第二章化学反应速率与化学平衡单元测试题---2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

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第二章 化学反应速率与化学平衡 单元测试题

一、单选题
1．在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4molCO，发生反应。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是

A．曲线M、N的平衡常数大小为：
B．与浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡
C．T℃时，
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为
2．在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中，反应  △H＞0，分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法不正确的是
容器
温度/K
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol




I
977
0.28
0.56
0
0.4
II
977
0.56
0.56
0

III
1250
0
0
0.56

A．977K，该反应的化学平衡常数值为1
B．达到平衡时，向容器I中增加C的量，平衡不移动
C．达到平衡时，容器II中CO2的转化率比容器I中的小
D．达到平衡时，容器III中的CO的转化率大于28.6%
3．以为催化剂的光热化学循环分解反应，为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
  
下列说法不正确的是
A．完全分解成和需要吸热30kJ
B．该反应中，光能和热能转化为化学能
C．使用作催化剂可以提高化学反应速率
D．过程①中吸收能量使钛氧键发生了断裂
4．已知反应：，下列条件下反应速率最快的是
选项
温度
溶液的体积和浓度
硫酸的体积和浓度
A

10mL、0.2mol/L
10mL、0.2mol/L
B

20mL、0.1mol/L
20mL、0.1mol/L
C

50mL、0.1mol/L
50mL、0.1mol/L
D

10mL、0.5mol/L
10mL、0.5mol/L
A．A B．B C．C D．D
5．已知：Ag++NH3Ag(NH3)+ K1=103.12
Ag(NH3)++NH3[Ag(NH3)2]+ K2
Ag+、Ag(NH3)+、[Ag(NH3)2]+的分布分数δ与lgc(NH3)关系如图所示，下列说法正确的是
{例如：分布分数δ(Ag+)=}

A．曲线c代表[Ag(NH3)2]+
B．K2的数量级为105
C．[Ag(NH3)2]+Ag++2NH3的平衡常数K=10-7.22
D．当c(NH3)＜0.01mol•L-1时，银元素主要以[Ag(NH3)2]+形式存在
6．甲醇脱氢法制HCOOCH3工艺过程涉及如下反应：
反应Ⅰ：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)＋2H2(g) ΔH1=＋135.4 kJ·mol-1
反应Ⅱ：CH3OH(g)=CO(g)＋2H2(g) ΔH2=＋106.0 kJ·mol-1
向容积为10 L的恒容密闭容器中通入1.0 mol CH3OH气体发生上述反应，反应相同时间，测得CH3OH的转化率和HCOOCH3的选择性随温度变化如下图所示。

(已知：HCOOCH3的选择性=×100%)
下列说法正确的是
A．2CO(g)+2H2(g)=HCOOCH3(g)的ΔH=+76.6 kJ·mol-1
B．虚线代表的是CH3OH的转化率
C．553K时，HCOOCH3的产量为 0.1mol
D．低于553K时，温度越高，生成的HCOOCH3越多。高于553K时，温度越高，生成的CO越多
7．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，与水在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图。

下列说法不正确的是
A．反应
B．选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和反应Ⅱ的活化能
C．和的总能量大于和的总能量
D．反应Ⅱ的热化学方程式表示为
8．下列有关碰撞理论的说法正确的是
A．活化分子的每一次碰撞都能发生化学反应
B．能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C．其它条件不变，增大压强，能增大活化分子百分数，从而增大有效碰撞次数
D．催化剂能增大反应的活化能，从而加快反应速率
9．反应物S转化为产物P的能量与反应进程的关系如下图所示：

下列说法正确的是
A．S·X→P·X的转化过程为吸热过程
B．平衡时P的产率：Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ
C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
D．生成相同物质的量的P，放出的热量Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ
10．合成氨反应为。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在的密闭容器中反应时的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量，平衡时的质量分数的变化曲线。

下列说法正确的是
A．该反应为自发反应，由图1可得加入适当的催化剂，E和都减小
B．图2中内该反应的平均速率，从起其他条件不变，压缩容器的体积为，则的变化曲线为d
C．图3中，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是b点
D．该反应平衡常数表达式为，图3中和表示温度，对应温度下的平衡常数为，则：
11．优化焦炭水蒸气重整工艺可制得CO含量较低的氢燃料。0.1 MPa下，按向容器中加入一定量的焦炭和水蒸气。体系中发生如下反应：
反应I：   kJ⋅mol
反应II：   kJ⋅mol
反应III：   kJ⋅mol
达到平衡时，的产率和CO、、干态体积分数()随温度变化如图所示。下列说法不正确的是

A．曲线B表示CO干态体积分数随温度的变化
B．制备CO含量低的氢燃料应选择800℃左右的温度
C．800~1400℃，随温度升高的产率降低，是因为温度升高对反应II的平衡转化率的影响大于对反应I平衡转化率的影响
D．1200℃时，向平衡体系中通入水蒸气，再次达到平衡时的值比原平衡的小
12．在盛有载氧体的恒容密闭容器中充入空气[氧气的体积分数为21%]，发生反应：  。平衡时随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说法错误的是

A．升高温度，平衡向逆反应方向移动导致增大
B．必须控制才能保持载氧体活性
C．在1030℃时加入催化剂，
D．985℃时的平衡转化率约为58%
13．2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”领域做出贡献的三位科学家。点击化学的经典反应之一是铜催化的叠氮－炔环加成反应。反应过程如图所示。

下列说法错误的是
A．H+是点击反应的中间产物 B．反应前后碳元素的化合价不变
C．铜催化时点击反应的活化能减小 D．总反应式为
14．汽车尾气中NO产生的反应为     。一定条件下，等物质的量和在恒容密闭容器中反应，曲线a表示该反应在温度T下随时间(t)的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时随时间(t)的变化。下列叙述不正确的是

A．温度T下、0-40s内
B．M点小于N点
C．曲线b对应的条件改变可能是充入氧气
D．若曲线b对应的条件改变是升高温度，则

二、非选择题
15．能源是现代社会发展的支柱之一，请按要求完成以下填空：
(1)下列反应中，属于放热反应的是 (填序号)。
a.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl混合搅拌    b.高温煅烧石灰石    c.铝与盐酸反应
(2)已知稀溶液中，1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式 。
(3)实验测得，1g甲醇(CH3OH，常温下为液态)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7kJ的热量，试写出甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式： 。
(4)火箭推进器常以气态联氨(N2H4)为燃料、液态过氧化氢为助燃剂进行热能提供。反应过程中生成的气体可参与大气循环。测得当反应过程中有1mol水蒸气生成时放出161kJ的热量。试写出反应过程中的热化学方程式： 。
(5)将转化为是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：


则反应的是
(6)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇，过程能量变化如图所示，其反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) △H。该反应的△H (填“>”、“＜”或“=”)0；其正反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。

16．黑色金属材料是工业上对铁、铬、锰的统称，、、及其化合物在日常生活生产中的用途相当广泛。
Ⅰ. 根据所学知识，回答下列问题：
(1)具有净水作用，净水的原理是 。
(2)向溶液中加入溶液至过量，微热。再通入，可观察到溶液呈紫色(高铁酸钾：)。写出此过程发生反应的离子方程式： 。
(3)可用于治疗缺铁性贫血症，为验证药品的还原性，某实验小组取少量药用配制成溶液，并取溶液于试管中，滴入几滴浓硝酸，振荡，试管中产生红棕色气体，溶液变为深棕色。为探究溶液没有变为黄色的原因补充了如下实验：向溶液和溶液中分别通入，观察到溶液变为深棕色，溶液无明显变化。
①“试管中产生红棕色气体，溶液变为深棕色”的原因是 。
②实验小组改进实验，观察到溶液变为黄色的实验操作是 。
Ⅱ.在溶液中存在下列平衡：。
(4)下列有关溶液的说法正确的是_______(填标号)。
A．加入少量硫酸，溶液的橙色加深
B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加
C．入少量溶液，平衡逆向移动
D．加入少量固体，平衡正向移动，转化率变大
Ⅲ.可用作电讯器材元件材料。还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。它在空气中加热易转化为不同价态锰的氧化物，其固体残留率()随温度的变化如图所示。

(5)时，剩余固体中为 。
(6)图中C点对应固体的成分为 (填化学式)。
17．氨是化肥工业和基础有机化工的主要原料。
(1)合成氨反应过程中有关物质的化学键键能数据如表所示：
化学键




a
b
c
请写出该合成氨反应的热化学方程式 。
(2)一定温度下，合成氨反应在a、b两种条件下分别达到平衡，的浓度随时间的变化如图1所示。

①a条件下，内的平均反应速率 。
②相对a而言b可能改变的条件是 。
(3)某化学兴趣小组向一恒温密闭容器中充入和模拟合成氨反应，平衡混合物中氨气的体积分数与总压强的关系如图2所示。若体系在下达到平衡时体系总体积为。此时

①的平衡分压为 ，(分压=总压×物质的量分数)；
②平衡常数 。
18．在容积为2.0 L的密闭容器中，通入一定量的N2O4，发生反应：。100℃时，各物质浓度随时间变化如图所示。

(1)下列叙述中，能说明该反应达到化学平衡状态的是 (填字母序号)。
A．NO2的生成速率是N2O4的生成速率的2倍
B．单位时间内消耗a mol N2O4，同时生成2a mol NO2
C．容器内的压强不再变化
D．容器内混合气体的密度不再变化
(2)降低温度，混合气体的颜色变浅，正反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)欲提高N2O4的平衡转化率，理论上可以采取的措施为 。
A．增大压强    B．升高温度    C．加入催化剂
(4)100℃时，该反应的化学平衡常数的表达式为 ，升高温度时其数值 (填增大、减小或不变)。
(5)100℃时，在容器中按初始浓度c(N2O4)=0.10 mol/L、c(NO2)=0.10mol/L投料，反应 进行(填“正向”或“逆向”)。

参考答案：
1．A
【详解】A．起始温度相同，容器A为恒温装置，温度始终不变，则K不变，容器B为绝热体系，反应为放热反应，随反应进行体系内温度升高，则平衡常数减小。温度越高反应速率加快，反应先达到平衡状态，则M对应容器B，N对应容器A，因此，A正确；
B．与为生成物，且系数比为1：1，两者浓度始终保持1：1不变，因此不能据此判断平衡状态，B错误；
C．该反应在温度为T℃条件下进行。根据选项A分析可知：N表示在恒温(A)下进行的反应。反应开始时n(N2O)=1 mol，n(CO)=4 mol，反应达到平衡时N2O的转化率是25%，则根据反应N2O(s)+CO(g)⇌N2(g)+CO2(g)的转化关系可知平衡时n(N2O)=0.75 mol，n(CO)=3.75 mol，n(N2)=n(CO2)=0.25 mol，由于容器的容积是10 L，则平衡浓度c(N2O)=0.075 mol/L，c(CO)=0.375 mol/L，c(N2)=c(CO2)=0.025 mol/L，反应达到平衡时v正=v逆，k正∙c(N2O) ∙c(CO)=k逆∙c(N2) ∙c(CO2)，===，C错误；
D．0-100 s时N2O的转化率为10 %，N2O的反应量为l mol×10% =0.l mol，根据方程式中物质反应转化关系可知CO的反应量为0.l mol，则用CO的浓度变化表示曲线N在0-100 s内的反应速率为v(CO)==1.0×10-4mol/(L⋅s)，D错误；
故选：A。
2．D
【分析】容器Ⅰ中，起始投入CO2的物质的量为0.28mol、C为0.56mol，平衡时生成CO的物质的量为0.4mol，则可建立如下三段式：

【详解】A．977K，该反应的化学平衡常数值为=1，A正确；
B．达到平衡时，向容器I中增加C的量，反应物和生成物的浓度都不发生改变，则平衡不移动，B正确；
C．容器II与容器I相比，容器II相当于容器I加压，使气体物质的浓度变为原来的二倍，则平衡逆向移动，CO2的转化率减小，所以容器II中CO2的转化率比容器I中的小，C正确；
D．容器III中，若温度为977K，则与容器I中平衡等效，达到平衡时，容器I中CO2的转化率为≈71.4%，则CO的转化率为28.6%，现升高容器III的温度至1250K，平衡正向移动，CO的转化率减小，则容器III中CO的转化率小于28.6%，D不正确；
故选D。
3．A
【详解】A．由信息可知的键能和为1598kJ/mol，CO的键能为1072kJ/mol，的键能为496kJ/mol，根据焓变=反应物键能和-生成物键能和，则，=2×1598kJ/mol-2×1072kJ/mol-496kJ/mol=+556 kJ/mol，即完全分解成和需要吸热556kJ，故A错误；
B．由图中信息可知，光照和受热条件下均有反应发生，光能和热能转化为化学能，故B正确；
C．催化剂参与反应过程，降低反应活化能加快反应速率，故C正确；
D．由图中信息可知过程①中钛氧键发生了断裂，断裂化学键吸收能量，故D正确；
故选：A。
4．D
【详解】温度越高、反应物浓度越大反应速率越快，且温度对速率的影响大于浓度对速率的影响，因此C、D的速率大于A、B；C中混合后和硫酸的浓度均为0.05 mol/L，D中混合后和硫酸的浓度均为0.25 mol/L，因此D的反应速率最快。
故选：D。
5．C
【分析】随着NH3浓度的增大，Ag+与NH3的反应、Ag(NH3)+与NH3的反应的化学平衡均正向移动，因此NH3浓度的增大，银离子分布分数逐渐减小，Ag(NH3)+分布分数先增大后减小，[Ag(NH3)2]+分布分数逐渐增大，故a表示Ag+，b表示[Ag(NH3)2]+，c表示Ag(NH3)+。
【详解】A．根据分析可知，曲线c表示Ag(NH3)+，A错误；
B．从图中可知，lgc(NH3)约为-4时，[Ag(NH3)2]+和Ag(NH3)+的分布分数相同，则K2==104，B错误；
C．从图中可知，lgc(NH3)=-3.61时，银离子的分布分数等于[Ag(NH3)2]+的分布分数，此时[Ag(NH3)2]+Ag++2NH3的平衡常数K=c2(NH3)=(10-3.61)2=10-7.22，C正确；
D．从图中可知，c(NH3)0，A正确；
B．催化剂改变反应历程从而降低活化能，所以选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和反应Ⅱ的活化能，B正确；
C．从能量图看1molCH3OH(g) 和1molH2O(g)的总能量低于1molCO2(g)和3H2(g)的总能量，C错误；
D．催化机理看，CO(g)和H2O为该反应的中间产物。从能量图看CO(g)和H2O(g)的总能量高于H2(g)和CO2(g)，所以该反应为放热反应 ΔHⅢ>Ⅱ，所以生成P的速率：Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ，故C错误；
D．催化剂只改变反应的活化能不影响焓变值，生成相同物质的量的P，放出的热量相同，Ⅰ＝Ⅲ＝Ⅱ，故D错误；
故选：B。
10．B
【详解】A．加入催化剂活化能E降低，但不影响焓变，△H不变，由图1可知，合成氨是焓减熵减过程，△G＜0反应自发进行，根据△G＝△H−T△S可知，该反应在低温下自发进行，故A错误；
B．由图2可知，0～10min内氮气的物质的量变化量为0.6mol−0.3mol＝0.3mol，，速率之比等于化学计量数之比，故v(H2)＝3v(N2)＝3×0.015mol/(L•min)＝0.045mol/(L•min)，11min压缩体积，压强增大，平衡向正反应移动，平衡时氮气的物质的量小于原平衡，故n(N2)的变化曲线为d，故B正确；
C．图3表示平衡时氨气含量与氢气起始物质的量关系，曲线上各点都处于平衡状态，故a、b、c都处于平衡状态，达平衡后，增大氢气用量，氮气的转化率增大，故a、b、c三点中，c的氮气的转化率最高，故C错误；
D．由图3可知，氢气的起始物质的量相同时，温度T1平衡后，氨气的含量更高，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应移动，故温度T1＜T2，温度越高化学平衡越低，故K1＞K2，故D错误；
故答案选B。
11．D
【分析】从题干可知，反应Ⅱ和反应Ⅲ都是放热反应，随着温度升高，化学平衡逆向移动，CO2的干态体积分数减小，故曲线A表示CO2干态体积分数随温度变化情况，曲线B表示CO干态体积分数随温度变化情况。
【详解】A．根据分析可知，曲线B表示CO干态体积分数随温度变化情况，A正确；
B．制备CO含量低的氢燃料要保证CO的干态体积分数较低，H2的干态体积分数较高，根据图中信息可知，温度约为800℃较合适，B正确；
C．温度升高反应Ⅱ化学平衡逆向移动，反应Ⅰ化学平衡正向移动，但是温度升高对反应Ⅱ平衡转化率的影响大于对反应Ⅰ平衡转化率的影响，因此800-1400℃随着温度升高H2产率降低，C正确；
D．1200℃向平衡体系中通入水蒸气，反应Ⅰ平衡常数K=，温度不变的情况下，K值不变，向平衡体系中通入水蒸气，c(H2O)增大，再次达到平衡时c(CO)·c(H2)的值比原平衡大，D错误；
故答案选D。
12．C
【详解】A．题述反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，体积分数增大，故A正确；
B．当温度等于1030℃时，的体积分数与空气中的相等，如果继续升温，体积分数大于21%，载氧体变为脱氧体，失去反应活性，故B正确；
C．平衡时，加入催化剂，不会使平衡移动，体积分数不变，故C错误；
D．取100 mol空气，占21 mol，设985℃下平衡时消耗的物质的量为，则，解得：，平衡转化率为，故D正确；
选C。
13．B
【详解】A．上一步反应先生成后下一步反应又消耗，因此是点击反应的中间产物，A项正确；
B．反应后碳碳三键变成碳碳双键，碳元素化合价发生变化，B项错误；
C．催化剂通过改变反应途径而降低活化能，C项正确；
D．观察整个循环过程可知，和为反应物，为产物。[Cu]为催化剂，可得总反应式，D项正确；
故选B。
14．B
【详解】A．温度T下、0-40s内氮气的浓度从c0mol/L减少到c1mol/L，故，A正确；
B．M点还在向正向进行，故正反应速率大于逆反应速率，B错误；
C．曲线b能是充入氧气，反应速率加快，更快到平衡，且平衡时氮气的浓度比a少， C正确；
D．若曲线b为升温，则说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热，D正确；
故选B。
15．(1)c
(2)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ∆H=-57.3kJ•mol-1
(3)  
(4)  
(5)
(6) ＜ 低温

【详解】（1）a．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl混合搅拌为吸热反应，a错误；    
b．高温煅烧石灰石为吸热反应，b错误；   
c．铝与盐酸反应为酸和活泼金属的反应属于放热反应；c正确；
故选c；
（2）中和热是在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量；1mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6kJ热量，则生成1mol水放热57.3kJ，H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ∆H=-57.3kJ•mol-1；
（3）燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；1g甲醇(CH3OH，常温下为液态，为)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7kJ的热量，则1mol甲醇完全燃烧放热，  ；
（4）反应过程中有1mol水蒸气生成时放出161kJ的热量，则生成4mol水蒸气放热644kJ，  ；
（5）已知：
①
②
由盖斯定律可知，反应①+2②得：；
（6）由图可知，反应物的能量高于生成物的能量，反应放出热量，焓变小于零；该反应为放热的熵减反应，根据可知，反应在低温下能自发进行。
16．(1)水解产生的胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质；
(2)
或；
(3) 亚铁离子和浓硝酸反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮和亚铁离子作用显示深棕色； 取溶液于试管中，加入稀硝酸，振荡；
(4)AB
(5)1∶2；
(6)与。

【详解】（1）水解产生的胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质；故具有净水作用，答案为：水解产生的胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质；
（2）根据已知产物中有，结合电子转移守恒，电荷守恒，原子守恒可得方程为：或；
（3）亚铁离子和浓硝酸反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮和亚铁离子作用显示深棕色；
实验小组改进实验，观察到溶液变为黄色的实验操作是取溶液于试管中，加入2mL稀硝酸，振荡，反应中亚铁离子完全被氧化，反应后的溶液中不存在亚铁离子，且反应生成的气体为一氧化氮，不是二氧化氮，故能看到溶液变为黄色。故答案为：亚铁离子和浓硝酸反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮和亚铁离子作用显示深棕色； 取溶液于试管中，加入稀硝酸，振荡；
（4）A．加入少量硫酸，.上述平衡逆向移动，溶液的橙色加深，A正确；
B．加入少量水稀释，平衡会正向移动，溶液中离子总数增加， B正确；
C．加入少量NaOH溶液，减小氢离子浓度，平衡正向移动，C错误；
D．加入少量固体，平衡正向移动，但是转化率变小，D错误；
故本题选AB。
（5）设MnCO3的物质的量为1 mol，即质量为115g。A点剩余固体质量为
115 g75. 65%≈87 g。减少的质量为115 g-87 g=28 g，可知MnCO3失去的组成为“CO”,
故剩余固体的成分为MnO2，答案为：1：2；
（6）C 点剩余固体质量为115 g61. 74%≈71 ，据锰元素守恒知：m(Mn)=55 g，则m(O)=71g-55 g=16 g，则n(Mn) ：n(O)=1：1，故剩余固体的成分为MnO，同理，B点剩余固体质量为115 g 66. 38%≈76g，因m(Mn)=55g，则m(O)=76g-55g=21g，则n(Mn) ：n(O) ≈3：4，故剩余固体的成分为Mn3O4，因D点介于B、C之间，故D点对应固体的成分为Mn3O4与MnO的混合物，答案为：与。
17．(1)
(2) 增大浓度
(3) 12

【详解】（1）合成氨反应为N2(g) +3H2(g) =2NH3 (g)，△H=反应物所含键能之和-生成物所含键能之和=b+3a-6c=(b+3a-6c)，则反应热化学方程式为；
（2）①a条件下，根据图象可知，氢气的初始浓度为3，平衡浓度为1.5，则0~5min内的反应速率；
②根据图象可知，b曲线达平衡时H2的物质的量浓度与a曲线比较，b曲线的反应速率增大，平衡时氢气的含量减小，充入N2反应物浓度增大，反应速率增大，平衡向着正向移动，氢气的浓度减小；
（3）①设反应达到平衡状态消耗氮气物质的量为x,，三段式有

则，解得x=3mol，由此可得的平衡分压为；
②达到平衡时，，，，则。
18．(1)AC
(2)吸热
(3)B
(4) 增大
(5)正向

【详解】（1）A．若NO2的生成速率是N2O4的生成速率的2倍，则每生成2个NO2，同时就会消耗2个NO2，反应达到平衡，A符合题意；
B．单位时间内消耗a mol N2O4，同时生成2a mol NO2，表示的都是反应正向进行，不能据此判断反应是否达到平衡状态，B不符合题意；
C．反应在恒容密闭容器中进行，该反应是反应前后气体的物质的量发生改变的反应，若容器内的压强不再变化，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，C符合题意；
D．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意；
故合理选项是AC；
（2）降低温度，混合气体的颜色变浅，说明c(NO2)降低，化学平衡逆向移动，根据平衡移动原理：降低温度，化学平衡向放热反应方向移动，则该该反应的正反应是吸热反应；
（3）A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大压强会使化学平衡逆向移动，导致N2O4的平衡转化率降低，A不符合题意；
B．该反应的正反应是吸热反应，升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，导致N2O4的平衡转化率提高，B符合题意；
C．加入催化剂只能加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，但不能使化学平衡发生移动，因此N2O4的平衡转化率不变，C不符合题意；
故合理选项是B；
（4）化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，则该反应的化学平衡常数为；
升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，导致生成物的浓度增大，反应物的浓度减小，因此稳定升高使化学平衡常数增大；
（5）根据图象可知在2.0 L密闭容器中发生反应，反应达到平衡时，c(N2O4)=0.04 mol/L、c(NO2)=0.12 mol/L，该温度下的化学平衡常数K==。在100℃时，在容器中按初始浓度c(N2O4)=0.10 mol/L、c(NO2)=0.10 mol/L投料，反应的浓度商Qc==＜0.36，所以反应为达到平衡状态，此时化学反应正向进行。