重难点01 化学反应速率的计算及平衡图像分析-【好题汇编】备战2023-2024学年高一化学下学期期末真题分类汇编（江苏专用）

重难点01 化学反应速率的计算及平衡图像分析 1．（2021-2022高一下·江苏扬州·期末）FeCl3溶液和KI溶液发生反应：2Fe3+ + 2I-2Fe2+ + I2。下列关于该反应的说法正确的是 A．升高温度能减慢反应速率 B．增大Fe3+和I-的浓度能加快反应速率 C．反应达到平衡时，溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)相等 D．加入过量FeCl3溶液可使I-的转化率为100% 【答案】B 【解析】升高温度可以加快反应速率，A选项错误；增大反应物浓度，可以加快反应速率，B选项正确；反应达到平衡时，溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)不变，但不一定相等，C选项错误；该反应是可逆反应，存在反应限度，不能完全转化，D选项错误。 2．（2020-2021高一下·江苏宿迁·期末）可逆反应在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据反应速率之比等于化学计量数之比，可将各种物质转化成X，以此可比较反应速率大小，此外还要注意B项需换算单位。A．；B．；C．；D．；综上所述，反应速率最大的为，A符合题意。 3．（2020-2021高一下·江苏连云港赣榆·期末）工业利用氮气和氢气合成氨气：N2+3H22NH3 ΔH<0，一定温度下，在恒容的密闭容器中加入 1 mol N2和 3 mol H2合成 NH3。下列有关说法正确的是 A．充分反应后，可得到 2 mol NH3 B．升高温度，υ(正)，υ(逆)都增大 C．反应达到平衡状态后再加入 1mol N2，则υ(正)增大，υ(逆)减小 D．反应达到平衡状态时，N2、 H2、NH3物质的量浓度之比一定为 1∶3∶2 【答案】B 【解析】氮气和氢气合成氨的反应是可逆反应，不能进行到底，所以1 mol N2 和 3 mol H2充分反应后，也不可能得到 2 mol NH3，A错误；升高温度，可以增大活化分子百分数，从而加快反应速率，所以升高温度，υ(正)，υ(逆)都增大，B正确；反应达到平衡状态后再加入 1mol N2，增大了反应物浓度，所以υ(正)增大；氮气会和氢气反应生成氨气，使氨气浓度增大，所以υ(逆)也增大，C错误；反应达到平衡状态时，N2、 H2、NH3 物质的量浓度之比和方程式的计量数之比不一定相等，D错误。 4．（2022-2023高一下·江苏南师大附中·期末）一定温度下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。反应过程中的部分数据如下表所示： c(mol/L) t/min c(N2) c(H2) c(NH3) 0 1.0 3.0 0 3 0.25 6 2.4 9 0.8 反应刚好达到平衡状态时 A．t=6min B．c(NH3)=0.4mol·Lˉ1 C．容器内的气体分子数N(N2):N(H2):N(NH3)=1:3:2 D．H2的正反应速率等于N2的逆反应速率 【答案】B 【解析】由题给数据，依据化学方程式可得下列表格： c(N2) c(H2) c(NH3) 0 1.0 3.0 0 3 0.875 2.625 0.25 6 0.8 2.4 0.4 9 0.8 2.4 0.4 由表格数据可知6min和9min时，各物质浓度保持不变，说明已达到平衡状态。6min时反应已达到平衡状态，但不能判断6min时反应刚好达到平衡状态，A错误；达到平衡状态时，各物质浓度保持不变，则反应刚好达到平衡状态时c(NH3)=0.4 mol·Lˉ1，B正确；容器内的气体分子数N(N2):N(H2):N(NH3)= 0.8V：2.4V：0.4V=2:6:1，C错误；反应刚好达到平衡状态时，H2的正反应速率等于N2的逆反应速率的三倍，D错误。 5．（2022-2023高一下·江苏淮安中学·期末）将2molX和2molY充入2L密闭容器中进行反应：，2min末该反应达到平衡时生成0.8molZ，测得Q的浓度为，下列叙述错误的是 A．a的值为2 B．平衡时X的浓度为0.8 C．平衡时Y的物质的量为0.8mol D．0~2min内Y的反应速率为0.6 【答案】D 【解析】由题意可建立如下三段式： 由平衡时Q的浓度为0.4mol/L可得：=0.4mol/L，解得a=2，A正确；由三段式数据可知，平衡时X的浓度为=0.8mol/L，B正确；由三段式数据可知，平衡时Y的物质的量为0.8mol，C正确；由三段式数据可知，0~2min内Y的反应速率为=0.3 mol/(L·min)，D错误。 6． （2020-2021高一下·江苏无锡·期末）制硫酸时，接触室中发生反应：。下列有关说法不正确的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B．上述条件下达到化学平衡时，各组分浓度保持一定 C．通过调控反应的条件，可以提高反应进行的程度 D．延长反应物在接触室内的时间，可使全部转化为 【答案】D 【解析】催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，提高生产效率，A正确；当可逆反应达到平衡时，处于动态平衡，各组成浓度保持一定，B正确；可调控温度、压强等反应条件，可以提高反应进行的程度，C正确；该反应是可逆反应，不管如何操作，都无法使全部转化为，D错误。 7． （2021-2022高一下·江苏扬州·期末）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。N2与H2反应合成氨为可逆反应，其热化学方程式为N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = − 92.4 kJ∙mol−1。氨气经氧化等步骤制得硝酸。利用石灰乳、尿素等吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)，石灰乳吸收时主要反应为NO + NO2 + Ca(OH)2 = Ca(NO2)2 + H2O。N2、NH3在催化剂a、b表面分别发生如下图所示的反应，下列说法正确的是 A．催化剂a表面形成N-H键时需吸收能量 B．使用催化剂a可以加快合成氨反应的正反应速率，减慢逆反应速率 C．反应时催化剂b表面有共价键的断裂和形成 D．催化剂b表面反应的化学方程式为： 【答案】C 【解析】形成新键放出能量，则催化剂a表面形成N-H键时放出能量，A错误；催化剂同等程度影响正逆反应速率，则使用催化剂a可以加快合成氨反应的正反应速率，也加快逆反应速率，B错误；由图可知，反应时催化剂b表面有共价键O=O的断裂和形成共价键O-H，C正确；催化剂b表面氨气和氧气反应生成NO和H2O，反应的化学方程式为：，D错误。 8．（2022-2023高一下·江苏淮阴中学·期末）一定条件下，将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A（g）＋B（g） C（g）＋2D（s）。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是（　　）    A．若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态 B．2 min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢 C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D．开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3 mol·L－1·min－1 【答案】D 【解析】A.因为生成物D为固体，所以气体质量和气体体积都发生变化，若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，A错误；2 min后加压会使正、逆反应速率都加快，平衡正向移动，B错误；将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，因为加入的反应物之比和方程式中化学计量数相同，所以反应过程中A和B的转化率相等即为1：1，C错误；根据反应方程式可知：2 min内生成0.8molD，消耗A的物质的量为1.2mol，故2 min 内A的反应速率v(A)=c/t==0.3 mol·L－1·min－1，D项正确。 9．（2021-2022高一下·江苏盐城·期末）在2.0L恒温恒容密闭容器中充入2.0mol和6.0mol，发生反应：  ，、的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．使用催化剂可以缩短到达平衡时所需的时间 B．2.0mol和6.0mol充分反应放出184.8kJ的热量 C．内， D．单位时间内断裂3molH-H键，同时生成3molN-H键，说明反应已达平衡状态 【答案】A 【解析】催化剂可以加快反应速率，使用催化剂可以缩短到达平衡时所需的时间，A正确；根据反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=−92.4kJ⋅mol−1，可知此反应为可逆反应，加入2.0molN2和6.0molH2不能完全反应，反应放出小于184.8kJ的热量，B错误；根据图中信息可知，0min n(H2)=6.0mol，t2时(H2)=3.6mol，v(H2)===mol⋅L−1⋅min−1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可知v(NH3)=×mol⋅L−1⋅min−1=mol⋅L−1⋅min−1，C错误；单位时间内，断裂3molH-H键，同时断裂6molN-H键，才能表示的是正逆反应速率，才能说明达到了平衡状态，D错误。 10．（2022-2023高一下·江苏无锡·期末）甲烷既是高效的能源，又是重要的化工原料，在生产、生活中用途广泛。 (1)燃烧放出大量的热。 常温下，在中完全燃烧生成和液态水释放出的热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式 。 (2)甲烷—空气质子交换膜燃料电池应用广泛，其结构如图所示。    ①a处通入的物质是 (填化学式)，电极的电极反应式为 。 ②若该燃料电池消耗(标准状况下)，则理论上电路中转移 电子。 (3)工业上利用催化重整制。 在恒容密闭容器中发生反应：。 ①在不改变物质浓度的条件下，加快该反应速率的措施有 (答出一点即可)。 ②下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的有 (填字母序号)。 A． B．混合气体的质量不再变化 C．单位时间内生成，同时消耗 D．混合气体的压强不再变化 (4)高温条件下，利用还原的反应过程如图所示。    该反应的催化剂是 。写出反应ⅱ的化学方程式 。 【答案】(1)   (2) 4 (3) 升高温度或使用催化剂(答出一点即可) CD (4) 【解析】（1）常温下，在中完全燃烧生成和液态水释放出的热量，则甲烷燃烧的热化学方程式为： 。（2）①由电子移动方向可知，电极M为负极，电极N为正极，燃料CH4通入负极发生氧化反应，O2通入正极得到电子发生还原反应，电极方程式为：；②标准状况下的物质的量为=0.5mol，CH4通入负极发生氧化反应，电极方程式为：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+。（3）①在不改变物质浓度的条件下，加快该反应速率的措施有升高温度或使用催化剂等；②时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，A不选；该反应过程中气体质量不变，当混合气体的质量不再变化时，不能说明反应达到平衡，B不选；单位时间内生成1molCO，同时消耗3molH2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，C选；该反应是气体体积增大的反应，反应过程中压强增大，当混合气体的压强不再变化时，说明反应达到平衡，D选。（4）由反应原理可知，该反应的催化剂是Fe2O3，反应ⅱ中NO和Fe3O4发生反应生成N2和NO，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 11．（2020-2021高一下·江苏徐州·期末）甲醇()的合成与应用具有广阔的发展前景。 (1)工业上通过和化合来制备：，若将和混合后充分反应，放出的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)。 (2)工业上还可以通过与反应制备：。 ①保持温度不变，向恒容密闭容器中充入和，能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 a.b.c.容器内压强保持不变 ②在恒容密闭容器中，反应过程中反应物和生成物的物质的量数据见下表： 反应时间 2 6 0 1 1.5 1.5 内的平均反应速率 。反应达平衡时， 。 ③向恒容密闭容器中充入一定量CO2和，在不同催化剂作用下合成甲醇，反应进行相同时间后(均未达到化学平衡状态)，CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点CO2的转化率高于b点的原因是 。 (3)“甲醇-氧气”燃料电池装置示意图如图所示。 ①燃料电池工作时，H+向 (填“A”或“B”)极区移动。 ②线路中通过1mol电子时，B区生成水的质量为 。 【答案】（1）小于 （2）①c ② 1：1 ③a和b点均未达到平衡，b点比a点反应温度高，速率快，a点催化剂Ⅰ的效率比催化剂Ⅲ的高，化学反应速率更快(a点催化剂对速率的影响大于b点温度对速率的影响，所以a点CO2的转化率高) （3）① B ② 9 【解析】(1)由于是可逆反应，转化率达不到100%，因此若将和混合后充分反应，放出的热量小于。(2)①a.甲醇和水蒸气均是生成物，根据方程式可知二者的浓度始终相等，则不能说明该反应已达平衡状态，a错误；b.说明正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，b错误；c.正反应体积减小，则容器内压强保持不变能说明该反应已达平衡状态，c正确。②内消耗二氧化碳是1mol，结合方程式可知消耗氢气是3mol，浓度是1.5mol/L，则平均反应速率1.5mol/L÷5min＝。15min时消耗氢气是4.5mol，生成甲醇是1.5mol，20min时甲醇仍然是1.5mol，说明反应已经达到平衡状态，剩余氢气是1.5mol，则反应达平衡时，1：1。③由于a和b点均未达到平衡，b点比a点反应温度高，速率快，a点催化剂Ⅰ的效率比催化剂Ⅲ的高，化学反应速率更快(a点催化剂对速率的影响大于b点温度对速率的影响)，所以a点CO2的转化率高于b点。(3)①通入氧气的电极是正极，原电池中阳离子移向正极，则燃料电池工作时，H+向B极区移动。②正极反应式为O2+4e－+4H＋＝2H2O，线路中通过1mol电子时，B区生成水的质量为0.5mol×18g/mol＝9g。 12．（2022-2023高一下·江苏昆山中学·期末）一定温度下，在容积为2L的密闭容器中，与同一个化学反应有关的A、B、C、D(其中A、B、C均为气体)四种物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。E为该反应的另一种气态生成物，且在化学方程式中E的化学计量数与B的相同。请回答下列问题：    (1)该反应的反应物为 。 (2)0~2min内， ， 。 (3)若降低温度，则 (填“加快”“减慢”或“不变”，下同)， 。 (4)该反应达到平衡状态的标志有 (填序号)。 a．A和C的物质的量相等 b．B的物质的量保持不变 c．A的正反应速率与B的逆反应速率之比为2：1 d．容器内压强不变 (5)物质D在反应中的作用是 。 【答案】(1)A、B (2) (3)减慢 减慢 (4)bc (5)作催化剂 【解析】（1）由题给图象可知，随着反应的进行，A、B的物质的量减少，则A、B为反应物，C的物质的量增加，则C为生成物。（2），因在化学方程式中E的化学计量数与B的相同，故。（3）降低温度，正、逆反应速率都减慢。（4）A和C的物质的量相等，不能说明反应达到了平衡状态，a错误；由图知，2min后，该反应达到平衡状态，B的物质的量保持不变,b正确；由图可知，0~2min内，，，由相同时间内物质的物质的量变化值之比等于其对应的化学计量数之比可知，该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g)+E(g)，若，由，知，说明反应达到了平衡状态，c正确；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，容器体积不变，则容器内压强始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，d错误。（5）由图知，反应前后D的物质的量不变，故D作催化剂。 13．（2021-2022高一下·江苏扬州·期末）CO2还原为甲醇(CH3OH)是人工合成淀粉的第一步。CO2催化加氢主要反应为：CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)　ΔH=-49.4 kJ·mol−1。 (1)H2O分子用电子式表示为 。该反应中每生成0.5 mol甲醇，转移电子的物质的量是 mol。 (2)一定条件下，该反应过程中的能量变化情况如图所示，图中E2-E1 = kJ·mol−1。 (3)T1℃下，向一容积为3 L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和H2，在催化剂存在时发生反应：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)，测得不同时间(t)各物质的物质的量如下表： t / min n(CO2) / mol n(H2) / mol n(CH3OH) / mol n(H2O) / mol 0 2.00 6.00 0 0 t1 1.65 a 0.35 0.35 t2 b 3.60 0.80 0.80 t3 b 3.60 0.80 0.80 ①0 ~ t1 min内，用H2浓度变化表示该反应的化学反应速率为 mol·L−1·min−1。 ②下列有关上述反应的说法正确的是 (填序号) A．CH3OH中的化学键是共价键 B．消耗3 mol H2(g)的同时生成1 mol H2O(g)，此时该反应达到化学平衡 C．0 ~ t1 min内反应放出的热小于t1~ t2 min内放出的热 (4)甲醇(CH3OH)燃料电池的电极采用膜电极，该电极由催化剂层和质子交换膜构成，其中质子交换膜能传导H+，同时作为隔膜防止两极的物质相互反应。该电池的工作原理如图： ①该电池的负极是 。(填“电极a”或“电极b”) ②工作时，电极b的电极反应式是 。 【答案】(1) 3 mol (2)49.4 (3) AC (4) 电极a O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 【解析】（1）水分子为H-O共价键形成的共价化合物，其电子式为：；反应式CO2+ 3H2=CH3OH+H2O中C从+4价降低为-2价，生成1molCH3OH时电子转移6mol (也可依据H从0价升高为+1价，3molH2参加反应时电子转移6mol计算电子转移数) ，则该反应中每生成0.5 mol甲醇，转移电子的物质的量是3mol。（2）图中E2-E1>0，由图可知即为反应CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)　ΔH=-49.4 kJ·mol−1放出的热量，故而E2-E1=49.4 kJ·mol−1。（3）①0~t1min内，v(H2)=；②A．甲醇中的C-H、C-O、O-H键均为共价键，A选项正确；消耗氢气与生成H2O为同向速率，任何情况下都与系数成正比，不能作为判断平衡依据，B选项错误；据表中n(CH3OH)数据可知0 ~ t1 min内Δn(CH3OH)=0.35mol，t1~ t2 min内Δn (CH3OH) = 0.45 mol，故前一时间段放出热量较少，C选项正确。（4）燃料电池中失电子被氧化的燃料甲醇进入的a极为电池负极；由图可知b电极为正极，O2在此得电子被还原，结合从负极通过阳离子交换膜迁移来的H+，电极反应式为O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O。 14．（2021-2022高一下·江苏连云港·期末）、CO、等都是重要的能源，也是重要的化工原料。 (1)25℃，101kPa时，8.0g完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量。写出该反应的热化学反应方程式： 。 (2)水煤气中的CO和在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1molCO和5molH2，一定温度下发生反应：。测得CO和H2的转化率随时间变化如图-1所示。 ①从反应开始到6分钟，CO的平均反应速率 ，6分钟时，H2的转化率为 。 ②下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是 。(填字母) a.容器中混合气体的密度保持不变 b.容器中混合气体的总压强保持不变 c.容器中的质量分数保持不变 d.单位时间内每消耗1molCO，同时生成1mol (3)甲烷燃料电池装置图如图-2，电池总反应为。现用此燃料电池电解饱和食盐水。 ①通入氧气的电极为电池的 (填“正极”或“负极”) ②若通入0.1mol充分反应，计算用此燃料电池电解饱和食盐水，理论上得到氢气的体积(标准状况下)。写出计算过程，否则不得分。 。 【答案】 （1） （2）① 36% ② b、c （3）①正极 ②解：(理论上)燃料电池与电解池中电子转移数目相等。 由题意可得： 解得 【解析】(1)解析：(1）8.0gCH4的物质的量为0.5mol完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量，lmolCH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出890.2kJ热量，热化学方程式为：。(2)①由题目信息可得三段式：CO的平均反应速率=，H2的转化率为=；②容器中混合气体的密度＝，所有反应物产物都是气体，根据质量守恒，m不变，又由于是恒容反应，所以V不变，所以密度不是变量，a错误；反应前后气体分子数不一样，所以压强是变量，容器中混合气体的总压强保持不变可以证明反应达到平衡，b正确；容器中的质量是变量，所以容器中的质量分数保持不变，可以证明反应达到平衡，c正确；单位时间内每消耗1molCO，同时生成1mol，这两个过程都是正速率，这时即使速率之比等于系数之比，也不能证明反应达到平衡，d错误。(3)①通入氧气的电极得电子，发生还原反应，是正极；②在电解池和原电池中转移电子数相等，由此可得在原电池里变成，可计算出转移的电子数，如下： 解得 。 15．（2021-2022高一下·江苏扬州·期末）常见的氮氧化物有一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等。 (1)在一定条件下，氮气与氧气反应生成1 mol一氧化氮气体，吸收90 kJ的热。该反应的热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)    ΔH= kJ·mol−1 (2)在2 L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 ①用NO表示0～2s内该反应的平均速率v(NO)= mol·L−1·s−1。 ②下列措施能够使该反应速率加快的是 。 a．降低温度        b．使用催化剂            c．减小压强 ③若上述反应在恒容的密闭容器中进行，下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是 。 a．混合气体的颜色保持不变 b．c(NO)∶c(O2)=2∶1 c．每消耗1 mol O2的同时生成2 mol NO2 (3)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的氧化物N2O5。 ①放电时，该电池的负极是 (填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)。 ②若电路中有1 mol电子转移，则理论上石墨Ⅱ处需消耗标准状况下的O2 L。 【答案】（1）+180 （2）①0.003 ② b ③a （3）①石墨I ② 5.6 【解析】(1)在一定条件下，氮气与氧气反应生成1 mol一氧化氮气体，吸收90 kJ的热。则反应产生2 molNO气体时会吸收热量Q=90 kJ×2=180 kJ，故该反应的热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)    ΔH=+180 kJ/mol。(2)①根据表格数据可知在0～2 s内该反应的平均速率v(NO)= ；②降低温度，物质的内能减小，分子之间的有效碰撞次数减小，反应速率降低，a不符合题意；使用催化剂可以降低反应的活化能，使更多的普通分子变为活化分子，有效碰撞次数增加，化学反应速率大大加快，b符合题意；减小压强，物质的浓度降低，单位体积内有效碰撞次数减小，化学反应速率降低，c不符合题意。③在反应混合物中只有NO2是有色气体，若混合气体的颜色保持不变，说明任何物质的浓度不变，反应达到平衡状态，a符合题意；c(NO)∶c(O2)=2∶1是二者反应消耗浓度关系，平衡时二者浓度不一定是该数值，b不符合题意；每消耗1 mol O2的同时生成2 mol NO2表示的都是反应正向进行，不能据此判断反应是否达到平衡状态，c不符合题意。(3)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，NO2作燃料、O2作氧化剂，所以石墨I为负极、石墨II为正极。在石墨I电极上NO2被氧化生成氧化物N2O5，石墨II电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4，电池总反应式为：4NO2+O2=2N2O5。①放电时，该电池的负极是石墨I电极；②石墨II电极上发生反应：O2+2N2O5+4e-=4，每转移4 mol电子，反应消耗1 molO2，因此若电路中有1 mol电子转移，则理论上消耗0.25 molO2，石墨Ⅱ处需消耗标准状况下的O2的体积V(O2)=0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L。 ( 5 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点01 化学反应速率的计算及平衡图像分析 1．（2021-2022高一下·江苏扬州·期末）FeCl3溶液和KI溶液发生反应：2Fe3+ + 2I-2Fe2+ + I2。下列关于该反应的说法正确的是 A．升高温度能减慢反应速率 B．增大Fe3+和I-的浓度能加快反应速率 C．反应达到平衡时，溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)相等 D．加入过量FeCl3溶液可使I-的转化率为100% 2．（2020-2021高一下·江苏宿迁·期末）可逆反应在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是 A． B． C． D． 3．（2020-2021高一下·江苏连云港赣榆·期末）工业利用氮气和氢气合成氨气：N2+3H22NH3 ΔH<0，一定温度下，在恒容的密闭容器中加入 1 mol N2和 3 mol H2合成 NH3。下列有关说法正确的是 A．充分反应后，可得到 2 mol NH3 B．升高温度，υ(正)，υ(逆)都增大 C．反应达到平衡状态后再加入 1mol N2，则υ(正)增大，υ(逆)减小 D．反应达到平衡状态时，N2、 H2、NH3物质的量浓度之比一定为 1∶3∶2 4．（2022-2023高一下·江苏南师大附中·期末）一定温度下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。反应过程中的部分数据如下表所示： c(mol/L) t/min c(N2) c(H2) c(NH3) 0 1.0 3.0 0 3 0.25 6 2.4 9 0.8 反应刚好达到平衡状态时 A．t=6min B．c(NH3)=0.4mol·Lˉ1 C．容器内的气体分子数N(N2):N(H2):N(NH3)=1:3:2 D．H2的正反应速率等于N2的逆反应速率 5．（2022-2023高一下·江苏淮安中学·期末）将2molX和2molY充入2L密闭容器中进行反应：，2min末该反应达到平衡时生成0.8molZ，测得Q的浓度为，下列叙述错误的是 A．a的值为2 B．平衡时X的浓度为0.8 C．平衡时Y的物质的量为0.8mol D．0~2min内Y的反应速率为0.6 6． （2020-2021高一下·江苏无锡·期末）制硫酸时，接触室中发生反应：。下列有关说法不正确的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B．上述条件下达到化学平衡时，各组分浓度保持一定 C．通过调控反应的条件，可以提高反应进行的程度 D．延长反应物在接触室内的时间，可使全部转化为 7． （2021-2022高一下·江苏扬州·期末）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。N2与H2反应合成氨为可逆反应，其热化学方程式为N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = − 92.4 kJ∙mol−1。氨气经氧化等步骤制得硝酸。利用石灰乳、尿素等吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)，石灰乳吸收时主要反应为NO + NO2 + Ca(OH)2 = Ca(NO2)2 + H2O。N2、NH3在催化剂a、b表面分别发生如下图所示的反应，下列说法正确的是 A．催化剂a表面形成N-H键时需吸收能量 B．使用催化剂a可以加快合成氨反应的正反应速率，减慢逆反应速率 C．反应时催化剂b表面有共价键的断裂和形成 D．催化剂b表面反应的化学方程式为： 8．（2022-2023高一下·江苏淮阴中学·期末）一定条件下，将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A（g）＋B（g） C（g）＋2D（s）。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是（　　）    A．若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态 B．2 min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢 C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D．开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3 mol·L－1·min－1 9．（2021-2022高一下·江苏盐城·期末）在2.0L恒温恒容密闭容器中充入2.0mol和6.0mol，发生反应：  ，、的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．使用催化剂可以缩短到达平衡时所需的时间 B．2.0mol和6.0mol充分反应放出184.8kJ的热量 C．内， D．单位时间内断裂3molH-H键，同时生成3molN-H键，说明反应已达平衡状态 10．（2022-2023高一下·江苏无锡·期末）甲烷既是高效的能源，又是重要的化工原料，在生产、生活中用途广泛。 (1)燃烧放出大量的热。 常温下，在中完全燃烧生成和液态水释放出的热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式 。 (2)甲烷—空气质子交换膜燃料电池应用广泛，其结构如图所示。    ①a处通入的物质是 (填化学式)，电极的电极反应式为 。 ②若该燃料电池消耗(标准状况下)，则理论上电路中转移 电子。 (3)工业上利用催化重整制。 在恒容密闭容器中发生反应：。 ①在不改变物质浓度的条件下，加快该反应速率的措施有 (答出一点即可)。 ②下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的有 (填字母序号)。 A． B．混合气体的质量不再变化 C．单位时间内生成，同时消耗 D．混合气体的压强不再变化 (4)高温条件下，利用还原的反应过程如图所示。    该反应的催化剂是 。写出反应ⅱ的化学方程式 。 11．（2020-2021高一下·江苏徐州·期末）甲醇()的合成与应用具有广阔的发展前景。 (1)工业上通过和化合来制备：，若将和混合后充分反应，放出的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)。 (2)工业上还可以通过与反应制备：。 ①保持温度不变，向恒容密闭容器中充入和，能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 a.b.c.容器内压强保持不变 ②在恒容密闭容器中，反应过程中反应物和生成物的物质的量数据见下表： 反应时间 2 6 0 1 1.5 1.5 内的平均反应速率 。反应达平衡时， 。 ③向恒容密闭容器中充入一定量CO2和，在不同催化剂作用下合成甲醇，反应进行相同时间后(均未达到化学平衡状态)，CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点CO2的转化率高于b点的原因是 。 (3)“甲醇-氧气”燃料电池装置示意图如图所示。 ①燃料电池工作时，H+向 (填“A”或“B”)极区移动。 ②线路中通过1mol电子时，B区生成水的质量为 。 12．（2022-2023高一下·江苏昆山中学·期末）一定温度下，在容积为2L的密闭容器中，与同一个化学反应有关的A、B、C、D(其中A、B、C均为气体)四种物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。E为该反应的另一种气态生成物，且在化学方程式中E的化学计量数与B的相同。请回答下列问题：    (1)该反应的反应物为 。 (2)0~2min内， ， 。 (3)若降低温度，则 (填“加快”“减慢”或“不变”，下同)， 。 (4)该反应达到平衡状态的标志有 (填序号)。 a．A和C的物质的量相等 b．B的物质的量保持不变 c．A的正反应速率与B的逆反应速率之比为2：1 d．容器内压强不变 (5)物质D在反应中的作用是 。 13．（2021-2022高一下·江苏扬州·期末）CO2还原为甲醇(CH3OH)是人工合成淀粉的第一步。CO2催化加氢主要反应为：CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)　ΔH=-49.4 kJ·mol−1。 (1)H2O分子用电子式表示为 。该反应中每生成0.5 mol甲醇，转移电子的物质的量是 mol。 (2)一定条件下，该反应过程中的能量变化情况如图所示，图中E2-E1 = kJ·mol−1。 (3)T1℃下，向一容积为3 L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和H2，在催化剂存在时发生反应：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)，测得不同时间(t)各物质的物质的量如下表： t / min n(CO2) / mol n(H2) / mol n(CH3OH) / mol n(H2O) / mol 0 2.00 6.00 0 0 t1 1.65 a 0.35 0.35 t2 b 3.60 0.80 0.80 t3 b 3.60 0.80 0.80 ①0 ~ t1 min内，用H2浓度变化表示该反应的化学反应速率为 mol·L−1·min−1。 ②下列有关上述反应的说法正确的是 (填序号) A．CH3OH中的化学键是共价键 B．消耗3 mol H2(g)的同时生成1 mol H2O(g)，此时该反应达到化学平衡 C．0 ~ t1 min内反应放出的热小于t1~ t2 min内放出的热 (4)甲醇(CH3OH)燃料电池的电极采用膜电极，该电极由催化剂层和质子交换膜构成，其中质子交换膜能传导H+，同时作为隔膜防止两极的物质相互反应。该电池的工作原理如图： ①该电池的负极是 。(填“电极a”或“电极b”) ②工作时，电极b的电极反应式是 。 14．（2021-2022高一下·江苏连云港·期末）、CO、等都是重要的能源，也是重要的化工原料。 (1)25℃，101kPa时，8.0g完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量。写出该反应的热化学反应方程式： 。 (2)水煤气中的CO和在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1molCO和5molH2，一定温度下发生反应：。测得CO和H2的转化率随时间变化如图-1所示。 ①从反应开始到6分钟，CO的平均反应速率 ，6分钟时，H2的转化率为 。 ②下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是 。(填字母) a.容器中混合气体的密度保持不变 b.容器中混合气体的总压强保持不变 c.容器中的质量分数保持不变 d.单位时间内每消耗1molCO，同时生成1mol (3)甲烷燃料电池装置图如图-2，电池总反应为。现用此燃料电池电解饱和食盐水。 ①通入氧气的电极为电池的 (填“正极”或“负极”) ②若通入0.1mol充分反应，计算用此燃料电池电解饱和食盐水，理论上得到氢气的体积(标准状况下)。写出计算过程，否则不得分。 。 15．（2021-2022高一下·江苏扬州·期末）常见的氮氧化物有一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等。 (1)在一定条件下，氮气与氧气反应生成1 mol一氧化氮气体，吸收90 kJ的热。该反应的热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)    ΔH= kJ·mol−1 (2)在2 L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 ①用NO表示0～2s内该反应的平均速率v(NO)= mol·L−1·s−1。 ②下列措施能够使该反应速率加快的是 。 a．降低温度        b．使用催化剂            c．减小压强 ③若上述反应在恒容的密闭容器中进行，下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是 。 a．混合气体的颜色保持不变 b．c(NO)∶c(O2)=2∶1 c．每消耗1 mol O2的同时生成2 mol NO2 (3)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的氧化物N2O5。 ①放电时，该电池的负极是 (填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)。 ②若电路中有1 mol电子转移，则理论上石墨Ⅱ处需消耗标准状况下的O2 L。 ( 5 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$