鲁科版高中化学选修4第二章+第4节+化学反应条件的优化--工业合成氨测试题1(含解析)

第二章化学反应的方向、限度和速率
第4节化学反应条件的优化--工业合成氨测试题1
一、选择题
1．在体积一定的密闭容器中进行反应：N2(g）＋3H2(g ）2NH3(g）。

已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L－1，0.3 mol·L－1，0.2 mol·L－1。

当反应达到平衡时，可能存在的数据是（）
A. N2为0.2 mol·L－1，H2为0.6 mol·L－1
B. N2为0.15 mol·L－1
C. N2、H2均为0.18 mol·L－1
D. NH3为0.4 mol·L－1
2．下列能用勒夏特列原理解释的是（）
A. Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
B. 工业合成氨的反应为放热反应，为提高氨的产率，使用高温的条件
C. SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂
D. H2、I2、HI平衡混和气加压后颜色变深
3．下列说法不正确的是（）
A. 增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大
B. 升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
C. 使用正催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
D. 加入反应物，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
4．t℃时，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如下表：
下列说法正确的是（ ）
A ．平衡时，X 的转化率为20%
B ．2min 时Y 的物质的量为0.14
C ．增大平衡后的体系压强，v(正)增大，v(逆)减小
D ．2min 内，用Y 的变化量表示的平均反应速率v(Y)=0.03mol·L ―1·min ―1
5．298K 时，已知反应N 2（g ）+3H 2（g ）⇌2NH 3（g ）△H=-92.3k J•mol -1，平衡常数K=4．下列说法正确的是（ ）
A. 使用催化剂会使K 变化但△H 不变
B. 使用催化剂会使△H 增大，但K 不变
C. 使用催化剂和提高温度均可增大H 2的转化率
D. 在一密闭容器中，投入浓度均为1mol •L -1的 N 2、H 2、NH 3，平衡前v （正）＞v （逆）
6．一定条件下，反应4NH 3(g)＋5O 2(g) 4NO(g)＋6H 2O(g) ΔH ＝－a kJ·mol －
1 在5 L 密闭容器中进行，10 s 时，水蒸气的物质的量增加了0.60 mol 。

则下列说法不正确的是( )
A. 10 s 内，NH 3的平均反应速率为0.008 mol·L －1·s －
1 B. 该反应达到平衡时6v 正(O 2)＝5v 逆(H 2O)
C. 10 s 内，反应放出的热量为0.1a kJ
D. 10 s 时，H 2O 的反应速率为0.012 mol·L －1·s －
1 7．某温度下，在
2 L 密闭容器中投入一定量的A 、B 发生反应：3A(g)＋bB (g)
cC(g) ΔH ＝－Q kJ·mol －1(Q>0)。

12 s 时达到平衡，生成C 的物质的量为0.8 mol ，反应过程如下图
所示。

下列说法正确的是( )
A. 前12 s 内，A 的平均反应速率为0.025 mol·L －1·s －
1 B. 1
2 s 后，A 的消耗速率等于B 的生成速率
C. 化学计量数之比b∶c＝1∶2
D. 12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
8．在2L恒容密闭容器中充入M (g)和N (g)，发生反应M (g) +N (g) 2P (g) +Q (s)，所得实验数据如下表：
下列说法正确的是（）
A. 实验①中，若5 min时测得n(N) = 0.050 mol，则0~5min时间内平均反应速率v(P) =
0.015 mo1/(L·min)
B. 实验②中达到平衡后，增大压强，M的转化率增大，平衡常数不变
C. 600℃时该反应的平衡常数K=3.0
D. 实验③中，达到平衡时，x<0.10
9．下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是（）
A. 氨水中加酸，NH的浓度增大
B. 合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D. 合成氨控制在500 ℃左右的温度
10．下列关于化学反应限度的说法正确的是（）
A. 一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应在这个条件下所能达到的限度
B. 当一个可逆反应达到平衡状态时，其正向反应速率和逆向反应速率相等，且等于零
C. 平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D. 化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
11．下列图示与对应叙述相符的是（）
A. 图甲表示压强对可逆反应2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)的影响，乙的压强大
B. 图乙表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化
C. 图丙表明合成氨反应是放热反应，b表示在反应体系中加入了催化剂
D. 图丁表示一定浓度Na2CO3溶液中滴加盐酸，生成CO2与滴加盐酸物质的量的关系12．—定条件下发生反应：2X(g)Y(g)+3Z(g) △H=akJ·mol-1(a>0)。

下列说法正确的是（）
A. 增大X的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小
B. 达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率都为0
C. 将0.2molX充入反应器中，充分反应后，生成的Z的物质的量可能为0.09mol
D. 达到化学平衡状态时，共吸收a kJ热量
13．某恒温密闭容器发生可逆反应Z（?）+W（?）X（g）+Y（?）ΔH，在t1时刻反应达到平衡，在t2时刻缩小容器体积，t3时刻再次达到平衡状态后未再改变条件。

下列有关说法中正确的是（）
A. Z和W在该条件下至少有一个是为气态
B. 若该反应只在某温度T0以上自发进行，则该反应的平衡常数K随温度升高而增大
C. t1～t2时间段与t3时刻后，两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等
D. 若在该温度下此反应平衡常数表达式为K= c(X)，则t1～t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等
14．一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=－905.9 kJ/mol，下列叙述正确的是（）
A. 4 mol NH3和5 mol O2反应，达到平衡时放出的热量为905.9 kJ
B. 平衡时v正(O2)=4/5v逆(NO)
C. 平衡后降低压强，混合气体的平均摩尔质量增大
D. 平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低
二、非选择题
15．在一密闭体系中发生下列反应：N 2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，如图所示是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图，回答下列问题：
（1）处于平衡状态的时间段是_ _；
（2）t1、t3、t4时刻体系中分别改变的是什么条件？
t1：__，t3：__，t4：__；
（3）下列各时间段时，氨的体积分数最高的是______。

A．t2～t3B．t3～t4C．t4～t5D．t5～t6．
16．氨主要用于生产化肥和硝酸。

“十三五”期间，预计我国合成氨产量将保持稳中略增。

(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为_________；
(2)下图是不同温度和不同压强下，反应达到平衡后，混合物中NH3含量（体积%）的变化情况，己知初始时n(N2)：n(H2)=1：3。

由图可知，合成氨的反应是______反应（选填“吸热”、“放热”）；判断p l、p2压强的大小关系，p l_______p2（选填“>”、“<”或“=”）；
(3)草木灰主要含有碳酸钾，解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因_____________ 。

17．在密闭容器中，使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH<0
(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是________；N2和H2的转化率比是________；
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量__________，密度__________；(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动；
(4)若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。

达到新平衡后，容器内温度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。

18．300 ℃时，将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) 2 C(g)＋2D(g) ΔH＝Q, 2 min末达到平衡，生成0.8 mol D。

(1)300℃时，该反应的平衡常数表达式为K＝______________，已知K300℃<K350℃，则ΔH____0(填“>”或“<”) ；
(2)在2 min末时，B的平衡浓度为________，D的平均反应速率为________；
(3)若温度不变，缩小容器容积，则A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。

19．某温度时，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z（均为气体）三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。

（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为；（2）反应从开始至2分钟，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= ；（3）2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时（填增大、减小或不变）；混合气体密度比起始时（填增大、减小或不变）；
（4）将a mol X与b mol Y的混合气体发生上述反应，反应到某时刻各物质的量恰好满足：n (X) =" n" (Y) =" n" (Z)，则原混合气体中a : b = ；
（5）下列措施能加快反应速率的是；
A．恒压时充入He
B．恒容时充入He
C．恒容时充入X
D．及时分离出Z
E．升高温度
F．选择高效的催化剂
（6）下列说法正确的是。

A．升高温度改变化学反应的限度
B．已知正反应是吸热反应，升高温度平衡向右移动，正反应速率加快，逆反应速率减慢C．化学反应的限度与时间长短无关D．化学反应的限度是不可能改变的
E．增大Y的浓度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
参考答案
1．【答案】B
【解析】试题分析：N2(g）＋3H2(g）2NH3(g）反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。

A．若N2为0.2 mol·L－1，H2为0.6 mol·L－1，则反应产生N2为0.1 mol·L－1，H2为0.3 mol·L－1，消耗NH30.2 mol·L－1，不再含有NH3不可能存在上述关系，错误；B．N2为0.15 mol·L－1，则氮气的物质的量浓度逐渐0.05mol/L，反应消耗NH30.1 mol·L－1，还有NH30.1 mol·L－1，符合可逆反应的特点，正确；C．由于在某时刻N2、H2的浓度比是1:3，反应改变的二者的量的比也是1:3，因此不能过一段时间后均
为0.18 mol·L－1，错误；D．NH3为0.4 mol·L－1，则反应产生NH30.2 mol·L－1，消耗N2为0.1 mol·L－1，H2为0.3 mol/L，容器中不再含有氮气和氢气，不符合可逆反应的特点，错误。

2．【答案】A
【解析】A、Fe(SCN)3溶液中加入同体KSCN后颜色变深，是因为Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3，平衡正向移动，颜色加深，能用勒夏特列原理解释，故A选；B、工业合成氨的反应为放热反应，高温不利于提高氨的产率。

使用高温的条件，主要是能够提高反应速率，缩短建立平衡需要的时间，不能用勒夏特列原理解释，故B不选；C、催化剂能同等程度地增大正逆反应速率，不会影响平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故C不选；D、反应方程式为，H2(g)+I2(g)=2HI(g)，可见，反应前后的气体体积相同，加压平衡不移动，颜色变深是因为体积减小时碘蒸气浓度变大，不能用勒夏特列原理解释，故D不选；故选A。

勒沙特列原理适用的对象应存在可逆过程，如与可逆过程无关，则不能用勒沙特列原理解释。

特别要注意用影响平衡移动的因素分析工业合成时的条件选择时，往往不能用勒夏特列原理解释，如工业合成氨和硫酸工业的条件选择，要具体问题具体分析。

3．【答案】D
【解析】A．对气体参加的反应，增大压强，活化分子数增加，活化分子百分数不变，化学反应速率增大，故A正确；B．升高温度，活化分子百分数增加，有效碰撞的机会增大，化学反应速率一定增大，故B正确；C．使用正催化剂，使活化分子百分数增加，降低了反应的活化能、反应速率加快，故C正确；D．反应物浓度增大，活化分子百分数不变，但活化分子数目增大，化学反应速率增大，而加入反应物可能为纯固体或液体，不影响反应速率，故D错误；故选D。

把握活化理论以及反应速率增大的原因为解答的关键。

增大浓度、增大压强，活化分子百分数不变，活化分子数增加；而升高温度、使用催化剂，活化分子百分数增加，活化分子数增加，可加快反应速率。

4．【答案】D
【解析】试题分析：X + 3Y2Z
初始浓度（mol•L‾1）0.1 0.2 0
转化浓度（mol•L‾1）0.05 0.15 0.1
平衡浓度（mol•L‾1）0.05 0.05 0.1
A、平衡时，X的转化率=0.05mol/L÷0.1mol/L×100%=50%，A错误；
B、2mim消耗X是
0.02mol/L，则消耗Y是0.06mol/L，所以剩余Y是0.14mol/L，B错误；C、增大平衡后的
体系压强，正反应速率、逆反应速率都增大，C 错误；D 、前2 min 内，用Y 的变化量表示的平均反应速率v(Y) =3v(X)=3×（0.1mol•L ‾1-0.08mol•L ‾1）÷2min="0.03" mol·L -1·min -1，D 正确，答案选D 。

5．【答案】D
【解析】平衡常数只与温度有关，使用催化剂K 不变，故A 错误；使用催化平衡不移动，△H 不变，故B 错误；使用催化平衡不移动，H 2的转化率不变，故C 错误；
2
3
1111Q K ==<⨯ ，所以反应正向进行，v （正）＞v （逆），故D 正确。

6．【答案】D
【解析】A. 10 s 时，水蒸气的物质的量增加了0.60 mol ，由此可知NH 3的物质的量增加0.40 mol ，所以10 s 内，NH 3的平均反应速率为(0.40/5/10) mol·L －1·s －1=0.008 mol·L －1·s －1，故A 正确；B. 该反应达到平衡时v 正(O 2)=v 逆(O 2)，6v 逆(O 2)＝5v 逆(H 2O)，所以6v 正(O 2)＝5v 逆(H 2O)，故B 正确；C. 10 s 时，水蒸气的物质的量增加了0.60 mol ，所以10 s 内，反应放出的热量为0.1a kJ ，故C 正确；D. 10 s 时，水蒸气的物质的量增加了0.60 mol ，10 s 内，H 2O 的平均反应速率为(0.60/5/10)mol·L －1·s －1=0.012 mol·L －1·s －
1，由于10 s 时，H 2O 的浓度较小，此时H 2O 的反应速率小于10 s 内，H 2O 的平均反应速率0.012 mol·L －1·s －
1，故D 不正确。

故选D 。

7．【答案】C
【解析】A. 前12 s 内，A 的平均反应速率为(0.8-0.3)/12 mol·L －1·s －1=0.042mol·L －1·s －
1，故A 错误；B. 12 反应处于平衡状态时，A 的消耗速率等于A 的生成速率，A 与B 的化学计量数不同，所以A 的消耗速率不等于B 的生成速率，故B 错误；C. 12s 时，B 、C 物质的量的变化分别为0.4mol 、0.8mol ，所以化学计量数之比b ∶c ＝1∶2，故C 正确；D. 12 s 内，消耗1molA ，所以A 和B 反应放出的热量为(1/3)QkJ=0.33Q kJ ，故D 错误。

故选C 。

8．【答案】D
【解析】A 项，由题意实验①中，0~5min 时间内平均反应速率v (N) =（0.2mol- 0.050 mol ）÷2L÷5min=0.015 mo1/(L·min)，根据用不同物质表示的化学反应速率之比=化学计量数之比，v (P) = 0.03 mo1/(L·min)，故A 错误；B 项，该反应是气体分子数不变的反应，增大压强不影响化学平衡，所以实验②中达到平衡后，增大压强，平衡不移动，M 的转化率不变，平
衡常数不变，故B 错误；C 项，600℃时K===4，故
C错误；D项，由①②可得，升高温度平衡逆向移动，若实验③仍为600℃时，结合平衡常
数K=4，可知=4，即x=0.10 mol，温度升高平衡逆向移动，所以750℃，达到平衡时x<0.10mol，故D正确。

9．【答案】D
【解析】试题分析:A.氨水中存在下列平衡：NH3•H2O NH4++OH-，加酸消耗氢氧根离子，平衡正向移动,能解释，A不选；B.对N 2（g）+3H2（g）2NH3（g），不断从反应混合物中液化分离出氨气，平衡正向移动，能解释，B不选；C.氯化钠在溶液中完全电离，饱和食盐水中含有大量的氯离子，氯气溶于水的反应是一个可逆反应，Cl2+H2O ClO-+2H++Cl-，相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，可以解释，C不选；D．对N 2（g）+3H2（g）2NH3（g）；△H＜0，正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，有利于氨的产率提高，实际上合成氨控制在500 ℃左右的温度，不能解释，D选；选D。

10．【答案】A
【解析】A．当可逆反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再发生改变，反应达到化学反应限度，故A正确；B．当可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为零，故B 错误；C．化学平衡为动态平衡，因正逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度都不再改变，故C错误；D．化学平衡为动态平衡，当外界条件发生变化时，平衡发生移动，故D错误．故选A。

11．【答案】C
【解析】A、对可逆反应2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，增大压强，反应速率加快，达平衡的时间缩短，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强，平衡正确向移动，A的百分含量降低，与图象不符，选项A错误；B、CH3COOH溶液中通入氨气，二者反应生成氯化铵，溶液中自由移动离子浓度增大，导电性增强，与图像不符，选项B错误；C、图丙表明合成氨反应是放热反应，b表示在反应体系中加入了催化剂，选项C正确；D、一定浓度碳酸钠溶液中滴加盐酸，发生的反应依次为Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，开始没有二氧化碳生成，与图像不符，选项D错误。

答案选C。

12．【答案】C
【解析】A、增大X的浓度，正逆反应速率都增大，选项A错误；B、达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等但都不为0，选项B错误；C、该反应是可逆反应，将0.2molX充入反应器中，充分反应后，生成的Z的物质的量不大于0.3mol都有可能，选项C正确；D、达到化学平衡状态时，没有说明参与反应的物质的量，无法计算吸收的热量，选项D错误。

答案选C。

13．【答案】B
【解析】A、根据图像可知，正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变，故Z和W都是不是气体，A错误；B、由于该反应在温度为T0以上时才能自发进行，根据△H-T△S＜0，得出该反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，B正确；C、结合图像可知，X是气体，Y可能是气体，也可能不是，所以反应过程中气体的摩尔质量可能会相等，C错误；D、由于化学平衡常数只与温度有关，该温度下平衡常数的表达式K=c（X）是定值，则t1～t2时间段与t3时刻后的c（X）相等，D错误；答案选B。

14．【答案】D
【解析】这是一个可逆反应，A选项不可能完全反应，放出的热量不可能达到905.9 kJ，所以A错误。

B、可逆反应达到平衡时正逆反应速率相等，用O2研究，则v正(O2)=v逆(O2)，而v逆(O2)/5=v逆(NO)/4，所以v正(O2)/5=v逆(NO)/4，B错误。

C、正反应为气体体积增大的反应，平衡后降低压强，化学平衡向正反应方向移动，气体物质的量增大，平均摩尔质量=m/n将减小，C错误。

D、对于放热反应（ΔH=-905.9 kJ/mol<0），升高温度，平衡逆向移动，NO 含量降低，D正确。

正确答案D
15．【答案】t0～t1；t2～t3；t3～t4；t5～t6增加反应物的浓度加入催化剂减压或降低温度D
【解析】（1）根据平衡时正逆反应速率相等可知，在图中t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6反应都处于平衡状态；（2）根据图可知，t1时刻正反应速率增大，逆反应速率不变，所以可以判断是恒容条件下增加了氮气或是氢气；t3时刻正逆反应速率都同等程度的变大，平衡不移动，所以可以推断是使用了催化剂；t4时刻正逆反应速率都减小，且正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，所以可以推断是降低温度或减小压强；（3）t0～t1和t2～t3这两个时间段相比，由于在t1时刻增加了氮气或是氢气，体系压强增大，氨气的百分含量升高，t3时刻正逆反应速率都同等程度的变大，平衡不移动，所以可以推断是使用了催化剂，氨气含量不变，t4时刻降低温度或减小压强，平衡正向移动，氨气含量增加，所以氨的体积分数最高的是t5～t6，答案选D。

注意化学平衡图像的解答注意事项：先拐先平，在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

其次定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。

16．【答案】高温、高压、催化剂放热< 碳酸根和铵根在一定条件发生双水解，生成二氧化碳和氨气，影响肥效
【解析】考查勒夏特列原理和盐类水解，（1）工业上合成氨气的条件是高温、高压和催化剂；（2）根据图像，随着温度的升高，NH3的体积分数降低，根据勒夏特列原理，正反应是放
热反应；N2＋3H22NH3，反应气体系数之和大于反应后气体系数，同温下，增大压强平衡向正反应方向进行，氨气的体积分数增大，即p12；（3）草木灰的成分是K2CO3，
CO32－＋H2O HCO3－＋OH－，氮肥中：NH4＋＋H2O NH3·H2O＋H＋，混合使用，互相促进水解，影响肥效。

17．【答案】1∶3 1∶1 变小不变逆向向左移动小于
【解析】（1）使2molN 2和6molH2混合发生下列反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反应物起始量之比等于化学方程式中的化学计量数之比，所以平衡浓度为1：3，N2和H2的转化率比是为1：1；（2）正反应为放热反应，升温平衡逆向进行，气体质量不变，气体的物质的
量增大，由M=m
n
可知，混和气体的平均相对分子质量减小；混合气体质量和体积不变，
平衡后气体密度ρ=m
V
，所以密度不变；（3）反应是气体体积减小的放热反应，恒温恒压容
器加入氩气，为保持恒压体积增大，压强减小，平衡逆向进行；（4）升温，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，使体系温度降低。

18．【答案】略＞0.8 mol/L 0.2 mol·L-·min-1不变
【解析】（1）根据方程式可知该反应的平衡常数表达式为K＝
()()
()()
22
3
c C c D
c A c B
；已知
K300℃<K350℃，这说明升高温度平衡常数增大，反应向正反应方向进行，因此正反应是吸热反应，则ΔH＞0。

（2）在2 min末时，生成0.8 mol D ，消耗B是0.4mol，剩余B是1.6mol，B的平衡浓度为 1.6mol/2L=0.8 mol/L；D的平均反应速率为0.8mol/(2L·2min)＝0.2mol/(L·min)。

（3）反应前后体积不变，若温度不变，缩小容器容积，平衡不移动，A的转化率不变。

19．【答案】（1）3X+Y2Z （2）0.05mol·L-1·min-1 （3）增大不变
（4）5:3 （5）CEF （6）AC
【解析】试题分析：（1）由图像可知，X、Y随着时间的推移物质的量不断减少，X、Y为反应物，Z随着时间的推移物质的量不断增加，Z为生成物。

平衡时由各物质转化的物质的量：X为0.3 mol，Y为0.1mol，Z为0.2mol可知化学方程式中各物质的化学计量数之比为3∶1∶2，则化学方程式为3X+Y2Z。

（2）反应从开始至2分钟，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)＝0.2mol÷(2min×2L)＝0.05mol·L-1·min-1 。

（3）根据M=m÷n，在恒容、密闭容器中，混合气体的质量不变，随着反应的进行n值变小，则2min反应达平衡容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时增大。

由于反应前气体的质量和容器容积均不变，则混合气体密度不变。

（4）根据上述分析可知
3X+Y2Z
起始量(mol) a b 0
变化量(mol) 3n n 2n
平衡量(mol) a-3n b-n 2n
根据题意：b-n＝2n，b＝3n，a-3n＝2n，a＝5n，解得a:b＝5:3。

（5）A．恒压时充入He，导致气体体积增大，各物质的浓度降低，化学反应速率减慢，B．恒容时充入He，各物质的浓度不变，化学反应速率不变，C．恒容时充入X，导致反应物浓度增大，化学反应速率加快，D．及时分离出Z，导致生成物浓度降低，化学反应速率减慢；E．升高温度能加快化学反应速率，F．选择高效的催化剂能加快化学反应速率，答案选CEF。

（6）A．任何化学反应都有热效应，升高温度，平衡发生移动，所以升温能改变化学反应限度，A正确；B．升高温度，能加快正逆反应速率，只是增加的幅度不同，B错误；C．化学反应的限度与时间长短无关，C正确；D．改变外界条件，例如升高温度，平衡发生移动，所以化学反应的限度是可以改变的，D错误；E.增大Y的浓度，正反应速率加快，逆反应速率也加快，E错误；答案选AC。