【化学】山西省吕梁市高级中学2018-2019学年高二上学期期中考试（解析版）

山西省吕梁市高级中学2018-2019学年高二上学期期中考试
（时间：90分钟 满分100分）
第I卷（选择题 共48分）
一、选择题（每小题只有一个选项是正确的，每小题3分，共48分）
1.下列反应中，生成物的总能量大于反应物总能量的是( )
A. 丙烷在氧气中燃烧 B. 氢氧化钠溶液与硫酸溶液混合
C. 氧化钙与水反应 D. 水蒸气与碳高温下反应
【答案】D
【解析】
【分析】
反应中生成物总能量高于反应物总能量，说明该反应是一个吸热反应。
【详解】A项、丙烷在氧气中燃烧反应是一个放热反应，故A错误；
B项、氢氧化钠溶液与硫酸溶液发生中和反应，中和反应是一个放热反应，故B错误；
C项、氧化钙与水反应是一个放热反应，故C错误；
D项、水蒸气与碳高温下反应，故D正确。
故选D。
2.已知下列热化学方程式
（1）C(s)+1/2O2(g)===CO(g) △H1=－110.5kJ/mol
（2）2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) △H2=－483.6 kJ/mol
由此可知 C(s)+H2O(g) ===CO(g)+H2(g)ΔH3 ,则ΔH3等于( )
A. +131.3 kJ/mol B. +373.1 kJ/mol
C. －131.3 kJ/mol D. －373.1 kJ/mol
【答案】A
【解析】
【分析】
利用盖斯定律计算，将（1）-（2）×1/2，可得C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g），反应热随之相加减，可求得反应热。
【详解】利用盖斯定律，将（1）-（2）×1/2，可得C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g），则△H=△H1-1/2△H2=－110.5kJ/mol—1/2×（－483.6 kJ/mol）=+131.3 kJ/mol，故选A。
3.下列热化学方程式书写正确的是( )
A. C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) △H=－1367.0kJ/mol（燃烧热）
B. H2SO4(aq)+2NaOH(aq)==Na2SO4（aq）+2H2O(l) △H=+114.6kJ/mol（中和热）
C. 2H2+O2===2H2O △H=－483.6 kJ/mol（反应热）
D. C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=－110.5kJ/mol（反应热）
【答案】D
【解析】
【分析】
根据热化学方程式的书写及其注意事项可知，需注明物质的聚集状态、△H的正负号、数值、单位，燃烧热抓住1mol可燃物燃烧生成稳定氧化物、中和热抓住生成1mol水。
【详解】A项、表示乙醇的燃烧，生成的水应为液态，故A错误；
B项、酸碱中和为放热反应，△H<0，故B错误；
C项、热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态，故C错误；
D项、碳的燃烧为放热反应，△H<0，且标出物质的聚集状态，符合要求，故D正确。
故选D。
【点睛】本题考查燃烧热以及热化学方程式的书写正误判断，重在搞清书写热化学方程式的注意事项。
4.已知25℃、101kPa条件下：
(1)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－2834.9 kJ·mol－1
(2)4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－3119.1 kJ·mol－1
下列结论正确的是( )
A. 等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应
B. 等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应
C. O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应
D. O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应
【答案】A
【解析】
【分析】
由盖斯定律可知，（1）—（2）可得3O2（g）=2O3（g）△H=+284.2kJ•mol-1，氧气转化为臭氧是吸热反应，3mol氧气生成2mol臭氧吸收的热量284.2kJ
【详解】A项、由能量低的物质转化为能量高的物质，需要吸热，故等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应，故A正确；
B项、由能量低的物质转化为能量高的物质，需要吸热，故等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应，故B错误；
C项、能量越低越稳定，故氧气比臭氧稳定，故C错误；
D项、由题目知，氧气转化为臭氧为吸热反应，故D错误。
故选A。
5.某反应X2(g)+Y2(g)=2XY(g),已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：X-X akJ·mol－1，Y-Y bkJ·mol－1 ， X-Y ckJ·mol－1则该反应的ΔH为( )
A. （a+b-c）kJ·mol－1 B. （c-a-b）kJ·mol－1
C. （a+b-2c）kJ·mol－1 D. （2c-a-b）kJ·mol－1
【答案】C
【解析】
【分析】
反应热△H=反应物总键能-生成物总键能。
【详解】反应物总键能=E（X-X）+E（Y-Y）=（a+b）kJ·mol－1 ，生成物总键能=2E(X-Y)=2ckJ·mol－1, 则该反应的ΔH=反应物总键能-生成物总键能=（a+b）kJ·mol－1—2ckJ·mol－1=（a+b-2c）kJ·mol－1，故选C。
【点睛】本题考查反应热与化学键键能的关系，注意从物质能量、键能理解反应热。
6.21世纪人类正由化石能源时代向多能源时代过渡，下列不属于新能源的是( )
A. 核能 B. 氢能 C. 电力 D. 太阳能
【答案】C
【解析】
【详解】根据新能源的含义，题干中的核能、氢能、太阳能都属于新能源，电力是传统能源，是以电能作为动力的能源，故选C。
【点睛】本题考查了对新能源概念的理解，同时需了解各种能源的来源和含义，新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式．是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
7.下列说法正确的是( )
A. 增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，反应速率加快
B. 有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大
C. 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D. 催化剂能增大反应物的能量，从而成千成万倍地增大化学反应速率
【答案】C
【解析】
【分析】
增大反应物的浓度和增大压强，只能增大活化分子数，不能增大活化分子百分数，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大，可升高温度、加入催化剂等措施。
【详解】A项、增大反应物浓度，增大单位体积内活化分子个数，但活化分子百分数不变，故A错误；
B项、有气体参加的化学反应，若增大压强（即缩小反应容器的体积），可增大单位体积内活化分子的个数，但活化分子百分数不变，故B错误；
C项、升高温度，升高了分子能量，增大了活化分子百分数，故C正确；
D项、催化剂能够降低反应的活化能，，降低了反应能量，增加了活化分子百分数，加快反应速率，故D错误。
【点睛】本题考查外界条件对反应速率的影响，注意浓度、温度、压强、催化剂对反应速率影响的实质，把握活化分子及活化理论为解答的关键。
8.在2L密闭容器中，发生3A(g)+B(g)＝2C(g)的反应，若最初加入A和B都是4mol，前10秒A的平均反应速率为0.15mol/（L·s），则10秒钟后容器中B的物质的量为( )
A. 2.5mol B. 3.7mol C. 1mol D. 3mol
【答案】D
【解析】
【详解】A的平均反应速率为0.15mol/（L·s），则10秒钟消耗A是0.15mol/（L·s）×2L×10s＝3.0mol，所以根据方程式可知消耗B是1.0mol，则剩余B是3.0mol，故选D。
9.将A g块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示，在相同的条件下，将B g（A>B）粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线（图中虚线所示）正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】固体表面积越大，则反应速率越大，加入粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，较块状碳酸钙反应速率大，即相同时间内虚线所示的曲线对应的损失的质量大，因为 a＞b导致最终损失的质量a＞b，由图象可知，只有C符合，故选C。
【点睛】分析化学反应速率的图像应注意以下几方面：①看起点，分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。②看变化趋势，分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。③看终点，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度与生成物增加浓度之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比。④对于时间速率图像，看清曲线是连续的还是跳跃的，分清“渐变”和“突变”，“大变”和“小变”。
10.对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是（ ）
A. 增大压强 B. 升高温度 C. 使用催化剂 D. 多充O2
【答案】B
【解析】
试题分析：：A．增大压强，活化分子百分数不变，故A错误；B．升高温度，反应物中活化分子百分数、化学反应速率都增大，且化学平衡常数发生变化，故B正确；C．使用催化剂，平衡常数不变，故C错误；D．多充O2，活化分子百分数、平衡常数不变，故D错误
考点：考查了化学平衡的影响因素的相关知识。
11.已知某可逆反应m A(g)+n B(g) p C(g) △H，在密闭容器中进行，下图表示在不同反应时间t 时温度T和压强P与反应物B在混合气体中的百分含量B%的关系曲线。由曲线分析，下列判断正确的是

A. T1＜T2，P1＞P2，m+n＞p，△H＜0
B. T1＞T2，P1＜P2，m+n＞p，△H＞0
C. T1＜T2，P1＞P2，m+n＜p，△H＜0
D. T1＞T2，P1＜P2，m+n＜p，△H＞0
【答案】D
【解析】
试题分析：由图象可知，温度为T1时，根据到达平衡的时间可知P2＞P1，且压强越大，B的含量高，说明压强增大平衡向逆反应方向移动，故正反应为气体体积增大的反应，即m+n＜p；压强为P2时，根据到达平衡的时间可知T1＞T2，且温度越高，B的含量低，说明温度升高平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，即△H＞0，故选D。
【考点定位】考查化学平衡图象
【名师点晴】本题考查化学平衡图象问题，涉及体积百分含量随温度、压强变化曲线。化学平衡图像题的解题技巧：①紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质参与反应等。②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。③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。④三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。本题注意根据图象判断温度、压强的大小，根据温度、压强对平衡移动的影响分析。
12.对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH <0，下列研究目的和图示相符的是( )

A
B
C
D
目的
压强对反应的影响
温度对反应的影响
平衡体系增加N2对反应的影响
催化剂对反应的影响

图示





【答案】C
【解析】
【详解】A项、该反应中增大压强平衡向正反应方向移动，则氨气的体积分数增大，并且压强越大，化学反应速率越大，达到化学平衡的时间越少，故A错误；
B项、因该反应是放热反应，升高温度化学平衡向逆反应反应移动，则氮气的转化率降低，故B错误；
C项、反应平衡后，增大氮气的量，则这一瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，然后正反应速率在不断减小，逆反应速率不断增大，直到新的平衡，故C正确；
D项、因催化剂对化学平衡无影响，但催化剂加快化学反应速率，则有催化剂时达到化学平衡的时间少，与图象不符，故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查了化学平衡图象分析判断，主要考查影响化学反应速率的因素和影响平衡移动的因素，通过对对图象的识别认识化学平衡的建立和影响平衡的因素分析判断是解题关键，注意图象中表示的反应速率的改变。
13.一密闭容器中充入NO2在一定条件下进行反应 2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)，该反应达到平衡状态的标志是( )
A. NO2的生成速率等于NO的消耗速率
B. NO2和O2的浓度之比等于2：1
C. 容器内压强不再随时间变化而变化
D. v（NO）:V(O2)=2:1
【答案】C
【解析】
【分析】
可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变。
【详解】A项、NO2的消耗速率是正反应速率，NO的生成速率也是正反应速率，故不能说明达到平衡状态，故A错误；
B项、反应速率之比等于化学计量数之比，故NO和O2的消耗速率之比为2：1不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故B错误；
C项、反应前后气体的体积不等，故容器内压强不随时间变化而变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故C正确；
D项、无论是否达到平衡，反应速率的比为2：1都成立，不一定平衡，故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查化学平衡状态判断，只有反应前后改变的物理量才能作为平衡状态判断依据，否则不能作为判断依据。
14.如图是温度和压强对X + Y 2Z 反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是( )

A. 上述可逆反应的正反应为吸热反应
B. X、Y、Z均为气态
C. X和Y是气态，Z为固态
D. 上述反应的逆反应的△H＞0
【答案】A
【解析】
【分析】
由图象曲线变化可知，随着温度的升高，Z的体积分数增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，说明正反应吸热，增大压强，Z的体积分数减小，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，则说明反应前的气体计量数之和小于生成物气体的化学计量数。
【详解】A项、图象曲线变化可知，随着温度的升高，Z的体积分数增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，说明正反应吸热，故A正确；
B项、由图象可知增大压强平衡向逆反应方向移动，说明反应前的气体计量数之和小于生成物气体的化学计量数之和，则X、Y、Z不可能均为气态，故B错误；
C项、增大压强，Z的体积分数减小，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，则说明反应前的气体计量数之和小于生成物气体的化学计量数，则X和Y中只有一种是气态，Z为气态，故C错误；
D项、该反应为吸热反应，△H＞0，故D错误。
故选A。
【点睛】本题考查化学平衡移动的图象问题，解答该题的关键是把握图象中曲线的变化特点，结合外界条件对化学平衡的影响分析。
15.已知一定温度和压强下，N2(g)和H2 (g)反应生成2molNH3(g)，放出92.4kJ热量。在同温同压下向密闭容器中通入1mol N2和3mol H2，达平衡时放出热量为Q1kJ；向另一体积相同的容器中通入0.5molN2和1.5molH2，相同温度下达到平衡时放出热量为Q2kJ。则下列叙述正确的是( )
A. 2Q2＜Q1＜92.4kJ B. 2Q2=Q1=92.4kJ
C. 2Q2＞Q1=92.4kJ D. 2Q2=Q1＜92.4kJ
【答案】A
【解析】
【分析】
N2(g)和H2 (g)反应生成2molNH3(g)的反应为可逆反应，向密闭容器甲中通入1molN2和3molH2，达平衡时放出热量 Q1＜92.4kJ，甲与乙相比较，甲相当于在乙的基础上增大压强，平衡向正反应方向移动，则甲转化率大于乙。
【详解】该反应为可逆反应，向密闭容器甲中通入1molN2和3molH2，达平衡时放出热量 Q1＜92.4kJ，甲与乙相比较，甲相当于在乙的基础上增大压强，平衡向正反应方向移动，则甲转化率大于乙，如转化率相等，则Q1=2Q2，而转化率越大，则反应的热量越多，则Q1＞2Q2，所以2Q2＜Q1＜92.4kJ，故选A。
【点睛】本题综合考查化学平衡移动问题，侧重于分析能力，本题可从压强对平衡移动影响的角度分析。
16.下列说法正确的是( )
A. 焓变与熵变是判断反应方向的两个主要因素
B. 任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用
C. 凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的
D. 自发反应在任何条件下都能实现
【答案】A
【解析】
【分析】
根据ΔG＝ΔH－T·ΔS，若ΔH>0，ΔS>0，温度(T)很高时，ΔG可能小于0，反应自发进行，若ΔH<0，ΔS<0，温度很低时， ΔG可能小于0，反应自发进行，此时温度起决定性作用。
【详解】A项、判断反应方向的两个主要因素是焓变和熵变，故A正确；
B项、如△H＞0，△S＞0，高温下反应能自发进行，低温下不能自发进行，温度可能对反应的方向起决定性作用，故B错误；
C项、放热反应△H＜0，△S＜0时低温自发进行，高温非自发进行，吸热反应△H＞0，△S＞0时，高温反应自发进行，故C错误；
D项、自发进行的反应是有焓变、熵变、温度共同决定，故D错误。
故选A。
【点睛】本题考查了反应自发进行的判断依据，在判断反应的自发性时，应该利用△G＝△H－T·△S进行判断，而不能单独利用熵变或焓变。
第II卷（非选择题 共52分）
二、填空题（共32分）
17.书写下列热化学反应方程式:
(1)已知1molN2（g）与适量O2（g）起反应生成NO2（g） ,吸收68KJ的热量___________________________。
(2)已知1g丁烷（C4H10）气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出50kJ的热量，则丁烷燃烧热的热化学方程式为________________。
(3)已知1mol液态肼（N2H4）在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水，放出622KJ的热量___________________。
【答案】 (1). N2（g）+2O2（g）=2 NO2（g）△H=+68 kJ·mol－1 (2). C4H10（g）+ 13/2O2（g）=4CO2（g）+5H2O(l) △H=-2900kJ·mol－1 (3). N2H4（l）+ O2（g）=N2（g）+2H2O(l) △H=-622kJ·mol－1
【解析】
【详解】（1）1molN2（g）与适量O2（g）起反应，生成NO2（g），吸收68kJ热量，反应吸热时焓变值为正值，所以该反应的热化学方程式为N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+68kJ•mol-1，故答案为：N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+68kJ•mol-1；
（2）1g丁烷物质的量为1/58mol，完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量为50kJ，所以1mol丁烷完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量为50kJ×58=2900kJ，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，表示丁烷燃烧热的热化学方程式：C4H10（g）+ 13/2O2（g）=4CO2（g）+5H2O(l) △H=-2900kJ·mol－1，故答案为：C4H10（g）+ 13/2O2（g）=4CO2（g）+5H2O(l) △H=-2900kJ·mol－1；
（3）1molN2H4（l）在O2（g）中燃烧，生成N2（g）和H2O（l），放出622kJ热量放热时焓变值为负值，所以该反应的热化学方程式为N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-622kJ•mol-l，故答案为：N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-622kJ•mol-l。
【点睛】本题主要考查了热化学方程式的书写，注意的物质的聚集状态、反应热的数值与单位是解答关键。
18.某温度时，在2L密闭容器中，X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析

（1）该反应的化学方程式为________。
（2）反应开始至2min末，X的反应速率为_________。
（3）该反应____________。（填序号）
①是可逆反应
②不是可逆反应
【答案】 (1). 2Z+Y3X (2). 0.1 mol/（L·min） (3). ①
【解析】
【详解】（1）根据图象可知Y、Z浓度降低，为反应物，X浓度增大为生成物，当物质的量不再变化时，达到平衡状态，此时△n（Y）=1.2mol-1.0mol=0.2mol，△n（Z）=2.0mol-1.6mol=0.4mol，△n（X）=1.0mol-0.4mol=0.6mol，计量数之比等于△n（Y）：△n（Z）：△n（X）=1：2：3，化学方程式可写为Y+2ZX，故答案为：Y+2Z3X；
（2）反应开始至2min末，△n（X）=0.8mol-0.4mol=0.4mol，△c（X）=0.4mol/2L=0.2mol/L，化学反应速率为0.2mol/L/2min= 0.1 mol/（L·min）,故答案为：0.1 mol/（L·min）；
（3）3min后，各物质的物质的量不再发生变化，说明反应达到反应限度，即该反应是可逆反应，故答案为：①。
【点睛】本题考查化学平衡的变化图象，注意化学方程式的确定以及化学平衡状态的特征。
19.工业上制硝酸的主要反应是4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1025 kJ·mol－1
（1）该反应的平衡常数表达式为K＝________；升高温度，K值______(填“增大”或“减小”或 “不变”)；升高温度，化学反应速率将______(填“增大”或“减小” 或 “不变”)。
（2）若反应物起始的物质的量相同，下列关系图正确的是______(填序号)。

（3）若达到平衡状态后升高温度则正反应速率和逆反应速率___________________ 。（填“同时增大”或“逆反应速率增大，正反应速率不变”）
（4）工业上合成氨气的反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH<0 ，在密闭容器中反应达到平衡状态的标志是_______。
①压强不再改变
②生成氨气的速率等于生成氮气的速率
③正反应速率等于零
④容器内气体的平均相对分子量不再改变
⑤单位时间内有3amolH-H的断裂的同时有6amolN-H断裂
【答案】 (1). c4(NO)c6(H2O)/c4(NH3)c5(O2) (2). 减小 (3). 增大 (4). abd
(5). 同时增大 (6). ①④⑤
【解析】
【分析】
（1）依据化学方程式，结合平衡常数概念列式得到；反应是放热反应，升温，平衡逆向进行；
（2）A、该反应是放热反应，升温，平衡逆向移动，温度升高NO含量减小；
B、增大压强，平衡逆向移动，一氧化氮含量减小；
C、该反应是放热反应，升温，平衡逆向移动，温度升高NO含量减小；
D、催化剂降低反应活化能，改变反应速率，缩短达到平衡需要的时间，但不能改变平衡移动方向；
（3）若达到平衡状态后升高温度，正逆反应速率均增大；
（4）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变。
【详解】（1）依据反应化学方程式，4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，可知平衡常数K=c4(NO)c6(H2O)/c4(NH3)c5(O2)；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，平衡常数减小，故答案为：c4(NO)c6(H2O)/c4(NH3)c5(O2)；
（2）升高温度，正逆反应速率都增大，反应达到平衡的时间缩短，平衡向吸热反应方向移动，NO含量减小，故a正确；增大压强，正逆反应速率都增大，反应达到平衡的时间缩短，平衡向气体体积逆反应方向移动，则NO含量减少，故b正确；升高温度，正逆反应速率都增大，反应达到平衡的时间缩短，平衡向逆反应方向移动，NO含量减小，故c错误；使用催化剂加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但平衡不移动，则NO含量减小不变，故d正确，选abd，故答案为：abd；
（3）升高温度，正逆反应速率都增大，故答案为：同时增大；
（4）①反应前后气体的物质的量不相等，当容器内压强不再改变，说明达到平衡状态，正确；
②生成氨气的速率为正反应速率，生成氮气的速率为逆反应速率，当生成氨气的速率等于生成氮气的速率的两倍，说明达到平衡状态，错误；
③该反应为可逆反应，正反应速率不可能等于零，错误；
④根据质量守恒，反应前后混合物的质量不变，反应前后气体的物质的量不相等，当容器内平均相对分子量不再改变，说明达到平衡状态，正确；
⑤单位时间内有3amolH-H的断裂的同时有6amolN-H断裂，说明正逆反应速率相等，说明达到平衡状态，正确。
故答案为：①④⑤
【点睛】本题考查了化学平衡状态的判断及外界条件对化学平衡的影响，注意催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡的移动。
三、实验题（12分）
20.某同学在用锌与稀硫酸反应制氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可以加快氢气的生成速率，请回答问题：
（1）上述实验中，发生反应的离子方程式是：_______________；________________________。
（2）少量硫酸铜溶液可以加快氢气的生成速率的原因是_______。
（3）实验室有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4等三种溶液，可与实验中的硫酸铜溶液起相似作用的是___________。
（4）为进一步研究硫酸铜的量对锌与硫酸反应生成氢气速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验，将表中混合溶液加到6个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需要的时间：
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol/LH2SO4/mL
40
40
V1
40
40
V2
饱和CuSO4溶液/mL
0
1
5
V5
V6
25
H2O/mL
V3
V4
20
15
5
0
请完成此实验设计：V2 =_________V5=_________
（5）要加快锌与氢气的生成速率还可以采取的措施是________（至少写两点）。
【答案】 (1). Cu2++Zn=Cu+Zn2+ (2). 2H++Zn= H2+Zn2+ (3). 锌与硫酸铜反应生成铜，锌铜和稀硫酸构成原电池，可以加快化学反应速率 (4). Ag2SO4 (5). 40 (6). 10 (7). 升高反应温度或适当提高硫酸溶液的浓度
【解析】
【详解】（1）Zn比Cu活泼，可置换出Cu，反应的方程式为CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu，Zn为活泼金属，可置换出氢气，反应的方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，故答案为：CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
（2）Zn和硫酸的反应中加入少量的CuSO4溶液，能置换出一定量Cu，在溶液中形成Cu/Zn原电池，而加快化学反应速率，故答案为：CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu-Zn原电池，加快了氢气生成的速率；
(3)Ag2SO4与Zn反应生成的Ag附着在Zn表面形成银锌原电池加快了化学反应速率，所以与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4，故答案为：Ag2SO4；
（4）要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同，A组中硫酸为40ml，那么其它组硫酸量也都为40ml，而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜25ml，水为0，那么总量为25ml，所以V5=10ml，故答案为：40；10；
（5）为加快Zn和硫酸的反应速率可从升温、适当增大硫酸的浓度、增大锌的比表面积等角度考虑，故答案为：升高温度或适当增大硫酸的浓度等。
【点睛】本题主要考查影响化学反应速率的因素，并结合数据分析CuSO4溶液对化学反应速率的影响等，侧重考查运用所学知识灵活作答，根据实验分析问题的思维能力。
四、计算题（8分）
21.某温度下，在容积为2L的密闭容器中充入5mol气体A和3mol气体B，发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)，5分钟后反应达到平衡状态，测得生成2molD，计算以下量（写出计算过程）：
（1）计算A的转化率。
（2）计算该温度下该反应的化学平衡常数。
【答案】（1）60%；（2）1
【解析】
【详解】由题意建立如下三段式：
3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)
起（mol） 5 3 0 0
变（mol） 3 1 2 2
平（mol） 2 2 2 2
（1）A的转化率=变n(A)/起n(A) ×100%=3mol/5mol×100%=60%，故答案为：60%；
（2）该反应的化学平衡常数K=c2(C)c2(D)/c3(A)c(B), 在容积为2L的密闭容器中平衡时A、B、C、D各物质浓度均为1mol/L，则K=12×12/13×1=1，故答案为：1。
【点睛】题主要考查平衡转化率和平衡常数的计算，注意应用三段式求解是解答的关键。