第二章 化学反应速率与化学平衡 单元同步测试题
一、单选题
1．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成气体产物，反应中各物质的物质的量变化如图所示。则下列推断合理的是
A．该反应的化学方程式为
B．反应进行到1s时，生成A的速率小于生成B的速率
C．该温度下反应平衡常数为mol/L
D．反应达到平衡后，向容器中加入等物质的量的B和C，达到新平衡B的转化率增大
2．一定温度下在密闭容器内进行着某一反应，A、B、C三种气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列叙述错误的是
A．该反应的化学方程式是
B．时，a点A和C的物质的量相等表示反应达到平衡
C．4分钟内C的反应速率为
D．A和B之间的速率关系
3．下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
实验目的 方案设计 现象和结论
A 探究反应物浓度对化学反应速率的影响 分别取溶液和溶液、5mL蒸馏水于两支试管中，然后同时加入溶液 前者出现浑浊的时间更短，说明增大浓度，可以加快反应速率
B 探究和测定中和反应的反应热 将50ml0.50mol/L氢氧化钠溶液，分批次倒入盛有50ml0.50mol/L盐酸的量热计内筒中 根据反应前后的温度变化和比热容等数值可计算中和反应的反应热
C 探究温度对化学反应速率的影响 将装有和混合气体的连通球分别浸泡在冰水和热水中 热水中气体颜色浅，冰水中颜色深
D 探究KI与反应的限度 取1mL0.1mol/LKI溶液于试管中，加入溶液，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液 若溶液变血红色，则KI与的反应有一定限度
A．A B．B C．C D．D
4．反应的速率可以用速率方程表示。其中k为仅与温度有关的常数，a、β分别为反应物H2、NO的分级数，二者之和(a+β)为该反应的级数。298K时，该反应在不同反应物浓度时相应速率如下：
实验编号 1 2 3 4
C(H2)/(mol L-1) 1×10-3 2×10-3 6×10-3 6×10-3
C(NO)/(mol L-1) 6×10-3 6×10-3 0.100 0.200
v/(mol L-1 s-1) 2.88×10-9 5.76×10-9 4.8×10-6 1.92×10-5
以下说法错误的是
A．a=1，β=2
B．k=0.08mol-2 L2 s-1
C．当、c(NO)=0.05mol L-1时，反应速率
D．此反应为三级反应，且由以上数据可知化学反应的级数和反应物的化学计量数没有必然的联系
5．、时，将和置于一容积为的密闭容器中发生反应。反应过程中、和物质的量变化如图所示，下列说法正确的是
A．反应开始到第一次平衡时，的平均反应速率为
B．从曲线变化可以看出，反应进行到至时可能是使用了催化剂
C．从曲线变化可以看出，反应进行至时，分离出的氨气
D．在时平衡正向移动但达到新平衡后的积分数比原平衡小
6．下列各实验装置、目的或结论全都正确的是
实验装置 2NO2(g，红棕色)N2O4(g，无色)
甲 乙 丙 丁
A．甲用于测定中和反应的反应热
B．乙可验证FeCl3对H2O2的分解反应有催化作用
C．丙可验证镁片与稀盐酸反应放热
D．由丁可推断出：反应2NO2(g)N2O4(g)为吸热反应
7．下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是
A．一定条件下，可逆反应2NO2(g)N2O4(g) 达到平衡后，保持容器温度和容积不变，再通入一定量NO2，则再次达到平衡时NO2的百分含量减小
B．一定温度下，容积一定的密闭容器中的反应，当混合气体的压强不变时，则表明该反应已达平衡
C．有气体参加的化学反应，缩小容器体积，可增加活化分子百分数，从而使反应速率增大
D．反应：达到平衡后，其他条件不变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时的浓度将变大
8．在表面进行甲烷化的一部分反应历程如图所示，(表示被表面吸附的，为中间产物)。下列有关说法错误的是
A．反应的 B．稳定性：
C．路径1反应中所需能量高于路径2 D．该过程中中的化学键完全断裂
9．向两个锥形瓶中各加入0.05g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL2mol·L-1盐酸、2mL2mol·L-1醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示，下列说法正确的是
A．300s内平均反应速率v(HCl)=v(CH3COOH)
B．醋酸的平均反应速率呈现“慢—快”的趋势
C．反应结束后锥形瓶中c(MgCl2)>c[(CH3COO)2Mg]
D．反应到100s时锥形瓶中c(HCl)=c(CH3COOH)
10．丙烷经催化脱氢可制丙烯：C3H8C3H6+H2。600℃，将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图。
已知：①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2202 kJ/mol
②C3H6(g)+O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H= -2058 kJ/mol
③H2(g)+O2(g)=H2O(1) △H=-286 kJ/mol
下列说法不正确的是
A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+124 kJ/mol
B．c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2CO+H2O
C．其他条件不变，投料比越大，C3H8转化率越大
D．若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在： 3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H6)
11．某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”，能高选择性吸附NO2.废气中的NO2被吸附后，经处理能全部转化为HNO3.原理示意图如下。
己知：N2O4(g)2NO2(g) △H>0
下列说法不正确的是
A．温度升高时利于NO2吸附
B．多孔材料“固定”N2O4，促进2NO2 (g)N2O4(g)平衡正向移动
C．转化为HNO3的反应是2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D．每获得0.lmol HNO3时，转移电子的数目为6.02×1022
12．某恒定温度下，在一个的密闭容器中充入气体、气体，发生如下反应：，已知“？”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成，且反应前后压强比为，则下列说法中正确的是
①该反应的化学平衡常数表达式：
②此时B的转化率为40％
③增大该体系压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大
④增加C的量，A、B转化率不变
A．①②③ B．②③④ C．②④ D．③④
13．以、为原料合成涉及的主要反应如下：
①
②
的平衡转化率()、的选择性()随温度、压强变化如图。
已知：
下列分析正确的是
A．
B．反应①理论上高温下可自发进行
C．反应②的平衡常数随温度升高而减小
D．初始、，平衡后、，若只发生①、②，则的平衡转化率为28%
14．二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中，时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是
A．反应的焓变
B．的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为
D．时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值
二、非选择题
15．温度为T1时，向1L的恒容反应器中充入2molCH4，只发生2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g) ΔH＞0，上述反应过程中0～15minCH4的物质的量随时间变化如图1，测得10～15min时H2的浓度为1.6mol/L。
(1)0～10min内CH4表示的反应速率为 mol/(L·min)。
(2)下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是(填序号)___________。
A．容器内混合气体密度不再变化
B．容器内气体压强不再变化
C．2v(CH4)正=v(C2H4)逆
D．单位时间内消耗1molCH4同时消耗1molH2
(3)若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n(CH4)变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是 (填“a”或“b”)。
(4)15min时，若改变外界反应条件，导致n(CH4)发生图1中所示变化，则改变的条件可能是___________
A．升高温度 B．改用高效催化剂 C．扩大容器的体积 D．增加CH4的浓度
(5)实验测得v正=k正c2(CH4)，v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2)其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与k逆的比值为 (填数值)。若将温度由T1升高到T2，则反应速率增大的倍数v正 v逆(填“>”“=”或“<”)，判断的理由是 。
16．A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，A、E同主族，A元素的原子半径最小，B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y，A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物。回答下列问题：
(1)常温下，X、Y的水溶液的pH均为5，则两种水溶液中由水电离出的浓度之比是 。
(2)A、B、D、E四种元素组成的某高中常见的无机化合物，受热易分解。写出少量该化合物溶液与足量的溶液反应的离子方程式： 。
(3)A、B、D、E四种元素组成的某高中常见的无机化合物浓度为0.1mol/L时，常温下pH最接近___________(填序号)。
A．5.6 B．7.0 C．8.4 D．13.0
(4)在一个装有可移动活塞的容器中进行如下反应：，反应达到平衡后，测得容器中含有0.5mol，0.2mol，0.2mol，总容积为1.0L。
①如果达成此平衡前各物质起始的量有以下几种可能，其中不合理的是 (填序号)。
A．0.6mol，0.5mol，0mol
B．0mol，0mol，1.2mol
C．0.6mol/L，0.5mol/L，0.2mol/L
②求算此平衡体系的平衡常数 。
③如果保持温度和压强不变，向上述平衡体系中加入0.18mol，平衡将 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
④已知0.4mol液态与足量的液态双氧水反应，生成和水蒸气，放出256.65kJ的热量。写出该反应的热化学方程式 。
17．"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一
I．中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉，其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH．在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中，发生的主要反应有：
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJmol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJmol-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-48.9kJmol-1
(1)5Mpa时，往某密闭容器中按投料比n(H2)：n(CO2)=3：1充入H2和CO2反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表 (填化学式)。
②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大，原因是 。
II．CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2
请回答：
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K= (用K1，K2表示)。
(3)恒压，750°C时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，经如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式 。
②过程ii的催化剂是 ，若CH4和CO2按物质的量之比1：1投料，则会导致过程ii 。
③过程ii平衡后通入稀有气体He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程iii，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因 。
18．工业上合成氮气：，其原料之一的氢气可通过如下反应得到：，1mol甲烷和1mol水蒸气的总能量小于1mol一氧化碳和3mol氢气的总能量。
(1)下列表示合成氨反应的速率中，反应最快的是 。
A． B．
C． D．
(2)在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是 。
A． B．气体密度不再变化
C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化
(3)已知断开键需吸热，断开键需吸热，断开键需吸热。则氮气与氢气反应，每生成需要 。
A．吸热 B．吸热 C．放热 D．放热
(4)在一个密闭容器中进行的合成氨反应，达到平衡后改变一个条件，一段时间又达到平衡，此时测得氨气的浓度增大。下列可能的原因是 。
A．升高温度 B．降低温度 C．增大容器体积 D．缩小容器体积
(5)在体积不变的密闭容器中进行反应，测得的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示，反应进行到时，生成的的物质的量为 ，以表示的平均反应速率为 。此时，若再加入，则化学平衡将向 反应方向移动，过程中正反应速率的变化为 。
(6)如图所示，上述反应进行到10min时，改变外界条件导致如图所示的变化，则所改变的条件可能是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．图像可知反应物生成物共存与统一体系，故反应为，故A错误；
B．该反应从正反应方向建立平衡，反应进行到1s时，正反应速率大于逆反应速率，反应生成A的速率大于生成B的速率，故B错误；
C．由图像知平衡时A、B、C、D的平衡浓度分别为0.6mol/L，0.2mol/L，0.1mol/L，0.2mol/L，故可得此温度下该反应平衡常数，故C正确；
D．反应达到平衡后，向容器中加入等物质的量的B和C，压强增大，平衡逆向移动，达到新平衡B的转化率减小，故D错误；
故选C。
2．B
【详解】A.0~4min，A物质的量减少6mol但未变为0，B物质的量减少4mol也未变为0， C物质的量增加6mol，故方程式为，故A正确；
B.各组分含量不再变化才达到平衡态，图中显示这个时刻为4min，故B错误；
C. 4分钟内C的反应速率为，故C正确；
D.由A可知，化学速率之比等于对应化学计量数之比：，，故D正确；
故答案为：D。
3．A
【详解】A．分别取溶液和溶液、5mL蒸馏水于两支试管中，然后同时加入溶液，前者Na2S2O3浓度大，反应速率快，出现浑浊时间短，说明增大浓度，可以加快反应速率，A正确；
B．中和热测定应该是将50ml0.50mol/L氢氧化钠溶液，应该一次快速倒入盛有50ml0.50mol/L盐酸的量热计内筒中，可以减少热量损失，B错误；
C．反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，颜色变深，热水中气体颜色深，C错误；
D．取1mL0.1mol/LKI溶液于试管中，加入溶液发生反应后FeCl3过量，检验出有Fe3+离子不能证明KI与反应有一定的限度，D错误；
答案选A。
4．C
【详解】A．由实验1和2，NO浓度相同，2中H2浓度是1中H2浓度的2倍，2的速率是1的2倍，可知a=1，由实验3和4，H2浓度相同，4中NO浓度是3中NO浓度的2倍，4的速率是3的4倍，可知β=2，A正确；
B．根据速率方程，a=1，β=2，代入1中数据，可得k=0.08mol-2 L2 s-1，B正确；
C．当、c(NO)=0.05mol L-1时，代入速率方程可得反应速率，C错误；
D．a+β=3，此反应为三级反应，氢气化学计量系数为2，而a=1，可知化学反应的级数和反应物的化学计量数没有必然的联系，D正确；
故选C。
5．B
【分析】根据图象可知，氮气、氢气的初始量为0.4mol、0.6mol；反应在10min时第一次达到平衡状态；10min时，各量未变，平衡正向移动，反应速率增大，为使用催化剂或增大压强，20min时达到第二次平衡；25min时，分离氨气，平衡正向移动；
【详解】A．反应开始到第一次平衡时，N2的平均反应速率==0.0025mol/(L·min)，A错误；
B．从曲线变化可以看出，反应进行到10min至20min时反应速率增大，平衡正向移动，可能是使用催化剂或增大压强，B正确；
C．从曲线变化可以看出，反应进行至25min时，分离出0.1mol的氨气，C错误；
D．在25min时平衡正向移动但达到新平衡后，氮气、氢气减小的程度大，NH3的体积分数比原平衡大，D错误；
故选B。
6．C
【详解】A．图中缺少玻璃搅拌器，不能搅拌，则不能准确测定中和热，A不符合题意；
B．右侧试管的温度高，且加催化剂，两个变量，不能验证FeCl3对H2O2的分解反应有催化作用，B不符合题意；
C．Mg 与盐酸反应放热，使饱和石灰水的温度升高，由于溶解度随温度升高而降低，石灰水变浑浊，可验证镁片与稀盐酸反应放热，C符合题意；
D．热水中颜色深，可知升高温度平衡向生成二氧化氮的方向移动，则反应2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，D不符合题意；
故选C。
7．A
【详解】A．加入一定量NO2后，体系压强增大，平衡向正反应方向移动，再次平衡时，NO2、N2O4的浓度均比原平衡大，但温度不变时，不变，则增大的程度大于的，因此再次平衡时NO2的百分含量减小，A正确；
B．该反应前后气体体积不变，恒容条件下进行时，容器内压强恒定，无法判断何时达到平衡状态，B错误；
C．有气体参加的化学反应，缩小容器体积，可增加单位体积内活化分子数，从而使反应速率增大，但活化分子百分数恒定，C错误；
D．该反应的平衡常数为，其他条件不变，将反应炉体积缩小一半，达到新平衡时不变，则的浓度不变，D错误；
故选A。
8．B
【详解】A．由图可知，过程中反应物的能量高于生成物的能量，该反应为放热反应，，故A正确；
B．由图可知，的能量高于，物质的能量越低越稳定，则稳定性：，故B错误；
C．由图可知，路径1反应中中间产物的能量高于路径2，则路径1反应中所需能量高于路径2，故C正确；
D．由图可知，转化为，中的化学键完全断裂，故D正确；
故选B。
9．A
【详解】n(Mg)==0.0021mol，n(HCl)=n(CH3COOH)=0.002L2mol·L-1=0.004mol，可以判断盐酸和醋酸最终会反应完，产生的氢气相等；
A．由图像可知，300s产生的H2相等，则消耗的HCl与醋酸相等，所以300s内平均反应速率v(HCl)=v(CH3COOH)，故A正确；
B．由图像可知，醋酸的平均反应速率呈现“慢—快—慢”的趋势，故B错误；
C．由分析可知，盐酸和醋酸最终会反应完，故结束后锥形瓶中c(MgCl2)=c[(CH3COO)2Mg]，故C错误；
D．反应到100s时，盐酸中产生的H2更多，即消耗的HCl更多，锥形瓶中c(HCl)
10．D
【详解】A．根据盖斯定律，将①-②-③，整理可得热化学方程式：C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+124 kJ/mol，A正确；
B．根据坐标系c(H2)、c(C3H6)的变化不同，根据反应方程式C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可知c(H2)、c(C3H6)的变化应该相同，因为CO2+H2=CO+H2O，反应消耗H2，导致c(H2)增加的慢，c(C3H6)增加的快，B正确；
C．根据图示可知：横坐标为CO2的浓度，增大c(CO2)，c(C3H6)增大，所以投料比越大，C3H8转化率越大，C正确；
D．根据碳原子守恒，若体系只有C3H6、CO、H2和H2Ｏ生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在：3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)，D错误；
互合理选项是D。
11．A
【分析】废气经过MOFs材料之后，NO2转化成N2O4被吸附，进而与氧气和水反应生成硝酸，从该过程中我们知道，NO2转化为N2O4的程度，决定了整个废气处理的效率。
【详解】A．从可以看出，这个是一个放热反应，升高温度之后，平衡逆向移动，导致生成的N2O4减少，不利于NO2的吸附，A错误；
B．多孔材料“固定”N2O4，N2O4浓度减小，从而促进平衡正向移动，B正确；
C．N2O4和氧气、水反应生成硝酸，其方程式为2N2O4+O2+2H2O=4HNO3，C正确；
D．在C的方程式中，转移的电子数为4e-，则每获得0.1molHNO3，转移的电子数为0.1mol，即个数为6.02×1022，D正确；
故选A。
12．C
【分析】反应一段时间后达到平衡，测得反应前后压强比为，故反应后气体体积减小，C、D至少一种不为气体；在一个的密闭容器中充入气体，气体，则反应前气体总的物质的量为；测得反应前后压强比为，故平衡时气体总的物质的量为；生成，则生成D的物质的量为，反应的B的物质的量为，反应的A的物质的量为，则平衡时，A、B、C、D的物质的量分别为、、、，平衡时气体总的物质的量为，D为气体，C不为气体；
【详解】①C不为气体，C不能出现在平衡常数的表达式中，故①错误；
②反应的B的物质的量为，B的平衡转化率为％=40％，故②正确；
③反应后气体体积减小，故增大该体系压强，平衡向右移动，平衡常数与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，故③错误；
④C不为气体，故增加C的量，平衡不移动，A、B转化率不变，故④正确；
综上，正确的有②④；
答案选C。
13．D
【详解】A．P1到P2二氧化碳的转化率增大，反应①正向体积减小，反应②体积不变，因此P1＞P2，故A错误；
B．温度高于300℃时，二氧化碳的转化率增大，而甲醇的选择性降低，说明升高温度反应①逆向移动，反应②正向移动，则，而反应①的正向气体减少， S1＜0，低温时才有 G= H1-T S1＜0，因此反应①理论上低温自发，故B错误；
C．据解析B可知 H2＞0，升高温度，反应B正向移动，平衡常数增大，故C错误；
D．设反应①二氧化碳的变化量为xmol，反应②二氧化碳的变化量为ymol、，则根据平衡后、有、，故x=0.27、y=0.03，氢气的平衡转化率为，故D正确；
故答案为：D。
14．D
【详解】A． ①CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ mol-1，②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ mol-1，根据盖斯定律：①-②×2计算反应2CO(g)+2H2(g)═CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=-164.7kJ mol-1-(41.2kJ mol-1)×2=-241.7kJ/mol，故A错误；
B．生成CH4的反应是放热反应，升高温度时平衡逆向移动，CH4的物质的量减小，温度达到550℃后，CO2平衡转化率增大，则CH4的选择性降低，故B错误；
C． 由图可知，400℃时CO2实际转化率最大，由图可知，用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为350～400℃，故C错误；
D． 生成CH4的反应是气体体积减小的反应，增大压强、增大氢气的浓度均能使平衡正向移动，有利于提高CO2平衡转化率，时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值，故D正确；
故选D。
15．(1)0.16
(2)BD
(3)b
(4)AC
(5) 12.8 ＞ 温度升高，v正、v逆都增大，k正增大倍数大于k逆
【详解】（1）10～15min时H2的浓度为1.6mol/L，则0～10min内，生成H2的物质的量为1.6mol，消耗CH4的物质的量为1.6mol，则用CH4表示的反应速率为=0.16mol/(L·min)。答案为：0.16；
（2）A．对于反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g) ΔH＞0，容器内混合气体的质量不变，体积不变，则密度始终不变，所以当密度不再变化时，反应不一定达平衡状态，A不符合题意；
B．因为反应前后气体的分子数不等，随着反应的进行，气体的物质的量不断发生改变，气体的压强不断发生改变，当容器内气体压强不再变化时，反应达平衡状态，B符合题意；
C．2v(CH4)正=v(C2H4)逆表示反应进行的方向相反，但速率之比不等于化学计量数之比，所以反应未达平衡状态，C不符合题意；
D．单位时间内消耗1molCH4同时消耗1molH2，反应进行的方向相反，且物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，则反应达平衡状态，D符合题意；
故选BD。
（3）从图中可以看出，单位时间内b曲线比a曲线CH4的物质的量的变化量大，则表明b曲线反应速率快，催化剂的表面积大，所以表示催化剂表面积较大的曲线是b。答案为：b；
（4）A．升高温度，平衡正向移动，CH4的物质的量减小，A符合题意；
B．改用高效催化剂，平衡不发生移动，CH4的物质的量不会减小，B不符合题意；
C．扩大容器的体积，混合气的压强减小，平衡正向移动，CH4的物质的量减小，C符合题意；
D．增加CH4的浓度，与图中“15min时，改变条件但CH4的物质的量不变”曲线不符，D不符合题意；
故选AC。
（5）T1温度反应达平衡时，c(H2)=1.6mol/L，则c(C2H4)=c(H2)=0.8mol/L，c(CH4)=2mol/L-1.6mol/L=0.4mol/L，则平衡常数K==12.8。达平衡时，v正=v逆，则K=，即T1温度时k正与k逆的比值为K=12.8。因为正反应为吸热反应，所以若将温度由T1升高到T2，则平衡正向移动，v正＞v逆，反应速率增大的倍数v正＞v逆，判断的理由是：温度升高，v正、v逆都增大，k正增大倍数大于k逆。答案为：12.8；＞；温度升高，v正、v逆都增大，k正增大倍数大于k逆。
【点睛】对于吸热反应，升高温度，平衡常数增大。
16．(1)10-4：1
(2)
(3)C
(4) BC 10 逆向
【分析】A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，A元素的原子半径最小，则A为H；A、E同主族，二者原子序数相差大于2，故E为Na；B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故B为C；C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y，则C为N，X为HNO3，Y为NH4NO3；A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物，则D为O。
【详解】（1）常温下HNO3、NH4NO3的水溶液的pH均为5，硝酸水溶液中由水电离出的H+浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，即水电离的H+浓度为mol/L=10-9mol/L，而硝酸铵溶液中氢离子源于水的电离，故两种水溶液中由水电离出的H+浓度之是：10-9mol/L：10-5mol/L=10-4：1；
（2）A、B、D、E四种元素组成的某高中常见的无机化合物为NaHCO3，与足量的溶液反应的离子方程式：；
（3）A、B、D、E四种元素组成的某无机化合物为NaHCO3，浓度为0.1mol/L时，碳酸氢根水解，溶液呈碱性，溶液中氢氧根离子浓度远小于0.1mol/L，故溶液pH最接近8.4，故选C；
（4）在一个装有可移动活塞的恒温容器中进行如下反应：C2(g)+3A2(g)=2CA3(g) △H＜0，反应达到平衡后，测得容器中含有C20.5mol，A20.2mol，CA30.2mol，总容积为1.0L。
①A．0.2molCA3向左一边倒转化为C2和A2得C20.6mol，A20.5mol，CA3 0mol，反应起始时从正反应开始，合理，A不符合题意；
B．根据方程式，C20.5mol，A20.2mol不能恰好完全转化为CA3，因此C20mol，A20mol， CA31.2mol，平衡后不能得到C20.5mol，A20.2mol，CA30.2mol，不合理，B符合题意；
C．题中A2与CA3浓度相同，但C2浓度不同，故C20.6mol，A20.5mol，CA30.2mol与C20.5mol，A20.2mol，CA30.2mol不是等效平衡，不合理，C符合题意；
故选BC；
②容器体积为1.0L，此平衡体系的平衡常数K===10；
③如果保持温度和压强不变，向上述平衡体系中加入0.18molC2，此时容器体积变为1L×=1.2L，此时浓度商Qc==10.6＞K=10，故平衡将逆向移动；
④已知0.4mol液态与足量的液态双氧水反应，生成和水蒸气，放出256.65kJ的热量。该反应的热化学方程式：。
17．(1) CH3OH 温度改变时，反应Ⅰ和反应Ⅲ的平衡移动方向相反
(2)K1 K22
(3) 一氧化碳 导致一氧化碳量减小，反应减慢，不利用二氧化碳的转化 通入氦气，碳酸钙分解平衡正向移动，导致二氧化碳和一氧化碳比例增大，促进铁还原二氧化碳生成一氧化碳平衡正向移动，使一氧化碳的物质的量上升。
【详解】（1）①生成甲醇的反应都为放热反应，所以温度升高平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数减小，生成一氧化碳的反应为吸热反应，所以随着温度升高平衡正向移动，一氧化碳的物质的量分数增大，二者共同作用导致水蒸气减小幅度小于甲醇，故Z为水，Y为甲醇，X为一氧化碳。
②反应Ⅲ消耗二氧化碳，反应Ⅰ生成二氧化碳，最终体系中的二氧化碳的物质的量分数与上述两个反应有关，由于温度改变时，反应Ⅰ和反应Ⅲ的平衡移动方向相反，且平衡移动程度接近，导致体系中的二氧化碳的物质的量分数受温度的影响不大。
（2）①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1，②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2，根据盖斯定律分析，①+②×2得热化学方程式：CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K= K1 K22。
（3）恒压，750°C时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，经如下流程可实现CO2高效转化。从图分析，氢气和四氧化三铁反应生成水，故过程ii产生H2O(g)的化学方程式。
过程ii的催化剂是一氧化碳，若CH4和CO2按物质的量之比1：1投料，则导致一氧化碳量减小，反应减慢，不利用二氧化碳的转化。
恒压条件下通入氦气，碳酸钙分解平衡正向移动，导致二氧化碳和一氧化碳比例增大，促进铁还原二氧化碳生成一氧化碳平衡正向移动，使一氧化碳的物质的量上升。
18．(1)A
(2)D
(3)C
(4)BD
(5) 1.0mol 0.30mol·L-1·min-1 正 突然增大，然后慢慢减小至不变
(6)升高温度或者及时分离出H2O蒸气
【详解】（1）根据反应速率之比等于化学计量系数比可知：
A．==， B．当==时，，C．当时，， D．==，故A表示的反应速率最快，故答案为：A；
（2）A．题干未告知N2和H2的反应速率正、逆反应，且N2和H2的系数不相等，当不能说明反应达到化学平衡，A不合题意；
B．反应过程中，容器体积不变，气体的质量不变，即气体的密度一直不变，故气体密度不再变化不能说明反应达到化学平衡，B不合题意；
C．消耗N2为正反应，消耗NH3为逆反应，根据系数可知，平衡时应该每消耗就同时消耗，C不合题意；
D．反应过程中气体的质量不变，气体的总物质的量在改变，即混合气体的平均摩尔质量一直在变，故混合气体的平均摩尔质量不再变化，说明反应达到化学平衡状态，D符合题意；
故答案为：D；
（3）已知断开键需吸热，断开键需吸热，断开键需吸热，则氮气与氢气反应，每生成时断键需要吸收的能量为：=1125kJ，形成化学键能够放出的能量为：=1173kJ，故每生成需要释放的能量为：1173kJ-1125kJ=48kJ，故答案为：C；
（4）在一个密闭容器中进行的合成氨反应，达到平衡后改变一个条件，一段时间又达到平衡，此时测得氨气的浓度增大。
A．由(3)分析可知，合成氨是一个放热反应，升高温度 平衡逆向移动，则NH3的浓度减小，A不合题意；
B．由(3)分析可知，合成氨是一个放热反应，降低温度平衡正向移动，则NH3的浓度增大，B符合题意；
C．合成氨是气体体积减小的方向，故增大容器体积即减小压强平衡逆向移动，NH3的浓度减小，C不合题意；
D．合成氨是气体体积减小的方向，缩小容器体积即增大压强平衡正向移动，且容器体积减小，则NH3的浓度增大，D符合题意；
故答案为：BD；
（5）由题干图像信息可知，反应进行到5min时，CH4浓度减小了1.00-0.50=0.50mol/L，根据反应方程式可知，CO的浓度增加了0.50mol/L，故生成的的物质的量为0.50mol/L×2L=1.0mol，生成的H2的浓度为1.50mol/L，则以H2表示的平均反应速率为=0.30mol·L-1·min-1，此时若再加入，即增大反应物浓度，则化学平衡将向正反应方向移动，过程中正反应速率的变化为突然增大，然后慢慢减小至不变，故答案为：1mol；0.3mol·L-1·min-1；正；突然增大，然后慢慢减小至不变；
（6）由题干图示信息可知，上述反应进行到10min时，改变外界条件后CH4的物质的量浓度慢慢减小后再不变，即平衡正向移动，结合题干信息：1mol甲烷和1mol水蒸气的总能量小于1mol一氧化碳和3mol氢气的总能量，即该反应正反应是一个吸热反应，则所改变的条件可能是升高温度或者及时分离出H2O蒸气，故答案为：升高温度或者及时分离出H2O蒸气。
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