速率
C．达到平衡时，v(正)＝v(逆)＝0
D．达到平衡时，NO2转化率为100%
15．反应3X（g）+Y（g） 2Z（g）+2W（g）在2L密闭容器中进行，5min后Y减少了0.5mol，则此反应的平均速率v为（ ）
A．v（X）=0.05mol L﹣1 min﹣1 B．v（Z）=0.10mol L﹣1 min﹣1
C．v（Y）=0.10mol L﹣1 min﹣1 D．v（W）=0.05mol L﹣1 s﹣1
16．4A（s）+3B（g）═2C（g）+D（g），经2min后B的浓度减少0.6mol L﹣1．对此反应速率的表示正确的是（ ）
A．用A表示的反应速率是0.4mol L﹣1 min﹣1
B．分别用B，C，D表示反应速率，其比值是3：2：1
C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol L﹣1 min﹣1
D．在2min内的反应速率，用C表示是0.3mol L﹣1 min﹣1
二、综合题
17．
（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标志是
a.反应速率 ( NH3) = ( 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
②某次实验中测得容器内NO及N2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 (正) (逆)（填“﹥”、“﹤”或“﹦”），d点对应的速率关系是 (正) (逆)（填﹥、﹤或﹦）。
（2）298 K时，若已知生成标准状况下2.24 L NH3时放出热量为4.62 kJ。写出合成氨反应的热化学方程式 。在该温度下，取1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4 kJ，其原因是 。
（3）一定条件下，在2 L密闭容器内，反应2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝－180 kJ·mol－1，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
用NO2表示0～2 s内该反应的平均速度 。在第5 s时，NO2的转化率为 。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 。
18．氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，它的熔点高，硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定，但生产成本较高。不溶于酸（氢氟酸除外）。高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种用工业硅（含少量铁、铜的单质及氧化物）和 （含少量 ）合成氮化硅的工艺流程如下：
（1） 净化时，铜屑的作用是 ；将硅块粉碎的作用是 。
（2）在氮化炉中每生成 转移电子的物质的量是 。
（3）X可能是 （选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）。
（4）如何说明氮化硅产品已用水洗干净？ 。
（5）推测氮化硅可能有哪些用途： （填字母）。
a．制作切削刀具 b．制作坩埚
c．用作建筑陶瓷 d．制作耐高温轴承
（6）工业上还可以采用化学气相沉积法，在 的保护下，使 与 在高温下反应生成 沉积在石墨表面，该反应的化学方程式为 。
19．氮的氧化物是造成大气污染的主要成分之一，降低氮氧化物的排放可改善大气质量。
（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+181kJ mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221kJ mol-1
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3=-747kJ mol-1
碳完全燃烧时的热化学方程式为 。
（2）向密闭反应器中按n(NO)：n(CO)=1：1投料，发生(1)中的反应③。不同温度下，反应达到平衡时，NO的平衡转化率随压强的变化曲线如图所示。
①曲线a、b对应温度较低的是 (填“曲线a”或“曲线b”)。
②M点时混合气体的平均相对分子质量为 (结果保留两位小数)。
（3）一定温度下，向恒容密闭容器中通入1molNO、1molCO，发生(1)中的反应③。测得容器中混合气体的压强(p)随时间(t)的变化关系如表所示。
t/min 0 1 2 3 4 5
p/kPa 200 185 173 165 160 160
①反应开始到刚达平衡状态的时间段内，v(CO)= kPa·min-1，该反应条件下的平衡常数Kp= (kPa)-1(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。该反应中正反应速率v正=k正·p2(NO)·p2(CO)，逆反应速率v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2)，则该温度下，该反应的k正 (填“＞”“＜”或“=”)k逆。
②能判断反应已达到化学平衡状态的是 (填字母序号)。
A．N2和CO2的浓度比保持不变 B．容器中熵值保持不变
C.2v正(NO)=v逆(N2) D．气体的密度保持不变
（4）工业上利用电化学方法处理NO的原理如图所示。正极的电极反应式为 。
20．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。阅读下列有关能源的材料，回答有关问题：
（1）已知断开1molH H键、1molN H键、1molN≡N键分别需要吸收能量为436kJ、391kJ、945kJ，则H2与足量N2反应生成2molNH3需 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ。
（2）科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，如将CO2和H2以一定比例混合通入反应器，适当条件下可获得甲醇(CH3OH)。某温度下在1L的恒容密闭容器中，充入2molCO2和6molH2，发生如下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
①能判断该反应已达到化学反应限度标志的是 (填字母)。
A．容器内压强保持不变
B．容器中H2浓度与CO2浓度之比为3：1
C．容器中混合气体的质量保持不变
D．CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
②现测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始经过12min达到平衡，则这段时间氢气的平均反应速率υ(H2)= mol L 1 min 1。
21．合成氨反应为：。一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的和。测得各物质的浓度随时间变化如下表所示。
浓度/()
0 1.0 3.0 0
0.8
2.1
（1）时， 。
（2）内，以的浓度变化表示反应的平均速率： 。
（3）下列能说明该反应达到平衡状态的是____(填标号)。
A．消耗的同时消耗
B．容器中的压强不随时间变化
C．混合气体的密度不随时间变化
D．
（4）合成氨反应中，随温度升高氨的产率下降。生产中选定的温度为，温度不宜过低的原因是 ，温度不宜过高的原因有 、 。
（5）合成氨反应可能的微观历程如图所示：
吸附在催化剂表面的物质用*标注。已知过程Ⅲ可以表示为，则过程Ⅱ可以表示为 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A.0～5 min内，△n(C)=0.9mol，根据方程式，则△n(A)＝ △n(C)=0.3mol，所以用A表示的平均反应速率为 ，故A不符合题意；
B．单位时间内生成x mol A必定消耗3x mol C，它们都指逆反应方向，不能说明达到平衡，故B不符合题意；
C.10min时A的物质的量为1.6mol，0~10min内转化A的物质的量为0.4mol，则转化B的物质的量为0.8mol，10min时B的物质的量为2.4mol-0.8mol=1.6mol，与15min时B的物质的量相等，则平衡时B的物质的量为1.6mol，物质B的平衡转化率为α(B)= ×100%=33.3%，故C不符合题意，
D．根据C项计算，从起始到平衡转化A的物质的量为0.4mol，则生成C的物质的量为1.2mol，平衡时，c(C)=1.2mol 2L=0.6mol/L，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.根据C的量可以计算出A的变化量即可计算出速率
B.平衡时某物质的正逆速率必须相等
C.根据给出的数据判断平衡时的物质的量即可计算出转化率
D.根据平衡时的数据即可计算出
2．【答案】C
【解析】【解答】解：A的平均反应速率为0.12mol L﹣1 s﹣1，则v（B）= ×0.12mol L﹣1 s﹣1=0.04mol L﹣1 s﹣1，
故10s后容器中B的物质的量浓度= ﹣0.04mol L﹣1 s﹣1×10s=1.6 mol/L，
B物质的量=1.6 mol/L×2L=3.2mol，
故选C．
【分析】利用速率之比等于化学计量数之比计算v（B），再根据△c（B）=v（B） △t计算B的浓度变化量，B的起始浓度﹣B的浓度变化量=10s后容器中B的物质的量浓度，n=VC计算溶质B物质的量．
3．【答案】D
【解析】【解答】A．用铁钉代替铁粉，减小了固体与液体的接触面积，反应速率减慢，A不符合题意；
B．加入少量氯化钠溶液，对稀硫酸进行了稀释，氢离子浓度减小，反应速率减慢，B不符合题意；
C．常温下浓硫酸与铁发生钝化反应，钝化之后反应不能继续进行，C不符合题意；
D．升高温度能加快铁和稀硫酸的反应速率，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】加快反应速率常见的方法是温度、浓度、催化剂、以及接触面积等等结合选项进行判断即可
4．【答案】A
【解析】【解答】按照化学速率之比等于化学计量数之比，转化成以A表示的化学反应，υ(A)= = mol/(L·s)=0.2 mol/(L·s)，υ(A)= = mol/(L·s)=0.2 mol/(L·s)，υ(A)= = mol/(L·s)=0.225 mol/(L·s)，因此反应速率最大的是υ(A)=0.45mol/(L·s)，A符合题意；
故答案为：A
【分析】根据反应速率之比等于化学计量系数之比，将相应的反应速率转化为用同一种物质表示的反应速率，再进行大小比较。
5．【答案】B
【解析】【解答】A：实验甲，浓度高的曲线斜率大，证明分解速率快，则能说明过氧化氢溶液浓度越大，分解速率越快，故A不符合题意；
B：实验乙b条件下，0～40min内分解速率为，故B符合题意；
C：观察图像，三条曲线催化剂浓度越高，斜率越大，说明催化剂的浓度越大，对过氧化氢分解速率的影响越大，故C不符合题意；
D：实验甲a条件下，0～20min内的斜率大于0～40min内的，故 0～20min内分解速率大，故D不符合题意；
答案 B
【分析】n—t图像，①起点：投料情况。②趋势：反应物浓度减小，生成物浓度增加，平衡后或反应结束后，各物质的物质的量浓度不变。③看终点：平衡时或反应结束时各物质的浓度。④计算速率：斜率=速率=。⑤计算产率。
6．【答案】B
【解析】【解答】A.υ（H2）＝0.01 mol/(L·s)=0.6 mol/(L·min);
B.υ（H2）＝3υ（N2）＝3x0.3 mol/(L·min)=0.9 mol/(L·min)
C.υ（H2）=(3/2)x0.15=0.225mol/(L·min);
D.υ（H2）＝0.3 mol/(L·min)；
故答案为：B。
【分析】将单位换算成同一单位，再将不同物质表示的速率换算成用同一物质表示的速率，再比较速率之间数值的大小
7．【答案】C
【解析】【解答】①增大压强，缩小体积，物质浓度增大，反应速率增大；②碳是固体，则增加炭的量反应速率不变；③通入CO2，反应物浓度增大，反应速率增大；④恒压下充入N2，容器容积增大，各物质的浓度减小，反应速率减小；⑤恒容下充入N2，各物质浓度不变，反应速率不变；⑥升温，活化分子数增多，反应速率增大；
故答案为：C。
【分析】影响反应速率的外界因素有温度、浓度、压强、催化剂以及固体表面积等，一般来说，升高温度、增大浓度、增大压强以及加入催化剂或增大固体的表面积都可增大反应速率，以此解答。
8．【答案】A
【解析】【解答】解：在单位统一条件下，将不同物质转化为统一物质时，化学反应速率数值越大该化学反应速率越快，将不同物质都转化为D物质的化学反应速率，
A．v（D）=2v（A）=2×0.7mol/（L．min）=1.4mol/（L．min）；
B．v（D）=4v（B）=4×0.3 mol/（L．min）=1.2 mol/（L．min）；
C．v（D）= v（C）= ×0.9 mol/（L．min）=1.2mol/（L．min）；
D．v（D）=1.1 mol/（L．min），
通过以上分析知，反应速率大小顺序是A＞B=C＞D，则反应速率最大的为A，
故选A．
【分析】在单位统一条件下，将不同物质转化为统一物质时，化学反应速率数值越大该化学反应速率越快，据此分析解答．
9．【答案】B
【解析】【解答】由分析可知， 反应中 ，v（A）：v（B）：v（C）：v（D）=2：1：3：5。
，用v（A）表示为：> ；
用v（B）表示为：< ；
用v（B）表示为：< ；
故答案为：B。
【分析】本题主要考查化学反应速率的计算和比较。
要点：化学反应速率之比=化学计量数之比。比较大小可以换算成同一种物质的反应速率且采用同一单位，再进行比较。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．锌与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸馏水，导致硫酸浓度降低，反应速率减慢，而不是速率加快，A符合题意；
B．MnO2是反应的催化剂， KClO3分解制取O2时，添加少量MnO2，能够降低反应的活化能，使反应速率大大加快，B不符合题意；
C．Mg在O2中燃烧生成MgO，若用镁粉代替镁条，由于Mg与O2接触面积增大，反应速率大大加快，C不符合题意；
D．在CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度，物质的内能增加，微粒之间有效碰撞次数增加，反应速率加快，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】增大化学反应速率的措施：升高温度、增大反应物质的浓度、加入正催化剂、增大压强（有气体参与反应）、增大反应物的接触面积等。
11．【答案】B
【解析】【解答】解：A、增加Fe的量，浓度不变，正反应速率不变，故A不选；
B、将容器的体积缩小一半，反应物和生成物的浓度都变大，正逆反应速率加快，故B选；
C、充入N2，反应物和生成物的浓度不变，正逆反应速率不变，故C不选；
D、压强不变，充入N2，体积变大，反应物和生成物的浓度都变小，正逆反应速率变小，故D不选；
故选B．
【分析】A、增加Fe的量，浓度不变；
B、将容器的体积缩小一半，反应物和生成物的浓度都变大；
C、充入N2，其不参与反应，反应物和生成物的不变；
D、压强不变，充入N2，体积变大，反应物和生成物的浓度都变小；
12．【答案】B
【解析】【解答】解：对于反应 2A+B 3C+4D，都转化为D表示的速率进行比较，
A．v（A）=0.5 mol/（L s）=30mol/（L min），反应速率之比等于其计量数之比，故V（D）=2V（A）=60mol/（L min）；
B．v（B）=0.3 mol/（L s）=18mol/（L min）；反应速率之比等于其计量数之比，故V（D）=4V（B）=72mol/（L min）；
C．V（C）=0.8 mol/（L s）=48mol/（L min），反应速率之比等于其计量数之比，故V（D）= V（A）=64mol/（L min）；
D．V（D）=1.6mol/（L min），
故选：B．
【分析】把单位统一成相同单位，再各物质的反应速率之比等于其计量数之比，先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较，从而确定选项．
13．【答案】B
【解析】【解答】5min内W的平均化学反应速率v(W)= =0.02mol L-1 min-1，利用各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，Z浓度变化表示的平均反应速率为0.02mol L-1 min-1，则：v(Z):v(W)=0.02mol L-1 min-1:0.02mol L-1 min-1=n:3，所以n=3，
故答案为：B。
【分析】注意：化学反应速率与化学计量数成正比。
14．【答案】A
【解析】【解答】A．增大压强可以提高反应速率，相当于增大反应物的浓度，使单位时间内的有效碰撞次数增大，反应速率加快，A符合题意；
B．升高温度使单位体积内的活化分子数目增加，有效碰撞次数增加，反应速率加快，B不符合题意；
C．可逆反应速率达到平衡时是动态平衡，v（正）= v（逆）≠ 0，C不符合题意；
D．可逆反应达到平衡时，转化率不可能达到100%，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】B.升温反应速率增大；
C.化学平衡是动态平衡，反应速率不为0；
D.可逆反应不可能完全转化。
15．【答案】B
【解析】【解答】解：v（Y）= =0.05mol L﹣1 min﹣1，
A、速率之比等于化学计量数之比，所以v（X）=3v（Y）=3×0.05mol L﹣1 min﹣1=0.15mol L﹣1 min﹣1，故A错误；
B、速率之比等于化学计量数之比，所以v（Z）=2v（Y）=2×0.05mol L﹣1 min﹣1=0.1mol L﹣1 min﹣1，故B正确；
C、v（Y）= =0.05mol L﹣1 min﹣1，故C错误；
D、速率之比等于化学计量数之比，所以v（W）=2v（Y）=2×0.05mol L﹣1 min﹣1=0.1mol L﹣1 min﹣1=0.001705mol L﹣1 s﹣1，故D错误．
故选B．
【分析】根据v= 计算v（Y），再利用速率之比等于化学计量数之比求出用其它物质表示的反应速率，据此判断．
16．【答案】B
【解析】【解答】解：A．物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率，故A错误；
B．不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，则v（B）：v（C）：v（D）=3：2：1，故B正确；
C.2min末的反应速率为即时速率，用B表示速率0.3mol/（L min），是2min内的平均速率，故C错误；
D.2min内△c（C）= △c（B）=0.4mol/L，故2min内的v（C）= =0.2mol L﹣1 min﹣1，故D错误．
故选B．
【分析】A．化学反应速率表示单位时间内浓度的变化量，固体或纯液体的浓度一般视为常数，一般也不用固体或纯液体来表示反应速；
B．不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比；
C．化学反应速率为一段时间内平均速率，不是即时速率；
D．浓度变化量之比等于其化学计量数之比，据此计算△c（C），再根据v= 计算v（C）．
17．【答案】（1）bc；﹥；=
（2）N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1；合成氨是一个可逆反应，1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，N2和H2不能全部转化为NH3
（3）0.0075 mol·L－1·s－1；87.5%；随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小
【解析】【解答】(1)①a.该反应达到平衡状态时，5v(NH3)正=4v(N2)逆，a不符合题意；
b.该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，当反应达到平衡状态时，容器内压强不随时间的变化而变化，所以能判断反应是否达到平衡状态，b符合题意；
c.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改变，c符合题意；
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，d不符合题意；
故答案为：bc；
②根据图像，b点是建立平衡过程中的一点，因此 (正)＞ (逆)，d点为平衡状态， (正)= (逆)，故答案为：＞；=；
(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应中生成标准状况下2.24 L (0.1mol)NH3时放出热量为4.62 kJ，则生成2mol氨气放出92.4kJ热量，反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol，合成氨是一个可逆反应，1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，N2和H2不能全部转化为NH3，因此1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，放出的热量总小于92.4kJ，故答案为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol；合成氨是一个可逆反应，1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，N2和H2不能全部转化为NH3；
(3)用NO2表示0～2s内该反应的平均速度为 =0.0075 mol L-1 s-1，在第5s时，NO2的转化率为 ×100%=87.5%，根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小，故答案为：0.0075 mol L-1 s-1；87.5%；随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小。
【分析】（1）①a、结合反应速率之比等于化学计量系数之比分析；
b、反应达到平衡状态时，压强保持不变；
c、反应达到平衡状态时，体系中各物质的物质的量分数保持不变；
d、反应达到平衡状态时，各物质的物质的量保持不变，但不一定成比例；
②结合b点和d点反应进行的方向分析正逆反应速率大小；
（2）根据公式计算NH3的物质的量，进一步求出生成2molNH3时放出的热量，从而写出该反应的热化学方程式；结合可逆反应的特点分析放出热量小于92.4kJ的原因；
（3）根据公式计算反应速率；由第5s时NO2的物质的量计算参与反应的NO2的物质的量，从而计算NO2的转化率；随着反应的进行，NO2的量逐渐减小，结合浓度对反应速率的影响分析。
18．【答案】（1）除去氮气中的氧气；增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率
（2）6mol
（3）硝酸
（4）洗涤后的滤出液呈中性
（5）abd
（6）
【解析】【解答】（1）Cu能与氧气反应，可以除去氮气中含有的少量氧气；将硅块粉碎，可以增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率，故答案为：除去氮气中的氧气；增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；
（2） 的物质的量为 =0.5mol，在氮化炉中氮气和硅反应生成氮化硅，Si由0价升高为+4价，则生成0.5mol氮化硅转移电子的物质的量为0.5mol×3×4=6mol，故答案为：6mol；
（3） 该方法制取的氮化硅中混有少量Cu，氮化硅能与HF酸反应，盐酸、稀硫酸均不与Cu反应，氮化硅中混有铜粉，为除去混有的Cu，可选择硝酸，Cu与硝酸反应，而氮化硅与硝酸不反应，故答案为：硝酸；
（4）氮化硅不溶于水、不溶于酸（HF酸除外），若氮化硅产品用水洗干净，则洗涤后的滤出液呈中性，故答案为：洗涤后的滤出液呈中性；
（5）氮化硅硬度大、熔点高可以用来制作坩埚；硬度大可以用作新型结构陶瓷，但一般不用作建筑陶瓷；熔点高、化学性质稳定可制作耐高温轴承，切削刀具等，故答案为：abd：
（6）四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅以及氯化氢，反应的化学方程式为3SiCl4+2N2+6H2 Si3N4+12HCl，故答案为：3SiCl4+2N2+6H2 Si3N4+12HCl。
【分析】净化后的N2在氮化炉中与粉碎的硅在1200～1400℃反应生成氮化硅；该方法制取的氮化硅中混有少量Cu，可以用硝酸酸洗除去杂质铜，再用蒸馏水水洗、后处理得到较纯净的氮化硅，据此分析解答。
19．【答案】（1）
（2）a；34.12
（3）20；1.6；＞；B
（4）
20．【答案】（1）放出；93
（2）AD；0.375
【解析】【解答】(1)已知断开1mol H H键、1molN H键、1molN≡N键分别需要吸收能量为436kJ、391kJ、945kJ，根据题意断裂3mol H H键和1molN≡N需吸收的能量为436kJ×3+945kJ=2253kJ，形成2mol NH3即6molN H键放出的热量为391kJ×6=2346kJ，放出的热量比吸收的热量多，因此反应生成2molNH3需放出能量2346kJ 2253kJ =93kJ；故答案为：放出；93。
(2)①A．该反应是体积减小的反应，正向反应过程中，压强不断减小，当容器内压强保持不变，则说明达到平衡，故A正确；B．容器中通入2molCO2和6molH2，两者之比为1：3，反应过程中消耗也是1：3，因此H2浓度与CO2浓度之比始终为3：1，不能说明达到平衡，故B不正确；C．气体质量始终不变，因此当容器中混合气体的质量保持不变，不能说明达到平衡，故C不正确；D．CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等，一个正向反应，一个逆向反应，两个不同方向，速率比等于计量系数之比，因此能作为判断平衡标志，故D正确；故答案为：AD。
②根据图中信息，从反应开始经过12min达到平衡，CO2(g)改变量为1.5 mol L 1，则H2(g) 改变量为4.5 mol L 1，则这段时间氢气的平均反应速率；故答案为：0.375。
【分析】(1)反应热=旧键断裂吸收的总能量-新键形成放出的总能量；
(2)①依据化学平衡的标志“等”和“定”进行分析判断。
②根据计算。
21．【答案】（1）0.4
（2）
（3）B
（4）反应速率小，生产效益低；产率降低；能耗高导致生产成本高、催化剂活性差
（5）
【解析】【解答】(1)t1h时，N2的浓度减小了0.2mol/L，根据浓度变化之比等于系数之比，NH3的浓度变化为0.4mol/L，故0.4mol/L；
(2)内，H2的浓度变化了0.9mol/L，根据浓度变化之比等于系数之比，N2的浓度变化为0.3mol/L，
(3)A反应不平衡时也是消耗的同时消耗，故不选；B反应是气体的物质的量变化的反应，压强也是变化量，压强不变则达到了平衡，
故答案为：；C恒容容器，密度一直不变，则密度不变不一定达到了平衡，故不选；D速率之比等于系数比，故不选；
故答案为：B；
(4)生产中选定的温度为400~500℃，温度不宜过低的原因是反应速率小，生产效益低，温度不宜过高的原因有产率降低，能耗高导致生产成本高、催化剂活性差；
(5)由图示可知，白球表示H原子，黑球表示N原子，则过程Ⅱ可以表示为。
【分析】(1)图表数据得到氮气的浓度变化=1.0mol/L - 0.8mol/L = 0.2mol/L ，反应为： 结合化学方程式定量关系得到氨气的浓度变化；
(2)0 ~ t2h内，氢气浓度变化= 3.0mol/L - 2.1mol/L = 0.9mol/L ，反应为：N2(g) + 3H2(g)=2NH3(g)，结合化学方程式定量关系得到氮气浓度变化= 0.3mol/L，反应速率；
(3)可逆反应达到平衡时，同物质的正逆反应速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生出其他的一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明达到平衡；
(4)温度过低，反应速率小，温度过高平衡逆向进行，催化剂活性小；
(5)过程II是在催化剂表面断裂氮氮键和氢气中化学键形成氮原子和氢原子的过程。
