第二章 化学反应速率与化学平衡同步习题
一、单选题（共12题）
1．含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿()、辉铜矿()、明矾、绿矾()、胆矾()、重晶石()等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应：。直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、等物质进行回收再利用。对于反应 ，下列说法正确的是
A．该反应
B．反应平衡常数
C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率
D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数
2．下列有关说法正确的是
A．铅酸蓄电池充电时，PbSO4在两电极上生成
B．制造中国“奋斗者”号载人潜水器的钛合金比纯金属钛的熔点低、强度大
C．常温下，pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中，升温后氢离子浓度仍相等
D．298K时，反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH＞0
3．CO常用于工业冶炼金属，如图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg[c(CO)/c(CO2)]与温度(T)的关系曲线图。下列说法正确的是
A．工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间，减少尾气中CO的含量
B．CO适用于高温冶炼金属铬(Cr)
C．工业冶炼金属铜(Cu)时较低的温度有利于提高CO的利用率
D．CO还原PbO2的反应ΔH>0
4．下列三个反应均可用：aA(g)+B(g) cC(g)表示，条件改变时变化如图所示(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率)，据此分析下列说法正确的是
A．反应I中，达平衡后升高温度，K值增大
B．反应I中，若p2>p1，则有a+1
D．反应III中，若T1>T2，则该反应一定不能自发进行
5．已知反应：A(g)+B(g)C(g)+D(g)，在一定压强下，按x＝(A的物质的量始终为1 mol)向密闭容器中充入A气体与B气体。图甲表示平衡时，A气体的体积分数(V%)与温度(T)、x的关系。图乙表示x＝2时，正逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是
A．图甲中，x2＜1
B．图乙中，A线表示正反应的平衡常数
C．由图乙可知，T1时，K＝1，B的转化率约为33.3%
D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将减小
6．CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的气体，该技术中的化学反应为：CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g) △H＞0。图1表示初始投料比n(CH4)：n(CO2)为1∶3或1∶4时，CH4的转化率与温度、压强的关系(投料比用a1、a2表示)。图2表示该反应的催化转化原理。下列说法正确的是
A．其他条件不变，按照a2投料，产物CO的百分含量最高
B．a1=1：3，T2＞T1
C．过程II的催化剂为CaO和Fe
D．过程I和过程II中均只发生氧化还原反应
7．将和充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应，反应达到平衡时，测得为0.4mol，下列说法正确的是
A．的平衡转化率为50%
B．该反应的平衡常数K=5
C．的物质的量分数为40%
D．保持其他条件不变，再充入和，此时v(正)>v(逆)
8．氢能的利用是人们对新能源的重要研究方向之一，铁的配合物离子(用[L- Fe-H]+表示)催化HCOOH分解的反应机理和相对能量的变化情况如图所示。
下列说法错误的是
A．将HCOOH转化为CO2和H2的反应是放热反应
B．若用D标记HCOO-中的H原子，可能会产生D2
C．H+浓度过大或过小，均导致反应速率降低
D．该过程的总反应速率由Ⅳ→Ⅰ步骤决定
9．已知；(NH4)2CO3(s)═NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ·mol﹣1，下列说法中正确的是
A．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
B．该反应中熵变、焓变皆大于0
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
10．相同温度下，有关反应速率的下列说法中正确的是
A．0.1 mol·L-1盐酸和0.1 mol·L-1硫酸与2 mol·L-1NaOH溶液反应的速率相同
B．大理石块和大理石粉与0.1 mol·L-1盐酸反应的速率相同
C．等量的镁粉、铝粉和0.1 mol·L-1盐酸反应的速率相同
D．0.1 mol·L-1盐酸和0.1 mol·L-1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同
11．往一体积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)；△H<0，当达到平衡后，t1时改变反应的某一条件，平衡如图所示，则t1改变的条件为
A．增大压强 B．升高温度
C．增大H2的浓度 D．加入催化剂
12．下列实验装置设计正确且能达到实验目的的是
A． B． C． D．
(含秒表)
探究浓硫酸的脱水性 喷泉实验 制备晶体 定量测定的分解速率
A．A B．B C．C D．D
二、填空题（共8题）
13．甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)CO的平衡转化率与温度，压强的关系如图所示。
①P1、P2的大小关系是P1 P2(填“＞、＜或=”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是 。
③下列叙述能说明在恒容容器中发生的上述反应能达到化学平衡状态的是 (填代号)。
a.v正(H2)=2v逆(CH3OH)
b.CH3OH的体积分数不再改变
c.混合气体的密度不再改变
d.同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO
(2)在T2℃、P2压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH2发生反应。
①此时的浓度平衡常数K= ；平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡，则CO的转化率 (填“增大，不变或减小”)；CO与CH3OH的浓度比 (填“增大，不变或减小”)。
②若恒容时，以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时v(正) v(逆)(填“＞、＜或=”)。
③若P2压强恒定为p，则平衡常数Kp= (Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。
14．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℃ 700℃ 800℃
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.34 0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K2 1 1.7 2.52
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) K3
请回答下列问题：
（1）判断反应①是 (填“吸热”或“放热”)反应
（2）据据反应①与反应②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3 = (用K1、K2表示)
（3）某温度下反应①式中各物质的平衡浓度符合下式：20c(CH3OH) = 3c(CO)·c2(H2)，试判断此时的温度为 。
（4）500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.4 mol·L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1、0.4 mol·L-1，则此时ν(正) ν(逆)(填“＞”、“=”或“＜”)。
（5）一定条件下将H2(g)和CO2(g)以体积比3:1置于恒温恒容的密闭容器发生反应③，下列能说明该反应达到平衡状态的有
A．体系密度保持不变
B．H2和CO2的体积比保持不变
C．混合气体的平均相对分子量不变时，反应一定达到平衡状态
D．当破坏CO2中2个碳氧双键，同时破坏H2O 中的2个氧氢键，反应一定达到平衡状态
（6）若500℃时在2L密闭容器中加入2molH2和amolCO2进行②的反应，反应5min后达到平衡，平衡时CO2的转化率为50%，求a = mol，用H2表示该反应达到平衡时的平均反应速率ν(H2) = mol·L-1·min-1
15．如图是工业合成氨的工艺，根据流程解答下列问题：
(1)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其热化学方程式如下：，结合反应的化学方程式分析哪些措施可以提高合成氨的反应速率 ？哪些措施可以提高氮气或氢气的转化率 ？
(2)工业合成氨中，使用铁触媒作催化剂。
①铁触媒加快化学反应速率的原因是 ；
②铁触媒能提高氢气的平衡转化率吗？简述理由 ；
③铁触媒能提高反应混合物中氨的体积分数吗？ 。
(3)合成氨时选择而不采用常温主要考虑什么因素？ 。
(4)合成氨时一般采用的压强为的原因是 。
(5)合成氨工业中，为提高反应物的转化率，还采取哪些措施 。
16．在10L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：
t(℃) 700 800 830 1000 1200
K
请回答：
(1)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。保持温度和体积不变，充入一定量的CO2，则平衡常数 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)下列措施可以提高H2的平衡转化率的是(填选项序号) 。
a.选择适当的催化剂 b.增大压强 c.及时分离H2O(g) d.升高温度
(4)某温度下，c(CO2)=2mol/L，c(H2)=3mol/L，开始反应，达到平衡时CO2转化率为60%，则平衡常数K= 。
(5)与(4)相同的温度下，某时刻测得c(CO2)=0.5mol/L，c(H2)=1.5mol/L，c(CO)=0.5mol/L、c(H2O)=0.5mol/L，则此时反应是否达到平衡状态 (填“是”或“否”)。此时，v(正) v(逆)(填“”、“”或“”)。
(6)该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示，若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是(填选项序号) 。
a.在t1-t2时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时，采取的措施可以是升高温度
c.在t4时，采取的措施可以是增加CO2的浓度。
d.在t5时，容器内CO的体积分数是整个过程中的最大值
17．向体积为2L的恒容密闭容器中通入2 molX气体和1 molY固体，在一定温度下发生如下反应：2X(g)+Y(s)2Z(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
温度/℃ 100 150 200
平衡常数 1 1.2 1.4
(1)该反应的平衡常数表达式K= ，ΔH 0(填“＞”“＜”“=”)。
(2)在100℃时，经10 min后反应达到平衡，此时用X的物质的量浓度变化表示的速率为 mol/(L·min)。X的平衡转化率为 。
(3)下列情况能说明在一定条件下反应2X(g)+Y(s)2Z(g)达到平衡状态的标志是___________。
A．容器内，3种物质X、Y、Z共存
B．容器内气体压强不再变化
C．容器内各组分浓度不再变化
D．容器内密度不再变化
(4)若200℃上述容器中充入4molX、2molY和2molZ气体，则平衡向 (填“左”或“右”或“不移动”)。
18．反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应是 反应(填“吸热”、“放热”)。
(2)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？ (填“有”、“无”)，原因是 。
(3)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1 ，E2 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
19．CO2和CH4催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要的意义，其反应历程示意图如图所示：
（1）该过程用化学反应方程式表示为 ，反应的△H 0(填“＜”“＞”或“＝”)。
（2）从起始到过渡态断裂的化学键有 ，该过程 (填“放出”或“吸收”)能量。
20．已知：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=Q。其平衡常数随温度变化如下表所示：
温度/℃ 400 500 850
平衡常数 9.94 9 1
回答下列问题：
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为 ，该反应的Q (填“>”或“<”)0。
(2)850 ℃时，在体积为10 L的反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)，发生上述反应，CO和H2O(g)的浓度变化如下图所示，则0～4 min时，平均反应速率v(CO)= 。
(3)若在500 ℃时进行，且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020 mol·L-1，该条件下，CO的最大转化率为 。(提示：利用平衡常数，三段式计算)
(4)有人提出可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)(ΔH>0)来消除CO的污染。请判断上述反应能否自发进行： (填“能”或“不能”)。理由是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．由反应可知，反应后气体分子数减小，则，A错误；
B．由反应式可知，平衡常数为，B错误；
C．增大压强，平衡正向进行，增大了平衡转化率，C正确；
D．该反应为放热反应，升高温度，反应逆向进行，平衡常数减小，D错误；
故答案为：C。
2．B
【详解】A．铅酸蓄电池充电时，PbSO4在阳极发生氧化反应生成PbO2，PbSO4阴极发生还原反应生成Pb，所以铅酸蓄电池充电时，PbSO4在两电极上均消耗，故A错；
B．合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点，硬度一般比其组分中任一金属的硬度大，故B正确；
C．升高温度盐酸与氯化铵溶液中的氢离子浓度均增大，但由于氯化铵为强酸弱碱盐，升高温度会促进铵根离子的水解，溶液中的氢离子浓度增大，常温下，pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中，升温后氢离子浓度盐酸小于氯化铵溶液，故C错；
D．298K时，反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)的，常温下能自发进行，则，，故D错；
3．C
【详解】A．增高炉的高度，增大CO与矿石的接触，不能影响平衡移动，CO的利用率不变，A错误；
B．由图像可知用CO工业冶炼金属铬时，lg[c(CO)/c(CO2)]一直很高，说明CO转化率很低，且高温耗能多，故CO不适合用于冶炼金属铬，B错误；
C．由图像可知还原氧化铜或氧化铅时，温度越高，lg[c(CO)/c(CO2)]越高，说明CO转化率越低，平衡逆向移动，则降温平衡正向移动，低温有利于提高CO利用率，C正确；
D．由图像可知还原氧化铜或氧化铅时，温度越高，lg[c(CO)/c(CO2)]越高，说明CO转化率越低，平衡逆向移动，则逆反应是吸热反应，CO还原PbO2的反应ΔH＜0，D错误；
故选C。
4．B
【详解】A．压强一定时，升高温度A的转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，升高温度K减小，选项A错误；
B．温度一定时，若p2 > P1，增大压强A的转化率降低，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，则a+1< c，选项B正确；
C．根据“先拐先平数值大”知，温度T1>T2，降低温度，C的物质的量增大，选项C错误；
D．根据图可知，增大压强，A的转化率不变，说明反应前后气体计量数之和相等，则a+1= c，则反应前后熵不变；若T1> T2，升高温度，A的转化率降低，正反应是放热反应，所以焓变小于0，如果△G=△H-T△S < 0，所以该反应能自发进行，选项D错误；
答案选B。
5．C
【详解】A．增大B的量，平衡正向移动，A的体积分数减小，则甲中x2＞1，故A错误；
B．由图甲可知，升高温度A的体积分数增大，可知正反应为放热反应，则升高温度正反应的K减小，乙中线B表示正反应的平衡常数，故B错误；
C．由图乙可知，T1时，x＝2，K＝1，设B的转化物质的量为a，容器的体积为VL，列三段式：
K= =1，解得a= ，则B的转化率=ｘ100%≈33.3%，故C正确；
D．由于正反应为气体分子数不变的放热反应，恒容绝热装置中进行上述反应，体积、物质的量不变，压强随温度的变化而变化，则达到平衡时，装置内的气体压强将增大，故D错误；
答案选C。
6．B
【分析】相同条件下增加二氧化碳投料，会促进甲烷的转化，提高甲烷的转化率，结合图像可知，a1、a2分别表示投料比n(CH4)：n(CO2)为1∶3、1∶4时；反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，甲烷转化率提高，故温度T2＞T1；
【详解】A．其他条件不变，按照a2投料，相当于在a1投料平衡基础上再投入二氧化碳，由于反应为气体分子数增加的反应，会导致正向进行程度相较于a1投料平衡进行程度减小，使得产物CO的百分含量降低，A错误；
B．由分析可知，a1=1：3，T2＞T1，B正确；
C．过程II的CaO和Fe均为反应过程中的中间产物，C错误；
D．过程I中甲烷生成一氧化碳和氢气，有元素化合价改变为氧化还原反应；过程II中四氧化三铁和氢气生成铁和水有元素化合价改变为氧化还原反应，而氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙没有元素化合价改变，不是氧化还原反应，D错误；
故选B。
7．A
【分析】根据题意列出“三段式”：
，以此解答。
【详解】A．的平衡转化率为=50%，故A正确；
B．该密闭容器的体积未知，无法计算各反应物的浓度，不能计算该反应的平衡常数，故B错误；
C．的物质的量分数为=20%，故C错误；
D．保持其他条件不变，设体积为VL，K=，再充入和，Q==K，平衡不移动，此时v(正)=v(逆)，故D错误；
正确答案是A。
8．B
【详解】A．该过程的总反应为HCOOHCO2+H2，反应物总能量大于生成物总能量，则将HCOOH转化为CO2和H2的反应是放热反应，故A正确；
B．由反应机理可知，[L- Fe-H]++ HCOO- ， CO2+， +H+ ， [L- Fe-H]++H2，所以若用D标记HCOO-中的H原子，不可能产生D2，故B错误；
C．H+浓度过大HCOO-浓度减小，[L- Fe-H]++ HCOO- 反应慢，H+浓度过小， +H+ 反应慢，H+浓度过大或过小，均导致反应速率降低，故C正确；
D．决定化学反应速率的步骤是最慢的一步，活化能越高，反应越慢，从反应机理的相对能量变化可知，Ⅳ→Ⅰ的活化能最大，该过程的总反应速率由Ⅳ→Ⅰ步骤决定，故D正确；
答案选B。
9．B
【详解】A．该反应是吸热反应，△H＞0，△S＞0；反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，当高温下反应可以自发进行，故A错误；
B．依据反应的特征分析(NH4)2CO3((s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ mol-1，反应是熵变增大的反应，△S＞0；反应是吸热反应焓变大于0，△H＞0；故B正确；
C．碳酸盐分解反应中熵增加，△S＞0，反应是吸热反应，△H＞0，反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，反应自发进行，因此低温下碳酸盐分解是非自发进行的，故C错误；
D．能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应不一定是吸热反应，判断依据是△H-T△S＜0，故D错误；
故选B。
【点晴】理解自发进行的因素是由焓变和熵变、温度共同决定是解题关键，依据反应的特征分析(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9kJ mol-1，反应是熵变增大的反应，反应是吸热反应焓变大于0，再结合△H-T△S＜0时反应自发进行来判断。
10．D
【详解】A．0.1mol/LHCl和0.1mol/LH2SO4中，硫酸中氢离子浓度大，与2 mol/L NaOH溶液的反应速率快，故A错误；
B．固体的表面积越大，化学反应速率越快，所以大理石粉同0.1mol/L盐酸的反应速率快，故B错误；
C．金属本身的性质是化学反应速率的决定性因素，金属镁的活泼性强于金属铝，所以Mg与0.1mol/L盐酸的反应速率快，故C错误；
D．0.1mol/LHCl和0.1mol/LHNO3中氢离子浓度相等，与相同形状和大小的大理石反应，速率相同，故D正确；
故选D。
11．B
【详解】A．反应前后气体分子数不变，增大压强，正逆反应速率都增大，但平衡不移动，A错误；
B．反应放热，升高温度，正逆反应速率均增大，且平衡正向移动，符合题意，B正确；
C．增大H2的浓度，平衡正向移动，C错误；
D．加入催化剂，正逆反应速率均增大，但平衡不移动，D错误；
答案选B。
12．B
【详解】A．浓硫酸使硫酸铜晶体由蓝色变为白色（无水硫酸铜）是探究浓硫酸的吸水性，A错误；
B．二氧化硫能与氢氧化钠反应，烧瓶中气体压强迅速减小，形成喷泉，B正确；
C．将氯化铵溶液蒸发结晶会使其分解生成氨气和氯化氢，得不到氯化铵晶体，C错误；
D．长颈漏斗没有开关且漏斗末端没有伸入液面下，会漏气，不能完成实验，D错误；
答案选B。
13． ＜ KA=KB＞KC abd 400 减小 增大 ＞
【详解】(1)①反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则P1＜P2，故答案为：＜；
②由图可知，压强一定时，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则该反应的正向ΔH<0，所以随着温度升高，该反应平衡常数减小，A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是：KA=KB＞KC，故答案为：KA=KB＞KC；
③a．当v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，故a选；
b．CH3OH的体积分数不再改变时，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，故b选；
c．恒容容器中该反应过程中气体总质量和总体积都不变，则混合气体密度不变，当混合气体的密度不再改变，不能说明反应达到平衡，故c不选；
d．同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，故d选；
故答案为：abd；
(2)①在T2℃、P2压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH2发生反应，平衡时CO的平衡转化率为0.5，列出三段式
平衡常数K===400；平衡后再加入1.0molCO后平衡正向移动，但CO的转化率减小；CO与CH3OH的浓度比=，平衡正向移动，c(H2)减小，增大，故答案为：400；减小；增大；
②若以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，Qc===200
③列出三段式
p(CO)=p=0.375p，p(H2)=p=0.25p，p(CH3OH)=p=0.375p，Kp===，故答案为：。
14． 放热 K1×K2 800℃ ＜ C、D 2 0.1
【详解】(1)反应①中升高温度，平衡常数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，故答案为放热；
(2)反应③3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)是气体体积减小的反应△S＜0，依据反应①+②得到反应③，所以平衡常数K3=K1×K2，故答案为K1 K2；
(3)20c(CH3OH) = 3c(CO)·c2(H2)变形为=K==0.15，说明温度为800℃，故答案为800 ℃；
(4)在500℃测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.4 mol·L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1、0.4 mol·L-1， Q==3.125＞K=K1×K2=2.5，反应逆向进行，V正＜V逆，故答案为＜；
(5)A．反应前后气体的质量和体积均不变，体系密度始终保持不变，不能说明该反应达到平衡状态，错误；
B．根据方程式，H2和CO2的体积比始终保持3:1不变，不能说明该反应达到平衡状态，错误；
C．反应后其他的物质的量减小，质量不变，混合气体的平均相对分子量增大，当平均相对分子量不变时，反应一定达到平衡状态，正确；
D．当破坏CO2中2个碳氧双键，同时破坏H2O 中的2个氧氢键，说明正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，正确；
故选CD；
(6) ，
则K= =1，解得a=2mol，平衡时氢气的变化量为1mol，浓度为0.5mol/L，用H2表示该反应达到平衡时的平均反应速率ν(H2) = =0.1mol·L-1·min-1，故答案为2；0.1。
15．(1) 升高温度、增大压强、增大反应物的浓度、使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大 降低温度、增大压强、增大反应物浓度或减小生成物浓度等有利于提高氨气或氢气的转化率
(2) 使用铁触媒作催化剂改变了反应历程，降低了反应的活化能，提高了活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，反应速率加快 不能。因为催化剂对化学平衡无影响 能。因为实际合成氨过程为非平衡状态下进行，反应速率大，单位时间里生产的氨气的量多
(3)考虑速率因素，时催化剂的催化活性最好
(4)合成氨时增大压强尽管可以同时提高反应速率和反应物的转化率。但是，压强越大，对材料的强度和设备的要求也越高，增加生产投资将降低综合经济效益，故一般采用的压强为
(5)使氨气变成液氨并及时分离，分离后的原料气循环使用
【详解】（1）影响反应速率的因素有温度、压强、浓度、催化剂等，升高温度、增大压强、增大反应物的浓度、使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大；要提高氮气或氢气的转化率，需要合成氨的反应正向移动，合成氨的反应为系数变小的放热反应，根据勒夏特列原理，降低温度、增大压强、增大反应物浓度或减小生成物浓度等时，该反应正向移动；
（2）①铁触媒是工业合成氨的催化剂，使用铁触媒作催化剂改变了反应历程，降低了反应的活化能，提高了活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，使反应速率加快；
②铁触媒作催化剂能加快工业合成氨速率，但是对化学平衡无影响，所以铁触媒不能提高氢气的平衡转化率；
③铁触媒能提高反应混合物中氨的体积分数，因为实际合成氨过程为非平衡状态下进行，反应速率越大，单位时间里生产的氨气的量越多；
（3）尽管常温有利于反应正向移动，但是常温下催化剂活性低，反应速率慢，效率低，故选择时，催化剂的催化活性最好，可以加快反应速率；
（4）合成氨时增大压强尽管可以同时提高反应速率和反应物的转化率。但是，压强越大，对材料的强度和设备的要求也越高，增加生产投资将降低综合经济效益，故一般采用的压强为；
（5）影响合成氨转化率的因素有温度、压强、浓度等，除了要求温度为500℃、压强为外，还可以使氨气变成液氨并及时分离，分离后的原料气循环使用以提高反应物的转化率。
16．(1)吸热
(2) K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2) 不变
(3)cd
(4)1
(5) 否 >
(6)bd
【详解】（1）由所给数据知，随着温度升高，平衡常数增大，说明温度升高，平衡正向移动，故该反应为吸热反应；
（2）根据平衡常数定义知，该反应的平衡常数表达式为K=；对于特定反应，平衡常数只和温度有关，温度不变，平衡常数不变，故此处填：不变；
（3）a．由于催化剂不影响平衡移动，故加入催化剂对H2平衡转化率无影响，a不符合题意；
b．由于该反应前后气体分子数不变，故改变压强对其平衡无影响，b不符合题意；
c．分离出H2O(g)，可促进平衡正向移动，提高H2平衡转化率，c符合题意；
d．升高温度，平衡正向移动，H2平衡转化率提高，d符合题意；
故答案选cd；
（4）由题意列三段式如下：，则平衡常数K=；
（5）由所给数据可求得此时的浓度商Qc=＜1，故此时未达平衡状态；由于Qc＜K，反应平衡正向移动，υ(正)＞υ(逆)；
（6）a．由于该反应前后气体分子数不变，容器体积也不变，故压强始终不变，则压强不变不能说明反应达平衡状态，a错误；
b．由图象知，t2时刻外界条件改变后，正逆反应速率瞬间均增大，且平衡正向移动，故此时可能是升高温度导致，b正确；
c．由图象知，t4时刻外界条件改变后，正反应速率瞬间不变，逆反应速率瞬间减小，且平衡正向移动，故此时可能是减小生成物浓度导致，c错误；
d．由图示知，条件改变后，平衡均在向正向移动，故t5时刻CO含量最多，其体积分数达最大值，d正确；
故答案选bd。
17．(1) ＞
(2) 0.05 50%
(3)CD
(4)右
【解析】(1)
根据方程式2X(g)+Y(s)2Z(g)可知该反应的平衡常数表达式K=，升高温度平衡常数增大，说明平衡正向进行，因此正反应是吸热反应，则ΔH＞0。
(2)
根据三段式可知
则，解得x＝0.5，用X的物质的量浓度变化表示的速率为0.5mol/L÷10min＝0.05mol/(L·min)。X的平衡转化率为＝50%。
(3)
A. 容器内，3种物质X、Y、Z共存不能说明正逆反应速率相等，不一定达到平衡状态，A错误；
B. 反应前后体积不变，容器内气体压强不再变化不能说明达到平衡状态，B错误；
C. 容器内各组分浓度不再变化说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，C正确；
D. 容积不变，混合气体的质量是变化的，因此容器内密度不再变化能说明达到平衡状态，D正确；
答案选CD。
(4)
若200℃上述容器中充入4molX、2molY和2molZ气体，此时浓度熵为＜1.4，则平衡向右移动。
18． 放热 无 催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差，即反应热不变 减小 减小
【详解】(1)由图象可以看出反应物总能量大于生成物的总能量，则该反应的正反应为放热反应；
(2)加入催化剂改变了反应的途径，降低反应所需的活化能，但是催化剂不改变反应物总能量与成物总能量之差，即反应热不变，所以催化剂对该反应的反应热无影响；
(3)加入催化剂能降低反应所需的活化能，则E1和E2都减小。
19． CH4+CO2 +H2+2CO ＜ 碳氢键 吸收
【详解】(1)反应历程示意图可知，此反应的反应物为CO2和CH4，Ni做催化剂，产物为CO和氢气，故化学方程式为CH4+CO22CO+2H2，该反应过程中反应物的总能量高于生成物的总能量，故为放热反应，＜0，故答案为：CH4+CO22CO+2H2；＜；
(2)从反应历程示意图中可知，过程中仅有CH4中的C-H键断裂，断裂化学键需要吸收能量，故答案为：C-H键；吸收。
20．(1) K= ＜
(2)0.03mol/(L·min)
(3)75%
(4) 不能 ΔH＞0吸热且ΔS＜0
【详解】（1）根据化学平衡常数的数学表达式，K=，平衡常数只受温度的影响，根据表中数据，温度升高，平衡常数减小，即正反应方向为放热反应，即Q＜0；故答案为K=；＜；
（2）0～4min时，消耗CO的物质的量浓度为(0.20－0.08)mol·L－1=0.12mol·L－1，v(CO)==0.03mol/(L·min)；故答案为0.03mol/(L·min)；
（3）达到平衡时消耗CO的物质的量浓度为xmol/L，则达到平衡时c(CO2)=c(H2)=xmol·L－1，c(CO)=c(H2O)=(0.020－x)mol·L－1，K==9，解得x=0.015mol·L－1，CO的最大转化率为×100%=75%；故答案为75%；
（4）根据反应方程式，该反应为熵减反应，即ΔS＜0，则ΔG=ΔH－TΔS＞0，该反应不能自发进行，故答案为不能；ΔH＞0吸热且ΔS＜0。
答案第1页，共2页
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