2024届高三新高考化学大一轮专题练习-化学平衡

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习-化学平衡，共25页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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·浙江绍兴·高三校联考期中）下列方案设计、现象和结论都正确的是
选项
目的
方案设计
现象和结论
A
探究温度对化学平衡的影响
将2mL的溶液加热后置于冷水中，观察现象
溶液由黄色变为蓝色，说明降低温度，
向正方向移动
B
比较不同的粒子和结合能力大小
在1mL2%的溶液中，逐滴滴入2%的氨水
先产生沉淀，后沉淀溶解，说明结合能力：
C
比较和水解程度大小
用试纸分别测定同浓度和溶液的
测得溶液大，说明水解程度大于
D
比较和的大小
向2mL的溶液中滴入5滴浓度均为的和溶液
最终有黄色沉淀生成，说明

A．A B．B C．C D．D
2．（2023春·湖北武汉·高三校联考期中）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法错误的是
编号
时间/min

表面积
0
20
40
60
80
①

2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②

1.20
0.80
0.40


③

2.40
1.60
0.80
0.40
0.40

A．实验②中60 min时，
B．由实验数据可知，相同条件下，增加的浓度，速率不一定增大
C．实验③达到平衡后，的体积分数约为22.7%
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
3．（2023春·重庆·高三校联考期中）恒温恒容条件下，气体A、B发生反应：，下列不能说明反应达到平衡状态的是
A．体系压强保持不变 B．单位时间内消耗，同时消耗
C．混合气体密度保持不变 D．混合气体的平均摩尔质量不再改变
4．（2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测）向一系列恒容但体积各不相同的恒温密闭容器中分别加入足量活性炭和，容器中发生反应：，在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积()的关系如图所示。下列说法不正确的是

A．ab曲线上的点均已经达到平衡状态，c点未达到平衡状态
B．容器内的压强：
C．b、c两点时气体的颜色不同
D．相同温度下，a、b、c三点反应的平衡常数相等
5．（2023春·浙江·高三校联考期中）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是

实验操作和现象
实验结论
A
向某溶液中滴加盐酸酸化的溶液有白色沉淀生成
原溶液中一定有
B
向5mLKI溶液中滴加5-6滴相同浓度溶液，充分反应后滴入KSCN溶液，溶液变血红色。
KI与的反应有一定限度
C
用硫酸将铂丝洗净，蘸取X溶液进行焰色试验，观察到火焰呈绿色
X溶液中一定有
D
向碳酸氢钠固体中加入少量水，温度降低
该反应吸热

A．A B．B C．C D．D
6．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆南开中学校考期中）萘()与浓硫酸发生取代反应可以生成2种取代产物，反应进程中能量变化如图所示。其中在相同投料、经历相同时间、不同反应温度时产物的比例不同，在40℃和160℃时，得到-取代产物与-取代产物的比例分别为96∶4和15∶85，下列说法正确的是

A．-取代产物比-取代产物更稳定
B．与40℃相比，160℃时萘的平衡转化率更大
C．不改变投料和反应时间，改进催化剂可提高40℃时-取代产物比例
D．萘的二磺化取代产物种类为14种
7．（2023春·河北石家庄·高三校联考期中）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入等物质的量的M和N，发生反应：，已知该反应的正反应速率，其中速率常数满足关系(R、A为常数，T为温度，为反应的活化能)。上述反应在催化剂Cat1、Cat2作用下的关系如图。下列说法错误的是

A．使用催化剂Cat1时反应的活化能较高
B．平衡时M和N的转化率相等
C．增大N的浓度不影响正反应速率和平衡状态
D．若改为恒容绝热容器，平衡时M的转化率一定降低
8．（2023春·江苏南通·高三统考阶段练习）异丁烯是重要的化工原料，可由异丁醇脱水制得。异丁醇催化脱水时发生如下反应：
反应1：
反应2：
压强不变，向一定体积的密闭容器中充入V(异丁醇)：V()=1：1的混合气体(不参与反应)，平衡时所得异丁醇的转化率、异丁烯的产率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是

A．、
B．150～350℃范围内，异丁醇的转化率越高的原因是该温度下催化剂的活性强
C．，200℃时，V(异丁醇)：V()起始比值越大，平衡时异丁烯的产率越低
D．，200℃时，若将起始时换成(g)，平衡时异丁烯的产率增大
9．（2023春·安徽·高三校联考期中）化学与生活密切相关，下列事实、现象或应用中，不能用勒夏特列原理解释的是
A．CO中毒者应及时移至空气流通处，必要时应放入高压氧舱
B．去除锅炉水垢中的，先用溶液浸泡处理
C．镀锡铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀
D．施肥时不宜将草木灰与铵态氮肥混合使用
10．（2023·全国·模拟预测）在一个体积恒为1L的恒温密闭容器中充入和，发生反应①  和反应②  ，混合气体中氨气的体积分数及气体总浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是

A．混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态
B．升高温度，反应①的平衡常数减小
C．A点正反应速率与B点逆反应速率大小关系是
D．在B点时氨气的转化率为50%
11．（2023春·江苏·高三校联考阶段练习）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．（2023·河北·模拟预测）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．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆南开中学校考期中）在体积为的刚性密闭容器中加入一定量的和，发生反应：。在不同温度下，测得容器中转化率随时间的变化关系如图所示，已知该反应的速率方程为，，k是速率常数，受温度影响。下列说法正确的是

A．该反应的
B．时，测得平衡体系中，则
C．时，降低温度，增大，减小
D．达到平衡状态后，增大压强，先增大后减小
14．（2023春·湖北·高三校联考期中）工业上可以利用硫()与为原料制备，受热分解成气态，发生反应：    △H。一定条件下，与反应中的转化率、分解产生的体积分数随温度的变化曲线如图所示。

下列说法正确的是
A．△H>0
B．图中a点所示条件下，延长反应时间不能提高转化率
C．在恒温密闭容器中，与按物质的量之比为2：1投料，当的体积分数为15%时，的转化率为45%(该温度下，完全分解成气态。)
D．工业上生产，温度越高越好
15．（2023·河北邯郸·统考二模）工业上用和合成甲醇涉及以下反应：
I．  
II．  
在催化剂作用下，将和的混合气体充入一恒容密闭容器中进行反应，达到平衡时，的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。下列判断合理的是

已知：平衡时甲醇的选择性为生成甲醇消耗的在总消耗量中占比。
A．，
B．250℃前以反应Ⅱ为主
C．，平衡时甲醇的选择性为60%
D．为同时提高的平衡转化率和平衡时甲醇的选择性，应选择的反应条件为高温、高压

二、非选择题
16．（2023·上海·高三专题练习）科学家利用海水和氧化镁共同捕获二氧化碳，并成功制备碳酸钙。反应原理如下：CO2+MgO+CaCl2=CaCO3↓+MgCl2。
(1)海水中含量最高离子为氯离子，其最外层电子排布式为_____。上述反应所涉及的非金属元素，原子半径从大到小的顺序为_____。对于上述反应中处于不同周期的两种元素，能形成空间构型为正四面体形的非极性分子，其结构式为_____。
(2)相同条件下，MgO的熔点_____CaO的熔点(选填“＞”或“＜”)，理由是_____。
(3)以下能说明钙元素的金属性强于镁元素的是_____。
a.两种金属单质的熔点：Mg＞Ca
b.两种金属单质与等浓度醋酸反应的剧烈程度：Mg＜Ca
c.两种元素对应氢氧化物的溶解度：Mg(OH)2＜Ca(OH)2
d.两种元素对应氢氧化物的碱性：Mg(OH)2＜Ca(OH)2
(4)一定温度下，碳酸钙发生分解：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)。该反应的化学平衡常数表达式K=_____。
(5)在恒温恒容的密闭容器中加入碳酸钙。图1是生成的CO2物质的量浓度随时间变化关系图。若在t1时刻向平衡体系中分离出少量CO2后，在t2时刻重新达到平衡。请在图1画出t1至t3时刻，c(CO2)随时间变化的曲线_____。

图2是碳酸钙分解时c(CO2)随温度变化关系示意图。图中曲线A表示平衡时c(CO2)与温度的关系曲线：曲线B表示在不同温度下，经过相同反应时间c(CO2)的变化曲线。解释曲线的变化趋势，并说明曲线B不断向曲线A靠近的原因_____。
17．（2023春·河北保定·高三校考阶段练习）已知：反应aA(g)+bB(g)cC(g)，某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A和B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。

(1)经测定，前4s内v(C)=0.05mol·L-1·s-1，v(A)=___________，则该反应的化学方程式为___________。
(2)从反应开始到12s内，A的转化率为___________。
(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，反应相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为：甲：v(A)=0.3mol·L-1·s-1；乙：v(B)=0.12mol·L-1·s-1；丙：v(C)=9.6mol·L-1·min-1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为___________。
(4)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是___________。
①升高温度
②保持压强不变，充入He
③保持体积不变，充入He
④增加A的浓度
(5)下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。
A．混合气体的总物质的量不随时间变化而变化
B．单位时间内每消耗3molA，同时生成2molC
C．v(A):v(B)=3:1
D．混合气体的密度不随时间变化而变化
E．混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化
18．（2023春·浙江·高三期中）某温度下CO2加氢制甲醇的的总反应为CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应为放热反应，在固定容积为2.0 L的密闭容器中充入0.8 mol的CO2和2.4 mol的H2，测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图。

请回答：
(1)对于该反应，反应物的化学键断裂要吸收的能量_______(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的化学键形成要放出的能量。
(2)下列措施能加快反应速率的是_______(填序号，下同)。
A．往容器中充入N2
B．往容器充入H2
C．及时分离出CH3OH
D．减小容器体积
E.选择高效的催化剂
(3)2 min内CH3OH的反应速率为_______，2 min末时v正_______v逆(填“＜”“>”或“=”)。
(4)恒温恒容条件下，能说明反应已达平衡状态的是_______。
A．CO2(g)体积分数保持不变
B．容器中气体压强保持不变
C．容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为1∶1
D．混合气体的密度保持不变
E.H2的生成速率是H2O生成速率的3倍
(5)该反应平衡时CO2的转化率为_______。
(6)甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，其工作原理如图所示，其总反应式为：2CH3OH＋3O2＋4OH−=2＋6H2O，则电极A的反应式为_______。

19．（2023春·陕西咸阳·高三校考开学考试）锌—空气燃料电池具有携带方便、成本低及安全无污染等优点，在汽车电源等领域有广阔的应用前景，其工作原理如图所示。采用锌—空气燃料电池作为电源，用离子交换膜控制溶液中氢氧根浓度制备具有高催化性能的纳米。

请回答下列问题：
(1)锌—空气燃料电池中多孔碳层具有较大的表面积，有利于_______。
(2)锌—空气燃料电池中负极的电极反应式为_______。
(3)锌—空气燃料电池作为电源制备纳米时，B电极应与电极相连_______(填“C”或“D”)。
(4)理论上，当空气(标准状况下)通入B电极后，可制备纳米的质量为_______g。
(5)炼锌的方法之一为，在恒温的真空密闭反应器中发生反应，此时该反应的化学平衡常数为(为分压表示的平衡常数)，平衡后将部分锌蒸汽移走，再次达到平衡时，反应器内压强为_______。

参考答案：
1．B
【详解】A．溶液由黄色变为蓝色，则浓度增加、浓度减小，说明降低温度，向逆方向移动，A错误；
B．先产生AgOH沉淀，后沉淀溶解，AgOH转变为，则说明结合能力：，B正确；
C．次氯酸钠及水解产生的次氯酸有强氧化性，有漂白性，不能用pH试纸检测其pH，C错误；
D．硝酸银过量，最终有黄色沉淀生成，不能说明是由氯化银转化而来，故不能说明，D错误；
答案选B。
2．A
【详解】A．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气气浓度为4.00×10-4mol/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10-4mol/L，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60min时处于平衡状态，x＜0.4，即x≠0.4，故A错误；
B．根据表中数据知，0～20min内，实验①中△c(NH3)=(2.40-2.00)mol/L=0.40mol/L、实验②中△c(NH3)=(1.20-0.80)mol/L=0.40mol//L；20～40min内实验①中△c(NH3)=(2.00-1.60)mol/L=0.40mol/L、实验②中△c(NH3)=(0.80-0.40)mol/L=0.40mol//L，说明实验①②中化学反应速率相等，开始时实验①的浓度是实验②的二倍，两个容器这催化剂面积相同，说明增加氨的浓度，该反应速率不一定增大，故B正确；
C．实验③达到平衡后，消耗的△c(NH3)=(2.40-0.40)mol/L=2.00mol//L，根据方程式知，生成的△c(N2)=△c(NH3)=×2.00mol/L=1.00mol/L，生成的△c(H2)=3△c(N2)=3×1mool/L=3mol/L，同一容器中气体的体积分数等于其物质的量分数，也等于其物质的量浓度分数，所以氮气的体积分数=×100%≈22.7%，故C正确；
D．结合①②③的数据，催化剂表面积越大，反应速率越快，则相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，故D正确；
故选：A。
3．C
【详解】A．该反应是气体体积增大的反应，反应过程中压强不断增大，当体系压强保持不变时，说明反应达到平衡状态，故A不符合题意；
B．单位时间内消耗，同时消耗，说明正逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，故B不符合题意；
C．该反应过程中气体总体积和总质量都保持不变，气体密度是定值，当混合气体密度保持不变时，不能说明反应达到平衡，故C符合题意；
D．该反应过程中气体总质量保持不变，总物质的量增大，则混合气体的平均摩尔质量一直减小，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，说明反应得到平衡，故D不符合题意；
故选C。
4．B
【详解】A．图中b点NO2的转化率最高，则温度为T时，b点恰好达到平衡状态，由于ab曲线上对应容器的体积逐渐增大，NO2的起始浓度逐渐减小，但浓度均大于b点，NO2的浓度越大，反应速率越大，达到平衡的时间越短，所以ab曲线上反应均达到平衡状态，反应正向是气体体积增大的反应，随着容器体积的增大，NO2的转化率逐渐增大，b点达到最大；b点以后，随着容器体积的增大，压强越小，反应往正方向移动，NO2的起始浓度减小，反应速率减慢，达到平衡的时间延长，所以bc曲线上反应均未达到平衡状态， c点未达到平衡状态，A正确；
B．a点时反应达到平衡，NO2转化率为40%，则：

b点时NO2转化率为80%，反应三段式为：

根据A选项中a点反应三段式、b点三段式和pV=nRT可知，PaV1=2.4RT，PbV2=2.8RT，由于V2>V1，所以容器内的压强：Pa:Pb>6:7，故B错误；
C．从NO2的转化率看，b点NO2的转化率与c点不相同，则消耗NO2的物质的量也不相同，且由于V2＜V3，所以b点、c点NO2的浓度：b不等于c，因此b、c两点时气体的颜色不同，C正确；
D．相同温度下对于同一个反应而言，化学平衡常数不变，因此a、b、c三点反应的平衡常数相等，D正确。
故答案选B。
5．B
【详解】A．向某溶液中滴加盐酸酸化的溶液有白色沉淀生成，沉淀可能是硫酸钡或氯化银，则原溶液中可能含有或Ag+，故A错误；
B．向5mLKI溶液中滴加5-6滴相同浓度溶液，发生反应，充分反应后滴入KSCN溶液，溶液变血红色，虽Fe3+不足，但溶液中仍有Fe3+，说明KI与的反应有一定限度，故B正确；
C．做焰色试验，应该先用盐酸将铂丝洗净，故C错误；
D．向碳酸氢钠固体中加入少量水，不是化学反应，所以不是吸热反应，故D错误；
选B。
6．C
【详解】A．从图中可知，-取代产物能量更低，因此-取代产物更稳定，A错误；
B．从图中可知，萘的取代反应为放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，故40℃时，萘的平衡转化率更大，B错误；
C．从图中可知，-取代反应活化能较高，故生成-取代产物需要较高的温度，改进催化剂可降低反应的活化能，可提高40℃时-取代产物比例，C正确；
D．若其中一个磺酸基处于图示位置，则另一个磺酸基有7个位置，若其中一个磺酸基处于图示位置 ，则剩余一个磺酸基有3个位置，如图所示，因此萘的二磺化取代产物种类共有10种，D错误；
故答案选C。
7．C
【详解】A．从曲线的斜率上可以分析出使用催化剂Cat1时反应的活化能较高，故A说法正确；
B．反应物的系数相等，投料相等，所以平衡时的转化率也相等，故B说法正确；
C．根据v正=kc(M),增大N的浓度不影响正反应速率，但一定会影响平衡状态，故C说法错误；
D．若改为恒容绝热容器，无论反应是吸热反应还是放热反应，平衡时M的转化率一定降低，故D说法正确；
答案为C。
8．C
【详解】A．随着温度的升高，异丁烯产率增大，说明反应1正向移动，为吸热反应，焓变1大于零；由于随着温度的升高，异丁烯产率增加幅度远大于异丁醇的转化率增大的幅度，说明反应2发生了逆向移动，为放热反应，焓变2小于零，A错误；
B．催化剂改变反应的速率，但是不能提高平衡时各物质的转化率，B错误；
C．反应1为气体分子数增大的反应、反应2为气体分子数减小的反应；压强不变，一定体积的密闭容器中，200℃时，V(异丁醇)：V()起始比值越大，相当于增加异丁醇投料使得反应物分压增大，则相当于在原有平衡基础上不利于反应1的正向进行而利于反应2的正向进行，导致平衡时异丁烯的产率减小，C正确；
D．，200℃时，若将起始时换成(g)，则增加水的浓度导致反应1逆向移动，使得平衡时异丁烯的产率减小，D错误；
故选C。
9．C
【详解】A．CO中毒原理为：，中毒者应及时移至空气流通处，有利于CO与血红蛋白分离而解毒，必要时应放入高压氧舱，A不符题意；
B．去除锅炉水垢中的，先用溶液将转化为(属于沉淀的转化)，能用平衡移动原理解释，B不符题意；
C．镀层破损后，锡、铁和电解质溶液构成原电池，铁为负极，铁皮腐蚀加快，与平衡移动原理无关，C符合题意；
D．草木灰中的碳酸钾与铵盐水解相互促进，有更多的铵盐转化为氨气，脱离土壤，降低肥效，D不符题意；
故答案为：C。
10．B
【详解】A．容器体积始终不变，气体质量随着反应进行发生改变，则混合气体的密度不变，说明反应已达到平衡状态，选项A错误；
B．反应①是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，选项B正确；
C．由图可知，A点时反应正向进行，，B点反应达到平衡状态，，A点到B点过程中正反应速率逐渐减小，则，选项C错误；
D．由图可知，B点时氨气的体积分数为50%，气体总浓度为，则平衡时氨气的浓度为，消耗氨气的浓度为，则B点时氨气的转化率为，选项D错误；
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．由图可知，温度为T2时，反应先达到平衡，则T2大于T1，T2时一氧化碳的转化率小于T1时说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，反应ΔH＜0，故A错误；
B．T1反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则=，=K，设起始甲烷和一氧化碳的起始物质的量分别为amol和bmol，由题意可建立如下三段式：

则反应的平衡常数K===，故B正确；
C．T1时，降低温度，正逆反应速率均减小，则、均减小，故C错误；
D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，则增大压强，逆反应速率增大，反应达到新平衡时，逆反应速率保持不变，故D错误；
故选B。
14．C
【详解】A．根据转化率与温度的图像，平衡后，温度升高，的转化率下降，说明升温平衡左移，则正反应放热、△H＜0，A不正确；
B．a点没有达到平衡状态，延长反应时间使消耗的量增多，导致转化率提高，B不正确；
C．设与物质的量分别为2mol、1mol，发生反应，设消耗甲烷x mol，生成x mol，由化学方程式知反应前后气体总物质的量之和不变、为3mol，同温同压下不同气体的体积分数等于其物质的量分数，的体积分数为15%，即，得x=4.5，则甲烷的转化率，C正确；
D．从图像看出，生产，并不是温度越高越好，D不正确；
选C。
15．C
【详解】A．由图可知，温度越高，的转化率越小，平衡逆向移动，所以反应I为放热反应，反应II为吸热反应，A错误；
B．由图可知，当温度高于250℃，的转化率随温度的升高而增大，则250℃以后以反应II为主，B错误；
C．，转化率为 ，平均相对分子质量为20，混合气体总物质的量为： 则为，设甲醇为，为，，，,，计算，，甲醇的选择性为，C正确；
D．因为反应I为放热反应，升高温度，的平衡转化率降低，D错误；
故选C。
16．(1) 3s23p6 Cl>C>O
(2) ＞ MgO、CaO都是离子晶体，离子间通过离子键结合。由于离子半径Ca2+>Mg2+，离子半径越小，离子键越强，物质的晶格能越大，断裂离子键消耗的能量就越高，物质的熔点沸点就越高
(3)ad
(4)c(CO2)
(5) 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短

【详解】（1）氯元素处于第三周期第VIIA族，氯离子外围电子排布式为3s23p6，上述反应所涉及的非金属元素有C、O、Cl，Cl原子的电子层是三层，C、O电子层是两层，所以氯原子半径最大，C、O的质子数分别是6、8，所以半径大小为C>O，综上：Cl>C>O；C和Cl能形成空间构型为正四面体形的非极性分子CCl4，结构式为： 。
（2）MgO、CaO都是离子晶体，离子间通过离子键结合。由于离子半径Ca2+>Mg2+，离子半径越小，离子键越强，物质的晶格能越大，断裂离子键消耗的能量就越高，物质的熔点沸点就越高，所以MgO的熔点比CaO的高。
（3）a．金属性不影响金属单质的物理性质，故a不选；
b．金属性越强，与酸反应越剧烈，则两种金属单质与等浓度醋酸反应的剧烈程度：Mg＜Ca，可以说明钙元素的金属性强于镁元素，故b选；
c．金属性不影响金属对应氢氧化物的溶解性，故c不选；
d．金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，则两种元素对应氢氧化物的碱性：Mg(OH)2＜Ca(OH)2，可以说明钙元素的金属性强于镁元素，故d选；
故选ad。
（4）碳酸钙发生分解：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)。该反应的化学平衡常数表达式K=c(CO2)。
（5）若在t1时刻向平衡体系中分离出少量CO2，CO2的浓度瞬间减小，然后平衡正向移动，CO2的浓度又增大，该反应的化学平衡常数表达式K=c(CO2)，温度不变，平衡常数不变，则在t2时刻重新达到平衡时，CO2的浓度与分离之前相等，c(CO2)随时间变化的曲线为： ；随着温度升高，曲线B向曲线A逼近的原因为温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短。
17．(1) 0.075 mol·L-1·s-1 3A(g)+ B(g)2C(g)
(2)75%
(3)乙＞甲＞丙
(4)①④
(5)AE

【详解】（1）由图可知4s内，A的浓度从0.8mol/L减小到0.5mol/L，v(A)== =0.075 mol·L-1·s-1；4s内v(A):v(C)=0.075:0.05=3:2，15s内，Δc(A):Δc(B)=(0.8-0.2):(0.5-0.3)=3:1，根据速率比=浓度变化比=化学计量数比，可得反应方程式中A、B、C的化学计量数比为3:1:2，所以反应方程式为3A(g)+B(g)2C(g)。答案为：0.075 mol·L-1·s-1；3A(g)+B(g)2C(g)；
（2）12s内，A的转化率=。答案为：75%；
（3）比较同一反应不同情况下的反应速率，应转化为同一种物质进行比较，根据反应方程式中化学计量数关系，可得甲：v(A)=0.3mol·L-1·s-1；乙：v(B)=0.12mol·L-1·s-1，转化为v(A)=3 v(B)=0.36mol·L-1·s-1；丙：v(C)=9.6mol·L-1·min-1=0.16 mol·L-1·s-1，转化为v(A)=v(C)=0.24 mol·L-1·s-1；所以甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。答案为：乙＞甲＞丙；
（4）①升高温度，反应速率加快，①正确；
②保持压强不变，充入He，体积增大，反应物和生成物的浓度减小，反应速率减慢，②错误；
③保持体积不变，充入He，反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，③错误；
④增加A的浓度，反应速率加快，④正确；
故选①④。答案为：①④；
（5）A．反应方程式中气体的物质的量反应前后不相等是可变值，当混合气体的总物质的量不随时间变化而变化时，说明反应达到平衡状态，A正确；
B．单位时间内每消耗3molA，同时生成2molC，方向相同，速率比等于系数比，在任何状态下均成立，不能说明反应达到平衡状态，B错误；
C．v(A):v(B)=3:1，未指明速率方向，同向速率比等于化学计量数比在任何时刻都成立，不能说明反应达到平衡状态，C错误；
D．混合气体的密度=，根据反应前后质量守恒和容器恒容不变，可知气体密度是一个恒定值，不随时间改变而改变，不能说明反应达到平衡状态，D错误；
E．混合气体的平均摩尔质量=，反应前后质量守恒，气体物质的量可变，可知气体平均摩尔质量是一个可变值，当其不随时间变化而变化时，说明反应达到平衡状态，E正确；
故选AE。答案为：AE。
18．(1)小于
(2)BDE
(3) 0.1 mol/(L·min) >
(4)ABE
(5)75%
(6)CH3OH-6e−＋8OH−=＋6H2O

【详解】（1）该反应为放热反应，反应物的化学键断裂要吸收的能量小于生成物的化学键形成要放出的能量；
（2）A.该容器体积不变，往容器中充入N2，各物质的浓度不变，反应速率不变，A不选；
B.往容器充入H2可增大反应物浓度，加快化学反应速率，B选；
C.及时分离出CH3OH可减少生成物浓度，化学反应速率减慢，C不选；
D.减小容器体积可增大各物质的浓度，加快化学反应速率，D选；
E.选择高效的催化剂，可减小反应的活化能，加快化学反应速率，E选；故选：BDE；
（3）2 min内CH3OH的反应速率为，2 min后反应物CO2的物质的量仍在减少，说明反应向正反应方向进行，则2 min末时v正>v逆；
（4）A.CO2(g)体积分数保持不变能说明反应已达平衡状态，A选；
B.该反应前后气体分子数不相等，恒温恒容条件下，压强与物质的量成正比，容器中气体压强保持不变，说明气体的物质的量不再变化，说明反应已达平衡状态，B选；
C.由图可知，2min时容器中CH3OH浓度与H2O浓度相等即两者之比为1∶1，但反应物仍在减小，说明反应未达平衡状态，C不选；
D. 恒容条件下，混合气体的总质量不变，则密度一直保持不变，不能说明反应达到平衡状态，D不选；
E.H2的生成速率是H2O生成速率的3倍，即正逆反应速率相等，说明反应已达平衡状态，E选；
故选：ABE；
（5）该反应平衡时CO2的转化率为；
（6）碱性甲醇燃料电池中通入氧气的一极为正极，电极B的电极反应式为O2＋2 H2O+4e-=4OH−，电极A为负极，用总反应式为：2CH3OH＋3O2＋4OH−=2＋6H2O减去正极的电极反应式可得负极A的反应式为CH3OH-6e−＋8OH−=＋6H2O。
19．(1)增大空气中氧气与溶液的接触面积，促进氧气的快速扩散
(2)
(3)D
(4)28.8
(5)

【分析】碱性条件下，锌失电子为负极，负极上的电极反应为：，通入氧气的一极为正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；充电时，负极与外接电源的负极相连为阴极，阴极上[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn，正极与外接电源的正极相连为阳极，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，据此分析。
【详解】（1）增大接触面积可提高反应速率，锌—空气燃料电池中多孔碳层具有较大的表面积，有利于增大空气中氧气与溶液的接触面积，促进氧气的快速扩散；
（2）锌—空气燃料电池在碱性条件下，锌失电子为负极，负极上的电极反应为：；
（3）锌—空气燃料电池为原电池装置，Cu制备纳米时铜元素化合价升高，Cu电极则做阳极极，由阳极与正极相连，则B电极应与D电极相连；
（4）空气通入B电极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，制备纳米的电极反应式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，可得关系式O2~4e-~2Cu2O， 空气中 O2的体积约为×20%=2.24L，标准状况下2.24LO2的物质的量为，则生成0.2mol Cu2O，质量为m=n∙M=0.2mol×144g/mol=28.8g；
（5）平衡常数受温度影响，恒温时平衡常数不变，该反应的化学平衡常数表达式为，平衡后将部分锌蒸汽移走，由于平衡常数不变，则再次达到平衡时，反应器内压强为。