第二章《化学反应的方向、限度与速率》练习题
一、单选题
1．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了
A．增大化学反应速率
B．使氨气液化分离，使化学平衡向生成NH3的方向移动
C．提高氮气和氢气的利用率
D．提高平衡混合物中氨的含量
2．在密闭容器中进行反应，测得随反应时间（t）的变化如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．时，改变的外界条件可能是温度
B．内，
C．恒温下，缩小容器体积，达到新平衡时比原平衡时的小
D．时反应的平衡常数逐渐增大
3．甲烷分子结构具有高对称性且C-H键能(kJ mol-1)较大，无催化剂作用下甲烷在温度达到1200℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下，CH4可在较低温度下发生裂解反应，甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是
A．甲烷催化裂解的热化学反应方程式为
B．步骤①反应为吸热反应，②、③反应为放热反应
C．催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
D．使用该催化剂能够有效提高的平衡转化率
4．下列不能用勒夏特列原理解释的是
A．溶液中加入固体KSCN后颜色变深
B．用热的纯碱溶液洗油污时，去污效果好
C．用饱和食盐水除去中的HCl，可以减少的损失
D．在密闭容器中进行反应，增大压强，混合气体颜色加深
5．已知工业合成氨的方程式：3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)，该反应在一定条件下进行时的热效应如图1，所示下列说法正确的是
A．由图1可知，该逆反应的活化能为(E+ΔH) kJ/mol
B．图2中L、X表示的物理量是温度或压强，依据信息可判断L1＞L2
C．图2中a、b、c三点中υ正最大的点是b
D．图2中a、b、c点平衡常数的关系为：Ka=Kc
A．水在此过程中做氧化剂
B．若将NaBH4中的H用D代替，反应后生成的气体为D2
C．催化剂可以加快反应速率，其用量多少可影响反应速率
D．NaBH4与水反应的离子方程式为BH＋4H2O=B(OH)＋4H2↑
7．下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A．实验室用排饱和食盐水法收集氯气
B．加入MnO2可以加快H2O2的分解速率
C．NO2与N2O4的平衡体系增大压强后颜色加深
D．500°C左右比室温更有利于合成氨的反应
8．A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)在不同情况下测得反应速率，其中反应速率最快的是
A．v(A)=0.5mol/(L min) B．v(B)=1.2mol/(L min)
C．v(C)=0.9mol/(L min) D．v(D)=0.04mol/(L s)
9．25℃时，恒容密闭容器中只含有X，发生反应：，X的起始压强为，X分解的速率方程为：，其中k定温下为常数。生成的Y可快速建立平衡：，平衡常数。下列说法正确的是
A．当X分解的速率时，W的压强为
B．若升高温度，Z和W的物质的量之比为，则
C．相同时间内，X的平均速率是Y的平均速率的2倍
D．若缩小体积，则单位时间内X的转化率减小
10．等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行反应：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)＋Q(s) △H>0，下列叙述正确的是
A．当容器中X与Y的物质的量之比满足1∶2时反应达到平衡
B．达到平衡时X的转化率为25%，则平衡常数K为9/4
C．达到平衡后，反应速率2v正(Y)＝3v逆(Z)
D．达到平衡后，加入Q，平衡逆向移动
11．甲醇—水蒸气重整法所得氢气是电动汽车燃料电池的理想氢源。反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
会损害燃料电池的交换膜。在压强、和的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下，的转化率、的产率和的物质的量如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下达平衡状态时的变化)。已知：的选择性。下列说法正确的是
A．
B．210℃升温至270℃时，反应Ⅰ的活化能增大
C．温度升高，反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ增加的更多
D．温度升高，n(CO)的实际值与平衡值相差越来越大，原因是催化剂对CO的选择性升高
12．合成甲醇的反应如下：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0，在温度 T1时，向体积为 2 L 的刚性容器中通入 1 molCO2和 3molH2发生上述反应，5min 后反应达到平衡，CO2的转化率为 20%。下列说法正确的是
A．该温度下反应平衡常数的值为
B．前 5min，反应速率 v(H2)=0.06 mol·L 1·min 1
C．在其他条件不变，温度 T2时重复试验，平衡后 CO2的转化率为 10%，则 T1＞T2
D．往该刚性容器中再通入 1 molCO2和 3molH2，达平衡后 CO2的转化率小于 20%
13．下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A．高压比常压有利于SO2合成SO3的反应
B．氯水在光照条件下颜色变浅，最终变为无色
C．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅，但比原来要深
D．恒温恒容下，在合成氨平衡体系中充入He，使压强增大，则平衡正向移动，NH3增多
14．下列关于化学反应原理说法正确的是
A．金属钠与足量水反应，增加水的量能加快反应速率
B．外界条件相同时，放热反应的速率一定大于吸热反应的速率
C．同温同压下，在光照和点燃条件的相同
D．2.8g铁片与的稀硫酸反应，加入少量固体，可以在加快反应速率的同时不改变的产量
15．一定条件下，分别向体积为1L的密闭容器中充入表中所示的①、②、③三组反应气，发生反应：2X(g)+Y(g)Z(g)，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
实验 充入气体量 反应过程条件
① 2molX+1molY 恒温
② 1molZ 恒温
③ 1molZ 绝热
A．曲线I对应实验① B．正反应为放热反应
C．气体的总物质的量：nc=nd D．b点平衡常数比c点平衡常数小
二、填空题
16．某同学设计实验探究丙酮碘化反应中，丙酮、I2、H+浓度对化学反应速率的影响。
已知：
编号 丙酮溶液(4mol/L) I2溶液(0.0025mol/L) 盐酸(2mol/L) 蒸馏水 溶液褪色时间(s)
① 2mL 2mL 2mL 0mL t1
② 1mL 2mL 2mL 1mL t2
③ 2mL 1mL 2mL 1mL t3
④ 2mL 2mL amL 1mL t3
(1)研究丙酮浓度对反应速率的影响，应选择的实验为_______和_______。
(2)实验④中，a=_______mL，加1mL蒸馏水的目的是_______。
(3)计算实验③中，以I2表示的反应速率为_______mol/(L s) (列出表达式)
(4)通过计算发现规律：丙酮碘化反应的速率与丙酮和H+的浓度有关，而与I2的浓度无关，查阅资料发现丙酮碘化反应的历程为：
请依据反应历程，解释丙酮碘化反应速率与I2浓度无关的原因_______。
17．氢气是热量高、无污染的燃料，天然气储量丰富是理想的制氢原料，研究甲烷制氢具有重要的理论和现实意义。
（1）甲烷水蒸气重整制氢：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H1=+216kJ mol-1，温度1200k，压强0.2Mpa，水碳起始物质的量之比3:1，达到平衡时氢气的物质的量分数为0.3,甲烷转化率为____，Kp=____（Mpa）2 。理论上近似水碳比为____，氢气的物质的量分数将达到最大。
（2）①将甲烷水蒸气重整和甲烷氧化重整两种方法结合，理论上按照空气、甲烷、水蒸气约15:7：1体积比进料（空气中氧气体积分数约为0.2），可以实现反应器中能量自给（不需要补充热量）。
甲烷氧化重整制氢：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g） △H2=____kJ mol-1
②实际生产中，空气、甲烷、水蒸气按照约1:1:2体积比进料，增加水蒸气的作用是____，还能发生____（用化学方程式表示）反应，从而获得更多的氢气。
（3）甲烷水蒸气重整过程中，温度1000K,原料气以57.6Kg h-1通入容积为1L镍基催化反应器中，2-5s甲烷质量分数由7.32%变为5.32%，用甲烷表示2-5s的反应速率为____mol min-1 ,随着反应的进行反应速率会急速下降，可能的原因是甲烷等高温不稳定，造成____。有人提出将甲烷水蒸气重整和甲烷氧化重整两种方法结合则能解决这个问题，原因是____。
18．回答下列问题：
(1)对于下列反应：2SO2 + O22SO3 ， 如果2min内SO2的浓度由6 mol/L下降为2 mol/L，那么，用SO2浓度变化来表示的化学反应速率为___________，用O2浓度变化来表示的反应速率为___________。如果开始时SO2浓度为4mol/L，2min后反应达平衡，若这段时间内v(O2)为0.5mol/(L·min)，那么2min时SO2的浓度为___________。
(2)已知：C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)；△H1；
H2O(g)=H2O(1)；△H2；
C2H5OH(g)=C2H5OH(1)；△H3
若使23 g C2H5OH(1)完全燃烧生成H2O(1)，则放出的热量为____
19．工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键放出的能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则：
(1)若1 mol氮气完全反应生成氨气可放出的能量为________ kJ。
(2)如果将1 mol氮气和3 mol氢气混合，使充分反应，反应放出的能量总小于上述数值，为什么？___________。
(3)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分钟后，生成10 mol 氨气，则用氮气表示的化学反应速率是________ mol·L 1·min 1。
(4)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是________。
a．正反应速率和逆反应速率相等
b．正反应速率最大，逆反应速率为0
c．氮气的转化率达到最大值
d．氮气和氢气的浓度相等
e．N2、H2和NH3的体积分数相等
f．反应达到最大程度
(5)根据题目所给条件，判断影响该反应速率的因素有________、________、__________。
20．将二氧化碳还原转化为有用的化学产品是目前研究的热点之一，1945年Ipatieff等首次提出可在铜铝催化剂上用CO2加氢合成甲醇。CO2、CO分别与H2反应生成CH4的lgKp与T的关系如图所示：
容器中只发生反应I时，a点：v(正)___________(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)；900℃时，容器中同时发生反应I和反应II，则CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的lgKp=___________。
21．恒温下，将与的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：。
(1)当改变下列一个条件时，该反应速率变化(选填“增大”“减小”或“不变”)
①通入一定量氦气：__；②通入一定量氮气：__；③使用(正)催化剂：___。
(2)①反应某时刻t时，测得，则____。
②下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是___(填序号)。
A．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗，同时生成
D．混合气体的颜色不随时间的变化而变化
E．
③反应达平衡时，混合气体的体积为(标准状况下)，其中的含量(体积分数)为25%，则反应起始与平衡时压强之比：p(始)∶p(平)=______。
22．合成氨工业在国民经济中占有重要地位。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)， H＜0是合成氨工业的重要反应。在一定温度下，向容积为1L的密闭容器中充入0.5molN2和1.3molH2，反应过程中H2的浓度随时间变化如图所示：
请回答：
(1)20min内，v(N2)=_____mol/(L·min)。
(2)升高温度，平衡向_____(填“正”或“逆")反应方向移动。
(3)平衡时，N2的转化率是______；
(4)该温度下，合成氨反应的化学平衡常数数值为________；
23．下图I中表示在2L的密闭容器中、T1温度下，某可逆反应各物质浓度与时间关系；图II表示当其它条件不变时，C物质的体积分数（C%）与温度（T）和压强（p）的关系。回答下列问题：
（1）该可逆反应的化学方程式为______________。
（2）上述反应的压强p1____p2，反应的焓变△H____0（填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）若温度T1时，5min后反应达到平衡，则
①平衡时体系总的物质的量为_______。
②反应的平衡常数K=________________。（列式计算）
③反应在0~5min区间的平均反应速率v（B）=_______。
24．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则平衡时c(N2)=____。平衡时H2的转化率为____%。平衡时NH3的体积分数是____。
(2)平衡后，若提高H2的转化率，可以采取的措施有____。(填写序号)
A．加了催化剂 B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度 D．加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示。请完成下列问题：
T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
①写出化学平衡常数K的表达式____。
②试比较K1、K2的大小，K1____K2(填“＞”“＜”或“=”)；
③400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为____。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时，则该反应的v(N2正)____v(N2逆)(填“＞”“＜”或“=”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论，联系合成氨的生产实际，你认为下列说法不正确的是____。(填写序号)A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】合成氨工业中采用循环操作，氮气和氢气循环使用，目的就是提高氮气和氢气的利用率，故选C。
2．A
【详解】A．该反应正向为吸热反应，温度升高，平衡向右移动，的浓度减小，因此时，改变的外界条件可能是温度，A正确；
B．内，，B错误；
C．恒温下，缩小容器体积，各物质的浓度增大，体系压强增大，平衡逆向移动，减小，但减小的程度小于因体积减小而引起的增大的程度，即平衡后仍然比原平衡时的大，C错误；
D．时改变的条件可能是升高温度，也可能是增大的浓度，平衡常数可能增大，也可能不变，D错误；
答案选A。
3．D
【详解】A．根据图示，CH4(g）具有的总能量小于C(s)+2H2(g)的总能量，则甲烷催化裂解为吸热反应，反应的热化学方程式，即a 0，A正确；
B．根据图示，步骤①中反应物总能量小于生成物总能量，步骤①为吸热反应，步骤②、③中都是反应物总能量大于生成物总能量，步骤②、③为放热反应，B正确；
C．该过程是甲烷在镍基催化剂上转化的过程，催化剂使用一段时间后甲烷裂解生成的碳会沉积在催化剂表面，从而阻止甲烷与催化剂的接触，使催化剂失活，C正确；
D．催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但催化剂不能使平衡移动，不能提高甲烷的平衡转化率，D错误；
答案选D。
4．D
【详解】A．溶液中加入固体KSCN后，平衡正向移动，颜色变深，能用勒夏特列原理解释，A不符题意；
B．用热的纯碱溶液洗油污时，纯碱水解平衡正向移动，碱性增强，去污效果更好，能用勒夏特列原理解释，B不符题意；
C．用饱和食盐水除去中的，饱和食盐水中浓度增大，平衡逆向移动，可以减少的损失，能用勒夏特列原理解释，C不符题意；
D．在密闭容器中进行反应，增大压强，平衡不移动，气体体积减小，浓度增大，混合气体颜色加深，与勒夏特列原理无关，D符合题意；
故选D。
5．C
【详解】逆反应的活化能可理解为形成新化学键放出的能量，由图1可知，该反应放热ΔH<0，该逆反应的活化能为(E－ΔH) kJ/mol，故A错误；根据化学方程式可知，增大压强，平衡正向移动，N2的转化率增大，所以L1
点睛：平衡常数只与温度有关，吸热反应，升高温度平衡常数增大；放热反应，升高温度平衡常数减小；若只改变浓度、压强，平衡常数不变。
6．B
【分析】根据NaBH4在催化剂作用下与水反应获取氢气的微观过程图可知，和H2O生成和H2，离子反应方程式为： +4H2O=+4H2↑，
【详解】A．H2O变成H2，水中氢元素的化合价降低，是氧化剂，A正确；
B．若用D代替NaBH4中H，由图示知，首先吸附在催化剂表面释放出D2，第二步、第三步中产生HD，最后一步中产生H2，故生成的氢气有H2、HD、D2，B错误；
C．使用催化剂可以改变化学反应速率，所以通过控制催化剂的用量和表面积，可以控制氢气的产生速率，一定范围内，催化剂的用量多少也会影响反应速率，C正确；
D．根据上述分析，反应的离子方程式为：+4H2O=+4H2↑，D正确；
答案选B。
7．A
【分析】勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动；在使用勒夏特列原理时，反应必须是可逆反应，化学平衡发生移动则可以用勒沙特列原理解释，以此来解析；
【详解】A．氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，该反应存在溶解平衡，饱和食盐水中含有氯化钠电离出的氯离子，饱和食盐水抑制了氯气的溶解，所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，可用勒夏特列原理解释，A符合题意；
B．催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动，所以不能用平衡移动原理解，B不符合题意；
C．可逆反应为2NO2 N2O4增大压强变深是因为体积减小，二氧化氮浓度增大导致的，所以不能用平衡移动原理解，C不符合题意；
D．合成氨是放热反应，室温比500℃左右更有利于合成氨的反应，不能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；
答案选A。
8．D
【详解】由经验公式可知，同一化学反应，各物质的化学反应速率与化学计量数的比值越大，说明该条件下反应速率最快，由题给反应速率可得四种物质化学反应速率与化学计量数的比值分别为=0.5、=0.4、=0.45、=1.2、则不同情况下v(D)=0.04mol/(L s)最快，故选D。
9．D
【详解】A．由X分解的速率可得：kpx=×k×11×105，解得px=5.5×105Pa，则X分解生成的Y为×5.5×105Pa，设平衡时W的分压为aPa，由方程式可知，Y的分压为(×5.5×105—a)Pa，由平衡常数为10可得：=10，解得a=2.5×105Pa，故A错误；
B．X完全分解时，Y的分压为×11×105Pa，Z的分压为11×105Pa，设平衡时W的分压为bPa，由方程式可知，Y的分压为(×11×105—b)Pa，由平衡常数为10可得：=10，解得b=5×105Pa，由压强之比等于物质的量比可知，Z和W的物质的量之比为11：5，则若升高温度，Z和W的物质的量之比为11：4，说明平衡向逆反应方向移动，Y转化为W的反应为放热反应，反应△H＜0，故B错误；
C．若不考虑生成的Y转化为W快速建立平衡，由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，X的速率是Y的速率的2倍，由于Y转化为W，所以X的速率比Y的速率的2倍要大，故C错误；
D．若缩小体积，反应速率加快，单位时间内X的分压增大，反应消耗X的分压减小，所以单位时间内X的转化率减小，故D正确；
故选D。
10．B
【分析】A、当容器中X与Y的物质的量的比满足1：2时，并不一定是物质的量不变的状态，所以反应不一定达到平衡；
B、根据三行式，结合平衡常数表达式求解；
C、达到平衡后，反应速率3V正（Y）=2 V逆（Z）；
D、到平衡后，加入Q，Q是固体，平衡不移动．
【详解】A、当容器中X与Y的物质的量的比满足1：2时，并不一定是物质的量不变的状态，所以反应不一定达到平衡，故A错误；
B、设起始时X和Y的物质的量浓度都为1mol·L－1，则
X（g）+2Y（g）3Z（g）+Q（s）
初起量：1 1 0
变化量：0.25 0.5 0.75
状态1：0.75 0.5 0.75
K=0.753/（0.75×0．52）=9/4，所以平衡常数K值为9/4，故B正确；
C、达到平衡后，反应速率3V正（Y）=2 V逆（Z），而不是2V正（Y）=3 V逆（Z），故C错误；
D、到平衡后，加入Q，Q是固体，平衡不移动，故D错误；
故选B。
11．C
【详解】A．据图可知升高温度时CO的平衡时的物质的量在增大，说明升高温度反应Ⅱ正向移动，则正反应为吸热反应 H2>0，A错误；
B．升高温度可以增加活化分子百分数，但不改变活化能，所以210℃升温至270℃时，反应Ⅰ的活化能不变，B错误；
C．据图可知温度升高时，CO的物质的量增大的不明显，但CH3OH的转化率和H2的产率明显增大，说明反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ增加的更多，C正确；
D．n(CO)的实际值与平衡值相差越来越大，而CH3OH的转化率明显增大，说明反应物更多的进行反应Ⅰ，催化剂对CO的选择性降低，D错误；
综上所述答案为C。
12．B
【详解】A． 向体积为 2 L 的刚性容器中通入 1 molCO2和 3molH2发生上述反应，5min 后反应达到平衡，CO2的转化率为 20%，可列出三段式(单位为mol/L)：，则该温度下反应平衡常数为，故A错误；
B． 由A分析知，前 5min，反应速率 v(H2)==0.06 mol·L 1·min 1，故B正确；
C． 该反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，则在其他条件不变时，温度 T2时重复试验，平衡后 CO2的转化率增大，故C错误；
D． 往该刚性容器中再通入 1 molCO2和 3molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，达平衡后 CO2的转化率增大，即大于 20%，故D错误；
故选B。
13．D
【详解】
A．SO2合成SO3是气体物质的量减少的反应，增大压强，平衡正向移动，能用平衡移动原理解释，故A不选；
B．氯水中存在平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，光照条件下HClO分解，平衡正向移动，氯气的浓度减小，溶液的颜色变浅，最终变为无色，能用平衡移动原理解释，故B不选；
C．红棕色的NO2体系中存在平衡：2NO2N2O4，加压时各物质的浓度都增大，平衡正向移动，NO2的浓度减小，但比原平衡时的浓度要大，所以颜色先变深后变浅，但比原来要深，能用平衡移动原理解释，故C不选；
D．恒温恒容下，在合成氨平衡体系中充入He，参加反应的各物质的浓度不变，平衡不移动，不能用平衡移动原理解释，故D选；
答案选D。
14．C
【详解】A．水为纯液体，不影响钠与水反应的速率，则金属钠与足量水反应时，增加水的量不能加快反应速率，故A错误；
B．反应速率与物质的性质有关，与反应热无关，如金属的腐蚀为放热反应，但非常缓慢，故B错误；
C．反应的焓变与反应物和生成物的能量有关，与反应条件、变化过程无关，所以同温同压下，在光照和点燃条件的相同，故C正确；
D．n（Fe）=2.8g÷56g/mol=0.05mol，n（H+）=0.1L×1.0mol/L×2=0.2mol，由Fe+2H+=Fe2++H2↑可知，Fe完全反应，生成的氢气由Fe的物质的量决定，加入少量CuSO4固体，Fe可置换出Cu，则构成原电池可加快反应速率，但生成氢气减少，故D错误；
故选C。
15．C
【详解】A．恒温恒容条件下，气体的压强之比等于气体物质的量之比，故起始时实验②与实验③的压强相等，实验①的压强是实验②与实验③的3倍，则曲线Ⅰ对应实验①，故A正确；
B．实验①与实验②的温度相等，根据等效平衡可知，实验①与实验②最终会达到相同的平衡状态，故曲线II对应实验②，则曲线III对应实验③，实验②与实验③充入的Z一样多，实验③比实验②达到平衡所用的时间长，则实验③温度较低，反应速率较慢，说明Z生成X和Y是吸热反应，则正反应为放热反应，故B正确；
C．根据pV=nRT，c、d两点的压强相同，V相同，由于从逆向建立平衡，逆向是吸热，c点的温度比d点低，则c点的气体物质的量更多，故气体的总物质的量：，故C错误；
D．若都在恒温条件进行，根据B的分析，反应为放热反应，c点温度较低，所以达到平衡时③（c）比①或②（b）更往正向移动，K更大，D正确；
故选C。
16． ① ② 1 使混合溶液的体积相等，保证丙酮溶液和碘溶液的起始浓度不变
mol/(L s) 根据反应历程，丙酮与氢离子反应慢，则反应速率由H+的浓度决定，与碘的浓度无关
【分析】研究影响反应速率的因素时，只改变一种反应条件，而其它条件则完全相同。
【详解】(1)研究丙酮浓度对反应速率的影响，则只有丙酮的浓度不同，而其它条件需完全相同，对比表中数据，①和②符合要求；
(2)根据①、②、③中的数据，溶液的总体积为6mL，则实验④中，a=1mL；加1mL蒸馏水使混合溶液的体积相等，保证丙酮溶液和碘溶液的起始浓度不变；
(3)根据反应的方程式，③中丙酮过量，碘完全反应，v(I2)=== mol/(L s)；
(4)反应速率由反应中进行程度慢的反应决定，根据反应历程，反应速率由H+的浓度决定，故丙酮碘化反应速率与I2浓度无关。
17． 50% 2.16×10－3 1:1 -72 促进反应正向移动，提高甲烷的转化率 CO+H2OCO2+H2 1.2 催化剂积碳 氧气会与积碳反应，从而消碳
【分析】（1）依据化学方程式和题中所给的数据，计算出平衡时CH4、H2O、CO、H2的物质的量，计算出它们的物质的量分数以及出它们的分压，计算Kp；
（2）根据题中信息，甲烷水蒸气重整制氢：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H1=+216kJ mol-1，甲烷氧化重整制氢：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g） △H2，实现反应器中能量自给（不需要补充热量），即按一定的比例甲烷水蒸气重整制氢吸收的热量与甲烷氧化重整制氢放出的热量相等，进行相关计算；
（3）依据反应速率的定义，单位时间内甲烷浓度的变化量，计算出甲烷的反应速率，在计算的时候，注意单位之间的换算。
【详解】（1）根据题意，假设n(CH4)=xmol，n(H2O)=3x mol，甲烷转化率为 ，则
平衡时气体的总物质的量为(1-)xmol+(3-)xmol+xmol+3xmol=(4+2)xmol，因为达到平衡时氢气的物质的量分数为0.3，即 ，=0.5，所以平衡后的总物质的量为5x mol，平衡后n(CH4)=0.5xmol、n(H2O)=2.5xmol、n(CO)=0.5xmol、n(H2)=1.5x mol，平衡后CH4的分压为，同一容器中 CH4、H2O、CO、H2分压之比等于物质的量之比，即p(CH4)：p(H2O)：p(CO)：p(H2)= 0.5xmol：2.5xmol：0.5xmol：1.5x mol =1：5：1：3，所以p(H2O)=0.1Mpa、p(CO)=0.02Mpa，p(H2)=0.06Mpa，
；理论上水碳起始物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比时，即水碳起始物质的量之比1:1，氢气的物质的量分数将达到最大；
（2）①将甲烷水蒸气重整和甲烷氧化重整两种方法结合，理论上按照空气、甲烷、水蒸气约15：7：1体积比进料（空气中氧气体积分数约为0.2），则氧气、甲烷、水蒸气约3：7：1体积比进料，令参加反应消耗氧气、甲烷、水蒸气的物质的量分别为3mol、7mol、1mol，
甲烷水蒸气重整制氢：CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H1=+216kJ mol-1，甲烷氧化重整制氢：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g） △H2，令△H2=-y kJ mol-1，结合方程式以及反应可以实现反应器中能量自给（不需要补充热量），故有1mol CH4、1mol H2O(g)参加甲烷水蒸气重整制氢吸收的热量为216kJ；6mol CH4、3mol O2参加氧化重整制氢，故3y=216，y=72，所以甲烷氧化重整制氢：2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g） △H2=-72kJ mol-1；
②实际生产中，空气、甲烷、水蒸气按照约1：1：2体积比进料，增加水蒸气的作用是提高甲烷的转化率，另外甲烷水蒸气重整制氢、甲烷氧化重整制氢生成的CO能与水蒸气反应生成H2，其反应方程式为CO+H2O CO2+H2；
（3）甲烷水蒸气重整过程中，温度1000K,原料气以57.6Kg h-1通入容积为1L镍基催化反应器中， ，2-5s甲烷质量分数由7.32%变为5.32%，所以2-5s甲烷质量减少量为16×(7.32%-5.32%)3=0.96g，2-5s甲烷变化的物质的量为
， ；随着反应的进行反应速率会急速下降，可能的原因是甲烷等高温不稳定， CH4C+2H2，生成的碳覆盖在催化剂表面，使催化剂中毒；氧气会消耗催化剂表面的积碳，故将甲烷水蒸气重整和甲烷氧化重整两种方法结合能处理催化剂表面的积碳。
18．(1) 2mol/(L·min) 1mol/(L·min) 2mol/L
(2)-(△H1 +3△H2 - △H3 )
【详解】（1）2min内SO2的浓度由6 mol/L下降为2 mol/L，那么，用SO2浓度变化来表示的化学反应速率为，根据化学方程式体现的关系可知，用O2浓度变化来表示的反应速率为2mol/(L·min) ÷2=1mol/(L·min)。如果开始时SO2浓度为4mol/L，2min后反应达平衡，若这段时间内v(O2)为0.5mol/(L·min)，则v(SO2)为1mol/(L·min)，那么2min时SO2的浓度为4mol/L-2min×1mol/(L·min)= 2mol/L；
（2）已知：①C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)；△H1；
②H2O(g)=H2O(1)；△H2；
③C2H5OH(g)=C2H5OH(1)；△H3
则由盖斯定律可知①+3②-③得，C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)；△H=△H1 +3△H2 - △H3，23 g C2H5OH(1)的物质的量为0.5mol，放热焓变为负值，故若使23 g C2H5OH(1)完全燃烧生成H2O(1)，则放出的热量为-(△H1 +3△H2 - △H3 )。
19． 92 该反应是可逆反应，1 mol氮气和3 mol 氢气不能完全反应，放出的能量总是小于92 kJ 0.25 acf 温度 压强 催化剂
【分析】（1）根据断键吸热、形成化学键放热分析解答；
（2）根据反应是可逆反应分析解答；
（3）根据v＝△c/△t结合反应速率之比是化学计量数之比计算；
（4）根据平衡状态的含义、特征分析解答；
（5）根据影响反应速率的外界条件分析解答。
【详解】（1）由化学方程式3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)可知，1mol氮气完全反应需要消耗3 mol氢气，可生成2 mol 氨气。拆开3 mol H—H键和1 mol N≡N键需要吸收的能量为436 kJ×3＋946 kJ＝2254 kJ，但是生成2 mol氨气即生成6 mol N—H键可放出能量391 kJ×6＝2346 kJ，因此放出的能量为2346 kJ－2254 kJ＝92 kJ。
（2）由于该反应是可逆反应，1 mol氮气和3 mol氢气不能完全反应，因此放出的能量总是小于92 kJ 。
（3）Δc(NH3)＝10 mol÷2 L＝5 mol·L－1，v(NH3)＝5 mol·L－1÷10 min＝0.5 mol·L－1·min－1，反应速率之比是化学计量数之比，则v(N2)＝1/2v(NH3)＝0.25 mol·L－1·min－1。
（4）a．反应达到化学平衡时正反应速率和逆反应速率相等，a正确；
b．反应达到化学平衡时正反应速率和逆反应速率相等，但不为0，b错误；
c．反应达到化学平衡时氮气的转化率达到最大值，c正确；
d．反应达到化学平衡时氮气和氢气的浓度不再发生变化，但二者不一定相等，d错误；
e．反应达到化学平衡时N2、H2和NH3的体积分数不再发生变化，但不一定相等，e错误；
f．反应达到化学平衡时即表明反应达到最大程度，f正确；
答案选acf；
（5）根据题意“反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂”可知该反应的速率受温度、压强和催化剂的影响。
20． 小于 0
【详解】点向点移动时，减小，平衡需向逆反应方向移动，故正逆；，，时，ⅠⅡ，则，化简得，即反应的，。
21． 不变 增大 增大 16 AB 5∶4
【详解】(1)①恒容通入氦气，由于各组分浓度不变，反应速率不变。②恒容通入氮气，反应物浓度增大，反应速率增大。③使用(正)催化剂，反应速率加快。故答案为：不变；增大；增大；
(2)①反应某时刻t时，测得，，得出，根据方程式系数比，推出则，。故答案：16；
②该反应方程式中气体系数前后不等，即气体物质的量会发生改变，所以混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化可以说明达到化学平衡状态；同理，恒容条件下混合气体的压强不随时间的变化而变化可以说明达到化学平衡状态；单位时间内每消耗，同时生成，描述的都是正反应方向，不能说明反应是否达到平衡状态；、、三种气体均为无色，反应过程中混合气体无颜色变化；系数应该是才证明可逆反应到达平衡状态。故答案为：AB；
③反应达平衡时，混合气体的体积为(标准状况下)等于，的含量(体积分数)为25%，则为，根据三段式计算起始时，，平衡时气体总物质的量为，等温、等容下，气体物质的量之比等于压强之比为。故答案为：5:4；
22． 5.0×10-3 逆 20% 0.1
【详解】(1)由图可知，在0~20min时，H2的物质的量浓度减少了0.3mol/L，根据化学方程式可知，N2的物质的量浓度应当减少0.1mol/L，则v(N2)==5.0×10-3mol/(L·min)；
(2) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)， H＜0为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动；
(3) 由图可知，平衡时H2的物质的量减少了0.3mol/L×1L=0.3mol，根据化学方程式可知，平衡时N2的物质的量减少0.1mol，N2的转化率是：×100%=20%；
(4) 由图可知，平衡时H2的物质的量浓度减少了0.3mol/L，列三段式：
该温度下，合成氨反应的化学平衡常数K==0.1。
23． A4B+C 大于 小于 3.2mol K=≈0.023 0.12mol/（L·min）
【详解】试题分析：（1）从图象看出A浓度减小了0.15mol/L，B的浓度增大了0.6 mol/L，C的浓度增大了0.15mol/L，根据化学计量数之比等于物质的改变量之比，故反应的化学方程式为：A4B+C。（2）从图II,看出在温度为T1时，p1时先达到平衡，故p1大于 p2；压强都是p2时，T2先达到平衡，故T2温度较高，T2时的C物质的体积分数较小，所以温度较高平衡向逆向移动，故反应是放热反应，△H小于0。（3）①达到平衡时A的浓度为0.85 mol/L，容器的体积为2L，则A的物质的量为1.7mol，B的浓度为0.6 mol/L，物质的量为1.2mol，C的浓度为0.15 mol/L，物质的量为0.3mol，所以总物质的量为1.7mol+1.2mol+0.3mol=3.2mol。②反应平衡常数等于生成物浓度的幂之积比上反应物浓度的幂之积，故反应的平衡常数K=c4（B）·c（B）/（A）=（0.64 ×0.15 ）/0.85 ≈ 0.023。③v（B）=0.6 mol/L /5min=0.12mol/（L·min）
考点：化学图象的分析、化学平衡常数的计算、化学反应速率的计算。
24．(1) 0.05 mol L-1 50 33.3%或
(2)CD
(3) K= ＞ 2 ＞
(4)C
【详解】（1）反应达到平衡时n(NH3)=0.2 mol，根据物质反应转化关系可知反应消耗0.1 mol N2，由于反应开始时n(N2)=0.2 mol，所以平衡时n(N2)=0.2 mol-0.1 mol=0.1 mol，由于容器的容积是2 L，则平衡时N2的浓度为c(N2)==0.05 mol L-1；
根据反应方程式可知每反应产生0.2 mol NH3，反应消耗0.3 mol H2，反应开始时n(H2)=0.6 mol，所以H2的平衡转化率为；
反应开始时n(N2)=0.2 mol，n(H2)=0.6 mol，反应达到平衡时n(NH3)=0.2 mol，根据物质反应转化关系可知反应消耗0.1 mol N2和0.3 mol H2，则平衡时n(N2)=0.1 mol，n(H2)=0.3 mol，气体总物质的量n(总)=0.1 mol+0.3 mol+0.2 mol=0.6 mol，所以NH3的体积分数为：或NH3的体积分数为：；
（2）A．加了催化剂只能加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，而不能使化学平衡发生移动，故H2的转化率不变，A不符合题意；
B．增大容器体积，导致体系的压强减小，化学平衡向气体体积扩大的逆反应方向移动，H2的转化率减小，B不符合题意；
C．降低反应体系的温度，化学平衡向放热的正反应方向移动，导致H2的转化率提高，C符合题意；
D．加入一定量N2，即增大反应物浓度，化学平衡正向移动，使更多H2发生反应，故H2的转化率提高，D符合题意；
故合理选项是CD；
（3）①化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，则该反应的化学平衡常数K的表达式为K=；
②反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0的正反应是放热反应，化学平衡常数只与温度有关，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致化学平衡常数减小。由于温度：200℃＜300℃，所以化学平衡常数K1＞K2；
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在400℃时化学平衡常数K==0.5，而反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为；
当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时，由于容器的容积是0.5 L，则c(NH3)=6 mol/L，c(N2)=4 mol/L，c(H2)=2 mol/L，Qc=，化学反应未达到平衡状态，化学反应正向进行，故反应速率：v(N2正)＞v(N2逆)；
（4）A．化学反应速率越快，单位时间内生产的产品越多，化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品，A正确；
B．勒夏特列原理即平衡移动原理，可指导怎样使用有限原料多出产品，B正确；
C．加了催化剂，平衡不移动，催化剂不能提高产品产率，C错误；
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益，D正确；
故合理选项是C。
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