第二章 第三节化学反应的方向同步练习高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.docx

第二章 化学反应速率与化学平衡 第三节 化学反应的方向一、选择题（共16题）1下列说法正确的是A常温下，若反应A(s)+B(g)=C(g)+D(g)不能自发进行，则该反应的B应该投入大量资金研究2CO(g)2C(s)+O2(g) 该过程发生的条件，以解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题C熵增的反应都是自发的，自发反应的现象一定非常明显D已知C(s)+CO2(g)=2CO(g) ，该反应吸热，一定不能自发进行2下列说法正确的是A做中和热实验时如果盐酸和氢氧化钠用量改变，不考虑实验误差，每次测得的中和热数值也会随之改变B其它条件相同时，密闭容器内气体压强增大，活化分子百分数提高，反应速率增大C体系有自发地向混乱度增加(即熵增)的方向转变的倾向，在4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3的反应中，S<0，但该反应为自发反应，说明该反应为放热反应D用Na2S2O3和H2SO4反应来研究不同温度对化学反应速率的影响时，先将Na2S2O3和H2SO4混合，再把混合液平均分为两份，分别放入冷水浴和热水浴中，观察不同温度下反应速率的快慢3下列说法不正确的是A自发进行的反应不需要任何条件，就可以发生反应B升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数C一个化学反应能否实际进行，除了要考虑反应的自发性，还应该考虑反应速率D、的反应在任何温度下都能自发进行4下列说法正确的是A增大反应物浓度，可以增大活化分子的百分数，使有效碰撞次数增大，反应速率加快B有气体参加的反应，通入惰性气体，压强增大，从而反应速率加快CH2O2(l)=O2(g)+H2O(l) H=-98kJ·mol-1，该反应在任何温度下均能自发进行D催化剂不能影响反应的活化能，但能增大单位体积的活化分子百分数，加快反应速率52021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭成功发射，并顺利完成与天和核心舱对接。长征二号F遥十二运载火箭发动机发生的反应为：C2H8N2(g)+2N2O4(g)2CO2(g) +4H2O(g) +3N2(g)，下列有关说法正确的是A偏二甲肼的结构简式可能为(CH3)2N=NH2B该条件下反应一定能自发的进行CN2O4在反应中做还原剂D用E总表示键能之和，该反应H=E总(生成物)-E总(反应物)6下列说法正确的是A吸热反应一定不能自发进行B，则C由，可知金刚石比石墨稳定D，则与反应一定放出57.3kJ热量7硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸。硝酸工业与合成氨工业紧密相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，其主要流程是将氨和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)为可逆反应，下列有关说法不正确的是A反应S>0B反应中生成22.4LNO时，转移2.5mol电子C氨气在足量的氧气中，催化氧化的产物是NOD减压、增加氧气能提高氨气的平衡转化率8关于化学反应的方向说法合理的是A放热反应都是自发的B反应产物的分子数比反应物多，则该反应C已知某反应的、，则温度升高反应能自发进行D相同温度和压强下，一种给定的物质，其、均为定值9碳酸铵(NH4)2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法正确的是A碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B碳酸铵分解是因为外界给予了能量C碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据能自发分解D碳酸盐都不稳定，都能自发分解10根据所学知识判断，下列反应中，在任何温度下都不自发进行的是A2O3(g)=3O2(g) H0BN2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H0C2CO(g)=2C(s)+O2(g) H0DCaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H011下列说法正确的是A在常温下，放热反应能自发进行吸热反应不能自发进行B ，能自发进行的原因是0C焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向12下列说法正确的是A化学反应中正反应一定比逆反应容易发生B吸热反应一定要加热才能发生C常温下，为了加快铝与稀硫酸的反应速率，可以用浓硫酸代替稀硫酸D反应 在常温下能自发进行，是熵增起了主要作用13已知反应：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)能自发进行，下列分析正确的是A反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)是一个熵增的过程B反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)可能为吸热反应C反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在低温下可以自发进行D反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)一定不能自发进行14下列说法不正确的是A反应在室温下可自发进行，则该反应的B吸热反应在一定条件下可自发进行，则该反应的C通常情况下，一个放热且熵增的反应一定自发进行D需要加热或点燃才能进行的反应不一定是非自发反应15下列有关说法中正确的是A非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应B若，化学反应在任何温度下都不能自发进行C常温下水结冰的过程不能自发进行的原因是反应过程熵值减小，改变条件也不能使反应自发进行D在室温下能自发进行，则该反应的16工业上通过熔融状态下的反应来制取金属钾，反应温度通常为850，有关数据如下表所示，下列说法错误的是NaKNaClKCl熔点/97.863.7801.0770沸点/88377414131500A钾比钠活泼B该反应的C该反应的温度可低于774D850条件下该反应二、综合题（共4题）17（1）已知:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=-115. 6 kJ·mol-1， H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184 kJ·mol-1。H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是_。断开1 mol HO键所需能量为_ kJ。高温下H2O可分解生成分子或原子。高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是_，物质的量之比为2：1的A、H2化学能较低的物质是_。 （2）已知G=HT·S。在100 kPa、298. 15 K时石灰石分解反应CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g)的H=+178. 3 kJ·mol-1，S=+160. 4 J·mol-1·K-1从吉布斯自由能变（G）的角度说明该反应高温下能自发进行的原因_。则该反应自发进行的最低温度为_K。182017年5月5日，中国首架按照国际标准研制，拥有自主知识产权的大型客机C-919在上海浦东机场首飞，科学家在实验室研究利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。（1）上述反应的熵变S_(填“>”“<”或“=”，下同)0，该反应能够自发进行，则反应的H_0。（2）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是_。A选用更有效的催化剂 B升高反应体系的温度C降低反应体系的温度 D缩小容器的体积（3）若将1 molNO和2 mol CO通入2 L的恒容密闭容器中，在一定条件下发生上述反应，反应中生成的N2的物质的量浓度随时间的变化情况如图1所示。则NO从反应开始到平衡时的平均反应速率v(NO)=_，4 min末CO的浓度为_。（4）已知上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系如图2所示。工业上催化装置比较适合的温度和压强是_。（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了以下三组实验：实验编号T(K)NO的初始浓度 (mol·L-1)CO的初始浓度 (mol·L-1)催化剂的比表面积 (m2·g-1)I4001.20×10-33.80×10-3754001.20×10-33.80×10-31004501.20×10-33.80×10-3100请在图3中分别画出上表中实验、条件下混合气体中NO的浓度随时间变化的曲线，并标明各条曲线的实验编号_。19研究NOx之间的转化具有重要意义。(1)已知：N2O4(g) 2NO2(g)H0 将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1。下列可以作为反应达到平衡的判据是_。A气体的压强不变 Bv正(N2O4)2v逆(NO2) CK不变 D容器内气体的密度不变 E容器内颜色不变t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数Kp_(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变，改变反应温度为T2(T2T1)，再次画出0t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线_。(2) NO氧化反应：2NO(g)O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。 2NO(g)=N2O2(g) H1 N2O2(g)O2(g)2NO2(g) H2决定NO氧化反应速率的步骤是_(填“”或“”)。在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度_(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因_。20环境是人类赖以生存的基础，当前人类使用的能源石油产品中含有多种硫化物，如H2 S、H2S、COS、CH3SH等，为了保护环境，石油加工的脱硫技术研究意义重大。请回答下列问题：(1)科学研究一种复合组分催化剂，能实现CH4把SO2转化为S，同时生成CO2和H2O。已知CH4和S的燃烧热分别为 和 ，则CH4和SO2反应的热化学方程式为_ 。(2)一定条件下，焦炭可以还原SO2，其化学方程式为 ，在恒容密闭容器中， 与足量的焦炭反应，SO2的转化率随温度变化曲线如图甲所示。则该反应的_0(选填“”或“”)；该反应自发进行的依据是 _。(3)真空克劳斯法脱硫，可以用过量K2CO3溶液吸收少量H2S，其化学方程式为_ ，该反应的平衡常数为 _。(已知H2CO3的 ， ；H2S的 ， )(4)COS的水解反应为 。某温度时，用活性作催化剂，在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比的转化关系如图乙所示。其他条件相同时，改变反应温度，测得一定时间内COS的转化率如图丙所示。起始向容器中投入一定量反应物，在一定条件下，可以判断反应到达平衡状态的是 _ (填字母)。A容器中气体密度不变时B压强保持不变时C容器中气体的平均相对分子质量保持不变时D 若减小投料比 ，H2O的转化率 _ (选填“增大”“减小”或“不变”)。请你分析该反应进行的温度不宜过高的可能原因是 _。参考答案1A【详解】A常温下，反应A(s)+B(g)=C(g) + D(g)的 S0，而该反应不能自发进行，故该反应的H-TS0，故该反应的H0，故A正确；B反应2CO(g)2C(s)+O2(g) ，S0，故H-TS一定大于0，该反应一定不能自发进行，故不应该投入大量资金研究该过程发生的条件，以解决含碳燃料不充分燃烧引起的环境问题，故B错误；C熵增的反应的S0，但H-TS不一定小于0，故熵增的反应不一定都是自发的，且自发反应的现象不一定非常明显，故C错误；D反应C(s)+CO2(g)=2CO(g) ，故该反应是吸热反应，且S0，故该反应在高温下有H-TS 0，在高温下可以自发进行，故D错误；故选A。2C【详解】A中和热指酸和碱在稀溶液中反应生成1mol水放出的热量，强碱和强酸反应的中和热数值为57.3kJ/mol，因此做中和热实验时如果盐酸和氢氧化钠用量改变，不考虑实验误差，每次测得的中和热数值不会随之改变，A错误；B其它条件相同时，密闭容器内气体压强增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子总数增多，反应速率增大，B错误；C4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3的反应中，反应前后气体分子数减少，S<0，但该反应为自发反应，说明H-TS<0，则H<0，即该反应放热，C正确；D混合后反应即发生，再分开不便于观察反应快慢，应分别将等浓度等体积的两份Na2S2O3溶液和H2SO4溶液混合，分别放入冷水浴和热水浴中，D错误；选C。3A【详解】A自发进行的反应也需要一定条件才可以发生，A项错误；B升高温度，可增加反应物分子中活化分子的百分数，使反应速率增大，B项正确；C一个化学反应能否实际进行，除了要考虑反应的自发性，还应该考虑反应速率，只有当且反应速率不是无限小时，我们才认为反应会发生，C项正确；D当反应的、时，一定小于0，故该反应在任何温度下都能自发进行，D项正确；答案选A。4C【详解】A增大反应物浓度，可以增大单位体积中的活化分子数，使有效碰撞次数增大，反应速率加快，但活化分子的百分数不变，故A错误； B有气体参加的反应，通入惰性气体，压强增大，但反应物和生成物浓度不变，反应速率不变，故B错误；CH2O2(l)=O2(g)+H2O(l) H=-98kJ·mol-1，H0，该反应的S0，则G=H-TS0，该反应在任何温度下均能自发进行，故C正确；D催化剂可以降低反应的活化能，增大单位体积的活化分子百分数，可以加快反应速率，故D错误；故选C。5B【详解】A偏二甲肼中含有两个甲基，因此N与N以单键链接，则其结构简式为(CH3)2N-NH2，故A错误；B燃烧是放热反应，H0，反应后气体的物质的量增大，熵变增加，S0，即该反应的H0、S0，则，G=H-TS0，该条件下反应一定能自发的进行，故B正确；CN2O4中N从+4价降低到产物N2的0价，在反应中被还原，所以N2O4在反应中做氧化剂，故C错误；D反应的焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，则H=E总(反应物)-E总(生成物)，故D错误；故选B。6B【详解】A氢氧化钡晶体和氯化铵反应是吸热反应，能自发进行，故A错误；B相同条件下，同种物质的气态比液态能量高，则，故B正确；C由，说明相同条件下，金刚石的能量高于石墨，能量越高，越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故C错误；D与反应虽然生成1molH2O，但同时生成了硫酸钡沉淀，则放出的热量一定不是57.3kJ，故D错误；本题答案B。7B【详解】A反应后气体物质的量增多，反应S>0，故A正确；B没有确定是否为标准状况， 22.4LNO的物质的量不一定是1mol，故B错误； C氨气催化氧化的产物是NO，故C正确；D减压、增加氧气，平衡都正向移动，能提高氨气的平衡转化率，故D正确；选B。8C【详解】A反应能否自发进行取决于H-TS是否小于0，如果HO，S0，即放热的、熵减小的反应，当温度很高时，H-TS可能大于0，不能自发进行，故A错误；B反应产物中气体分子数比反应物多，则该反应，故B错误；C根据反应能自发进行，某反应的、，则高温条件反应能自发进行，故C正确；D相同温度和压强下，一种给定的物质，其、均为定值，故D错误；选C。9A【详解】A碳酸铵自发分解，是因为体系由于氨气和二氧化碳气体的生成而使熵增大，故A正确；B碳酸铵在室温下就能自发地分解，不需要外界给予了能量，故B错误；C有些吸热反应也可自发，而焓变不是自发反应的唯一因素，应根据H-TS进行判断反应是否自发进行，故C错误；D有的碳酸盐稳定，不能自发分解，如Na2CO3受热不分解，故D错误；故选：A。10C【详解】A 2O3(g)=3O2(g) ，为气体体积增大的反应，S0，且H0，满足H-TS0，反应在任何温度下可自发进行，故A不选；B N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 为气体体积减小的反应， S0，H0，满足H-TS0，反应在低温下可自发进行，故B不选；C 2CO(g)=2C(s)+O2(g) 为气体体积减小的反应， S0， H0，满足H-TS0，反应在任何温度下不能自发进行，故C选；D CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 为气体体积增大的反应，S0， H0，满足H-TS0，反应在高温下可自发进行，故D不选；故选C。11B【详解】AH-TS0的反应可自发进行，则常温下放热反应、吸热反应均可能自发进行，故A错误；BH=+185.57 kJmol-1，能自发进行的原因是S0，可满足H-TS0，故B正确；C焓变和熵变单独作为反应自发性的判断依据，不够准确，故C错误；D使用催化剂不能改变化学反应进行的方向，故D错误；故选：B。12D【详解】A化学反应中正反应不一定比逆反应容易发生，如正反应难发生，逆反应很容易发生，A项错误；B有的吸热反应常温下就能发生，不用加热，B项错误；C铝遇浓硫酸发生钝化，反应几乎停止，不能加快反应速率，C项错误；D碳酸氢铵分解是吸热反应，在常温下就可以分解，一定是熵增起了主要作用， D项正确。故选D。13C【分析】反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是气体物质的量减小的反应，即S0，并且该反应能自发进行，则HTS0，可知H0，其逆反应NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)是熵增的吸热反应。【详解】A反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是气体物质的量减小的反应，是熵减的反应，A项错误；B反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)的S0，并且该反应能自发进行，则HTS0，H0，反应放热，B项错误；C反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)是S0、H0的反应，则该反应在低温下可以自发进行，C项正确；D反应NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)是NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)的逆反应，则NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)是S>0、H>0的反应，反应在高温下能自发进行，D项错误；答案选C。14B【详解】A反应在室温下可自发进行，说明，反应的，则该反应的，A项正确；B吸热反应在一定条件下可自发进行，说明，反应前后气体体积不变，则该反应的，说明反应的，B项错误；C放热反应的，熵增反应的，则，则反应一定能自发进行，C项正确；D需要加热或点燃才能进行的反应不一定是非自发反应，D项正确；答案选B。15B【详解】A改变条件能使反应的H-TS0时，则该反应能自发进行，反之则为非自发的反应，如H0、S0的反应在任何条件下均不能自发进行，属于非自发的反应，故A错误；B若的反应在任何条件下均有H-TS0，即的化学反应在任何温度下都不能自发进行，故B正确；C水结冰的过程是熵减的过程，通常情况下不能自发进行，但降温时该过程能自发进行，故C错误；D反应的S0，室温下可自发进行，则H-TS0，即HTS0，故D错误；故选B。16C【详解】A金属性钾大于钠，故钾比钠活泼，A正确；B根据表格中数据，当温度高于钾的沸点时，K为气态，其他为液态，有利于钾转化为蒸汽从反应体系中分离，使得生成物浓度减小，有利于化学平衡正向移动，所以熵变大于0，B正确，C为更快、更有利于制取金属K，反应温度应该高于金属K的沸点774，C错误；D850时，钾为蒸汽，这时平衡正向移动，反应可自发进行，故，D正确；故合理选项是C。172H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-483.6 kJ·mol-1 462.9 H、O(或氢原子、氧原子) H2 反应为吸热、熵增反应，常温下G>0，反应不自发 1111.6 K 【详解】已知:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=-115. 6 kJ·mol-1，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-184 kJ·mol-1；据盖斯定律+×2得：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-483.6 kJ·mol-1 ；综上所述，本题答案是：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-483.6 kJ·mol-1。反应热=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量，据已知键能,反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-483.6 kJ·mol-1中有4×436+496-4Q(H-O)=-483.6，所以氢氧键的键能为462.9 kJ·mol-1；因此，本题正确答案是: 462.9。由图可以知道,水的分解过程中，化学键断裂先生成H原子与O原子,氢原子结合生成氢气,氧原子结合生成氧气,由水的分子式可以知道氢原子物质的量是氧原子2倍,故A为氢原子、B为氧原子；分子拆成原子要吸收能量，氢原子能量高于氢分子；因此，本题正确答案是: H、O(或氢原子、氧原子)；H2 。（2）298.15K时，H-TS=+178.3kJ·mol-1-298.15K×160.4×10-3kJ·mol-1·K-1=+130.5kJ·mol-1>0，故常温下该反应不能自发进行；综上所述，本题答案是：反应为吸热、熵增反应，常温下G>0，反应不自发。当H-TS=0时，T=H/S=178.3/160.4×10-3= 1111.6 K ，故当T>1111.6K时，H-TS<0，反应才能自发；综上所述，本题答案是：1111.6 K。18< < CD 0.05 molL-1·min-1 0.8 molL-1 400 K，1 MPa 【详解】（1）正反应体积减小，则上述反应的熵变S0；该反应能够自发进行，根据GHTS0可以自发进行可知反应的H0。（2）A.选用更有效的催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，A错误；B.正反应放热，升高反应体系的温度平衡向逆反应方向进行，转化率降低；C. 正反应放热，降低反应体系的温度，平衡向正反应方向进行，转化率升高，C正确；D.缩小容器的体积增大压强，平衡向正反应方向进行，转化率升高，D正确，答案选CD；（3）根据图像可知平衡时生成氮气是0.1mol/L，根据方程式可知消耗NO是0.2mol/L，则NO从反应开始到平衡时的平均反应速率v(NO)=0.2mol/L÷4min0.05 molL-1·min-1；消耗CO是0.2mol/L，则4 min末CO的浓度为1mol/L0.2mol/L0.8mol/L。（4）根据图像可知常压下转化率已经很高，相同压强下400K时的转化率高于500K时的转化率，因此工业上催化装置比较适合的温度和压强是400 K，1 MPa。（5）催化剂改变反应速率，不能改变平衡状态，又因为在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率，且正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向进行，所以图像为。19AE p T4 H10，温度升高，反应平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响 【分析】（1）化学反应平衡的判断可从以下几方面考虑：体系中所有反应物和生成物的质量（或浓度）保持不变，正反应速率等于逆反应速率；建立三段式求解可得；由图确定t1时反应生成的NO2浓度；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动；（2）由图可知，反应的活化能小于反应的活化能，活化能越大，反应速率越慢；由图可知，转化相同量的NO，在温度T4下消耗的时间较长，原因是浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响。【详解】（1）A、该反应是一个气体体积减小的反应，气体的压强不变说明各物质浓度保持不变，反应达到化学平衡状态，故正确；B、v正(N2O4)2v逆(NO2)说明正逆反应速率不相等，反应没有达到化学平衡状态，故错误；C、温度不变，化学平衡常数K不变，则K不变不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；D、由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器的体积不变，则密度始终不变，则密度不变不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；E、容器内颜色不变说明各物质浓度保持不变，反应达到化学平衡状态，故正确；AE正确，故答案为：AE；设起始N2O4的物质的量为1mol，由题给数据建立如下三段式： 由三段式数据可知N2O4的平衡分压为×p=，NO2的平衡分压为×p=，则平衡常数Kp=，故答案为：；由图可知，t1时反应消耗N2O4的浓度为（0.040.01）mol/L，由方程式可得反应生成NO2的浓度为0.03 mol/L×2=0.06 mol/L；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，NO2的浓度增大，则0t2时段，NO2的浓度c(NO2)随t变化趋势的曲线为，故答案为：；（2）由图可知，反应的活化能小于反应的活化能，活化能越大，反应速率越慢，则化学反应速率反应快于反应，化学反应取决于反应速率较慢的一步，则决定NO氧化反应速率的步骤是反应，故答案为：；由图可知，转化相同量的NO，在温度T4下消耗的时间较长，原因是反应为放热反应，温度升高，反应平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响，导致转化相同量的NO，在温度较高的T4下消耗的时间较长，故答案为：T4；反应为放热反应，温度升高，反应平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响；20 ， 1.0×103 D 增大 温度过高，催化剂活性降低，反应速率变慢或升高温度平衡向逆反应方向移动 【详解】(1) 根据已知CH4和S的燃烧热分别为 和 ，故有：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-890.3kJmol-1，S(s)+O2(g)=SO2(g) =-297.2kJmol-1，科学研究一种复合组分催化剂，能实现CH4把SO2转化为S，同时生成CO2和H2O，该反应为：CH4(g)+2SO2(g)=2S(s)+CO2(g)+2H2O(l)，该反应可由-2，根据盖斯定律可知，=(-890.3kJmol-1)-2(-297.2kJmol-1)=-295.9kJ/mol，故则CH4和SO2反应的热化学方程式为，故答案为：；(2) 由图甲所示信息可知，达到最高点后升高温度SO2的转化率减小，说明平衡逆向移动，则该反应的0，由该反应的气体系数可知，正反应为气体体积增大的方向，即0，故有恒小于0，故该反应能自发进行，故答案为：；，；(3)根据已知H2CO3的 ， ；H2S的 ，可知酸性H2CO3H2S结合强酸制弱酸的一般规律可知真空克劳斯法脱硫，可以用过量K2CO3溶液吸收少量H2S，其化学方程式为K2CO3+H2S=KHCO3+KHS，该反应的平衡常数为K=103，故答案为：103；(4)A反应前后气体的总质量保持不变，体积保持不变，容器中气体密度始终保持不变，故容器的气体密度保持不变不能说明反应达到化学平衡，A不合题意；B反应前后气体的总的物质的量保持不变，故气体的压强始终保持不变，故压强不变不能说明反应达到平衡状态，B不合题意；C反应前后气体的总质量保持不变，气体的总的物质的量保持不变，故容器中气体的平均相对分子质量始终保持不变，故气体的平均相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态，C不合题意；D 根据化学反应速率之比等于化学计量系数之比，COS和H2S的系数均为1，故说明正、逆反应速率相等，说明化学反应达到平衡状态，D符合题意；故答案为：D；若减小投料比 ，即相当于增大COS的浓度，平衡正向移动，故H2O的转化率增大，故答案为：增大；由图丙可知，该反应随着温度的升高，反应速率增大，但到达最高点后，COS的转化率又逐渐减小，可能是催化剂失去活性导致速率减慢或反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故答案为：温度过高，催化剂活性降低，反应速率变慢或升高温度平衡向逆反应方向移动。