第2章 化学反应的方向、限度与速率 单元测试卷
一、单选题
1．某温度下，将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是
A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.17mol·L-1
B．由图甲推断，A点对应温度下该反应的平衡常数为800
C．达平衡后，若增大容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示
D．压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如图丙，则T2>T1
2．我国科学工作者首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，该研究成果取得了原创性突破，其合成路线中的第一步反应为 。某温度下，在容积为2L的刚性容器中投入2和6，发生上述反应，达到平衡时，体系压强变为原来的0.7倍。下列叙述错误的是
A．若该反应只有在低温时才能自发进行，则活化能
B．继续通入可提高的产率
C．该温度下反应的平衡常数
D．保持不变，说明该反应达到平衡
3．氨在催化剂作用下发生反应：。若在时，向密闭容器中充入和，测得氨的转化率随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A．在内 B．d点时改变的条件可能是降温、加压
C．时，平衡时容器压强是反应前的倍 D．正反应的速率：
4．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。如图，我国学者发现时，甲醇在铜基催化剂上的反应机理如图(该反应为可逆反应)。下列有关说法不正确的是
A．反应I为
B．反应II：中反应物总键能小于生成物总键能
C．优良的催化剂降低了反应的活化能，并减小反应热，节约了能源
D．反应在低温条件下能自发进行
5．以、为原料合成涉及的主要反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
不同压强下，按照投料，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A．图甲表示的是的平衡转化率随温度的变化关系
B．图乙中压强大小关系：
C．图乙时，三条曲线几乎交于一点，原因可能是此时以反应Ⅲ为主，压强改变对其平衡几乎没有影响
D．为同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择高温高压的反应条件
6．在2 L的恒容密闭容器中充入和，发生反应： 。根据图像，下列说法正确的是
A．一定温度下，y表示平衡常数或压强 B．平衡时O2的转化率为50% C．t1改变的条件为降低压强 D．该反应的>0
A．A B．B C．C D．D
7．在160℃、250℃条件下，分别向两个固定容积为2L的容器中充入2molCO(g)和，发生反应： 。实验测得两容器中CO或的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A．ac段的平均反应速率为
B．曲线bd对应160℃条件下的反应
C．正反应速率：
D．160℃时，该反应的平衡常数
8．甲烷-湿空气自热重整制过程中零耗能是该方法的一个重要优点，原理如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
在、按(空气)的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，、的转化率及CO、的选择性[CO的选择性％]与温度的关系如题图所示。下列说法错误的是
A．图中曲线②表示的转化率随温度的变化关系
B．由图可知，温度升高，CO选择性增大
C．975K时，改用高效催化剂能提高平衡时的选择性
D．其他条件不变，增大的值可提高的转化率
9．恒温条件下，向两个锥形瓶中加入等质量、表面积相同的镁条并塞紧瓶塞，然后用注射器分别注入盐酸、醋酸，测得锥形瓶内气体压强随时间变化如图，反应过程中忽略液体体积变化．下列说法不正确的是
A．加入的镁条质量可能为 B．内，两锥形瓶中反应平均速率相等
C．反应结束，反应体系(反应物、生成物、锥形瓶)总能量升高，环境总能量降低 D．将醋酸中的镁条替换为等质量的镁粉，曲线b有可能变化为曲线a
10．汽车尾气处理的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746kJ mol-1。下列说法正确的是
A．升高温度可使v正增大、v逆减小
B．使用高效催化剂可以提高活化分子的百分含量
C．反应达到化学平衡状态时，2v正(NO)=v逆(N2)
D．CO和CO2的物质的量相等时，反应达到化学平衡状态
11．一定温度下，向容积为1L的密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g)，发生反应。反应过程中测得的部分数据如表所示：
t/min 0 10 20 30
n(A)/mol 0.10 0.04 0.02
n(B)/mol 0.20 0.04
下列说法正确的是A．反应在前10min内的平均速率
B．温度不变，若起始时向容器中充入0.1molA、0.4molB和0.4molC，达平衡前
C．若该容器为绝热状态，保持体积不变，起始时向容器中充入0.1molC，达到平衡时C的转化率为80%
D．保持其他条件不变，升高温度，平衡时，则反应的△H<0
12．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
13．可燃冰是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，可用表示其组成。已知在101kPa下，，下列说法正确的是
A．开发、利用可燃冰可以减少温室气体排放 B．低压、高温条件有利于可燃冰释放出气体
C．的标准燃烧热 D．由热化学方程式可知，的能量高于
14．反应可用于处理。下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．反应达到平衡后，其他条件不变，向反应容器中通入，再次平衡，转化率增大
D．其他条件相同，选用高效催化剂，能提高平衡时的转化率
二、填空题
15．如图是反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H＜0中CO和CO2的浓度随时间的变化关系图像。若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原来的2倍，在图中t4～t5区间内画出CO、CO2的浓度变化曲线，并标明物质(假设各物质状态均保持不变)______。
16．时，将和溶液混合，发生反应：。溶液中与反应时间的关系如图所示。
(1)下列可判断反应达到平衡的是_______(填字母)。
A．溶液的不再变化
B．
C．不再变化
D．
(2)时，_______(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)时_______时(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_______。
(4)若平衡时溶液的，则该反应的平衡常数K为_______。
17．回答下列问题：
(1)①反应过程中的能量变化如图所示，该反应_______(用含、式子表示)。
②在容积固定的密闭绝热容器中发生上述可逆反应，能证明该可逆反应达到平衡状态的依据是_______
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的平均摩尔质量保持不变
C．容器内的温度保持不变
D．达到平衡时
E.达到平衡状态时保持不变
F.混合气体的总压强不变
(2)符合某些特征的化学反应理论上都可以设计成原电池。下列化学反应_______(填字母)不能设计成原电池。
A． B．
C． D．
(3)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解溶液。某研究小组以甲烷燃料电池(装置甲)为电源，模拟氯碱工业生产原理，装置如图所示。
请回答以下问题：
①观察到C极和D极不同的现象是_______
②C极可以选用的材料是_______(填标号)。
A．铁棒 B．铂片 C．铜棒 D．石墨棒
③A极发生的电极反应为_______
④装置甲、乙中的电解质溶液足量，当电路中通过电子时，理论上得到的气体c在标准状况下的体积为_______；此时气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为_______。
18．乙醇用途广泛且需求量大，寻求制备乙醇的新方法是研究的热点。
(1) 电催化制备乙醇。电解原理示意图如图1所示。
①a电极的电极反应式为_______。
②有效抑制a电极发生析氢反应的措施有_______。
(2) 催化加氢制备乙醇。在催化剂表面加氢制备乙醇的反应为 ，反应机理如图2所示。
①在催化剂表面加氢生成的过程可描述为_______。
②制取的过程中可获得的副产物有_______。
③随着反应进行，的值_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
④将的混合气体置于密闭容器中，在和不同温度下反应达到平衡时，的转化率和的选择性[的选择性]如图3所示。温度在时，CO2的平衡转化率几乎不变，其原因可能为_______。
图3
19．在刚性密闭容器中充入一定量的和，发生反应：。其他条件相同，在两种催化剂作用下，反应相同时间时的转化率与温度的关系如图所示。
(1)催化效率较高的是_______(填“”或“”)；b点_______(填“达到”或“未达到”)平衡。
(2)温度高于，升高温度，的原因可能是_______(答1条即可)。
三、实验题
20．过氧化氢是一种常用的绿色试剂，某学习小组针对的性质进行如下实验。
Ⅰ.验证的还原性
已知：溶液与氯水发生反应时表现还原性。
(1)制取氯水，装置如图所示。
①仪器X的名称是_______，生成的化学方程式为_______。
②饱和食盐水的作用是_______。
(2)取上述新制饱和氯水于试管中，向其中加入溶液至过量，产生大量气泡(该气体可使余烬复燃)，还观察到溶液颜色发生的变化是_______。
Ⅱ.探究、对分解的影响
选用溶液和溶液，探究、对分解的影响。记录数据如下：
实验序号 添加试剂及用量 完全分解所需时间/min
1 溶液
2 溶液
(3)实验结果显示，可得出的结论是：_______(填化学式)更有利于分解。
(4)甲同学查阅资料得知能加速分解，对分解无影响。为排除干扰，该同学进行实验：向两份溶液中分别加入amL浓度均为______________ (填化学式)溶液和_______(填化学式)溶液。内，发现均几乎不分解。甲同学认为，在无存在的情况下，、对催化分解无影响。
(5)乙同学又提出猜想：、对催化分解会产生影响。进行如下实验。限选试剂如下：
A．溶液 B．少量固体 C．溶液 D少量固体
实验序号 添加试剂及用量 完全分解所需时间/min
3 需同时加入 溶液和①_______ (填标号)
4 需同时加入溶液和②_______ (填标号)
(6)根据实验1~4中测得的完全分解所需时间，该小组同学认为_______(填“增强”或“减弱”，下同)的催化效果，_______的催化效果。
21．某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验。
【实验原理】
【实验内容及记录】
实验序号 温度/℃ 试管中所加试剂及其用量/mL 溶液紫色褪至无色时所需时间/min
0.04 mol/L KMnO4溶液 0.36 mol/L稀硫酸 0.2 mol/L H2C2O4溶液 H2O
① 20 1.0 1.0 2.0 2.0 4.0
② 20 1.0 1.0 3.0 Vx 3.6
③ 40 1.0 1.0 2.0 2.0 0.92
(1)实验原理中，1 mol KMnO4参加反应时，转移电子的物质的量为_______mol。
(2)实验①、②探究的是_______对反应速率的影响，表中Vx=_______。
(3)由实验①、③可得出的结论是_______。
(4)实验①中，4.0 min内，_______mol·L·min。
(5)反应过程中，反应速率随时间的变化趋势如图所示。
其中，因反应放热导致温度升高对速率影响不大，试推测t1-t2速率迅速增大的主要原因是_______。若用实验证明你的推测，除了表中试剂外，还需向试管中加入少量固体，该固体应为_______(填标号)。
A．K2SO4 B．MnSO4 C．MnO2
四、原理综合题
22．反应。在进气比不同时，测得相应的平衡转化率如图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同；各点对应的其他反应条件都相同)。
(1)反应中的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是_______。
(2)图中E和G两点对应的反应温度的关系是_______，其原因是_______。
(3)A、B两点对应的反应速率_______(填“<”“=”或“>”)。已知反应速率，，k为反应速率常数，x为物质的量分数，在达到平衡状态为C点的反应过程(此过程为恒温)中，当的转化率刚好达到60%时，_______。
23．的回收和综合利用有利于实现“碳中和”。在催化剂作用下，、同时发生如下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
请回答：
(1)反应Ⅰ能自发进行的条件是_______。
(2)压强平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)的对数与温度倒数呈线性关系，如图1所示。其中表示反应Ⅰ的变化曲线为_______(填“”或“”)。
(3)若和按一定比例在装有催化剂的反应器中发生反应，一定时间内甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图2所示。490K之后甲醇产率下降，其变化的原因是_______。
(4)在恒温恒容的密闭容器中加入1 mol 和3 mol 发生反应。
①若只发生反应Ⅰ，的浓度随时间()变化如图3所示。其他条件不变，在时间将容器体积缩小至原来的一半，时重新达到平衡。请画出时段内浓度的变化曲线_______。(在答题卷对应区域作图)
②若40 min后反应达到平衡，此时 mol， mol，则反应Ⅱ的化学平衡常数为_______。
参考答案：
1．B
【详解】A．由图甲推断，B点SO2物质的量为，即浓度为，A错误；
B．根据A点分析，达到平衡c(SO2)=0.04mol/L，c(O2)=0.02 mol/L，c(SO3)=0.16 mol/L，A点对应温度下的平衡常数为，B正确；
C．达平衡后若增大容器容积，即减小压强，平衡向着逆反应方向移动且正逆反应速率都应减小，C错误；
D．压强相同，温度高速率快，即温度高的先达到平衡，由图中信息知T1先达到平衡，即T2
2．D
【详解】A．该反应是气体分子数减小的反应，，又该反应只有在低温时才能自发进行，根据时反应可自发进行知，，则，则，A正确。
B．继续通入，平衡正向移动，的实际产量增大，由于的投入量并未发生变化，则的理论产量不变，故的产率增大，B正确。
C．设生成的物质的量为x，由题给信息列三段式：
平衡时体系中气体总物质的量为，达到平衡时，体系压强变为原来的0.7倍，即，则。平衡时、、、，该温度下，C正确。
D．按物质的量之比等于化学计量数之比投入原料时，始终保持不变，不能说明反应达到平衡，D错误。
故选D。
3．C
【详解】A．在时，，则，，故，A项错误；
B．在时，氨的转化率下降，降低温度平衡正向移动，增大，B项错误；
C．在下，平衡时，则，根据化学方程式，列三段式可得：
在容器体积不变条件下，压强比=物质的量之比，故，C项正确；
D．a、b、c三点正反应速率逐渐减小，d点采取措施可能是加压、升温或者增大的浓度，上述条件均可以使正反应速率增大，故正确顺序为，D项错误。
故选C。
4．C
【详解】A．根据图示可知反应I是1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)反应产生1 mol CO(g)和2 mol H2(g)，由于反应物的能量比生成物的低，因此发生反应时会吸收能量，所以△H＞0，A正确；
B．根据图示可知反应II是放热反应，根据△H=反应物总键能-生成物总键能<0，则反应物总键能<生成物总键能，B正确；
C．优良的催化剂降低了反应的活化能，使反应更容易发生，但不能改变反应物、生成物的总能量，因此反应热△H不变，C错误；
D．根据图示可知该反应方程式为，反应物的总能量比生成物的低，所以△H＞0，该反应的正反应是气体体积扩大的吸热反应，△H＞0，△S＞0，要使反应发生△G＜0，则△H -T△S＜0，因此高温条件下更有利于反应正向进行，D正确；
故合理选项是C。
5．C
【详解】A．图甲表示温度升高，的平衡产率降低，A项错误；
B．相同温度下，压强越大，的平衡产率越高，因此，B项错误；
C．反应Ⅲ气体体积不变，改变压强不影响的平衡转化率，C项正确；
D．由图甲、乙可知，为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择低温、高压的反应条件，D项错误；
故选C。
6．B
【详解】A．该反应正方向气体体积减少，随着反应的进行，混合气体总的物质的量减小，压强减小，A错误；
B．平衡时SO2的转化率为50%，则SO2消耗量为1mol，O2的消耗量为0.5mol，因此平衡时O2的转化率为，B正确；
C．t1时，v正突然增大，改变的条件可能为增大压强或升高温度或增大反应物浓度，C错误；
D．由图可知，T2时反应达到平衡，T2到T3，升高温度SO3的百分含量减小，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，<0，D错误；
故选B。
7．D
【分析】充入2molCO和，则物质的量减少的曲线，即bd曲线代表CO，物质的量增加的曲线，即ac曲线代表；温度较高则反应较快，较早达到平衡，故曲线ac代表250℃条件，曲线bd代表160℃条件。
【详解】A．据分析及图中所示数据，ac段增加1.1mol，耗时5min，的平均反应速率为，A正确；
B．据分析，曲线bd对应160℃条件下的反应，B正确；
C．由图可知a、c点对应的温度更高，a点对应的反应物的浓度大，故正反应速率：，C正确；
D．据分析，曲线bd代表160℃条件，d点对应平衡状态，此时CO物质的量剩余0.2mol，则其反应消耗1.8mol，则平衡常数，D错误；
故选D。
8．C
【分析】反应反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ可得总反应为，据此解答。
【详解】A．结合总反应为，曲线②表示的转化率随温度的变化关系，A正确；
B．根据反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO含量增大，CO选择性增大，B正确；
C．催化剂改变反应速率，不能提高平衡时的选择性，C错误；
D．结合反应Ⅱ、反应Ⅲ，增大水蒸气的含量有利于反应正向移动，增大的值可提高的转化率，D正确；
故选C。
9．C
【详解】A．两注射器酸的物质的量均为0.002L×2mol/L=0.004mol，全部反应消耗Mg的质量为×24g/mol=0.048g，镁条过量、少量、恰好完全反应都可以，故加入的镁条质量可能为0.050g，故A正确；
B．由图可知，0～300s内，锥形瓶内压强相等，则生成氢气的量相同，则两锥形瓶中反应平均速率相等，故B正确；
C．金属与酸的反应为放热反应，反应体系放出热量，则反应体系（反应物、生成物、锥形瓶）总能量降低，环境总能量升高，故C错误；
D．增大接触面积，有利于加快反应速率，将醋酸中的镁条替换为等质量的镁粉，接触面积增大，反应速率加快，曲线b有可能变化为曲线a，故D正确；
故选C。
10．B
【详解】A．升高温度，物质的内能增加，活化分子数增加，分子之间的有效碰撞次数增加，故可使v正增大、v逆也增大，A错误；
B．使用高效催化剂可以降低反应的活化能，使更多分子变为活化分子，因而能提高活化分子的百分含量，因此能加快化学反应速率，B正确；
C．当反应达到化学平衡状态时，任何物质的浓度不变，故反应速率关系为v正(NO)=2v逆(N2)，C错误；
D．CO和CO2的物质的量相等时，反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡状态，这与开始时加入的物质的量及反应条件有关，不能据此判断反应是否达到化学平衡状态，D错误；
故合理选项是B。
11．D
【详解】A．反应在前10 min内，。由于用不同物质表示反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则用B物质浓度变化表示的反应速率，A错误；
B．反应进行到30 min时，消耗B的物质的量n(B)=，则根据物质反应转化关系可知反应消耗A的物质的量n(A)=0.08 mol，剩余的A为0.02mol，和20min时相同，说明反应已达平衡。生成C为0.08 mol，所以反应达到平衡时，A、B、C的物质的量分别为0.02 mol，0.04 mol，0.08 mol，由于容器的容积是1 L，则各物质的平衡浓度为，，，因此达到平衡时，该反应平衡常数，若起始时向容器中充入0.1molA、0.4molB和0.4molC ，则，Qc
D．由选项B分析可知：400℃时，C(g)的平衡浓度为0.08，保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(C)=0.06 mol/L，C(g)的平衡浓度降低，说明升高温度，化学化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应是放热反应，即该反应的正反应的反应热△H＜0，D正确；
故选D。
12．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。
13．B
【详解】A．及其燃烧产物均为温室气体，开发、利用可燃冰不能减少温室气体排放，A项错误；
B．高压和低温条件有利于可燃冰的形成，则低压、高温条件有利于可燃冰释放出气体，B项正确；
C．该热化学方程式中生成的是，因此的标准燃烧热，C项错误；
D．由热化学方程式无法判断和的能量高低，D项错误；
故选B。
14．B
【详解】A．上述反应气体物质的量增多，故A错误；
B．上述反应平衡常数，故B正确；
C．反应达到平衡后，其他条件不变，向反应容器中通入，再次平衡，CH4的转化率增大，转化率减小，故C错误；
D．催化剂不能使平衡移动，其他条件相同，选用高效催化剂，的转化率不变，故D错误；
选B。
15．
【详解】图像中纵轴、横轴分别表示浓度和时间，该反应是反应前后气体分子数不变的放热反应，压强增大为原来的2倍，容器容积缩小为原来的，和的浓度均增大为原来的2倍，平衡不移动，补充后的图像为 。
16．(1)AC
(2)大于
(3) 小于 时生成物浓度较低
(4)
【详解】（1）A．溶液的pH不再变化，即的浓度不再变化，则体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，故A正确；
B．当正或时，反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，不能说明反应已达平衡，故B错误；
C．反应达到平衡之前，逐渐减小而逐渐增大，故逐渐增大，当不变时，反应达到平衡状态，故C正确；
D．根据离子方程式可知，反应体系中恒有，由题图可知，反应达到平衡时，此时，所以时，未达平衡状态，故D错误；
故答案为：AC；
（2）时反应未达到平衡状态，还将增大，所以平衡正向进行，大于，故答案为：大于；
（3）从到，反应逐渐趋于平衡状态，反应物浓度逐渐减小而生成物浓度逐渐增大，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故时小于时，故答案为：小于；tm时生成物浓度较低；
（4）根据题意可知，起始时，由题图可知，平衡时，则此时，，，故该反应的平衡常数，故答案为：。
17．(1) E1-E2 BCEF
(2)C
(3) C极现象为产生黄绿色气体，D极现象为产生无色气体，且D极附近溶液变红 BD CH4-8e-+10OH-=+7H2O 4.48L 3：8
【分析】甲为燃料电池，A为电子流出极，故A极为负极，通入甲烷，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，B为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙为电解池，D为阴极，氢离子得电子生成d为氢气，C为阳极，氯离子失电子生成c为氯气；
【详解】（1）①由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，△H=(E1-E2)kJ/mol，故答案为：E1-E2；
②A．容器内气体质量和体积不变，混合气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体质量不变，气体物质的量变化，当容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变，说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．该反应为放热反应，当温度保持不变，说明反应达到平衡状态，故C正确；
D．不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
E．物质C的百分含量保持不变说明C的浓度不再发生变化，说明反应达到平衡状态，故E正确；
F．.反应前后气体物质的量变化，当混合气体的总压强不变，说明反应达到平衡状态，故F正确；
故答案为：BCEF；
（2）A．CH4+2O2═CO2+2H2O为自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故A正确；
B．Fe+CuSO4═FeSO4+Cu为自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故B正确；
C．2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O为非氧化还原反应，不能设计成原电池，故C错误；
D．Zn+2MnO2+2H2O═Zn(OH)2+2MnO(OH)为自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故D正确；
故答案为：C；
（3）①C为阳极，氯离子放电生成氯气，故C极现象为产生黄绿色气体，D为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，故D极现象为产生无色气体，且D极附近溶液变红，故答案为：C极现象为产生黄绿色气体，D极现象为产生无色气体，且D极附近溶液变红；
②乙为电解池，模拟氯碱工业生产原理，C极为阳极，氯离子放电，故C极为惰性电极，铂、石墨为惰性电极，铁、铜为活性电极，故答案为：BD；
③A为电子流出极，故A极为负极，通入甲烷，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，
④A极为负极，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，B极为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，当电路中通过0.4mol电子时，消耗甲烷和氧气的物质的量的和为0.05mol+0.1mol=0.15mol，C极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，当电路中通过0.4mol电子时，生成氯气0.2mol，体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，D为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，生成氢气和氯气的物质的量的和为0.2mol+0.2mol=0.4mol，此时气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为0.15mol：0.4mol=3：8，故答案为：4.48L；3：8。
18．(1) 2CO2+12e-+9H2O=CH3CH2OH+12OH- 选择高选择性和高活性的电化学催化剂
(2) 在催化剂表面加氢生成的过程是分子中一个碳碳双键被打开，被催化剂吸附，其中的碳原子与氢气分子中断开的氢原子结合形成CH3*，CO*与CH3*在H*作用下生成 CH4、CH3OH 不变 H2与CO2反应的副反应是CH3OH，副反应为吸热反应，主反应为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，主反应平衡往逆向移动，使CO2的平衡转化率下降，副反应平衡往正向移动，使CO2的平衡转化率上升，当下降和上升的程度相当时，即温度在，CO2的平衡转化率几乎不变。
【详解】（1）二氧化碳催化加氢制备乙醇，则a电极为电解池的阴极，二氧化碳碱性条件下在阴极得到电子生成乙醇，电极反应式为2CO2+12e-+9H2O=CH3CH2OH+12OH-；选择高选择性和高活性的电化学催化剂可以有效抑制a电极发生析氢反应；
（2）①根据图示，在催化剂表面加氢生成的过程是分子中一个碳碳双键被打开，被催化剂吸附，其中的碳原子与氢气分子中断开的氢原子结合形成CH3*，CO*与CH3*在H*作用下生成；
②根据图示，CH3*与H*会结合生成CH4，CO*与H*会结合生成CH3OH，所以副产物是CH4、CH3OH；
③当反应达到平衡时，Co0失电子生成Co2+的速率与Co2+得电子生成Co0的速率相等， 即比值不变；
④根据②的分析，H2与CO2反应的副反应是CH3OH，副反应为吸热反应，而主反应为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，主反应平衡往逆向移动，使CO2的平衡转化率下降，副反应平衡往正向移动，使CO2的平衡转化率上升，当下降和上升的程度相当时，即温度在，CO2的平衡转化率几乎不变。
19．(1) 未达到
(2)催化剂的活性降低
【详解】（1）由图可知，温度相同、时间相同时，Cat2作催化剂时，C2H2的转化率更高，故Cat2的催化效率较高；催化剂改变反应速率，不改变平衡时物质的转化率，由图可知，下
使用Cat2作催化剂，C2H2的转化率高于b点，说明b点未达到平衡。
（2）温度高于，升高温度，b→c段C2H2的转化率降低，原因可能是催化剂的活性降低。
20．(1) 圆底烧瓶 除去中混有的
(2)黄绿色褪去
(3)
(4) 2b KCl (和的先后顺序可调换)
(5) B D
(6) 增强 减弱
【分析】实验Ⅰ验证H2O2的还原性，首先制取氯水，利用浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气，饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体，然后通入蒸馏水中得到氯水，之后NaOH溶液吸收尾气，然后取少量新制氯水，加入H2O2溶液至过量，生成氧气可以证明H2O2的还原性；实验Ⅱ探究Cl-、NO对H2O2分解的影响，通过控制变量法，选用Cl-、NO的铜盐溶液，通过比较H2O2完全分解所需时间来判断催化效果。
【详解】（1）①根据仪器的结构特点可知X的名称为圆底烧瓶；利用浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气，化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；
②浓盐酸具有挥发性，生成的氯气中会混有HCl气体，饱和食盐水可以除去Cl2中混有的HCl；
（2）新制氯水中含有氯气分子，呈黄绿色，向其中加入H2O2溶液至过量，产生大量气泡，该气体可使余烬复燃，说明生成了氧气，H2O2被氧化，氯气最终全部转化为氯离子，所以溶液颜色发生的变化是黄色绿褪去；
（3）t1
（5）该实验的目的是探究Cl-、NO对Cu2+催化H2O2分解的影响，所以只需改变阴离子的量，所以实验3中应加入amLbmol·L-1CuCl2溶液和少量KCl固体，即选B；实验4中应加入amLbmol·L-1Cu(NO3)2溶液和KNO3固体，即选D，以此来改变阴离子的量，观察对H2O2分解的是否产生影响；
（6）t3＜t1，说明加入更多的Cl-后H2O2分解加快，即Cl-增强Cu2+的催化效果；而t4＞t2，说明加入更多的NO后H2O2分解减慢，即NO减弱Cu2+的催化效果。
21．(1)5
(2) 浓度 1 mL
(3)升高温度，化学反应速率加快
(4)1.67×10-3
(5) 反应产生的Mn2+对化学反应起了催化作用 B
【分析】KMnO4具有强氧化性，H2C2O4具有还原性，二者发生氧化还原反应，根据元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移总数，可计算1 mol KMnO4反应时电子转移的物质的量。在测定反应速率时，通常采用控制变量方法进行研究。根据单位时间内物质浓度改变值计算反应速率。且外界条件对化学反应速率的影响因素中，影响大小关系为：催化剂＞温度＞浓度，据此分析解答。
【详解】（1）根据反应方程式可知：KMnO4反应后变为Mn2+，Mn元素化合价从+7价变为+2价，降低了5价，则根据元素化合价改变数值等于反应过程中电子转移的物质的量，可知：1 mol KMnO4参加反应时转移了5 mol电子；
（2）在进行实验时，要采用控制变量方法进行研究，根据表格实验1可知混合溶液总体积是6 mL，则Vx=1 mL；结合实验1、2数据可知，只有H2C2O4溶液浓度不同，其它外界体积都相同，因此实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响；
（3）结合实验1、3数据可知：二者不同之处是反应温度不同，因此是探究温度对化学反应速率的影响，可见：升高温度会使溶液褪色时间缩短，故升高反应温度，会导致化学反应速率加快；
（4）n(KMnO4)=0.04 mol/L×10-3 L=4.0×10-5 mol，混合溶液总体积是V=6.0×10-3 L，则△c(KMnO4)=，则在实验①中，4.0 min内，；
（5）影响化学反应速率的因素有催化剂、温度、浓度等，根据题意可知：因反应放热导致温度升高对速率影响不大，在时间t1-t2过程中，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，但反应速率缺逐渐增大，可推知速率迅速增大的主要原因是反应产生了Mn2+，Mn2+对化学反应起了催化作用；
若用实验证明你的推测，除了表中试剂外，还需向试管中加入少量固体，该固体中应该含有Mn2+，加入的固体物质应为MnSO4，故合理选项是B。
22．(1)反应温度相同，进气比越大，的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，的平衡转化率越大或进气比越大，反应温度越低，的平衡转化率越小
(2)
(3) > 4
【详解】（1）反应中的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是反应温度相同，进气比越大，的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，的平衡转化率越大或进气比越大，反应温度越低，的平衡转化率越小。
（2）在E点时，的平衡转化率为50%，根据三段式得：
在G点时，的平衡转化率为40%，根据三段式得：
。
平衡常数只与温度有关，温度相等平衡常数相等，因为，故。
（3）反应，该反应为吸热反应，当相同时，温度高转化率大，A点的转化率大于B点，说明A点的温度高，故反应速率：；在C点时，的平衡转化率为75%，根据三段式得：
，
则。
当的转化率刚好达到60%时：
。
23．(1)低温
(2)L1
(3)温度升高，有利于发生反应Ⅱ，导致反应Ⅰ的选择性下降(或反应Ⅰ是放热反应，达到平衡后升高温度，平衡逆向移动；反应未到达平衡，温度升高催化剂活性降低导致速率下降，产率下降)
(4) 2.2
【详解】（1）反应Ⅰ是放热反应，熵减的反应，根据△G=△H T△S＜0，能自发进行的条件是低温；故答案为：低温。
（2）压强平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)的对数与温度倒数呈线性关系，如图1所示。
反应Ⅰ是放热反应，根据图中信息，横坐标从左到右不断增大即温度不断减小，降温，平衡正向移动，平衡常数增大，则增大，因此表示反应Ⅰ的变化曲线为；故答案为：。
（3）490K之后甲醇产率下降，其变化的原因是反应Ⅱ是吸热反应，反应Ⅰ是放热反应，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ正向移动，因此有利于发生反应Ⅱ，导致反应Ⅰ的选择性下降；故答案为：温度升高，有利于发生反应Ⅱ，导致反应Ⅰ的选择性下降(或反应Ⅰ是放热反应，达到平衡后升高温度，平衡逆向移动；反应未到达平衡，温度升高催化剂活性降低导致速率下降，产率下降)。
（4）①若只发生反应Ⅰ，的浓度随时间()变化如图3所示。其他条件不变，在时间将容器体积缩小至原来的一半，时重新达到平衡，时各物质的量浓度瞬间变为原来的二倍，二氧化碳浓度变为0.5 mol L 1，缩小体积 加压，平衡正向移动，因此时段内浓度的变化曲线；故答案为：。
②若40 min后反应达到平衡，此时 mol， mol，生成一氧化碳消耗氢气0.4mol，二氧化碳0.4mol，则生成甲醇消耗氢气1.4mol，二氧化碳为0.47mol， 建立三段式得到，，则反应Ⅱ的化学平衡常数为；故答案为：2.2。
