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2023高考一轮复习 第十八专题 反应速率 化学平衡 测试题
一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题3分，共48分）
1． (2022届吉林长春质监)反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行，下列条件的改变对其正反应速率几乎无影响的是(　　)
A．保持体积不变，增加水蒸气的物质的量
B．保持体积不变，充入氦气使体系的压强增大
C．保持压强不变，充入氦气使体系的体积增大
D．将容器的体积减小一半
2． (2021·浙江6月选考，T20)一定温度下，在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：
t/s 0 600 1 200 1 710 2 220 2 820 x
c(N2O5)/ (mol·L－1) 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12
下列说法正确的是(　　)
A．600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 mol·L－1·s－1
B．反应2 220 s时，放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3 930
3． (2022·长春模拟)固体碘化铵置于密闭容器中，加热至一定温度后保持温度不变，容器中发生反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)、②2HI(g)H2(g)＋I2(g)，测得平衡时c(I2)＝0.5 mol·L－1，反应①的平衡常数为20，则下列结论不正确的是(　　)
A．平衡时c(NH3)＝5 mol·L－1
B．平衡时HI分解率为20%
C．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志
D．平衡后缩小容器容积，NH4I的物质的量增加，I2的物质的量不变
4． (2021·长治模拟)一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(　　)
A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol·L－1·s－1
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)
5． (2021·武汉模拟)一定量的铁粉和水蒸气在一个容积可变的密闭容器中进行反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)。下列条件能使该反应的化学反应速率增大的是 (　　)
A．增加Fe的质量
B．保持体积不变，充入N2，使体系压强增大
C．将容器的体积缩小一半
D．保持压强不变，充入N2，使容器的体积增大
6． (2021·洛阳模拟)在化学反应中，能引发化学反应的分子之间的碰撞称之为有效碰撞，能够发生有效碰撞的分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其单位用kJ·mol－1表示。下列说法不正确的是(　　)
　　　　　　　　 　图甲　　　　　　　图乙
A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能
B．图乙中HI分子发生了有效碰撞
C．盐酸和氢氧化钠溶液的反应活化能接近于零
D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增加
7． (2022·保定模拟)将2 mol CH4(g)和5 mol H2O(g)通入一密闭容器中，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。CH4(g)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，下列有关平衡常数的判断正确的是(　　)
A．KA>KB＝KC>KD B．KAC．KA＝KB>KC＝KD D．KA＝KB8． (2022·湖北黄冈调研)已知反应：CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法错误的是(　　)
A．图甲中w2＞1
B．图乙中，A线表示逆反应的平衡常数
C．温度为T1、w＝2时，Cl2的转化率为50%
D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大
9．(2022·成都模拟)某小组探究实验条件对反应速率的影响，设计如下实验，并记录结果如下：
编号 ① ② ③ ④
温度/℃ 20 20 50 80
10 mL H2SO4溶液浓度/(mol·L－1) 0.10 0.10 0.10 0.10
5 mL KI溶液浓度/(mol·L－1) 0.40 0.80 0.40 0.40
1%淀粉溶液体积/mL 1 1 1 1
出现蓝色时间/s 40 21 5 未见蓝色
下列说法正确的是(　　)
A．由实验①②可知，反应速率v与c(I－)成正比
B．实验①～④中，应将H2SO4溶液与淀粉溶液先混合
C．在I－被O2氧化过程中，H＋只是降低活化能
10． (2022·洛阳统考)对于可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)　ΔH>0，下列图像正确的是(　　)
11． (2022·湖北部分重点中学考试)工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固态半导体材料氮化镓(GaN)的同时有氢气生成。反应中，每生成3 mol H2放出30.8 kJ的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是(　　)
A．Ⅰ图像中如果纵轴为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B．Ⅱ图像中纵轴可以为镓的转化率
C．Ⅲ图像中纵轴可以为化学反应速率
D．Ⅳ图像中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量
12． (2022·厦门模拟)一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2==CH2(g)＋4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是(　　)
A．M点的正反应速率v正不可能小于N点的逆反应速率v逆
B．若投料比n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，则图中M点乙烯的体积分数为5.88%
C．250 ℃，催化剂对CO2平衡转化率的影响最大
D．当温度高于250 ℃，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低
13． (2022·烟台模拟)I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)　ΔH。某I2、KI混合溶液中，I－的物质的量浓度c(I－)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是(　　)
A．该反应ΔH<0
B．若在T1、T2温度下，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1C．若反应进行到状态D时，一定有v正＜v逆
D．状态A与状态B相比，状态A的c(I)大
14．利用传感技术可以探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在室温、100 kPa条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．B点处NO2的转化率为3%
B．E点到H点的过程中，NO2的物质的量先增大后减小
C．E、H两点对应的正反应速率大小为vH＜vE
D．B、E两点气体的平均相对分子质量大小为MB＞ME
15． (2021·河北适应性考试)一定条件下，反应H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)的速率方程为
v＝kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr)，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下：
c(H2)/ (mol·L－1) c(Br2)/ (mol·L－1) c(HBr)/ (mol·L－1) 反应速率
0.1 0.1 2 v
0.1 0.4 2 8v
0.2 0.4 2 16v
0.4 0.1 4 2v
0.2 0.1 c 4v
根据表中的测定结果，下列结论错误的是(　　)
A．表中c的值为1
B．α、β、γ的值分别为1、2、－1
C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大
D．反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低
16．(2021·湖南等级考，T11)已知：A(g)＋2B(g)3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．t2时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)<φ(Ⅰ)
D．平衡常数K：K(Ⅱ)二、填空题（本题包括4个小题，共52分）
17．(12分)向某密闭容器中加入0.15 mol·L－1A、0.05 mol·L－1C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0～t1时c(B)未画出，t1时为0.05 mol·L－1]。乙图为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。
(1)若t4时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为________mol·L－1。
(2)若t5时改变的条件是升温，此时v正>v逆，若A的物质的量减少0.03 mol时，容器与外界的热交换总量为a kJ，写出反应的热化学方程式：_____________________________。
(3)t3时改变的某一反应条件可能是________(填字母)。
a．使用催化剂　　 b．增大压强　 　c．增大反应物浓度
(4)在恒温恒压下通入惰性气体，v正____________v逆(填“>”“＝”或“<”)。
18．(12分)肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
(1)800 ℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH＞0，若开始向容器中加入1 mol·L－1的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变化如图中曲线Ⅰ所示。
①反应Ⅱ相对于反应Ⅰ而言，改变的条件可能是 。
②请在图中绘制出在其他条件与反应Ⅰ相同，反应在820 ℃时进行，NO的产率随时间的变化曲线。
(2)已知N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57.20 kJ·mol－1，开始时，将一定量的NO2、N2O4充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示：
时间/min 0 5 10 15 20 25 30
c(X)/(mol·L－1) 0.2 c 0.6 0.6 1.0 c1 c1
c(Y)/(mol·L－1) 0.6 c 0.4 0.4 0.4 c2 c2
①c(X)代表________(填化学式)的浓度。
②前10 min内用NO2表示的反应速率为____________；20 min时改变的条件是____________________；重新达到平衡时，NO2的百分含量________(填字母)。
a．增大　　　 b．减小　　　 c．不变　　　 d．无法判断
19．(14分)氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。
(1)在一定温度下，在固定容积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________(填字母)。
A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)
B．单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2
C．容器内的总压强不再随时间而变化
D．混合气体的密度不再随时间变化
(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，容积为2 L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：
时间/min CH4/mol H2O/mol CO/mol H2/mol
0 0.40 1.00 0 0
5 a 0.80 c 0.60
7 0.20 b 0.20 d
10 0.21 0.81 0.19 0.64
①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？________(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)＝________________。
②反应在7～10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。
A．减少CH4的物质的量 B．降低温度
C．升高温度 D．充入H2
(3)氨的催化氧化：4NH3＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。 在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH______(填“＞”“＜”或“＝”)0；T0℃下，NH3的转化率为________。
20．(14分) (2021·湖南高考·节选)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面的方法由氨气得到氢气。相关化学键的键能数据：
化学键 N≡N H—H N—H
键能E/(kJ·mol－1) 946 436.0 390.8
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：
(1)反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)已知该反应的ΔS＝198.9 J·mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？________(填字母)。
A．25 ℃ B．125 ℃ C．225 ℃ D．325 ℃
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器容积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1(用含t1的代数式表示)。
②t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是________(用图中a、b、c、d表示)，理由是____________________________________________。
③在该温度下，反应的标准平衡常数K ＝__________[已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)　K ＝，其中p ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。
1．【答案】B
【解析】保持体积不变，充入氦气不会影响体系物质浓度变化，不会影响反应速率。
2．【答案】D
【解析】[600～1 200 s，N2O5的变化量为(0.96－0.66)mol·L－1＝0.3 mol·L－1，在此时间段内NO2的变化量为其2倍，即0.6 mol·L－1，因此，生成NO2的平均速率为＝1.0×10－3 mol·L－1·s－1，A说法不正确；由表中数据可知，反应2 220 s时，N2O5的变化量为(1.40－0.35)mol·L－1＝1.05 mol·L－1，其物质的量的变化量为1.05 mol·L－1×0.1 L＝0.105 mol，O2的变化量是其，即0.052 5 mol，因此，放出的O2在标准状况下的体积为0.052 5 mol×22.4 L·mol－1＝1.176 L，B说法不正确；反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化学计量数之比，2v正(N2O5)＝v逆(NO2)，C说法不正确；分析表中数据可知，该反应经过1 110 s(600～1 710,1 710～2 820)后N2O5的浓度会变为原来的，因此，N2O5的浓度由0.24 mol·L－1变为0.12 mol·L－1时，可以推测表中的x为(2 820＋1 110)＝3 930，D说法正确。
3．【答案】D
【解析】　设碘化铵生成氨气和碘化氢的浓度为x，则
　　　　　　　　2HI(g)H2(g)＋I2(g)
起始/(mol·L－1) x 0 0
变化/(mol·L－1) 1 0.5 0.5
平衡/(mol·L－1) x－1 0.5 0.5
根据反应①的平衡常数为20，得x(x－1)＝20，解得x＝5 mol·L－1，c(NH3)＝5 mol·L－1，A项正确；平衡时HI分解率为×100%＝20%，B项正确；反应①固体生成气体，气体的平均摩尔质量始终不变，反应②反应前后物质的量不变，气体的平均摩尔质量始终不变，故混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志，C项正确；平衡后缩小容器容积，平衡①逆向移动，NH4I的物质的量增加，HI的物质的量减小，平衡②逆向移动，则I2的物质的量减小，D项错误。
4．【答案】D
【解析】　由图可知，由0～10 s，n(X)由1.20 mol减少到0.41 mol，n(Y)由1.00 mol减少到0.21 mol，n(Z)由0增加到1.58 mol，故v(Z)＝1.58 mol÷2 L÷10 s＝0.079 mol·L－1·s－1，A项错误；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少＝0.395 mol·L－1，B项错误；10 s时c(Y)＝＝0.105 mol·L－1，单位有误，C项错误；相同时间内X、Y、Z的物质的量的变化值之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，故反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，D项正确。
5．【答案】C
【解析】A项，增加固体Fe的量不影响反应速率，错误；B项，H2O(g)的浓度没改变，反应速率不变，错误；D项，H2O(g)的浓度减小，反应速率变小，错误。
6．【答案】B
【解析】[催化剂降低反应所需的活化能，则曲线Ⅱ使用催化剂，故A正确；只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，由图乙可知碰撞后没有生成新分子，即没有发生化学反应，此碰撞不是有效碰撞，故B错误；酸和碱反应不需要外界做功的条件下就能发生，说明它们已经处于活跃状态，因此活化能接近于零，故C正确；增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增加，故D正确。
7．【答案】
【解析】由图可知B、C点温度相同，则平衡常数相同，即KB＝KC，压强为p1时，A点到C点随着温度升高，CH4的平衡转化率增大，则说明平衡正向移动，平衡常数也增大，所以KA8．【答案】C
【解析】根据题中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数(φ)减小，故w2＞1，A项正确；根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中A线表示逆反应的平衡常数，B项正确；由图乙知，温度为T1时，正、逆反应的平衡常数相等，又因两者互为倒数，则平衡常数K＝1，当w＝2时，设CH2==CHCH3和Cl2的物质的量分别为a mol、2a mol，参加反应的Cl2的物质的量为b mol，利用三段式可列关系式＝1，解得＝，则Cl2的转化率约为33.3%，C项错误；该反应为反应前后气体体积不变的放热反应，反应正向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D项正确。
9．【答案】A
【解析】实验①②中其他条件相同，c(I－)：①<②，且反应速率：①<②，所以反应速率v与c(I－)成正比，A正确；实验①～④中，应将KI溶液与淀粉溶液先混合，再加入H2SO4溶液，在酸性条件下发生氧化还原反应生成碘单质，测定溶液变色的时间，B错误；在I－被O2氧化过程中，H＋除了作为催化剂降低活化能，还作为反应物参加反应，C错误；由实验④可知，温度越高，生成的碘单质能被氧气继续氧化，所以④不变色， D错误。
10．【答案】A
【解析】升高温度，化学反应速率增大，达到平衡的时间缩短，因正反应为吸热反应，故平衡正向移动，A的转化率增大，平衡时A的百分含量减小，A项正确、C项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，因为正反应为吸热反应，所以正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度，B项错误；该反应的正反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，v正>v逆，D项错误。
11．【答案】A
【解析】由题中信息可写出热化学方程式：2Ga(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2(g)　ΔH＝－30.8 kJ·mol－1。升温或加压均能加快化学反应速率，且v逆>v正，A项正确；增大压强，平衡逆向移动，Ga的转化率降低，B项错误；镓是固体，增大镓的质量，对化学反应速率无影响，C项错误；温度相同时，加压，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，压强相同时，升温，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，D项错误。
12．【答案】B
【解析】　化学反应速率随温度的升高而加快，由图可得，催化剂的催化效率在温度高于250 ℃时随温度的升高而降低，所以M点的正反应速率v正有可能小于N点的逆反应速率v逆，故A项错误；设开始投料n(H2)为4 mol，则n(CO2)为1 mol，在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%，列三段式得：
　 6H2(g)＋2CO2(g)??CH2==CH2(g)＋4H2O(g)
开始/mol 4 1 0 0
转化/mol 1.5 0.5 0.25 1
平衡/mol 2.5 0.5 0.25 1
所以乙烯的体积分数为×100%≈5.88%，故B项正确；催化剂不影响平衡转化率，只影响化学反应速率，故C项错误；根据图像，当温度高于250 ℃，升高温度，二氧化碳的平衡转化率降低，则说明平衡逆向移动，但催化剂与化学平衡没有关系，并不是平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低，故D项错误。
13．【答案】B
【解析】　温度升高，c(I－)逐渐增大，说明升高温度，化学平衡逆向移动，则I2(aq)＋I－(aq) I(aq)的ΔH<0，A项正确；K＝，温度升高，平衡向逆反应方向移动，由于T2>T1，则K1>K2，B项错误；从图中可以看出D点并没有达到平衡状态，c(I－)小于该温度下的平衡浓度，所以反应逆向进行，故v逆>v正，C项正确；升高温度，平衡逆向移动，c(I)变小，T2>T1，所以状态A的c(I)大，D项正确。
14．【答案】D
【解析】　由图可知B点处压强为97 kPa，设起始二氧化氮为1 mol，转化率为α，由题意建立如下三段式：
　　　2NO2(g) N2O4(g)
起/mol　　1　　　　 　0
变/mol　　α　　 　　　0.5α
平/mol　　1－α　 　 　0.5α
由＝可得＝，解得α＝0.06，即二氧化氮的转化率为6%，故A错误；由图可知，t2时刻移动了活塞，压强迅速增大，说明迅速移动活塞使针筒容积减小，并保持活塞位置不变后，体系因容积减小而压强增大，平衡向生成四氧化二氮的方向移动，则E点到H点的过程中，二氧化氮的物质的量是一个减小的过程，故B错误；对于有气体参加的反应，压强越大反应速率越大，由图可知，H点压强大于E点，则反应速率：vH＞vE，故C错误；由图可知，B到E的过程为压强减小的过程，减小压强平衡向生成二氧化氮的方向移动，气体的物质的量增大，由质量守恒定律可知气体质量不变，则混合气体的平均相对分子质量减小，即MB＞ME，故D正确。
15．【答案】B
【解析】　速率方程为v＝kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr)，将H2、Br2、HBr的浓度和反应速率都代入速率方程可以得到，①v＝k×0.1α×0.1β×2γ、②8v＝k×0.1α×0.4β×2γ、③16v＝k×0.2α×0.4β×2γ、④2v＝k×0.4α×0.1β×4γ、由①②得到β＝，由②③得到α＝1，由①④得到γ＝－1，联立4v＝k(0.2)α(0.1)βcγ(HBr)与①，将α＝1，β＝，γ＝－1代入，解得c＝1，由此分析。根据分析，α、β、γ的值分别为1、、－1，故A不符合题意，B符合题意；由于v＝kcα(H2)cβ(Br2)cγ(HBr)，α、β、γ的值分别为1、、－1，由于速率与Br2(g)和H2(g)的浓度成正比，与HBr(g)的浓度成反比，反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，故C不符合题意；由于γ＝－1，增大HBr(g)浓度，cγ(HBr)减小，在反应体系中保持其他物质浓度不变，会使反应速率降低，故D不符合题意。
16．【答案】B
【解析】该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3 mol C，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3 mol C，相当于加入 1 mol A和2 mol B，则状态Ⅱ相当于起始投料为2 mol A和5 mol B，若是投料为2 mol A和6 mol B与状态Ⅰ等效，即平衡状态Ⅱ相当于减少了B的投料，平衡逆向移动，A的体积分数变大，即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C错误；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D错误。
17.答案：(1)0.02　
(2)3A(g)2C(g)＋B(g)　ΔH＝＋100a kJ·mol－1
(3)ab　(4)＝
解析：(1)t4时，减小压强，v正、v逆以同等倍数下降，说明该反应反应前后化学计量数之和相等，由A、C浓度变化曲线知，到t1时，A、C的浓度变化量分别为Δc(A)＝0.15 mol·L－1－0.06 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，Δc(C)＝0.11 mol·L－1－0.05 mol·L－1＝0.06 mol·L－1，即A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06 ＝3∶2，故反应方程式为3A(g)2C(g)＋B(g)，则B的起始浓度为0.05 mol·L－1－0.03 mol·L－1＝0.02 mol·L－1。(2)因升温，v正>v逆，平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为3A(g)??2C(g)＋B(g)　ΔH＝＋100a kJ·mol－1。(3)乙图中t3时刻v正、v逆以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。(4)在恒温恒压下充入惰性气体，各组分浓度以相同倍数减小，相当于减压，因本反应为等气体体积反应，平衡不移动，故v正＝v逆。
18.答案：(1)①使用催化剂
(2)①NO2　②0.04 mol·L－1·min－1　向容器中加入0.8 mol NO2(其他合理答案也可)　b
解析：(1)①由于反应Ⅱ达到平衡时产率与反应Ⅰ相同但所用时间减少，故改变的条件是使用催化剂；②温度升高，速率加快且有利于平衡向右移动，因此达到平衡所用时间比反应Ⅰ少但比Ⅱ多，NO的产率高于0.6。(2)①由表中数据知，X代表的物质浓度增加值是Y代表的物质浓度减小值的二倍，故X代表NO2，Y代表N2O4；②0～10 min内，NO2浓度增加了0.4 mol·L－1，故v(NO2)＝0.04 mol·L－1·min－1；20 min时，NO2浓度增大而N2O4浓度不变，故改变的条件是向容器中加入0.8 mol NO2；由于温度保持不变，故K是定值，将平衡常数表达式变换为＝，由于c(NO2)肯定增大，故减小，故减小，所以混合物中NO2百分含量减小。
19.答案：(1)C　(2)①是　0.02 mol·L－1·min－1　 ②D　(3)＜　75%
解析：(1)3v逆(NH3)＝2v正(H2)时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器容积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)①根据反应：CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)＋3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c＝0.20，则a＝0.20,7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡状态；v(CH4)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。②10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，故选D。(3)由图像可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH＜0；T0 ℃时，c(NO)＝3.0 mol·L－1，则反应消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的转化率为×100%＝75%。
20.答案：(1)＋90.8　 (2)CD
(3)①　 ②b　容积迅速缩小至原来的一半时，N2分压变为原来的2倍；其他条件不变时，容器容积减小，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，该平衡逆向移动，所以N2分压先变为原来的2倍，后逐渐减小　③0.48
解析：(1)ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和，根据热化学方程式以及表格中数据可得ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－(946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·mol－1×3)＝＋90.8 kJ·mol－1。(2)若反应能自发进行，则ΔG＝ΔH－TΔS<0，代入数据，ΔG＝ΔH－TΔS＝90.8×103 J·mol－1－T×198.9 J·mol－1·K－1<0，则T>456.5 K，转化成摄氏温度，则T>183.5 ℃，故选C、D。(3)①设0～t1时间内生成的氮气为x mol，列“三段式”：
2NH3N2＋3H2
起始量/mol 0.1 0 0
变化量/mol 2x x 3x
平衡量/mol 0.1－2x x 3x
由题图可知t1时，氨气和氢气的平衡分压相等，根据压强之比等于物质的量之比，所以n(NH3)＝n(H2)，则3x＝0.1－2x，解得x＝0.02，所以v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1。②t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半，N2分压变为原来的2倍；其他条件不变时，容器容积减小，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即该平衡逆向移动，所以N2分压先变为原来的2倍，后逐渐减小，故选b。③由题图可知，t1时，反应达到平衡状态，且p(NH3)＝p(H2)＝1.2×100 kPa，p(N2)＝0.4×100 kPa，则K ＝＝＝0.48。

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