第六章素养检测

风力发电机是将风能转化为电能， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；硅太阳能电池是将太阳能转化为电能， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；铅酸蓄电池工作时是原电池，发生氧化还原反应，将化学能转化为电能， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；电解水装置是将电能转化为化学能， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

相同条件下，增大反应物的浓度或增大反应物的接触面积均可加快反应速率，所以向炉膛内鼓风、用煤粉代替煤块都可以使燃烧更快，炉火更旺， $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确；低温冷藏只能减慢肉类食品的变质速率， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；工业合成氨发生的是可逆反应， $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 不能完全转化，故 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 的转化率不能达到 $ 100\% $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；酒曲中含有酶，在酿酒过程中作催化剂，能加快反应速率， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

根据题意， $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})} $ 与 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}(\mathrm{g})} $ 反应生成 $ {\rm \mathrm{H}\mathrm{I}(\mathrm{g})} $ 放热，所以反应物的总能量比生成物的总能量高， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；因为该反应为放热反应，所以断开 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{H}—\mathrm{H}} $ 和 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{I}—\mathrm{I}} $ 所需要的能量小于断开 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{H}—\mathrm{I}} $ 所需要的能量， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误； $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}(\mathrm{s})\to {\mathrm{I}}_{2}(\mathrm{g})} $ 吸收能量，则 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})} $ 和 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}(\mathrm{s})} $ 的能量低于 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})} $ 和 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}(\mathrm{g})} $ 的能量，故 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})} $ 和 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}(\mathrm{s})} $ 反应生成 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{H}\mathrm{I}(\mathrm{g})} $ 放出的能量小于 $ {\rm a\mathrm{k}\mathrm{J}} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误；设断开 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{H}—\mathrm{I}} $ 所需能量为 $ {\rm x\mathrm{k}\mathrm{J}} $ ，则 $ x-(b+c)=a $ ，解得 $ x=c+b+a $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

由分析可知，多孔电极上发生的反应为 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{2+}-{\mathrm{e}}^{-}\xlongequal{}{\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；负极室产生的 $ {\rm {\mathrm{H}}^{+}} $ 经质子交换膜移向正极室，根据电荷守恒可知，正极室（右室）每消耗 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{H}}^{+}} $ ，则有 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{H}}^{+}} $ 从左室经质子交换膜进入右室，故右室中 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液的浓度保持不变， $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ 不变， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；由图解可以得到关系式 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\sim 2{\mathrm{e}}^{-}\sim 2{\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}\sim {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}} $ ，当电路中转移 $ 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{e}}^{-} $ 时，正极生成 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{2}} $ ，负极消耗 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}} $ ，故理论上相同条件下吸收 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}} $ 的体积和产生 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 的体积相同， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确； $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}_{2}({\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4})_{3}} $ 氧化 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}} $ 生成 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ ， $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 又在电极上放电生成 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}_{2}({\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4})_{3}} $ ，所以不需要补充 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}_{2}({\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4})_{3}} $ 溶液， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

由思路导引知 $ x=2 $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确；由思路导引知， $ 2 \min $ 时， $ {\rm n(\mathrm{C})=1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确；由思路导引知， $ {\rm \mathrm{A}} $ 的初始投料为 $ 3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，则 $ 0\sim 2 \min $ 内， $ {\rm \mathrm{A}} $ 的转化率为 $ \dfrac{1.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}×100\%=50\% $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；由方程式可知， $ {\rm \mathrm{A}} $ 、 $ {\rm \mathrm{D}} $ 的化学计量数比为 $ 3:2 $ ，则 $ {\rm v(\mathrm{A}):v(\mathrm{D})=3:2} $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

装置①生成的氢气会由长颈漏斗逸出，应用分液漏斗或将长颈漏斗插入液面以下，形成液封， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响，应保证高锰酸钾溶液的浓度和体积相同，用不同浓度、相同体积的草酸来做实验， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误； $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{a}} $ 和水反应放热，广口瓶内气体受热膨胀， $ {\rm \mathrm{U}} $ 形管左侧液面下降，右侧液面上升，装置③能达到目的， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；装置④中浓度、温度都不同，无法判断温度对反应速率的影响， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

由分析可知 $ \mathrm{c} $ 与 $ \mathrm{d} $ 的化学计量数之比 $ =4:2=2:1 $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确； $ 0\sim 1\mathrm{s} $ 内， $ \mathrm{a} $ 的平均反应速率 $ {\rm =\dfrac{0.6\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{4\mathrm{L}×1\mathrm{s}}=0.15\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\cdot {\mathrm{s}}^{-1}} $ ，反应速率之比 $ = $ 化学计量数之比，则 $ \mathrm{b} $ 的平均反应速率为 $ {\rm 0.075\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\cdot {\mathrm{s}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误； $ {\rm M} $ 点时，反应物和生成物的物质的量继续变化，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；从反应开始至达到平衡状态， $ \mathrm{c} $ 的转化量为 $ 1.0\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}-0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}=0.8\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，转化率 $ =\dfrac{0.8\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{1.0\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}×100\%=80\% $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

根据 $ {\rm {\mathrm{H}}^{+}} $ 移动方向可知 $ \mathrm{b} $ 电极为正极，电极反应式为 $ {\rm {\mathrm{O}}_{2}+4{\mathrm{e}}^{-}+4{\mathrm{H}}^{+}\xlongequal{}2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}} $ ， $ \mathrm{a} $ 电极为负极，环境为酸性， $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{S}}^{-}} $ 在硫氧化菌作用下被氧化为 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-}} $ ，反应方程式为 $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{S}}^{-}-8{\mathrm{e}}^{-}+4{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}\xlongequal{}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-}+9{\mathrm{H}}^{+}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；该燃料电池是微生物燃料电池，不能在高温下进行反应， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；根据电荷守恒，若该电池外电路有 $ 0.4\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 电子发生转移，则有 $ {\rm 0.4\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{H}}^{+}} $ 通过质子交换膜， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误；若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则负极区 $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{S}}^{-}} $ 持续失电子转化为 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-}} $ ， $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-}} $ 持续得电子转化为 $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{S}}^{-}} $ ，正极氧气持续得电子，则电池可以持续供电， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

向含 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}} $ 溶液中滴加 $ {\rm \mathrm{K}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N}} $ 溶液，发生反应 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}+3{\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N}}^{-}⇌\mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N})_{3}} $ ，溶液变为红色，即试管 $ \mathrm{a} $ 中现象说明滤液1中含有 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确；由分析知，滤液2中 $ {\rm c({\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}) >} $ 滤液1中 $ {\rm c({\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+})} $ ，试管 $ \mathrm{c} $ 中生成的 $ {\rm \mathrm{F}\mathrm{e}(\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N})_{3}} $ 比试管 $ \mathrm{a} $ 中多，红色更深， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确； $ {\rm ({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}\mathrm{F}\mathrm{e}({\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4})_{2}} $ 与 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 反应，饱和碘水过量， $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{2+}} $ 不足，试管 $ \mathrm{a} $ 和 $ \mathrm{b} $ 中的现象只能证明滤液1中含 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ ，不能证明 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{2+}} $ 存在，因此试管 $ \mathrm{a} $ 和 $ \mathrm{b} $ 中的现象只能证明存在 $ {\rm 2{\mathrm{F}\mathrm{e}}^{2+}+{\mathrm{I}}_{2}⇌2{\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}+2{\mathrm{I}}^{-}} $ 的正反应，不能证明反应可逆， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误；由题中信息知，试管 $ \mathrm{c} $ 中生成的白色沉淀为 $ {\rm \mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N}} $ ，试管 $ \mathrm{c} $ 中溶液先变红说明 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N}}^{-}} $ 与 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}} $ 反应速率更快，后迅速褪色，同时产生白色沉淀，说明 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N}}^{-}} $ 与 $ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{g}}^{+}} $ 反应限度更大， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

（1） 由题图可知，反应过程中 $ {\rm \mathrm{N}} $ 的物质的量减小， $ {\rm \mathrm{M}} $ 的物质的量增大，因此 $ {\rm \mathrm{N}} $ 为反应物， $ {\rm \mathrm{M}} $ 为生成物，反应物未完全转化为生成物，因此该反应为可逆反应，相同时间内 $ {\rm \mathrm{\Delta }n(\mathrm{N})=2\mathrm{\Delta }n(\mathrm{M})} $ ，因此该反应的化学方程式为 $ {\rm 2\mathrm{N}⇌\mathrm{M}} $ 。

（2） $ {t}_{1}\sim {t}_{2} \min $ ， $ {\rm \mathrm{\Delta }n(\mathrm{M})=4\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}-3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}=1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，容器容积为 $ {\rm V\mathrm{L}} $ ，因此以 $ {\rm \mathrm{M}} $ 的浓度变化表示的平均反应速率 $ {\rm v(\mathrm{M})=\dfrac{\dfrac{1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{V\mathrm{L}}}{({t}_{2}-{t}_{1}) \min }=\dfrac{1}{({t}_{2}-{t}_{1})V}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\cdot { \min }^{-1}} $ 。

（3） 若达到平衡状态的时间是 $ 4 \min $ ，前 $ 4 \min $ 内 $ {\rm \mathrm{\Delta }n(\mathrm{N})=8\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}-2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}=6\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，已知 $ {\rm \mathrm{N}} $ 在该 $ 4 \min $ 内的平均反应速率 $ {\rm v(\mathrm{N})=\dfrac{\dfrac{6\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{V\mathrm{L}}}{4 \min }=\dfrac{1.5}{V}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\cdot { \min }^{-1}=1.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\cdot { \min }^{-1}} $ ，则 $ {\rm V=1} $ ，容器的容积为 $ {\rm 1\mathrm{L}} $ 。

（4） ①降低温度会使化学反应速率减慢；②保持容器的容积不变，充入氦气，反应物的浓度不变，化学反应速率不变；③加入催化剂能使化学反应速率加快；④保持容器的容积不变，增加 $ {\rm \mathrm{A}(\mathrm{g})} $ 的物质的量，反应物浓度增大，化学反应速率加快，故答案为③④。

（1） 由题图可知，该反应为可逆反应， $ {\rm \mathrm{N}} $ 为反应物、 $ {\rm \mathrm{M}} $ 为生成物， $ {\rm \mathrm{N}} $ 和 $ {\rm \mathrm{M}} $ 的物质的量变化量之比为 $ (0.3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}-0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}):(0.3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}-0.1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l})=1:2 $ ，由物质的量变化量之比等于化学计量数之比可知，反应的化学方程式为 $ {\rm \mathrm{N}⇌2\mathrm{M}} $ 。

（2） 由题图可知， $ 4 \min $ 时， $ {\rm \mathrm{M}} $ 的物质的量为 $ 0.3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，则反应开始至 $ 4 \min $ ， $ {\rm \mathrm{M}} $ 的平均反应速率为 $ {\rm \dfrac{\dfrac{0.3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}-0.1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{2\mathrm{L}}}{4 \min }=0.025\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\cdot { \min }^{-1}} $ 。

（3） 由题图可知， $ a $ 、 $ d $ 点后 $ {\rm \mathrm{M}} $ 和 $ {\rm \mathrm{N}} $ 的量继续改变，说明反应没有达到平衡状态； $ b $ 、 $ c $ 点后 $ {\rm \mathrm{M}} $ 和 $ {\rm \mathrm{N}} $ 的量不再改变，说明反应达到平衡状态，则表示化学反应处于平衡状态的点是 $ b $ 、 $ c $ 。

（4） 由题意可知，时刻 $ t $ 时，氮气、氨气的物质的量分别为 $ 10\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 、 $ 6\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，由化学方程式可知 $ {\rm 2\mathrm{\Delta }n({\mathrm{N}}_{2})=\mathrm{\Delta }n({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3})} $ ，则 $ (a-10)\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}×2=6\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，解得 $ a=13 $ 。

（5） 使用催化剂可以提高正、逆反应速率，提高单位时间内生成物的物质的量变化量，从而达到提高生产效率的目的， $ \mathrm{a} $ 正确；该反应是可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以在题述条件下，氮气不可能 $ 100\% $ 地转化为氨气， $ \mathrm{b} $ 正确；该反应是可逆反应，通过控制反应条件，使平衡向正反应方向移动，能达到提高反应进行程度的目的， $ \mathrm{c} $ 错误。

（1） 原子经济性是指反应物原子全部转化为目标产物，反应Ⅰ中反应物原子全部转化为 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ ，反应Ⅱ除生成 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 外还生成 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}} $ ，所以符合原子经济性的是反应Ⅰ。

（2） 恒温恒容下，再充入 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{O}} $ ，反应物浓度增大，反应速率加快， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；降低温度，反应速率减小， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确；恒温恒容下，充入 $ {\rm \mathrm{A}\mathrm{r}} $ ，反应物、生成物浓度不变，反应速率不变， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误。

（3） 单位时间内消耗 $ {\rm 3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{2}} $ ，同时生成 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ ，都体现正反应速率，不能说明反应达到平衡状态， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误； $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 的体积分数不再发生变化，说明各物质浓度不变，反应达到平衡状态， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确； $ {\rm 3v({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2})=v({\mathrm{H}}_{2})} $ ，未指明反应速率对应的反应方向，不能说明反应达到平衡状态， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误；反应在容积固定的密闭容器中进行，气体体积不变，反应物和生成物都是气体，由质量守恒可知气体质量不变，则气体密度始终不变，恒量不变不能说明反应达到平衡状态， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

（4） 由反应原理可知 $ {\rm \mathrm{H}} $ 的化合价升高， $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 发生氧化反应，所以通入 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 的一端是电池的负极， $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 失去电子生成 $ {\rm {\mathrm{H}}^{+}} $ ，电极反应为 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}-2{\mathrm{e}}^{-}\xlongequal{}2{\mathrm{H}}^{+}} $ ；电池工作时，阳离子 $ {\rm ({\mathrm{H}}^{+})} $ 向正极移动，通入 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{O}} $ 的一端是正极，所以 $ {\rm {\mathrm{H}}^{+}} $ 通过质子膜向左移动。

（5） 根据反应 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+3{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})⇌{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ 及表格数据可知， $ 0\sim 5 \min $ 内， $ {\rm \mathrm{\Delta }n({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2})=2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}-1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}=1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，根据化学计量数之比，可得 $ {\rm \mathrm{\Delta }n({\mathrm{H}}_{2})=3\mathrm{\Delta }n({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2})=3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，容器容积 $ {\rm V=2\mathrm{L}} $ ，根据反应速率公式 $ {\rm v=\dfrac{\mathrm{\Delta }c}{\mathrm{\Delta }t}=\dfrac{\mathrm{\Delta }n}{V\mathrm{\Delta }t}} $ ，可得 $ {\rm v({\mathrm{H}}_{2})=\dfrac{3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{2\mathrm{L}×5 \min }=0.3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\cdot { \min }^{-1}} $ ； $ 20 \min $ 时， $ {\rm n({\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H})=1.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，根据化学计量数关系， $ {\rm \mathrm{\Delta }n({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2})=\mathrm{\Delta }n({\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H})=1.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ， $ {\rm \mathrm{\Delta }n({\mathrm{H}}_{2})=3\mathrm{\Delta }n({\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H})=4.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，此时剩余 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 物质的量 $ {\rm n({\mathrm{H}}_{2})=1.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ,则 $ 15 \min $ 时反应已达到平衡状态，起始 $ {\rm n({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2})=2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，转化率 $ {\rm \alpha ({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2})=\dfrac{转化量}{起始量}×100\%=\dfrac{1.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}×100\%=75\%} $ ； $ 15 \min $ 时，反应已达平衡状态，此时 $ {\rm n({\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H})} $ 与 $ 20 \min $ 时相等，均为 $ 1.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，容器容积为 $ {\rm 2\mathrm{L}} $ ，则 $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H})=\dfrac{1.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{2\mathrm{L}}=0.75\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ 。