2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学平衡(有答案)

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学平衡
一、单选题
1．（2023春·江苏·高三校联考阶段练习）在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应，反应的热化学方程式表示为
    。下列说法正确的是

A． 的晶胞如图所示
B．该反应在任何条件下均能自发
C．使用作催化剂同时降低了正、逆反应的活化能
D．2mol (g)和1mol (g)中所含化学键键能总和比2mol (g)中大196.6
2．（2023春·北京丰台·高三北京市第十二中学校考期中）一定条件下，在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：  ，达平衡后获得数据如下表。下列说法不正确的是
容器编号
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡的时间/min
达到平衡时体系能量的变化
CO



①
1
4
0
0

放出32.8kJ热量
②
2
8
0
0

放出QkJ热量
A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80%
B．平衡时：②>①
C．Q大于65.6
D．该温度下，②中反应的平衡常数
3．（2023·辽宁朝阳·朝阳市第一高级中学校联考二模）下列装置或操作能达到相应实验目的的是
  
A．甲装置用于酸性溶液滴定溶液
B．乙装置用于判断，且可转化成
C．丙装置可用于吸收氨气，且能防止倒吸
D．丁装置可用于除去氯气中的HCl
4．（2022秋·湖南常德·高三常德市一中校考期中）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将少量醋酸滴入溶液中
未产生明显气泡
酸性：
B
向盛有相同体积、浓度的溶液的两支试管中分别滴加和HI溶液，观察出现棕黄色现象的时间
后者出现棕黄色时间短
其他条件不变时，一般浓度越大，该反应化学反应速率越快
C
将装有相同质量和的混合气的两支烧瓶分别置于热水、冰水中
浸泡在热水中的烧瓶红棕色更深
  
D
向盛有溶液滴加2滴等浓度溶液，悬浊液静置，取上层清液，滴入少量稀NaI溶液
出现黄色沉淀

A．A B．B C．C D．D
5．（2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）CO2热还原制CH4和CO。在常压、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混和气体(体积比1∶4)进行反应，测得CO2转化率、CH4和CO的选择性随温度变化如图所示。
  
反应I：
反应II：
下列说法正确的是
A．温度为320℃至370℃，CH4的产率降低
B．一定温度下，加入CaO(s)能提高CO的平衡产率
C．其他条件不变，升高温度，CH4的平衡转化率增大
D．其他条件不变，在范围，CH4选择性减小是因为反应1平衡逆向移动
6．（2023春·河南新乡·高三延津县第一高级中学校考期中）根据下列实验操作和现象所得结论不正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
锌与稀硫酸反应，滴入少量硫酸铜溶液，生成氢气的速率加快
形成原电池，能加快生成氢气的速率
B
将浓硫酸滴入胆矾晶体，胆矾晶体表面变成白色
浓硫酸有吸水性
C
向品红溶液中通入，品红褪色，加热又恢复红色
有漂白性，且具有可逆性
D
向溶液中滴入溶液5~6滴，加振荡，静置后取上层清液滴加溶液，溶液变红
与的反应有一定限度
A．A B．B C．C D．D
7．（2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）室温下，下列实验探究方案能达到探究目的是
选项
探究方案
探究目的
A
一定温度下向某容器中充入HI气体，一段时间后压缩容器体积为原来的一半，观察气体颜色变化
气体压强增大使平衡正向移动
B
用pH计测量Mg(OH)2、Al(OH)3饱和溶液的pH，比较溶液pH大小
Mg金属性比Al强
C
向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉KI溶液，观察溶液颜色变化
氧化性：Cl2＞Br2＞I2
D
向两份等浓度、等体积的过氧化氢溶液中分别加入2滴等浓度的MnSO4溶液和CuSO4溶液。观察产生气泡的速率
催化能力：Mn2+＞Cu2+
A．A B．B C．C D．D
8．（2023秋·江苏泰州·高三校联考期末）CO2催化加氢可合成二甲醚，发生的主要反应有：
反应Ⅰ： 2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)；ΔH1=-122.5 kJ·mol-1
反应Ⅱ： CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)；ΔH2=a kJ·mol-1
在恒压、n始(CO2)和n始(H2)=1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CH3OCH3和CO的选择性及CO2的转化率随温度的变化如图中实线所示。CH3OCH3的选择性=×100%，下列说法错误的是

A．图中曲线③表示平衡时CO2转化率随温度的变化
B．a>0
C．平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示
D．200 ℃时， 使用对反应Ⅰ选择性高的催化剂可提高CH3OCH3的生产效率
9．（2023·江苏南通·统考三模）为探究与溶液的反应，进行如下实验：
实验1  将浓度均为溶液和溶液混合，有黄色沉淀产生，加入淀粉溶液，溶液不显蓝色。
实验2  搭建如图所示装置，闭合一段时间后，观察到Y电极表面有银白色物质析出。
下列说法正确的是
  
A．实验1反应后的上层清液中
B．实验2的总反应方程式为
C．实验2反应一段时间后，左侧烧杯中增大，右侧烧杯中增大
D．实验1和实验2表明，和发生复分解反应的平衡常数比氧化还原反应的大
10．（2023·辽宁·校联考模拟预测）在同温同容且恒温恒容的两个密闭容器Ⅰ，Ⅱ中分别发生：，此反应的，，、为速率常数，测得数据如下表，下列说法正确的是
容器
起始浓度/mol/L
平衡浓度/mol/L




Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2


A．若容器Ⅰ两分钟达到平衡，则0~2分钟反应平均速率
B．向平衡后的容器中再加入，重新达平衡后，的体积分数减小
C．容器Ⅱ中起始时速率
D．该反应、随催化剂和温度的改变而改变，但不随浓度和压强的改变而改变
11．（安徽省铜陵市2023届高三下学期5月模拟考试理科综合化学试题）下列实验操作及现象与对应结论不匹配的是
选项
实验操作及现象
结论
A

向含有0.lmol/L的NaCl和0.1mol/L的NaI混合溶液中，滴加0.01mol/LAgNO3溶液，先生成黄色沉淀
Ksp(AgI) B

室温下，向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有白色絮状沉淀生成
结合H+能力比强
C

向两支盛有KI3溶液的试管中，分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液，前者溶液变蓝，后者生成黄色沉淀
溶液存在平衡：⇌I2+I-
D
向苯与液溴的混合液中加入铁粉产生气体，将气体直接通入AgNO3溶液中，有浅黄色沉淀生成
液溴与苯发生取代反应
A．A B．B C．C D．D
12．（2023春·河北沧州·高三校考期中）汽车尾气系统中的催化转化器，可有效降低尾气中、等大气污染物的排放量，发生反应为。时，向含有固体催化剂的恒容密闭容器中充入和，后，测得容器中的浓度为。下列说法错误的是
A．内，
B．反应达到平衡状态时，
C．升高温度，可以加快反应速率
D．反应达到平衡状态时，容器中、的浓度之比为
13．（2023春·江苏泰州·高三姜堰中学校考期中）丙烷经催化脱氢制丙烯的反应为C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)。600℃，将固定浓度的C3H8通入有催化剂的恒容反应器，逐渐提高CO2浓度，经相同时间，测得出口处C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是

A．丙烷脱氢制丙烯反应的化学平衡常数K=
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c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8转化率越小
D．若体系只有C3H6、H2、CO和H2O生成，则出口处物质浓度c之间一定存在关系：2c(C3H6)=2c(H2)+c(CO)+2c(H2O)

二、非选择题
14．（2023春·吉林延边·高三延边二中校考期中）甲醇是一种重要的化工原料，在生产生活中有重要用途。现在2L的恒容密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：。测得CO和的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。

(1)从反应开始至达到平衡，以表示的反应的平均反应速率___________；下列措施能增大反应速率的是___________。
A．升高温度 B．降低压强 C．减小的浓度 D．加入合适的催化剂
(2)反应达到平衡状态时的转化率为___________。
(3)在相同条件下，若向该密闭容器中充入与，二者充分反应后，根据反应的特点推测，能够___________(填放出或吸收)的热量___________(填“＞”“＜”或“＝”)。
15．（2023春·广东深圳·高三校联考期中）减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。合理应用和处理氮及其化合物，在生产生活中有重要意义。
Ⅰ.雾霾严重影响人们生活，雾霾的形成与汽车排放的NOx等有毒气体有关。
(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理，相关原理为C(s)＋2NO(g)⇌N2(g)＋CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_______。
A．2v正(NO)=v逆(CO2)
B．混合气体中N2的体积分数保持不变
C．单位时间内断裂1个N≡N同时生成1个C=O
D．恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变
E.恒温、恒压条件下，混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)在催化转化器中，汽车尾气中CO和NO可发生反应2CO(g)＋2NO(g)⇌2CO2(g)＋N2(g)，若在容积为10L的密闭容器中进行该反应，起始时充入0.4molCO、0.2molNO，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间变化如图所示。
  
①实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=_______mol·L-1·min-1。
②实验a中NO的平衡转化率为_______。
Ⅱ.为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，工作原理如图所示。
  
(3)回答下列问题：
①该燃料电池中正极通入的物质是_______，负极发生的反应式为_______。
②电池工作时，OH-移向_______电极(填“a”或“b”)。
16．（2023·全国·高三专题练习）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)
(1)某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.1 mol H2，反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05 mol。则CO2的转化率为___________
(2)在相同条件下，CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，在反应器中按n(CO2)：n(H2)=1：4通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中CH3OH、CH4浓度(μmol·L-1)如下表所示
催化剂
t=350℃
t=400℃
c(CH3OH)
c(CH4)
c(CH3OH)
c(CH4)
催化剂I
10.8
12722
345.2
42780
催化剂II
9.2
10775
34
38932
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，0~2min生成CH3OH的平均反应速率为___________μmol·L-1·min-1；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是___________。
17．（2023·上海·模拟预测）Ⅰ.H2S与CH4重整，不但可以消除污染，还可以制氢。主要反应如下：①CH4(g)＋2H2S(g) CS2(g)＋4H2(g)＋Q(Q<0)
(1)在恒温恒容条件下，可作为反应①达到平衡状态的判断依据是___________(选填编号)。
A．混合气体密度不变
B．容器内压强不变
C．2v正(H2S)=v逆(CS2)
D．CH4与H2的物质的量分数之比保持不变
Ⅱ.在恒压条件下，以n(CH4)∶n(H2S)=1∶2的组成的混合气体发生反应①，达到平衡状态时，四种组分物质的量分数随温度的变化如图所示。

(2)如图中表示CH4、CS2变化的曲线分别是___________、___________(选填编号)。
(3)M点对应温度下，H2S的转化率是___________。
Ⅲ.在研究反应发生的适宜条件时发现：过多的CH4会导致Al2O3催化剂失活；Co助剂有稳定催化剂的作用。如图表示800℃，Al2O3催化剂条件下投入等量H2S，投料比[n(CH4)∶n(H2S)]分别为1∶1、1∶3、12∶1，达平衡时H2S转化率、平均反应速率。

(4)投料比n(CH4)∶n(H2S)=1∶1为对应图中___________组图像(选填“A”“B”或“C”)；在三组图像中，C组图像中平均反应速率最低的可能原因是___________。
(5)未添加Co助剂时，无积碳，随着Co添加量的变化，积碳量变化如图所示，Co助剂可能催化原料气发生反应的化学方程式为___________。

18．（2023·全国·高三专题练习）氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料，以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程如图所示。回答下列问题：

(1)HT是一种难溶于水的有机溶剂，则操作I的名称为___________
(2)有机物HT能将Ce3＋从水溶液中提取出来，该过程可表示：Ce3＋(水层)＋3HT(有机层)⇌CeT3(有机层)＋3H＋(水层)。向CeT3(有机层)中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3＋水溶液，从平衡角度解释其原因：___________

参考答案：
1．C
【详解】A．该晶胞中O原子个数=，V原子个数=，则O，V原子个数之比为2：4=1：2,化学式为，所以该晶胞为的晶胞，A错误；
B．该反应的正反应为放热反应，则，反应前后气体计量数减小，则，如果，反应能自发进行，该反应在低温下能自发进行，B错误；
C．催化剂能降低正逆反应的活化能，加快正逆反应速率，C正确；
D．焓变=反应物总键能-生成物总键能，该反应，则2mol和1mol所含化学键能总和比2mol中小，D错误；
答案选C。
2．C
【详解】A．CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol，说明消耗1mol CO，反应放出41kJ热量，容器①达到平衡时放出32.8kJ热量，则消耗CO物质的量为mol=0.8mol，CO的转化率为×100%=80%，A正确；
B．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6mol，平衡时：c(CO)②==0.2mol/L，c(CO)①==0.1mol/L即②>①，B正确；
C．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6mol,放热的热量Q=1.6mol×41kJ/mol=65.6kJ，C错误；
D．化学平衡常数只与温度有关，容器①、②温度相同，则化学平衡常数相等，根据容器①数据，列化学平衡三段式，
K===1，D正确；
故答案为C。
3．C
【详解】A．酸性高锰酸钾具有强氧化性，能够腐蚀橡胶，应选酸式滴定管盛放，A错误；
B．浓度相同，小的先沉淀，先出现红褐色沉淀，则，但不能说明可转化成，B错误；
C．氨气为极性分子极易溶于水，不溶于，且的密度大于水。导管口插在中，氨气不溶解，逸出后被水吸收，可防止倒吸，C正确；
D．食盐水可抑制氯气的溶解，HCl极易溶于水，可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl，但装置应长管进短管出，D错误；
故选C。
4．B
【详解】A．将少量醋酸滴入溶液中，反应生成醋酸钠和碳酸氢钠，不能得出酸性：，故A错误；
B．向盛有相同体积、浓度的溶液的两支试管中分别滴加和HI溶液，观察出现棕黄色现象的时间，后者出现棕黄色时间短，说明后者反应速率快，因此得出结论：其他条件不变时，一般浓度越大，该反应化学反应速率越快，故B正确；
C．将装有相同质量和的混合气的两支烧瓶分别置于热水、冰水中，浸泡在热水中的烧瓶红棕色更深，说明升高温度，平衡向生成二氧化氮方向移动，则  ，故C错误；
D．向盛有溶液滴加2滴等浓度溶液，氯离子过量，悬浊液静置，取上层清液，滴入少量稀NaI溶液，得到黄色沉淀，说明，故D错误。
综上所述，答案为。
5．A
【分析】从图中可以看出，升高温度，反应I中CH4的选择性降低，则平衡逆向移动，△H1＜0；升高温度，反应Ⅱ中CO的选择性提高，则平衡正向移动，△H2＞0。
【详解】A．由图可知，温度升高，甲烷的选择性减小，则温度为320℃至370℃，反应I平衡逆向移动，CH4的产率降低，A正确；
B．一定温度下，加入CaO(s)与CO2反应生成CaCO3，使反应Ⅱ的平衡逆向移动，从而降低CO的平衡产率，B不正确；
C．由分析可知，△H1＜0，则其他条件不变，升高温度，反应I平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，C不正确；
D．其他条件不变，在范围，CO的选择性增大，由碳原子守恒可知，CH4选择性减小，D不正确；
故选A。
6．D
【详解】A．滴入少量硫酸铜溶液，锌置换出铜，形成锌铜原电池，能加快生成氢气的速率，A正确；
B．胆矾中含有结品水，五水硫酸铜呈蓝色、无水硫酸铜呈白色，将浓硫酸滴入胆矾晶体，晶体由蓝色变成白色，体现了浓硫酸的吸水性，B正确；
C．品红溶液中通入，品红褪色，是因为二氧化硫与有色物质生成无色物质而褪色，加热又恢复红色，说明漂白性具有可逆性，C正确；
D．向溶液中滴入溶液5~6滴，过量，无论与的反应是否有一定限度，滴加溶液后都会变红，D错误；
答案选D。
7．D
【详解】A．对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，反应前后气体的分子数相等，压缩容器体积为原来的一半，I2(g)的浓度增大，混合气的颜色加深，但平衡不发生移动，A不能达到探究目的；
B．Mg(OH)2、Al(OH)3饱和溶液的浓度不同，通过比较溶液的pH大小，无法确定电离程度大小，也就不能确定相同浓度时的碱性强弱，不能确定Mg金属性比Al强，B不能达到探究目的；
C．向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉KI溶液，Cl2、Br2都能与KI发生反应，不能肯定Br2与KI发生反应，也就不能确定Br2与I2的氧化性强弱，C不能达到探究目的；
D．等浓度、等体积的过氧化氢溶液中分别加入2滴等浓度的MnSO4溶液和CuSO4溶液，前者产生气泡的速率比后者快，则表明前者H2O2分解的速率快，催化能力：Mn2+＞Cu2+，D能达到探究目的；
故选D。
8．D
【分析】反应Ⅰ焓变小于零为放热反应，升高温度，反应Ⅰ逆向进行，则CH3OCH3选择性会一直下降，结合图像可知，②表示平衡时CH3OCH3选择性随温度的变化曲线；曲线③先下降后上升，曲线①一直上升，说明反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅱ正向移动，导致CO的选择性及CO2的转化率升高，故曲线③表示平衡时CO2转化率随温度的变化、曲线①表示平衡时CO的选择性随温度的变化，反应Ⅱ为吸热反应，焓变大于零，故a>0；
【详解】A．由分析可知，曲线③表示平衡时CO2转化率随温度的变化，A正确；
B．由分析可知，a>0，B正确；
C．氢气的转化率变化情况与二氧化碳相似；二氧化碳、氢气投料比等于反应Ⅰ中两者系数比，两者转化率相同，但是反应Ⅱ中二氧化碳、氢气系数比为1:1>1:3，使得氢气转化率低于二氧化碳的转化率，故平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示，C正确；
D．催化剂不影响化学平衡，不能提高CH3OCH3的生产效率，D错误；
故选D。
9．B
【分析】实验2的装置是原电池，观察到Y电极表面有银白色物质析出，则Y电极为正极，X电极为负极，放电时盐桥中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，以此解题。
【详解】A．实验1反应后的上层清液为AgI的饱和溶液，存在沉淀溶解平衡，则，故A错误；
B．实验2的装置是原电池，根据氧化还原反应可知，正极Y电极生成Ag，负极X电极生成I2则总反应为，故B正确；
C．实验2的装置是原电池，X电极为负极，Y电极为正极，放电时盐桥中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，即K+移向右侧烧杯中，移向左侧烧杯中，所以反应一段时间后，左侧烧杯中c( K+)和右侧烧杯中c()均不变，故C错误；
D．AgNO3和KI发生的反应存在竞争性，并且发生复分解反应的程度大于氧化还原反应的程度，但反应类型不同，不能据此判断平衡常数大小，故D错误；
故选B。
10．D
【详解】A．由表格数据可知，平衡时氧气的浓度为0.2mol/L，则由方程式可知，0~2分钟内一氧化氮的平均速率为=0.2 mol/(L·min)，故A错误；
B．向平衡后的容器中再加入二氧化氮相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的体积分数增大，故B错误；
C．由表格数据可知，平衡时氧气的浓度为0.2mol/L，则由方程式可知，平衡时二氧化氮、一氧化氮的浓度分别为0.6mol/L—0.2mol/L×2=0.2mol/L、0.2mol/L×2=0.4mol/L，反应的平衡常数K==0.8，温度不变，平衡常数不变，则容器Ⅱ中起始浓度熵Qc=＜0.8，说明平衡向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故C错误；
D．使用催化剂时，反应物和生成物的浓度不变，正逆反应速率均增大说明正逆反应的速率常数均增大，速率常数是温度函数，温度不变，速率常数不变，则该反应、随催化剂和温度的改变而改变，但不随浓度和压强的改变而改变，故D正确；
故选D。
11．D
【详解】A．等浓度的NaCl和NaI混合溶液中，滴加硝酸银，先生成黄色沉淀即AgI，说明AgI溶解度更小，则Ksp(AgI) B．向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有白色絮状氢氧化铝沉淀生成，发生反应：，通过反应可知结合H+能力比强，故B正确；
C．向两支盛有KI3溶液的试管中，分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液，前者溶液变蓝，后者生成黄色沉淀，说明在KI3溶液中存在I-和I2，则溶液中存在平衡：⇌I2+I-，故C正确；
D．溴蒸气易挥发，挥发出的溴与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀，因此不能说明液溴与苯发生取代反应，故D错误；
故选：D。
12．B
【详解】A．内，CO的浓度变化量为0.4mol/L，则v(CO)=0.04mol·L-1·min-1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=0.02mol·L-1·min-1，A正确；
B．反应达平衡时，，B错误；
C．升高温度，反应速率加快，C正确；
D．初始时容器中投入1molCO和1molNO，随着反应进行，生成的CO2和N2物质的量之比为2∶1，达到平衡状态时，容器中CO2和N2的浓度之比为2∶1，D正确；
故答案选B。
13．D
【详解】A．根据化学平衡常数的定义式，丙烷脱氢制丙烯反应的化学平衡常数K=，A正确；
B．丙烷催化脱氢生成的氢气会与CO2反应生成CO和H2O，因此丙烯的浓度变化基本不受二氧化碳浓度的影响，而H2的浓度随着二氧化碳浓度的增大而趋于一个定值，B正确；
C．其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，说明丙烷的相对浓度越大，丙烷浓度增大使其转化率减小，C正确；
D．根据丙烷催化脱氢制丙烯的反应可知，生成的丙烯和氢气的物质的量相同，而CO2+H2CO+H2O，则有c(C3H6)=c(H2)+c(CO)+c(H2O)，D错误；
故答案选D。
14．(1) AD
(2)75%
(3) 放出 ＜

【详解】（1）根据图1知，3min时反应达到平衡状态，从反应开始至达到平衡，v(CO)==0.125mol/(L∙min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v(H2)=2v(CO)=0.25mol/(L∙min)；
A．升高温度，能增大反应速率，A项选；
B．降低压强，能减慢反应速率，B项不选；
C．减小CH3OH的浓度，减慢反应速率，C项不选；
D．加入合适的催化剂，能降低反应的活化能，增大反应速率，D项选；
答案为：0.25mol/(L∙min)；AD。
（2）根据图1，从反应开始至达到平衡，CO物质的量减少1.00mol-0.25mol=0.75mol，根据转化物质的量之比等于化学计量数之比，H2物质的量减少0.75mol×2=1.5mol，H2的转化率为×100%=75%；答案为：75%。
（3）根据图2知，2molH2(g)与1molCO(g)完全反应生成1molCH3OH(g)放出128.8kJ的热量，若向该密闭容器中充入2molCO(g)与4molH2(g)，由于该反应为可逆反应，任一反应物的转化率都小于100%，二者充分反应，能够放出的热量小于257.6kJ；答案为：放出；＜。
15．(1)BDE
(2) 2.5×10-4 60%
(3) 空气 N2H4＋4OH--4e-=N2↑＋4H2O a

【详解】（1）A．由反应方程式知当时反应达到平衡，故A不符合题意；
B．混合气体中的体积分数保持不变时，说明消耗的氮气和生成的氮气相等，反应达到平衡状态，故B符合题意；
C．由方程式知单位时间内断裂1个同时生成2个C=O，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故C不符合题意；
D．由方程式知，反应有固体参加，恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变时，混合气体的质量不再变化，说明反应达到平衡，故D符合题意；
E.由方程式知，反应前后气体的总物质的量不变，当混合气体的平均摩尔质量保持不变时，说明气体的总质量不再变化，反应达到了平衡，故E符合题意；
故答案为：BDE
（2）起始时充入0.4molCO、0.2molNO，发生，设转化的CO为nmol，则，由压强之比等于物质的量之比得，解得n=0.1mol，所以实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=；
②设转化的NO为xmol，则，由压强之比等于物质的量之比得，解得x=0.12mol，实验a中NO的平衡转化率为；
（3）①肼—空气燃料电池中肼中氮元素为-2价升高到氮气中的0价，发生氧化反应，所以通入肼的一极为负极，电极反应式为，通入空气的一极为正极；
②根据①分析a极为负极，b极为正极，对于原电池来说，阴离子移向负极，所以电池工作时，移向a电极；
16．(1)50%或0.5
(2) 5.4 相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高

【详解】（1）温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.1 mol H2，反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05 mol，则CO2的转化率为.
（2）在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，由表中信息可知，0~2minCH3OH的浓度由0增加到10.8 μmol·L-1，因此，0~2min生成CH3OH的平均反应速率为；由表中信息可知，在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 0~2minCH3OH的浓度由０增加到10.8 μmol·L-1，c(CH4)：c(CH3OH)=12722：10.8≈1178；在选择使用催化剂Ⅱ和350℃的反应条件下，0~2minCH3OH的浓度由0增加到9.2 μmol·L-1，c(CH4)：c(CH3OH)=10775：9.2≈1171；在选择使用催化剂Ⅰ和400℃条件下反应， 0~2minCH3OH的浓度由０增加到345.2μmol·L-1，c(CH4)：c(CH3OH)=42780：345.2≈124；在选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件下，0~2minCH3OH的浓度由０增加到34μmol·L-1，c(CH4)：c(CH3OH)=38932：341145.因此，若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件的原因是：相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高。
17．(1)BD
(2) d b
(3)20%
(4) B C组中n(CH4)∶n(H2S)=12∶1，CH4比例过高使催化剂Al2O3失活，反应速率小
(5)CH4C＋H2

【详解】（1）A．恒温恒容下，容积不变，容器内的气体质量也不变，则无论反应是否平衡，密度都不变，故混合气体密度不变不能作为反应①达到平衡的判断依据，故A不符合题意；
B．反应①中可逆符号前后的气体化学计量数之和不相等，则容器内的压强不变时，说明容器内气体不在增加减少，反应达到最大限度，即达到平衡状态，故B符合题意；
C．根据反应①的化学计算数，2v正(H2S)=4v正(CS2)=v逆(CS2)，即同一物质的正逆反应速率不相等，说明反应没有达到平衡状态，故C不符合题意；
D．CH4与H2的物质的量分数之比保持不变，说明CH4与H2的物质的量分数不在发生变化，说明体系反应达到最大限度，说明达到平衡状态，故D符合题意；
答案BD。
（2）根据平衡状态时，四种组分物质的量分数随温度的变化图所示，c、d的物质的量分数随温度升高是逐渐减小的，a、b是逐渐增大的，由于反应①是吸热反应(Q<0)，根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，则生成物增加，反应物减少，可知a、b表示的是生成物， c、d表示的是反应物，根据反应①的化学计量数，生成物中CS2的物质的量比H2小，则a表示H2，b表示CS2，同理，c表示的是H2S，d表示的是CH4，故答案为表示CH4、CS2变化的曲线分别是d、b。
（3）M点对应温度下，起始时n(CH4)∶n(H2S)=1∶2，设起始时n(CH4) =1mol, n(H2S)= 2mol，转化的CH4为x mol，则可得
M点对应温度下，平衡时，a表示的H2和d表示的CH4的物质的量分数相等，则可得关系式1-x=4x，x=0.2mol，则H2S的转化率= 。
（4）在反应①中，适当提高n(CH4)∶n(H2S)的比值可提高H2S转化率，当投料比[n(CH4)∶n(H2S)]分别为1∶1、1∶3、12∶1时，即n(CH4)∶n(H2S)分别为1∶1、∶1、12∶1时，n(CH4)∶n(H2S)=1∶1为三种组合中，n(CH4)∶n(H2S)的比值处于中间，则 H2S转化率也处于中间，则对应的图像是B组；根据题干可知，过多的CH4会导致Al2O3催化剂失活，反应速率变慢，C组图像中H2S转化率最高，即n(CH4)∶n(H2S)比值最高，即n(CH4)∶n(H2S)=12∶1，故C组图像中平均反应速率最低的可能原因是C组中n(CH4)∶n(H2S)=12∶1，CH4比例过高使催化剂Al2O3失活，反应速率小。
（5）根据积碳量变化图所示，Co添加量越大，C的含量越高，原料气中只有CH4含有碳元素，则Co助剂可能催化原料气发生反应的化学方程式为CH4C＋H2。
18． 分液 向有机层中加入稀硫酸，c(H＋)增大，平衡向形成Ce3＋水溶液方向移动。
【分析】此工艺流程题属于物质的分离、提纯类型，主要考查了物质分离、提纯的基本方法与化学平衡移动原理。由题目中的流程图可知，酸浸后加入的HT属于萃取剂，即操作Ⅰ为分液；所得硫酸铈溶液与有机层主要通过调节pH，促进平衡移动得到Ce(OH)3后，通过氧气氧化最终获得Ce(OH)4。
【详解】(1)加入萃取剂后经操作Ⅰ可分离出有机层和硫酸铈稀溶液，则操作Ⅰ为分液。
(2)由Ce3＋(水层)＋3HT(有机层)⇌CeT3(有机层)＋3H＋(水层)，可知向有机层中加入稀硫酸，c(H＋)增大，平衡逆向移动，即向形成Ce3＋水溶液方向移动，从而获得较纯的含Ce3＋水溶液。