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3

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3
一、选择题
1．在一定温度下，将气体X和气体Y各0. 16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X （g)＋Y（g) 2Z（g) ΔH＜0，一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的数据如下表：
下列说法正确的是（）
A．0～2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3mol·L－1·min－1
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡时v（正）＜ v（逆）
C．该温度下此反应的平衡常数K＝144
D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数不变
2．下列事实能用勒沙特列原理解释的是（）
①由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深
②实验室中用氯化钠固体与浓硫酸共热制取氯化氢气体
③用排饱和食盐水法收集Cl2
④温度控制在500℃有利于合成氨反应
⑤工业制取金属钾Na(l)+ KCl(l) NaCl(l)+ K(g)选适宜的温度,使K成蒸气从反应混合物中分离出来
A．②③⑤ B．①③⑤ C．②③④⑤ D．①②③⑤
3．可以证明可逆反应N2 + 3H22NH3已达到平衡状态的是（）
①一个N≡N断裂的同时，有3个H－H键断裂；②一个N≡N键断裂的同时，有6个N－H 键断裂；③其它条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再改变；④恒温恒容时，体系压强不再改变；⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变；⑥恒温恒容时，混合气体的密度保持不变；⑦正反应速率v(H2) = 0．6 mol/(L·min)，逆反应速率v(NH3) = 0．4 mol/(L·mi n) A．全部 B．①③④⑤ C．②③④⑤⑦ D．③⑤⑥⑦
4．在密闭容器中，一定条件下进行反应：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，若增大压强或升高温度，重新达到平衡，v正、v逆随时间变化过程均如下图所示，下列有关叙述正确
的是（）
A．正反应是吸热反应，m+n＞p+q
B．逆反应是吸热反应，m+n＞p+q
C．正反应是吸热反应，m+n＜p+q
D．逆反应是吸热反应，m+n＜p+q
5．在温度、初始容积相同的两个密闭容器中，按不同方式投入反应物(如图所示)，发生如下反应：3X(g)+Y(g)2Z(g)△H＜0，保持温度不变，测得平衡时的有关数据如下：下
列说法正确的是( )
A．平衡时容器乙的容积一定比反应前大
B．平衡时容器甲的压强一定比反应前大
C．n2＞n1
D．φ2＞φ1
6．现有下列三个图象：下列反应中符合下述全部图象的反应是（）
A ．N 2(g)＋3H 2(g)
2NH 3(g) ΔH ＜0 B ．2SO 3(g)2SO 2(g)＋O 2(g) ΔH ＞0
C ．4NH 3(g)＋5O 2(g)4NO(g)＋6H 2O(g) ΔH ＜0
D ．H 2(g)＋CO(g)C(s)＋H 2O(g) ΔH ＞0
7．可逆反应N 2(g)+3H 2(g)
2NH 3(g)，△H=－Q KJ/mol(Q>0)。

有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器，向甲容器中加入1molN 2和3molH 2，在一定条件下达到平衡时放出热量为Q 1KJ ；在相同条件下，向乙容器中加入2molNH 3达到平衡后吸收热量为Q 2KJ ，已知甲和乙两容器中所达到的平衡完全相同且Q 1=4Q 2。

下列叙述不正．．确．
的是（ ） A ．达平衡时，两容器中反应物的转化率不同，甲中N 2和H 2为80％，乙中NH 3为20％
B ．甲中NH 3的体积分数与乙相等
C ．达到平衡后，再向乙中加入0.2moLN 2、0.6molH 2、1.6molNH 3，平衡向生成NH 3的方
向移动
D ．乙中的热化学反应方程式为2NH 3(g)N 2(g)+3H 2(g)；△H=+Q 2KJ/mol
8．在一个2L 的容器内充入6.0mol 某气态反应物，经过3s 后，它的浓度变成1.2mol/L ，在3s 内用该反应物浓度的变化表示的反应速率为（ ）
A ．0.6mol·L —1·s —1
B ．0.8mol·L —1·s —1
C ．0.4mol·L —1·s —1
D ．2.4mol·L —1·s —1
9．已知反应A 2（g ）+2B （s ）A 2B 2（g ） △H<0,下列说法正确的是（ ） A ．升高温度，化学平衡向正反应方向移动
B ．增大压强，正反应与逆反应速率均增大
C ．增大压强，化学平衡向正反应方向移动
D ．增大B 的物质的量，化学平衡向正反应方向移动
10．一定温度下，某密闭容器中的反应为：aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g)，经5min 达到平
衡，X 减少n mol/L ，Y 减少n/3mol/L ，Z 增加2n/3mol/L 。

若将体系压强增大，W 的百分含量不发生变化，则d c b a :::为（ ）
A．3:1:2:1 B．1:3:2:2 C．1:3:1:2 D．3:1:2:2
11．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图，下列表述中正确的是（）
A．反应的化学方程式为：2 M N
B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
12．合成氨反应：N
(g)＋3H2(g) 2NH3(g)；ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，正反
应速率的变化如下图：
下列说法正确的是（）
A．t1时升高了温度B．t2时使用了催化剂
C．t3时增大了压强D．t4时降低了温度
+3H2 2NH3△H<O ，反应速率为V1；2HI H2+I2△H>O ，反应速
13．已知N
率为V2。

对于上述两个可逆反应，当升高温度时，V1和V2的变化情况为（）
A、同时增大
B、同时减小
C、V1增大，V2减小
D、V1减小，V2增大
14．在N2+3H22NH3的反应中，经一段时间后，NH3的物质的量浓度增加了0.6mol•L-1，在此时间内用H2物质的量浓度表示的平均速率为0.45mol/（L•s），则反应所经过的时间为（）
A．0.2s B．1.0s C．1.5s D．2.0s
二、非选择题
15．1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才．现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0．当改变某一外界条件(温度或压强)时，NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示．
回答下列问题：
(l)═NH3(g)△H1，②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2；则反应
（1）已知：①NH
N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示)；
（2）合成氨的平衡常数表达式为____________，平衡时，M点NH3的体积分数为10%，则N2的转化率为____________(保留两位有效数字) ；
（3）X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。

上图中，Y轴表示____________(填“温度”或“压强”)，判断的理由是____________；
（4）若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件和平衡时的相关数据如表所示：
下列判断正确的是____________；
A．放出热量：Q l＜Q2＜△H l
B．N2的转化率：Ⅰ＞Ⅲ
C．平衡常数：Ⅱ＞Ⅰ
D．达平衡时氨气的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ
（5）常温下，向VmL amoI．L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol．L-l的氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“＞”、“＜”或“=”)；
（6）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，它在熔融状态下能传导O2-．写出负极的电极反应式____________。

16．（1）某科研小组研究：在恒温、恒容(容器容积为2L，)下N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应的变化。

初始条件n (H2)= 3mol 、n (N2)=1mol，反应达到平衡时H2的转化率为60%，NH3的体积分数约为43%
①此条件下反应的平衡常数K= ；
②若初始条件n (NH3)= 2mol，反应达到平衡时NH3的转化率为；
③若初始条件n (H2)= 6mol 、n (N2) =2mol，反应达到平衡时NH3的体积分数43%，此时移除0.5 mol NH3 ，再次达到平衡时NH3的体积分数43% (填“>、<、=”)；
（2）N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注；
一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)，ΔH>0
①下表为该反应在T1温度下的部分实验数据
则500s内NO2的平均生成速率为；
②现以NO2、O2、N2O5、熔融盐NaNO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示。

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式；
在电解池中生成N2O5的电极反应式为。

17．【加试题】在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应：
2X(g) + Y(g) 2Z(g) ，已知将2molX和1molY充入该容器中，反应在绝热条件下达到平衡时，Z的物质的量为pmol。

回答下列问题：21m
（1）若把2molX和1molY充入该容器时，处于状态I，达到平衡时处于状态II(如图1)，则该反应的△H 0；熵变△S 0 ( 填：“< ，> ，= ”)，该反应在(填：高温或低温)条件下能自发进行。

（2）该反应的v-t图像如图2中左图所示。

若其他条件不变，仅在反应前加入合适的催化剂，则其v-t图像如图2中右图所示。

以下说法正确的是；
① a1>a2②b1<b2③ t1>t2④右图中阴影部分面积更大⑤两图中阴影部分面积相等
（3）若该反应在容积可变的密闭容器中发生，在温度为T1、T2时，平衡体系中X的体积分数随压强变化曲线如图所示。

下列说法正确的是。

A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点的气体密度：A＜C
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
E．A、C两点X的浓度：A＞C
18．氨气在工业上有广泛用途。

请回答以下问题：
（1）工业上利用N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H<0合成氨，某小组为了探究外界条件对该反
应的影响，以c0 mol/L H2参加合成氨反应，在a、b两种条件下分别达到平衡，如图A。

①相对a而言，b可能改变的条件是，判断的理由是__________________；
②a条件下，0～t0的平均反应速率v(N2)= mol·L-1·min-1；
（2）有人利用NH3和NO2构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放减少环境污染，又能充分利用化学能进行粗铝的精炼，如图B所示，e极为精铝。

a极通入气体(填化学式)，判断的理由是___________________________________；（3）某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应，图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强（p）的关系图。

若体系在T2、60MPa下达到平衡。

图C
①能判断N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡的是______(填序号)；
a．容器内压强不再发生变化 b．混合气体的密度不再发生变化
c．v正(N2)=3v逆(H2) d．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②若T1、T2、T3温度下的平衡常数分别为K1、K2、K3，则K1、K2、K3由大到小的排序为，
③此时N2的平衡分压为 Mpa，（分压＝总压×物质的量分数）
计算出此时的平衡常数Kp= 。

（用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留2位有效
数字并带上单位）
19．己知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：
N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.60kJ/mol
根据表中数据回答：
（1）反应进行到20min时放出的热量为__________kJ
（2）0-10min内的平均反应速率v(N2)为__________mol/(L·min) ；
（3）此温度下该逆反应的化学平衡常数K(逆)=__________(保留两位小数). ；
（4）反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各 1.00mol，化学平衡将__________(填“正向移动”或“逆向移动”或“不移动”)。

参考答案
1.【答案】D
【解析】A、2min内Y物质的量变化为0.16mol-0.12mol=0.04mol，浓度变化量为0.04mol÷10L＝0.004mol/L，所以v（Y）=0.002mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比，故v（Z）=2v（Y）=2×0.002mol/（L•min）=0.004mol/（L•min），A不正确；B、该反应正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应移动，反应达到新平衡前v（逆）＜v（正），B不正确；C、由表中数据可知7min时，反应到达平衡，平衡时Y的物质的量为0.10mol，则：
X（g）+Y（g）2Z（g）
起始量（mol）0.16 0.16 0
变化量（mol）0.06 0.06 0.12
平衡量（mol）0.1 0.1 0.12
由于反应气前后的化学计量数相等，用物质的量代替浓度进行计算，故化学平衡常数k＝
2
0.12
=1.44，C不正确；再通入0.2 mol Z，等效为在原平衡基础上增大压强，反应前
0.10.1
后气体的体积不变，平衡不移动，X的体积分数不变，D正确，答案选D。

2.【答案】A
【解析】①H2、I2、HI三者的平衡，增大压强平衡不移动，但浓度增大，则颜色加深，不能用勒沙特列原理解释，①错误；②实验室中用氯化钠固体与浓硫酸共热制取氯化氢气体，氯化氢的沸点低，脱离体系平衡正向移动，②正确；③饱和食盐水中氯离子浓度较大，氯气在饱和食盐水中溶解度降低，能够用勒夏特列原理解释，③正确；④合成氨反应为放热反应，升高温度不利用平衡向正方向移动，但升温却可提高反应速率，与勒沙特列原理不符，④错误；⑤工业制取金属钾Na（l）+KCl（l）NaCl（l）+K（g）选适宜的温度，使K成蒸气从反应混合物中分离出来，平衡正向移动，⑤正确，答案选A。

勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动，勒夏特列原理适用于四大平衡体系，需要注意使用勒夏特列原理的前提必须是可逆反应，且符合平衡移动的原理，其次只能改变一个条件，最后是减弱而不是完全抵消，答题是相应灵活。

3.【答案】C
【解析】①一个N≡N断裂的同时，有3个H-H键断裂，表示的都是正反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，①错误；②一个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键断裂，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，②正确；③反应两边气体的质量不变，气体的体积不相等，混合气体平均相对分子质量不再改变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，③正确；
④保持其它条件不变时，体系压强不再改变，反应方程式两边气体的体积不相等，压强不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，④正确；⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变，说明各组分的浓度不变，达到了平衡状态，⑤正确；⑥恒温恒容时，混合气体的密度保持不变，由于气体的质量不变，容器的容积不变，所以气体的密度始终不变，故密度无法判断是否达到平衡状态，⑥错误；⑦正反应速率v（H2）=0.6mol/（L•min），逆反应速率v（NH3）=0.4mol/（L•min），说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，⑦正确，答案选C。

判断化学平衡状态的关键明确平衡状态的含义和判断依据，在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，简单说就是变量不再发生变化即可说明达到平衡状态。

该题需要注意方程式中气体的化学计量数关系，注意平衡时的浓度关系、物质的量关系不能
作为判断是否平衡的依据。

4．【答案】D
【解析】从图像可以看出，改变条件逆反应速率大于正反应速率，说明平衡向逆反应方向移动，根据化学平衡移动原理分析，升高温度，平衡向吸热反应方向进行，则该反应的正反应是放热反应，逆反应是吸热反应；增大压强平衡向气体体积减小的方向进行，则该反应的正反应为分子数增多的反应，即m+n＜p+q，答案选D
5．【答案】D
【解析】将甲中Z完全转化为X和Y时，1.2molZ能转化为1.8molX、0.6molY，则X、Y的物质的量分别是3mol、1mol，所以与乙的初始状态是等效平衡，该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，甲恒容、乙恒压，乙在反应过程中与甲相比相当于增大压强，平衡正向移动。

A、乙中，温度和压强不变，容器中气体物质的量与体积成正比，平衡正向移动，气体的物质的量减小，则压强减小，所以平衡时容器乙的容积一定比反应前小，故A错误；B、甲中，温度和条件不变，容器中气体压强与物质的量成正比，甲中反应向哪个方向移动还是平衡状态未知，所以无法确定气体物质的量任何变化，导致无法确定压强是否变化及如何变化，故B错误；C、甲恒容、乙恒压，乙在反应过程中与甲相比相当于增大压强，平衡正向移动，反应物转化率增大，则Y的物质的量n2＜n1，故C错误；D、甲恒容、乙恒压，乙在反应过程中与甲相比相当于增大压强，平衡正向移动，生成物含量增大，所以φ2＞φ1，故D正确；故选D。

6．【答案】B
【解析】由图像一知升高温度，生成物的平衡浓度增大，说明升高温度平衡正向移动，该反应为吸热反应；由图像二、三知增大压强，平衡逆向移动，逆向为气体物质的量减小的方向，由题给选项各物质均为气体，故相对分子质量增大。

综上所述选B。

7．【答案】D
【解析】A、根据题意知甲和乙两容器中所达到的平衡完全相同，设甲容器中的参加反应的氮气的物质的量为xmol，根据N 2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-QkJ/mol知在一定条件下达到平衡时放出热量为Q1=xQKJ，甲、乙容器反应混合物各组分的物质的量为N2（1-x ）mol、H2（3-3x ）mol、NH32xmol，则乙容器中分解的NH3的物质的量为（2-2x）mol，乙容器吸收的热量Q2=（1-x）QkJ，所以4（1-x）Q=xQ，解得x=0.8，所以N2的转化率为80%，NH3的转化率为20%，正确；B、甲和乙两容器中所达到的平衡完全相同，所以氨气的体积分数相同，正确；C、依据A分析计算得到平衡物质的量N2为0.2mol，H2为0.6mol，NH3为1.6mol，
再向乙中加入0.2mol N2、0.6mol H2和1.6mol NH3，相当于增大压强，平衡正向进行，正确；
D、反应是可逆反应，乙中反应的热化学方程式为2NH 3(g)N2(g)+3H2(g)；△H＞+Q2kJ/mol，错误。

8．【答案】A
【解析】根据题意知某气态反应物的起始浓度为 3.0 mol/L，3s内该反应物浓度变化为3.0mol/L-1.2 mol/L=1.8 mol/L，根据公式v=c/t计算用该反应物浓度的变化表示的反应速率为0.6mol·L—1·s—1，选A。

9．【答案】B
【解析】A、该反应正反应为放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，错误；B、增大压强，正反应与逆反应速率均增大，正确；C、该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，错误；D、B为固体，增大B的物质的量，化学平衡不移动，错误。

10．【答案】D
【解析】根据反应中各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比确定a、b、c的比值为n：
1 3n：
2
3
n=3：1：2，根据增大压强W的百分含量不发生变化即平衡不移动，则反应前后气
体的计量数相等，可得a+b=c+d，所以a：b：c：d=3：1：2：2，故选D。

本题主要考查了压强对平衡的影响以及根据浓度的变化计算计量数的比值，注重了基础知识的考查，根据反应中各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比确定a、b、c的比值，根据增大压强平衡不移动，则反应前后气体的计量数相等，可确定化学方程式的计量数d 与a、b、c、d的关系。

11．【答案】D
【解析】A、由图象可知，反应中M的物质的量逐渐增多，N的物质的量逐渐减少，则在反应中N为反应物，M为生成物，图象中，在相等的时间内消耗的N和M的物质的之比为2：1，所以反应方程式应为：2N M，故A错误；B、由图可知t 2时，反应没有达到平衡，此时反应继续向正方向移动，正反应速率大于逆反应速率，故B错误；C、由图可知t3时，反应达到平衡，正逆反应速率相等，故C错误；D、t1时，N的物质的量为6mol．M的物质的量为3mol，故N的浓度是M浓度的2倍，故D正确；故选D。

12．【答案】B
【解析】A、t1时正反应速率增大，且大于逆反应速率，则应为增大压强，故A错误；B、t2
时正逆反应速率同等程度增大，则为使用了催化剂，故B正确；C、t3时正反应速率减小，且逆反应速率大于正反应速率，则为减小压强，故C错误；D、t4时反应速率瞬间不变，然后减小，应为减小生成物浓度，故D错误；故选B。

13．【答案】A
【解析】无论化学反应是放热反应还是吸热反应，只要升高温度，化学反应速率就一定增大，但升高温度，平衡向吸热反应方向移动，故选A。

14．【答案】D
【解析】用H2物质的量浓度表示的平均速率为0.45mol/(L•s)，由反应速率之比等于化学计量数之比可知，NH3的反应速率为0.45mol/(L•s)×2/3=0.3mol/（L•s），则0.3mol/（L•s）=0.6mol/L÷△t，解得△t=2s，故选D。

15．【答案】
（1）2△H1+△H2；
（2）；18%；
（3）小；温度；随Y值增大，φ(NH 3)减小，平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0向逆反应方向移动，故Y为温度；
（4）AB；
（5）＞；
（6）2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O
【解析】（1）已知：①NH 3(l)NH3(g)△H1，②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2，根据盖斯定律，①×2+②可得：N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)，故△H=2△H1+△H2，故答案为：2△H1+△H2；
(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式K=，
（2）反应N
设转化的氮气为xmol，则：
N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol):1 3 0
转化量(mol):x 3x 2x
平衡量(mol):1-x 3-3x 2x
所以242x x =10%，解得x=211mol ，故氮气转化率为211
1mol mol ×100%=18%，故答案为：33322()
((•))c NH c N c H ；18%；
（3）随Y 值增大，φ(NH 3)减小，平衡N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)△H ＜0向逆反应方向移动，正反应为体积减小的放热反应，故Y 为温度，则X 为压强，增大压强平衡正向移动，φ(NH 3)增大，a 点的数值比b 点小，故答案为：小；温度；随Y 值增大，φ(NH 3)减小，平衡N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)△H ＜0向逆反应方向移动，故Y 为温度；
（4）A ．I 为恒温恒容，随反应进行压强减小，Ⅱ为恒温恒压，Ⅱ等效为在I 的基础上增大压强，平衡正向移动，Ⅱ中反应物转化率大于Ⅰ，放出热量：Q l ＜Q 2，故A 正确；B ．Ⅲ为恒容绝热，随反应进行温度升高，I 为恒温恒容，Ⅲ等效为在I 的基础上升高温度，平衡逆向移动，N 2的转化率：I ＞III ，故B 正确；C ．平衡常数只受温度影响，温度相同，平衡常数相同，则平衡常数：II=I ，故C 错误；D ．Ⅱ等效为在I 的基础上增大压强，平衡正向移动，则达平衡时氨气的体积分数：I ＜II ，故D 错误，故答案为：AB ；
（5）溶液呈中性，则c(H +)=c(OH -)，根据电荷守恒：c(NH 4+)+c(H +)=2c(SO 42-)+c(OH -)，则c(NH 4+)＞c(SO 42-)，故答案为：＞；
（6）原电池负极发生氧化反应，氨气在负极失去电子，与电解质氧化传导的O 2-结合生成氮气与水，负极电极反应式为：2NH 3+3O 2--6e -=N 2+3H 2O ，故答案为：2NH 3+3O 2--6e -=N 2+3H 2O 。

考查转化率随温度、压强的变化曲线；用盖斯定律进行有关反应热的计算；原电池和电解池的工作原理；化学平衡的计算
本题考查化学平衡计算与影响因素、反应热计算、离子浓度比较、原电池等知识，题目难度较大，注意熟练掌握盖斯定律在反应热计算中的应用方法，明确化学平衡较强影响因素，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用能力。

16．【答案】（1）①K=8.3 (25/3)。

②转化率为40%，③ > ， > ；
（2）①0.00592 mol•L -1•s -1。

②石墨I 电极反应式NO 2 + NO 3— - e —=N 2O 5
【解析】（1）①据H 2的转化率可求得反应的H 2 3mol×60%=1.8mol ，浓度为0.9mol/L ，则有 N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)
反应前(mol/L) 0.5 1.5 0
反应了(mol/L) 0.3 0.9 0.6
平衡后(mol/L) 0.2 0.6 0.6
所以：K=
2
3
06
0.206
．
．
=8.3，故答案为：8.3；
②相同条件下，初始时加入n(H2)=3mol、n(N2)=1mol和加入n(NH3)=2mol，按等效平衡理论，达到平衡状态时，各物质的组成完全相同，
则有N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
反应前(mol/L) 0 0 1
反应了(mol/L) 0.2 0.6 0.4
平衡后(mol/L) 0.2 0.6 0.6
α(NH3)=0.4
1×100%=40%，故答案为：40%；
③因为体积为2L不变，增大反应物的量，相当于加压，平衡正向移动，NH3的体积分数比原平衡大；取出0.5molNH3等于少加了0.25molN2和0.75molH2，但相对于原平衡，还是增大反应物的量，平衡正向移动，NH3的体积分数还是比原平衡大，故答案为：＞；＞；（2）①500s内，△c(N2O5)=(5.00-3.52)mol•L-1=1.48mol•L-1，则
△c(NO2)=4
2×△c(N
2
O5)=2×1.48mol•L-1 =2.96mol•L-1，
v(NO2)=2.96/?
500
mol L
s=5.92×10-3mol/(L•s)，故答案为：5.92×10-3mol/(L•s)；
②由4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)可知，NO2被氧化，因此石墨Ⅰ作为负极，电极方程式为NO2+NO3--e-═N2O5，石墨Ⅱ通入氧气，发生还原反应，为原电池的正极，电极方程式为O2+2N2O5+4e-═4NO3-，左侧Pt为阳极，N2O4→N2O5，氮元素化合价升高，发生氧化反应，阳极电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+，阴极发生2H++2e-=H2↑的反应，因此应该在左侧生成N2O5，即在阳极区域生成，故答案为：NO2+NO3--e-═N2O5；N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+。

17．【答案】（1）<，<，低温
（2）②③⑤
（3）B D
【解析】（1）正反应为气体物质的量减小的反应，容器的容积不变，由图可知，状态Ⅱ的压强大于状态Ⅰ压强的2倍，反应在绝热条件下进行，说明正反应为放热反应，则△H＜0；正
反应后气体的物质的量减少，所以混乱度减小，则△S＜0，△H-T△S＜0反应自发进行，该反应在低温条件下能自发进行；
（2）加入催化剂，反应速率加快，所以b1＜b2，到达平衡的时间缩短，所以t1＞t2，平衡不移动，阴影部分为反应物浓度变化量，则两图中阴影部分面积相等；
（3）A． A、C两点都在等温线上，压强A点小于C点，压强越大速率越快，所以反应速率A＜C，故A错误；B． A、C两点都在等温线上，反应前后气体物质的量不变，压强越大，容器的容积越小，而混合气体总质量不变，所以气体密度：A＜C，故B正确；C． B、C两点X的体积分数相同，则相同组分的体积分数相同，所以气体的平均相对分子质量相同，故C错误；D．由状态B到状态A，压强相同，温度不同，正反应为放热反应，升高温度化学平衡向吸热反应移动，X的体积分数增大，所以可以通过升温使状态B到状态A，故D正确；
E.压强增大，体积减小，依据平衡移动原理，平衡虽然正向移动，但A、C两点X的浓度：C ＞A，故E错误；故答案为：BD。

18．【答案】（1）①增大c(N2) ，a、b起始浓度相同，b到达平衡的时间缩短且氢气的转化率增大。

②（c0-c1）/300t0
（2）NO2， e为精铝，发生还原反应，所以d极发生氧化反应，则a极为正极
（3）① bd ②K1>K2>K3③90.043（Mpa）-2。

【解析】（1）①根据图A知a、b两种条件下氢气起始浓度相同，b条件下到达平衡的时间缩短且氢气的转化率增大，相对a而言，b可能改变的条件是增大c(N2)。

②a条件下，0～t0时氢气的浓度变化为（c0-c1）×10-2mol/L，则氮气的浓度变化为（c0-c1）/300mol/L，平均反应速率v(N2)= （c0-c1）/300t0mol·L-1·min-1。

（2）根据题意知该电池的电池反应为8NH3+6NO2==7N2+12H2O，粗铝的精炼，e极为精铝，则e为电解池的阴极，d为电解池的阳极，a极为电池的正极，发生还原反应，通入的气体为NO2。

（3）① a．反应在等温等压条件下进行，容器内压强不随时间变化而变化，压强不变不能说明反应达到平衡，错误；b．该反应正向为气体物质的量减小的反应，反应在等温等压条件下进行，随着反应的进行容器内气体的物质的量逐渐减小，容器的体积逐渐减小，混合气体的密度逐渐减小，当密度不再发生变化说明反应达到平衡状态，正确；c．v正(N2)=3v逆(H2)，v正(N2)：v逆(H2)=3 ，不等于化学计量数之比，反应未达平衡状态，错误；d．该反应正向为气体物质的量减小的反应，随着反应的进行，混合气体的物质的量逐渐减小，平均相对分子质量逐渐增大，当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化说明反应达到平衡状态，正确，
选bd；②合成氨的反应正向为放热反应，升高温度平衡逆向移动，氨气的体积分数减小，结合图C知温度：T1＜T2＜T3，则K1、K2、K3由大到小的排序为K1>K2>K3；③利用三行式分析。

设转化的氮气的物质的量为x。

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始物质的量（mol）9 23 0
转化物质的量（mol）x 3x 2x
平衡物质的量（mol）9-x 23-3x 2x
根据阿伏伽德罗定律：等温等压条件下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比。

根据图C知体系在T2、60MPa下达到平衡时氨气的体积分数为60%，则2x/(32-2x)=60%，解得x=6mol，平衡时N2的物质的量为3mol，气体总物质的量为20mol，此时N2的平衡分压为60MPa×3/20=9Mpa，同理计算H2的平衡分压为15Mpa，NH3的平衡分压为36Mpa，则平衡常数Kp=p2(NH3)/p(N2)p3(H2)=362÷(9×153)=0.043（Mpa）-2。

19．【答案】（1）27.78；（2）0.005；（3）27/4(或6.75)；（4）正向移动
【解析】（1）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.20kJ•mol-1，生成2mol氨气放热92.60kJ，反应进行到20min时，氮气的物质的量变化了1.5mol-1.2mol=0.3mol，则生成氨气0.6mol，放
出的热量为92.6
2kJ/mol×0.6mol=27.78kJ，故答案为：27.78；
（2）0-10min内，反应氢气物质的量=4.5mol-4.2mol=0.3mol，反应的氮气的物质的量为
0.1mol，N2的平均反应速度率为：v(N2)=0.1
2
10min
mol
L
=0.005mol/(L•min)，故答案为：
0.005mol/(L•min)；
（3）根据表中数据可知，反应在第30和40min时间段内氨气的物质的量不变，说明达到了平衡状态，此时生成了1.00mol氨气，
列出化学平衡的三段式为
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，
反应开始前(mol) 1.5 4.5 0
变化量(mol) 0.5 1.5 1
平衡时(mol) 1 3 1
平衡时浓度(mol/L) 0.500 1.500 0.5。