03化学平衡-广东省2023-2024学年高二化学上学期期中、期末重点知识点专题练习（人教版2019）

这是一份03化学平衡-广东省2023-2024学年高二化学上学期期中、期末重点知识点专题练习（人教版2019），共26页。试卷主要包含了单选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．（2023上·广东深圳·高二深圳市高级中学校考期末）化学与生活、生产密切相关，下列说法中错误的是
A．汽车尾气净化器通常使用贵金属为催化剂，提高有害气体的平衡转化率
B．华为手机Mate60的芯片麒麟9000s主要原材料是硅
C．豆科植物根瘤菌可以在常温常压下把转化为氮的化合物
D．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”
2．（2023上·广东汕头·高二统考期末）将CO2转化为甲醇是其资源化利用的重要途径之一，发生的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g) + H2O(g) ΔH＜0，下列叙述错误的是
A．平衡后加入少量CO2，平衡正向移动，H2的转化率增大
B．平衡后升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小
C．当容器中CH3OH的体积分数不再变化时，反应达到平衡状态
D．平衡后增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大
3．（2024上·广东深圳·高二统考期末）一定温度下，向2L恒温密闭容器中加入足量活性炭和，发生反应，部分物质的物质的量随反应时间t的变化曲线如图所示，下列说法正确的是
A．曲线I表示随t的变化
B．0~2min内，
C．3min时，加入催化剂可提高的平衡转化率
D．3min时，充入增大压强，该容器的气体颜色不变
4．（2024上·广东深圳·高二统考期末）下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A．增大压强，有利于和反应生成
B．锌粒粉碎后与稀硫酸反应产生氢气速度更快
C．、、平衡混合气加压后颜色变深
D．温度设置为400~500℃比室温更有利于氨的合成
5．（2024上·广东深圳·高二深圳市光明区高级中学校联考期末）臭氧在烟气脱硝中的反应为。向的恒容密闭容器中充入和充分反应，平衡时，的体积分数随温度变化关系如图所示。下列说法正确的
A．该反应的
B．点时，的体积分数为
C．点时，
D．正反应速率的大小：点点
6．（2024上·广东揭阳·高二统考期末）如图为某反应的微观示意图。下列说法正确的是
A．该反应为可逆反应B．过程Ⅰ吸收热量，过程Ⅱ放出热
C．反应物的总能量小于生成物的总能量D．加压一定能加快反应速率
7．（2023上·广东广州·高二统考期末）如图为某化学反应的反应速率随反应时间的变化示意图，在t1时刻升高温度或增大压强都符合图示变化的反应是
A．
B．
C．
D．
8．（2021上·广东茂名·高二统考期末）碘钨灯具有亮度高、使用寿命长等特点，被广泛用作影视拍摄、舞台、工厂、大型建筑物、大型广场等的照明光源。碘钨灯的原理是：金属钨(W)在高温下发生缓慢升华，并与碘钨灯中封存的碘蒸气发生以下反应：，利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差将沉积在灯泡壁上的钮“搬运”回灯丝上。下列有关理解不正确的是
A．碘钨灯工作时，电能可转化为光能和热能
B．碘钨灯工作时，在灯泡壁和灯丝上发生反应的平衡常数互为倒数
C．为放热反应
D．碘蒸气的作用是延长灯丝的使用寿命
9．（2021上·广东茂名·高二统考期末）某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下反应：，下列情况不能说明反应已达到平衡状态的是
A．容器内压强不随时间而变化
B．单位时间内，有反应，同时有生成
C．单位时间内，有生成，同时有生成
D．气体的平均摩尔质量不随时间而变化
10．（2021上·广东茂名·高二统考期末）t℃时，一定量的混合气体在某恒容密闭容器中发生反应：，平衡后测得气体的浓度为。其他条件不变，将密闭容器的容积扩大1倍，重新达到平衡后，测得B气体的浓度为。下列叙述不正确的是
A．a+bB．重新达到平衡时，A气体的浓度减小
C．重新达到平衡时，D气体的体积分数减小
D．恒温下扩大容器体积，平衡向左移动
11．（2021上·广东茂名·高二统考期末）某温度下，某气相反应达到化学平衡，平衡常数，且正反应为吸热反应。下列说法正确的是
A．增大，则和增大
B．减小压强，平衡向生成的方向移动
C．降低温度，平衡向生成的方向移动，逆反应速率增大
D．该反应的化学方程式为
12．（2021上·广东茂名·高二统考期末）下列现象能用勒夏特列原理解释的是
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
②棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅
③SO2与O2生成SO3的反应，往往需要使用催化剂
④H2、I2、HI平衡混和气加压后颜色变深
A．①和②B．①和④C．②和③D．①②④
13．（2022上·广东广州·高二广州市协和中学校联考期末）下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A．配制溶液，常将晶体溶于较浓的盐酸中
B．把食品存放在冰箱里可延长保质期
C．合成氨工业中使用铁触媒作催化剂
D．500℃时比室温更有利于合成氨的反应
二、解答题
14．（2023上·广东深圳·高二深圳市高级中学校考期末）对甲烷和的高效利用不仅能缓解大气变暖，而且对日益枯竭的石油资源也有一定的补充作用，甲烷临氧耦合重整反应有：
反应(ⅰ)： kJ⋅ml
反应(ⅱ)： kJ⋅ml
(1)写出表示CO燃烧热的热化学方程式： 。
(2)在两个体积均为1 L的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下进行反应(ⅱ)：(不发生其它反应)，的平衡转化率如下表所示：
①下列能说明反应达到平衡状态是 。
A．
B．容器内各物质的浓度满足
C．容器内混合气体的总压强不再变化
D．容器内混合气体密度保持不变
②上述反应达到平衡后，下列变化一定能使平衡向正向移动的是
A．恒容通入惰性气体使容器内压强增大 B．正反应速率加快
C．平衡常数K变大 D．增大催化剂表面积
③若容器Ⅰ内反应从开始到平衡所用的时间为t min，则t min内该反应的平均反应速率为： (用含t的表达式表示)。
④达到平衡时，容器Ⅰ、Ⅱ内CO的物质的量的关系满足： (填“>”、“=”或“<”)。
(3)将和以物质的量比为4∶3充入盛有催化剂的恒容密闭容器内，发生上述反应(ⅰ)：，测得相同时间CO的体积分数[]与温度(T)的关系如图如示。
①°C时，CO体积分数最大的原因是 。
②若℃时，容器内起始压强为，平衡时CO的体积分数为20%，则反应的平衡常数 (用平衡分压强代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
15．（2023上·广东汕头·高二统考期末）氢能将在实现“双碳”目标中起到重要作用。回答下列问题：
(1)乙醇水蒸气重整制氢反应是将乙醇与水按比例混合，最终转化为H2以及CO2的过程。发生的反应有：
I．C2H5OH(g)+H2O(g) ⇌2CO(g)+4H2(g) ΔH1＝+255.7 kJ·ml－1
Ⅱ．CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2＝－41.2 kJ·ml－1
Ⅲ．C2H5OH(g)+3H2O(g) ⇌ 2CO2(g)+6H2(g) ΔH3
①ΔH3＝ kJ·ml－1。
②在恒容反应炉内测得平衡时，乙醇转化率、H2产率和含碳产物体积分数与反应温度的关系如图所示，则最佳反应温度是 ，理由是 。
③下列能判断反应I在恒容条件下达到平衡状态的是 。
A．混合气体的平均摩尔质量不变
B．单位时间内断开2mlO－H键同时断开4mlH－H
C．体系的压强不变
D．CO与H2的体积比不变
(2)压强为100kPa下，C2H5OH(g)和H2O (g)投料比1∶3发生上述反应，平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示[已知：CO的选择性]
表示C2H5OH转化率的曲线是 (填标号)。
②573K时，只考虑反应I和反应Ⅲ，生成氢气的体积分数为 (保留2位有效数字)。
(3)乙醇水蒸气重整制氢反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表
两种催化剂上积碳反应和消碳反应的焓变与活化能
则催化剂X (填“优于”或“劣于”)催化剂Y，理由是 。
16．（2024上·广东深圳·高二校考期末）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物是科学研究的重点内容：在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应： ，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
请回答下列问题：
(1)试比较K1、K2的大小，K1 K2（填“>”、“=”或“<”）。
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是 （填序号字母）。
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b．
c．
d．混合气体的密度保持不变
(3)400℃时，反应的平衡常数 。当测得NH3、N2、H2的浓度分别为、、时，则该反应的 （填“>”、“=”或“<”）。
(4)下图为一定温度下，N2和H2以1∶3进行反应，平衡时，NH3的体积分数随压强的变化示意图
①比较b点和a点：平衡常数 （填“>”、“<”或“=”，下同），N2的浓度 。
②计算b点的平衡常数 （用分压表示的平衡常数，结果保留2位有效数字）
17．（2024上·广东深圳·高二统考期末）废旧电池中含有Fe、Ni、Cd、C等重金属和电解液、有机粘结剂、碳粉等物质。从废旧电池中回收金属的新工艺，其流程如下图所示。
请回答以下问题：
(1)上述四种重金属元素中 元素与其它几种元素不属于同一族。画出的价层电子轨道表示式 。
(2)预处理中关键一步是焙烧。焙烧除了将金属转化为金属氧化物外，另一目的是 。
(3)用氨碳溶液浸取时是将一定比例的和混合通入溶液中浸取金属氧化物，氨碳比与浸取率的关系图如下，其中氨碳比最合适的范围是 ；
(4)“沉钴”过程中，在石墨催化下被氧气氧化为沉淀，往该沉淀中加入盐酸后被还原为，请写出加入盐酸后的离子反应方程式 。
(5)①萃取和反萃取的反应原理分别为、，则反萃取时加入的试剂为 ；
A．NaOH B． C． D．
②从反萃取液中获取的操作是 、过滤。
(6)“沉镉”时加入一定比例的氨碳溶液发生反应：，研究发现氨碳比约为2：1时沉镉效果最好，从平衡移动的角度分析其原因 。
(7)“萃取镍”用煤油进行萃取，萃取前水相中镍的浓度为aml/L，一次萃取后的萃取率为90%，则4次萃取后，水相中镍的浓度为 ml/L(萃取率)。
18．（2024上·广东深圳·高二深圳市光明区高级中学校联考期末）氮及其化合物在科研及生产中均有重要的应用。
(1)转化为是工业制取硝酸的重要一步，一定条件下，与发生催化氧化反应时，可发生不同反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①该条件下，与反应生成的热化学方程式为 .
②一定条件下的密闭容器中发生反应Ⅰ，平衡时混合物中的物质的量分数在不同温度（、、）随压强的变化如图所示。
则曲线对应的温度是 ，点平衡常数的大小关系是 。
(2)已知：，将气体充入的恒容密闭容器中，控制反应温度为，随（时间）变化曲线如图。
①下列各项中能说明该反应已达到化学平衡状态的是 。
A．容器内压强不变 B．
C．混合气体的颜色不变 D．混合气体的密度不变
②时刻反应达到平衡，若，计算内的平均反应速率 ，此时的转化率为 。
③反应温度时，画出时段，随变化曲线。保持其他条件不变，改变反应温度为，再次画出时段，随变化趋势的曲线 。（在答题卡方框中完成）
19．（2023上·广东揭阳·高二统考期末）回答下列问题：
(1)工业上可用与制备甲醇，其反应的化学方程式为。某温度下，将与充入容积不变的密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关系如下表：
①用表示前的平均反应速率 。
②该温度下，的平衡转化率为 。
③在300℃、下，将与按物质的量之比通入一密闭容器中发生上述反应达到平衡时，测得的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数为 (结果保留二位有效数字)。
(2)经催化加氢可合成低碳烯烃： 。在时，按投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。

②该反应的 (填“>”或“＜”)0。
③曲线c表示的物质为 。(填写化学式)
④在不改变起始投料的前提下，为提高的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是 。(任写一项措施)
20．（2023上·广东深圳·高二统考期末）随着“碳达峰”限期的日益临近，捕集CO2后再利用，成为环境科学的研究热点。已知研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应Ⅰ：
在反应过程中还发生反应Ⅱ：
(1)已知部分化学键的键能数据如下表所示：
则 kJ/ml，在实际工业生产中，为了提高反应Ⅰ中CH4的转化率，可以采取的措施是 (只答一条即可)。
(2)在密闭容器中充入CO2与CH4，下列不能够判断反应Ⅰ达到平衡状态的是___________。
A．容积固定的绝热容器中，温度保持不变
B．一定温度和容积固定的容器中，混合气体的密度保持不变
C．一定温度和容积固定的容器中，混合气体的平均相对分子质量保持不变
D．一定温度和容积固定的容器中，H2(g)和H2O(g)物质的量之和保持不变
(3)工业上将CH4与CO2按物质的量1：1投料制取CO和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。

①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是 。
②计算923K时反应Ⅱ的化学平衡常数的表达式K= 。
(4)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃，乙酸的生成速率先减小后增大的原因 。
起始物质的量(n)/ml
的平衡转化率
CO
Ⅰ
0.1
0.1
0
0
50%
Ⅱ
0.1
0.1
0.2
0.2
/
积碳反应
消碳反应
ΔH/ kJ·ml－1
75
172
活化能/ kJ·ml－1
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
时间/h
1
2
3
4
5
6
0.90
0.85
0.83
0.81
0.80
0.80
化学键
HO
HH
C=O
C≡O
键能(kJ/ml)
413
436
803
1076
参考答案：
1．A
【详解】A．催化剂不能提高转化率，故A错误；
B．晶体硅为良好的半导体材料，是制造芯片的主要原料，故B正确；
C．豆科植物根瘤菌可以在常温常压下把N2转化为氮的化合物，属于自然固氮，故C正确；
D．太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源，减少了二氧化碳的排放，有利于实现“低碳经济”，故D正确；
故答案选A。
2．D
【详解】A．平衡后加入少量CO2，二氧化碳浓度增大，平衡正向移动，H2的转化率增大，故A正确；
B．正反应放热，平衡后升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故B正确；
C．反应过程中CH3OH的体积分数增大，当容器中CH3OH的体积分数不再变化时，反应达到平衡状态，故C正确；
D．平衡常数只与温度有关，平衡后增大压强，平衡正向移动，平衡常数不变，故D错误；
选D。
3．B
【详解】A．投入活性炭和NO2，随着反应的进行，NO2的物质的量减少，CO2和N2的物质的量增加，相同反应时间内CO2增加的量是N2的两倍，故曲线Ⅰ表示n(CO2)随t的变化，曲线Ⅱ表示n(N2)随t的变化，曲线Ⅲ表示n(NO2)随t的变化，A错误；
B．曲线Ⅰ表示n(CO2)随t的变化，0~2min内n(CO2)变化1.5ml，则，B正确；
C．反应在此条件下2min后已经达到平衡，3 min时加入催化剂，可以同等程度加快正、逆反应的速率，平衡不移动，平衡转化率不变，C错误；
D．3 min时向恒温恒容密闭容器充入CO2，c(CO2)增大，平衡向逆反应方向移动，c(NO2)增大，容器的气体颜色加深，D错误；
答案选B。
4．A
【详解】A．反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，有利于和反应生成，能用勒夏特列原理来解释，A符合题意；
B．粉碎后，加大接触面积，加快发应速率，不能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；
C．该反应反应前后气体体积不变，所以压强不影响化学平衡的移动，增大平衡体系的压强气体的体积减小，碘的浓度增大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，C不符合题意；
D．合成氨反应为放热反应，升高温度不利用平衡向正方向移动，温度设置为400~500℃是为了加快反应速率且此时催化剂活性最大，不能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；
故选A。
5．D
【详解】A．反应属于气体体积减小的反应，即，A错误；
B．，又a点平衡时的体积分数25%，所以，则x=0.29，故臭氧体积分数为41.5%，B错误；
C．点时的体积分数小于同等温度下平衡时体积分数，即该点反应逆向进行，故，C错误；
D．a、b两点二氧化氮体积分数一样，但b点温度高速率快，故反应速率点点，D正确；
故选D。
6．B
【详解】A．由图可知，反应后不再存在两种单质，故该反应不是可逆反应，A项错误；
B． 过程I为化学键断裂，为吸热过程，过程II为形成化学键，为放热过程，B项正确；
C．无法判断该反应是吸热反应还是放热反应，所以不能判断反应物的总能量与生成物的总能量的大小关系，C项错误；
D．不知道物质的状态，压强不一定能加快速率，D项错误；
答案选B。
7．D
【详解】升高温度，逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，故正反应为放热反应，ΔH＜0，增大压强平衡逆向移动，说明正反应为气体体积增大的反应，只有D符合，故选：D。
8．B
【详解】A．碘钨灯工作时，发光、发热，电能可转化为光能和热能，A项正确；
B．沉积在灯泡壁上的钨与碘蒸气反应生成WI2(g)，WI2(g)在灯丝上又分解为钨与碘蒸气，但灯丝的温度高于灯泡壁的温度，故两反应的平衡常数不可能互为倒数，B错误；
C．用工作时灯泡壁与灯丝的温度差将沉积在灯泡壁上的钮“搬运”回灯丝上说明升高温度，反应有利于向生成钨的方向移动，则为放热反应，C项正确；
D．沉积在灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g)，WI2(g)扩散到灯丝上(高温区)重新分解出钨，从而延长灯丝的使用寿命，D正确；
故选B。
9．B
【详解】A．正反应为气体体积减小的反应，在恒容容器中压强为变化的量，则容器内压强不随时间而变化说明反应已达到平衡，A不符合题意；
B．单位时间内，有反应，同时有生成，只表示正反应，无法说明反应已达到平衡，B符合题意；
C．单位时间内，有生成，同时有生成，说明正逆反应速率相等，则应已达到平衡，C不符合题意；
D．气体的总质量不变，正反应为物质的量减少的反应，故气体的平均摩尔质量为变量，当气体的平均摩尔质量不随时间而变化，则反应已达到平衡，D不符合题意；
故选B。
10．A
【详解】A．其他条件不变，将密闭容器的容积扩大1倍，若平衡不移动，则B气体的浓度为0.3 ml·L-1，实际上B的浓度变为0.4 ml·L-1，说明平衡向逆反应方向移动，故a+b>c+d，A错误；
B．密闭容器的容积加倍，平衡逆向移动，但各物质的浓度都要减小，即A气体的浓度也减小，B正确；
C．由上面A选项的分析知将密闭容器的容积扩大1倍平衡向逆反应方向移动，故D气体的体积分数减小，C正确；
D．由上面A选项的分析知恒温下扩大容器体积，平衡向左移动，D正确；
故选A。
11．D
【分析】根据平衡常数表达式，该反应的化学方程式为，据此作答。
【详解】A．增大，平衡往逆向移动，减小，K只受温度影响，不变，故A错误；
B．该反应左右两边气体分子数相等，减小压强，平衡不移动，故B错误；
C．该反应为吸热反应，降低温度，平衡往逆向移动，即生成的方向移动，但是正逆反应速率均减小，故C错误；
D．根据分析，该反应的化学方程式为，故D正确；
故选D。
12．A
【分析】根据题中用勒夏特列原理解释可知，本题考查勒夏特列原理的应用，运用勒夏特列原理分析。
【详解】①Fe(SCN)3溶液中存在可逆过程Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，加入固体KSCN后，KSCN电离出SCN-，使反应物浓度增加，平衡向正方向移动，Fe(SCN)3浓度增加，颜色变深，所以Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN可以用勒夏特列原理解释，①符合题意；
②棕红色NO2存在可逆过程，加压后，因为体积减小，NO2浓度增大，颜色变深，而压强增大，使平衡往正向移动，NO2浓度减小，颜色变浅，②符合题意；
③催化剂只影响反应速率不影响平衡移动，所以对SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂，不能用勒夏特列原理解释，③不符题意；
④I2和H2生成HI的反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，压强不影响平衡移动，所以H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，④不符题意；
综上所述，①和②符合题意；
答案选A。
【点睛】勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度,压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
（1)浓度：增加某一反应物的浓度，则反应向正方向进行。减少某一生成物的浓度，则反应向向正方向进行，反之亦然。
（2)压强：增加压强，则反应向气体体积减小的方向进行：减小压强，则反应向气体体积增大方向进行。
（3)温度：升高反应温度，则反应向着减少热量的方向进行，即向吸热反应方向移动：降低温度，则反应向着生成热量的方向的进行，即向放热反应方向移动。
（4)催化剂：仅改变反应进行的速度，不影响平衡的改变，即对正逆反应的影响程度是一样的。
13．A
【分析】勒夏特列原理是平衡移动原理，我们要分析过程有没有可逆反应，有没有发生平衡移动。
【详解】A．FeCl3易水解，水解是可逆反应，溶于浓盐酸中可以抑制水解，使水解平衡逆向进行，故A正确；
B．这个过程没有平衡移动，放到冰箱中降低温度减缓变质的速率，与平衡无关，故B错误；
C．铁触媒作催化剂是加快反应速率，不影响平衡转化率，与平衡移动无关，故C错误；
D．合成氨反应是放热反应，按照平衡移动原理应该选择低温转化率更高，选择500℃是能提高反应速率，故D错误；
答案选A。
14．(1)
(2) C C ＞
(3) 低于T2℃时，反应未达平衡，相同时间内温度越高反应速率越快，CO的体积分数就越高；高于T2℃时，反应达到平衡，因正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故温度越高，CO的体积分数就越小
【详解】（1）已知反应(ⅰ)：，反应(ⅱ)：，根据盖斯定律ⅰ-ⅱ，CO燃烧热的热化学方程式为，，故答案为。
（2）①A．的状态是平衡状态，所以的状态不是平衡状态，故A错误；
B．由反应三段式，计算该温度下的平衡常数K＝，而c(CH4)•c(CO2)＝c2(CO)•c2(H2)的状态有：浓度熵Qc＝1＞0.01＝K，反应逆向进行，即不是平衡状态，故B错误；
C．反应是气体体积变化的反应，反应进行时气体总物质的量发生变化，容器中压强也发生变化，所以容器内混合气体的总压强不再变化的状态是平衡状态，故C正确；
D．反应体系中各物质均为气体，则混合气体的质量m不变，恒温恒容条件下V不变，根据可知，容器内密度始终不变，所以容器内混合气体密度保持不变的状态不一定是平衡状态，故D错误；
故答案选C；
②A．恒容通入惰性气体使容器内压强增大，平衡逆向移动，故A不符合题意；
B．使用催化剂能使正反应速率加快，平衡不移动，故B不符合题意；
C．平衡常数K变大，平衡正向移动，故C符合题意；
D．催化剂不影响平衡移动，故D不符合题意；
故答案选C；
③由反应三段式可知，△c(H2)＝0.1ml/L，所以tmin内，故答案为；
④恒温恒容条件下，0.1mlCH4(g)、0.1mlCO2(g)、0.2mlCO(g)、0.2mlH2(g)的反应体系Ⅱ等效于0.2mlCH4(g)、0.2mlCO2(g)的反应体系，0.2mlCH4(g)、0.2mlCO2(g)的反应体系相当2个容器I的体系合并后压缩，则平衡逆向逆向移动、CO物质的量减小，所以2n(CO)Ⅰ＞n(CO)Ⅱ，故答案为＞。
（3）①温度低于T2℃时，反应未达平衡，温度升高、反应速率加快，相同时间段内温度越高反应速率越快，则CO的体积分数越大；在温度为T2℃时，反应达到平衡，由于该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的体积分数减小，所以T2℃时CO的体积分数最大，也可能是T0℃时催化剂的催化活性最高，反应速率最快，故答案为低于T2℃时，反应未达平衡，相同时间内温度越高反应速率越快，CO的体积分数就越高；高于T2℃时，反应达到平衡，因正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故温度越高，CO的体积分数就越小；
②CH4(g)和O2(g)的物质的量之比为4：3，设CH4物质的量为4x，O2为3x，平衡时生成CO的物质的量为yml，，CO的平衡体积分数为20%，则：，解得：y＝2x，平衡时混合气体的总物质的量为：7x＋1.5y＝10x，反应前总物质的量为7xml，恒温恒容条件下，气体的压强与物质的量成正比，T2℃时容器内起始压强为p0，则平衡时压强为，平衡时各气体的分压：平衡时p(CH4)＝p(O2)＝p(CO)＝，p(H2)＝，所以平衡常数；g故答案为。
15．(1) +173.3 723K 乙醇转化率、氢产率和CO2含量较高，而CO含量较低 AC
(2) b 53%
(3) 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应的活化能小，消碳反应速率大
【详解】（1）①根据盖斯定律：反应Ⅲ= I+2×Ⅱ，则ΔH3＝+255.7 kJ·ml－1+(－41.2 kJ·ml－1×2)= +173.3 kJ·ml－1；②催化剂的活性受到温度的影响，根据图象，723K时乙醇转化率、氢产率和CO2含量较高，而CO含量较低，据此可判断催化剂最佳的使用温度应为723K；③A．该反应为气体体积增大的反应，混合气体的平均摩尔质量随反应进行而不断减小，达到平衡时不再改变，可以判定平衡状态，A正确； B．单位时间内断开3mlO－H键同时断开4mlH－H可以说明正逆速率相等，B错误；C．恒容条件下，该反应气体体积增大，压强随反应进行不断增大，平衡时体系的压强不变，C正确；D．CO与H2的体积比始终是1∶2不变，无法判定平衡状态，D错误；故选AC；
（2）①反应Ⅰ、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅲ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅱ逆向移动CO2转化为CO，故温度升高CO的选择性增大，CO2的选择性减小。表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线为c，表示C2H5OH转化率的曲线是b； ②a表示CO2的选择性曲线，因为CO的选择性+CO2的选择性=1，则b表示乙醇的转化率，c表示CO的选择性曲线，设乙醇与水的投料比分别为1ml和3ml，CO的选择性为15%，CO2的选择性为85%，则n(CO2)：n(CO)=0.85:0.15，乙醇的转化率为0.6，n(CO2)+n(CO)=1×0.6×2=1.2，解得n(CO)=0.18ml，n(CO2)=1.02ml，根据反应Ⅰ计量关系和差量法，2CO~4H2~4∆n1，则n(H2)1=0.36ml，∆n1=0.36ml，根据反应Ⅱ计量关系和差量法，2CO2~6H2~3∆n2，则n(H2)2=3.06ml，∆n2=2.04ml，则氢气的体积分数为；
（3）相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应的活化能小，消碳反应速率大，所以催化剂X劣于催化剂Y。
16．(1)>
(2)bc
(3) 2 >
(4) = < 0.037或
【详解】（1）该反应为放热反应，温度升高，平衡逆移，化学平衡常数K减小，故>；
（2）a．反应达到化学平衡状态时，各组分的浓度保持不变，容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2，不一定是平衡，A错误；
b．反应达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量系数之比，，即，b正确
c．反应达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，，c正确；
d．该反应只有气体参加或生成，气体质量不变，容器体积不变，随反应进行，混合气体的密度保持不变，混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，d错误；
答案选bc；
（3）400℃时，反应的平衡常数0.5，则反应为合成氨的逆反应，平衡常数是正反应的平衡常数的倒数故；
当测得NH3、N2、H2的浓度分别为、、时，，反应正向进行，故>；
（4）b点和a点，压强不同，温度相同，化学平衡常数只有温度有关，温度相同，平衡常数相同，故=；
b点比a点压强大，增大压强，平衡向气体体积减小的方向进行，即该反应向正移，NH3的体积分数增大，N2的体积分数减小，但增大压强，容器体积减小，组成成分浓度都增大，容器体积减小，引起的N2的浓度增大比平衡移动引起的浓度减小变化大，故N2的浓度<；
利用三段式分析，设初始的N2、H2的物质的量分别为1ml、3ml，转化的N2的物质的量为xml，，b点NH3的体积分数为60%=，解得x=0.75ml，平衡时气体总物质的量为2.5ml，b点压强为60，平衡常数=。
17．(1) Cd
(2)除去有机粘结剂和碳粉
(3)2-3
(4)
(5) D 蒸发浓缩、冷却结晶
(6)氨碳比过低，浓度较小，不利于平衡往沉镉方向移动；氨碳比过高，浓度过大，平衡逆向移动
(7)
【分析】废旧电池中含有Fe、Ni、Cd、C等重金属和电解液、有机粘结剂、碳粉等物质，预处理的电池粉末，经过氨碳水溶液的浸取后，得到的滤液中含有Ni(NH3)、Cd(NH3)、C(NH3) 等物质，滤渣为Fe2O3，在滤液中通入空气进行催化氧化，得到C(OH)3沉淀和滤液，从而将C元素分离出来，C(OH)3与盐酸发生氧化还原反应得到CCl2溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到CCl2·6H2O晶体；在滤液中加入有机萃取剂，从而将Cd元素与Ni元素分离，水相中含有Cd(NH3)，将水相加热并加入氨碳水溶液生成CdCO3沉淀；在有机相中加入硫酸进行反萃取，得到NiSO4溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到NiSO4·6H2O晶体，据此分析解答。
【详解】（1）上述四种重金属元素中Fe、Ni、C位于第VIII族，Cd位于第VIB族，Cd元素与其它几种元素不属于同一族，Fe3+的价层电子排布式为3d5，价层电子轨道表示式为：。
（2）焙烧除了将金属转化为金属氧化物外，另一目的是除去有机粘结剂和碳粉。
（3）由图可知，氨碳比为2-3时，Ni和Cd元素的浸取率最高，则氨碳比最合适的范围是2-3。
（4）“沉钴”过程中，在石墨催化下被氧气氧化为沉淀，往该沉淀中加入盐酸后被还原为，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。
（5）①萃取和反萃取的反应原理分别为、，加入H2SO4使c(H+)增大，平衡向右移动，从而得到NiSO4溶液，加入会引入新的杂质，故选D；
②从反萃取液中获取的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（6）研究发现氨碳比约为2：1时沉镉效果最好，从平衡移动的角度分析其原因为：氨碳比过低，浓度较小，不利于平衡往沉镉方向移动；氨碳比过高，浓度过大，平衡逆向移动。
（7）“萃取镍”用煤油进行萃取，萃取前水相中镍的浓度为aml/L，一次萃取后的萃取率为90%，则4次萃取后，水相中镍的浓度为a(1-90%)4ml/L=ml/L。
18．(1) N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH= +181.5 kJ·ml-1 600℃ KQ = KM < KN
(2) AC 0.002ml·L-1·min-1 75% （①起点，T1、T2曲线起点从原点开始；②拐点：T1曲线在t1时拐点，T2曲线在t1前先拐。③终点浓度：T1平衡浓度c(NO2)=0.06ml·L-1；T2曲线平衡浓度c(NO2)必须在0.06~0.08ml·L-1之间
【详解】（1）①该条件下，与反应生成的热化学方程式为：N2＋O22NO，目标方程式=，故ΔH== +181.5 kJ·ml-1，热化学方程式为：N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH= +181.5 kJ·ml-1；
②反应I为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨气的物质的量分数增大，故曲线对应的温度是：600℃；曲线b为400C，曲线c为200C，K只受温度影响，该反应为放热反应，升高温度，K减小，故：KQ = KM < KN；
（2）①A．恒容条件下，反应前后气体分子数增大，容器内压强不变 时可以判断达到平衡状态，A正确；
B．时反应达到平衡状态，B错误；
C．二氧化氮为红棕色，当混合气体的颜色不变时可以判断达到化学平衡状态，C正确；
D．混合气体的体积和质量均不变，混合气体的密度不变时不能判断达到平衡状态，D错误；
故选AC；
②时刻反应达到平衡，若， ；此时转化的浓度为0.3ml/L，转化率为：；
③：（①起点，T1、T2曲线起点从原点开始；②拐点：T1曲线在t1时拐点，T2曲线在t1前先拐。③终点浓度：T1平衡浓度c(NO2)=0.06ml·L-1；T2曲线平衡浓度c(NO2)必须在0.06~0.08ml·L-1之间。
19．(1) 0.225ml/(L•h) 40% 0.15
(2) ＜ C2H4 加压(或不断分离出水蒸气)
【详解】（1）①设反应进行到前2h时参加反应的二氧化碳物质的量为x，气体压强之比等于气体物质的量之比；
P后∶P前=0.85=(4-2x)∶(1+3)，解得：x=0.3ml，则用氢气表示前2小时反应平均速率v(H2)==0.225ml/(L•h)；
②反应达到平衡状态时，二氧化碳反应物质的量为y；
P后∶P前=0.8=(4-2y)∶(1+3)，解得：y=0.4ml，则该温度下CO2的平衡转化率=×100%=40%；
③在温度为T,压强为P的条件下二氧化碳和氢气按1∶3的比例通入，测得二氧化碳的平衡转化率为50%，则：
则平衡时各种物质的浓度为：c(CO2)=，c(H2)= ，c(CH3OH)=，c(H2O)=，Kp=；
（2）②由图可知，升高温度，氢气物质的量增大，说明平衡逆向移动，则正反应是放热反应，故△H＜0；
③根据图知，升高温度，氢气物质的量增大，说明平衡逆向移动，则正反应是放热反应；a曲线随着温度升高，物质的量增大，为二氧化碳，b、c随着温度升高其物质的量降低，为生成物水、乙烯，但水的变化量大于乙烯，所以c曲线代表乙烯，其化学式C2H4；
④由曲线变化可知随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应放热，该反应为气态分子数减小的反应，为提高H2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是增大压强，或不断分离出水，平衡向右移动，H2的平衡转化率增大。
20．(1) +140.0 或+140 升温、增大CO2的浓度
(2)B
(3) 发生反应Ⅰ时二者的转化率相等，但CO2还发生了反应Ⅱ
(4)在250-300℃之间，催化剂的催化效率降低，乙酸的生产速率主要受催化剂的影响；在300-400℃之间，乙酸的生产速率主要受温度的影响
【详解】（1）ΔH=反应物键能总和－生成物键能总和=(436＋2×803)kJ·ml-1－(2×413＋1076)kJ·ml-1=＋140.0kJ·ml-1，即＋140.0kJ·ml-1；反应Ⅰ：为总体积增大的吸热反应，在实际工业生产中，为了提高反应Ⅰ中CH4的转化率，可以采取的措施是升温、增大CO2的浓度；故答案为+140.0 或+140；升温、增大CO2的浓度；
（2）A．容器为绝热，反应Ⅰ为吸热反应，温度降低，当温度不再改变，说明反应达到平衡，故A不符合题意；
B．容器为恒容，气体体积不变，组分都是气体，气体总质量不变，根据密度的定义，混合气体的密度始终保持不变，因此混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡，故B符合题意；
C．各组分都是气体，气体总质量保持不变，根据反应方程式可知，该反应为气体物质的量增大的反应，根据，因此当混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应达到平衡，故C不符合题意；
D．一定温度和容积固定的容器中，H2和H2O(g)物质的量之和保持不变，说明反应处于相对静止状态，即为平衡状态，故D不符合题意；
答案为B；
（3）①根据反应Ⅰ可知，CH4和CO2的转化率相等，但CO2还发生反应Ⅱ，因此CO2的平衡转化率大于CH4；故答案为发生反应Ⅰ时二者的转化率相等，但CO2还发生了反应Ⅱ；
②根据平衡常数等于生成物浓度幂次方乘积和反应物浓度幂次方乘积的比值，反应的平衡常数表达式为K=；故答案为；
（4）根据图像可知，250～400℃，乙酸的生成速率先减小后增大原因：在250~300℃之间，催化剂的催化效率降低，乙酸的生成速率主要受催化剂的影响；在300~400℃之间，乙酸的生成速率主要受温度的影响；故答案为在250~300℃之间，催化剂的催化效率降低，乙酸的生成速率主要受催化剂的影响；在300~400℃之间，乙酸的生成速率主要受温度的影响。