重难点04 化学反应速率及平衡图像问题的分析（陕西、山西、青海、宁夏专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编

重难点04 化学反应速率及平衡图像问题的分析 1．（23-24高一下·山西·期末）一定温度下，反应的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 【答案】D 【详解】①反应混合物的质量始终保持不变，但恒压条件下体积会发生变化，气体密度保持不变，说明达到平衡状态，①符合题意； ②ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志，②不符合题意； ③该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，曲线趋势不正确，③不符合题题意； ④N2O4的转化率先增大，后保持不变，说明达到平衡状态，④符合题意； ①④正确，答案选D。 2．（23-24高一下·青海·期末）在体积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中，分别加入相同质量的炭粉和2.8水蒸气，发生反应。甲、乙两容器在不同温度下反应时的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．甲容器中，A点正反应速率B点逆反应速率 B．甲容器中，0~1min内的平均反应速率 C．依据温度对反应速率的影响，可推出两个容器的温度：甲乙 D．乙容器中C点时，的转化率[]约为43% 【答案】D 【详解】A．由图可知A点没有达到平衡状态，随着反应的进行，正反应速率减小，B点处于平衡状态，B点时正逆反应速率相等，所以A点正反应速率大于B点的逆反应速率，A错误； B．甲容器中，0~1min内，△c(CO)=0.75mol/L=△c(H2)，则，B错误； C．由图可知，甲容器中CO的物质的量随时间的变化快，先达到平衡，反应速率快，所以甲容器中的温度比乙容器中的温度高，C错误； D．根据方程式可知，乙容器中C点时生成1.2 mol CO，则同时消耗1.2 molH2O ，故H2O的转化率为，D正确； 故选D。 3．（23-24高一下·青海·期末）一定温度下，向体积为10 L的恒容密闭容器中加入一定量的X、Y、Z三种气体，发生反应：，各物质的浓度随时间变化情况如图所示［阶段变化未画出］。下列说法不正确的是 A． B．Y的起始投料为0.2 mol C．，正、逆反应的速率相等 D．，X的平均消耗速率为 【答案】D 【详解】A．由图可知，，，浓度变化量之比等于化学计量数之比，则m=3，A正确； B．浓度变化量之比等于化学计量数之比，设Y的起始投料为xmol/L，，:∶0.06 mol/L=1∶2，x=0.02，容器体积为10 L，则Y的起始投料为0.2 mol，B正确； C．，各物质的物质的量浓度均不变，说明反应达到平衡状态，正、逆反应的速率相等，C正确； D．，X的平均消耗速率为，D错误； 故选D。 4．（23-24高一下·陕西宝鸡·期末）已知：  。实验测得速率方程为，(、为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。向2L恒容密闭容器中充入0.4 mol 和0.6 mol 发生上述反应，测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．此反应 B．正、逆反应活化能的大小关系为 C．温度下的温度下的 D．化学反应速率：c点的>b点的>a点的 【答案】D 【详解】A．根据先拐先平衡规律可知，，时大，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，，A错误； B．由于该反应逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，，故正逆反应活化能的大小关系为，B错误； C．当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，，，由选项的分析可知：，升高温度，平衡逆向移动，值减小，则温度下的温度下的，C错误； D．，点未达平衡状态，点达平衡状态，正逆反应速率相等且，点温度和反应物浓度均大于点，反应速率大于点，故化学反应速率：，D正确； 故选D。 5．（23-24高一下·宁夏吴忠·期末）T℃时，在一固定容积1L的密闭容器中发生反应：A(g)+B(g)C(s)，正反应为放热反应，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是 A．T℃时，该反应的平衡常数值为4 B．在d点向其中通入A气体，平衡正向移动，达到新平衡可能为a点 C．若c点也为平衡点，则平衡从d移动到c改变条件可能为减小压强或升高温度 D．T℃时，反应物B的转化率：a点<b点 【答案】B 【详解】A．T℃时，在a点，c(A)=4mol/L，c(B)=1mol/L，该反应的平衡常数为K===0.25，A错误； B．在d点向其中通入A气体，平衡正向移动，达到平衡状态下B物质的量减小，A物质的量比原平衡状态大，达到新平衡可能为a点，B正确； C．正反应是放热反应，若c点为平衡状态，此时平衡常数小于T℃平衡常数，说明平衡逆向进行，是升高温度的结果，但压强不改变平衡常数，C错误； D．设a点A(g)转化了x mol/L， ，则B的转化率为，设b点A(g)转化了y mol/L， ，则B的转化率为，因为按照不同配比充入A、B，即开始各物质的物质的量浓度不知道，所以a点与b点反应物B的转化率无法判断，D错误； 故选B。 6．（23-24高一下·山西长治·期末）重铬酸钾(K2Cr2O7)有强氧化性，溶液中存在以下平衡：Cr2O+H2O2CrO+2H+。取0.01mol重铬酸钾橙红色晶体，溶于100 mL水并测定pH变化如图[已知：pH=-lgc(H+)]。 下列说法正确的是 A．该溶液中含有Cr2O离子数目为 0.01NA B．向该溶液中加入HI溶液，溶液橙红色加深 C．在t秒内，v(Cr2O)=  mol·L-1·s-1 D．升高温度，溶液橙红色变浅，则该转化反应ΔH<0 【答案】C 【详解】A．取0.01mol重铬酸钾橙红色晶体，溶于100 mL水，其溶液中存在平衡+H2O⇌2+2H+，反应会消耗，则该溶液中含有离子数目小于0.01NA，A错误； B．酸性条件下，上述转化反应平衡左移，主要存在形式为，向该溶液中加入HI溶液，与HI溶液发生氧化还原反应，浓度下降，溶液橙红色变浅，B错误； C．pH=3.8，c(H+)=10-3.8 mol/L，pH=7.0，c(H+)=10-7 mol/L，在t秒内，v(H+)=  mol·L-1·s-1，则在t秒内，v(Cr2O)=  mol·L-1·s-1，C正确； D．升高温度，溶液橙红色变浅，说明溶液中c()减小，+H2O⇌2+2H+，化学平衡正向移动，根据勒夏特列原理可知：该反应的正反应是吸热反应，故该转化反应△H＞0，D错误； 故合理选项是C。 7．（23-24高一下·山西临汾·期末）一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体并使其发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．内， C．内，各物质的平均反应速率相等 D．内，的平均反应速率为 【答案】D 【详解】A．由图可知，B、C的物质的量减少，B、C为反应物，A、D的物质的量增加，则A、D为生成物，平衡时B、C、A、D的△n之比为(1.0-0.4)：(1.0-0.2)：(1.2-0)：(0.4-0)=3：4：6：2，结合△n之比等于化学计量数之比可知化学方程式为3B+4C⇌6A+2D，故A错误； B．根据反应方程式3B+4C⇌6A+2D，内，，故B错误； C．化学反应速率之比等于其化学计量数之比，因此内，各物质的反应速率不相等，故C错误； D．内，v(B)===0.05mol/(L•s)，故D正确； 答案选D。 8．（23-24高一下·陕西渭南·期末）在℃2L容器中发生A、B两种气体间的转化反应，A为红棕色，B为无色，A、B的物质的量随时间变化曲线如图所示，下列说法不正确是 A．该反应的方程式为 B．反应开始至4min，B的平均反应速率为 C．4min时，正逆反应速率相等 D．8min时，反应已达到平衡状态，容器内压强不变，气体的颜色不变 【答案】C 【详解】A．由图可知，A是反应物，B是生成物，前4min内，△n(A)：△n(B)=(0.8-0.4)mol：(0.4-0.2)mol=2：1，且后面处于平衡状态，则反应的化学方程式为2A⇌B，故A正确； B．反应开始至4min，B的平均反应速率为v(B)=== ，故B正确； C．由图可知，4min时反应没有达到平衡状态，反应正向进行，则正反应速率＞逆反应速率，故C错误； D．由图像可知，8min时，反应已达到平衡状态，容器内压强不变，气体的颜色不变，故D正确； 答案选C。 9．（23-24高一下·山西阳泉·期末）某温度下，在恒容密闭容器中仅充入一定量，发生反应。反应达到平衡时，测得，A、C的物质的量浓度随时间的变化如图所示，下列说法错误的是 A．， B．N点时， C．反应达到平衡时，容器内A、B的物质的量之比为3∶2 D．容器内气体的密度不再发生改变，说明该反应达到了平衡状态 【答案】D 【详解】A．根据分析，，，A正确； B．设N点时B的浓度变化量xmol/L，可列出三段式： 此时0.7-2x=0.3x，解得x=0.14，N点时，，B正确； C．反应达到平衡时，容器内A的物质的量浓度为0.3mol/L，浓度变化量为0.4mol/L，根据化学方程式，B的物质的量浓度为：0.2mol/L，恒容条件下，此时容器内A、B的物质的量之比为3∶2，C正确； D．恒容条件下，混合气体总质量不变，混合气体密度一直不变，不能判断平衡，D错误； 故选D。 10．（23-24高一下·宁夏·期末）容积为的密闭容器内，时反应体系中，随时间的变化如表： 时间 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 下列说法错误的是 A．图中表示的变化的曲线是a B．用表示从内该反应的平均速率 C．到达平衡时，的转化率为 D．，说明该反应已达到平衡状态 【答案】A 【详解】A．是生成物随着反应进行而增加，根据表格可知3s时达到反应平衡，的物质的量变化了0.02mol-0.007mol=0.013mol，的物质的量变化了0.013mol，此时，综上所述图中表示的变化的曲线是b，A错误； B．在内物质的量变化了0.02mol-0.008mol=0.012mol，该反应的平均速率，B正确； C．到达平衡时，的物质的量变化了0.02mol-0.007mol=0.013mol，的转化率为，C正确；     D．正逆反应速率比等于系数比，反应一定达到平衡状态，D正确； 故选A。 11．（23-24高一下·陕西·期末）工业制硫酸的一步重要反应是的催化氧化。在2L密闭容器中，充入和足量，在催化剂、500℃的条件下发生反应。、的物质的量随时间的变化如图。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式是 B．当混合气体密度不再改变时，反应达到了化学平衡状态 C．反应开始至5min末，以浓度的变化表示该反应的平均反应速率是1.6mol/(L·min) D．通过调控反应条件，可以使转化率高于80% 【答案】D 【详解】A．该反应为可逆反应，化学方程式是，故A错误； B．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，当混合气体密度不再改变时，反应不一定达到化学平衡状态，故B错误； C．反应开始至5min末，以浓度的变化表示该反应的平均反应速率是mol/(L·min)，故C错误； D．增大压强或增大压强的浓度，平衡正向移动，可以使转化率高于80%，故D正确； 选D。 12．（23-24高一下·山西忻州·期末）反应经历两步：①；②。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图。下列说法正确的是 A．a为随t的变化曲线 B．时，反应①和②均达到平衡状态 C．时，Y的消耗速率大于生成速率 D．后， 【答案】C 【详解】A．X是反应物，浓度会逐渐减小，Y为中间产物，先增大后减小，Z为生成物，浓度由小变大，故a为c(Z)的浓度随t的变化曲线，故A错误； B． 时，X、Y、Z浓度均在变化，反应①和②均末达到平衡状态，故B错误； C． 时，Y的消耗速率大于生成速率，浓度逐渐变小，故C正确； D． t3后，X反应完全，X转化为Y的浓度为c0，Y的剩余浓度为c(Y)，则Y生成Z的消耗量为co-c(Y)，生成Z的量为c(Z)= 2co一2c(Y)，故D错误； 故选C。 13．（23-24高一下·山西运城·期末）CO2催化加氢合成新能源甲醇，既实现了碳资源充分利用，又可有效减少CO2排放。反应过程中能量变化如图所示： (1)写出该反应的热化学方程式： 。 (2)在体积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2，一定条件下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)= 。 ②达到平衡时，H2的浓度为 mol⋅L-1。 ③能说明上述反应达到平衡状态的是 ； A．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化 B．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度相等 C．有2个C=O键断裂的同时，有3个H-H键生成 D．当v正(CO2)=3v逆(H2) (3)甲醇既可以直接作为燃料提供动力，也可以设计成甲醇燃料电池，具有理论能量效率高的优点，甲醇燃料电池工作原理如图所示：a、b均为惰性电极。 ①使用时空气从 (填“A”或“B”)口通入。 ②若此燃料电池电路中转移2mol电子，则消耗的O2在标准状况下的体积为 L ；电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。 【答案】(1)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(E1-E2 )kJ·mol-1 (2) 0.0375 0.375 C (3) B 11.2 减弱 【详解】（1）根据图可知，该反应的热化学方程式：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(E1-E2 )kJ·mol-1； （2）①从反应开始到平衡，由图知10min时达到平衡，二氧化碳减少了1.00mol-0.25mol=0.75mol，CO2的平均反应速率v(CO2)= 0.0375； ②达到平衡时，二氧化碳减少了1.00mol-0.25mol=0.75mol，反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，则消耗氢气为0.75mol×3=2.25mol，剩余氢气为3mol-2.25mol=0.75mol，H2的浓度为； ③A．恒温、恒容时，体积不变，参与反应的物质都是气体，根据质量守恒定律，气体的总质量不变，则容器内混合气体的密度一直不变，不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意； B．达到平衡时各物质的浓度不再发生变化，反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度相等不能说明反应达到平衡状态，B不符合题意； C．每消耗1mol二氧化碳时必然消耗3mol氢气，若有3mol氢气生成说明正逆反应速率相等，则有2个C=O键断裂的同时断裂3个H-H键，有3个H-H键生成，正逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，C符合题意； D．当3v正(CO2)=v逆(H2) 时才能说明正逆反应速率相等，当v正(CO2)=3v逆(H2)说明反应未达到平衡状态，D不符合题意； 故选C； （3）①甲醇燃料电池是原电池装置，氧气得电子发生还原反应，通入氧气得一极为正极，由图可知电子由a极流向b极，原电池中电子由负极流向正极，故空气从B口通入； ②若此燃料电池的正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，电路中转移2mol电子时消耗0.5mol氧气，则消耗的O2在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L；电池的总反应为，消耗电解液中OH-，电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性减弱。 14．（23-24高一下·青海·期末）现代社会的一切活动都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。 (1)常温常压下肼(N2H4)是一种易溶于水的无色油状液体，具有强还原性，在工业生产中应用非常广泛。已知N2H4中存在极性键和非极性键，写出N2H4的结构式： 。 (2)已知破坏1 mol H-H、1 mol O=O、1 mol H-O时分别需要吸收436 kJ、498 kJ、465 kJ的能量。下图表示H2、O2转化为H2O(g)反应过程的能量变化，则b表示的能量为 。 (3)氢氧燃料电池是用于驱动电动汽车的理想能源。下图为电池示意图，该电池电极表面镀了一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。关于该电池说法正确的是 。 ①电池的负极反应式为H2-2e-＋2OH-=2H2O ②电池工作时 K+ 向正极移动 ③电池工作一段时间后电解质溶液的pH将增大 (4)CO2可通过反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)转化成有机物，实现碳循环。一定条件下，在体积为2L恒容密闭容器中，充入2molCO2(g)和6molH2(g)，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。 ①下列可以表明该反应达到化学平衡状态的是 。 a．气体密度不再改变           b．混合气体的平均相对分子质量不再改变 c．CH3OH的浓度不再改变          d．单位时间CO2和CH3OH(g)的消耗速率相等 ②反应进行到3min时，正反应速率 逆反应速率(填“>”、“<”或“=”)。 ③从0min到9min内，v(H2)= mol/(L·min)。 ④平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是 。 【答案】(1) (2)490 kJ (3)①② (4) bcd > 0.25 30% 【详解】（1）N2H4中存在极性键和非极性键，N2H4的结构式为； （2）已知破坏1 mol H—H、1 mol O=O、1 mol H—O时分别需要吸收436 kJ、498 kJ、465 kJ的能量，则b=465 kJ×4-436 kJ×2-498 kJ=490 kJ； （3）从图中可以看出，通H2的电极为负极，通O2的电极为正极，据此回答。 ①通入H2一极为电池的负极，H2失电子生成水，反应式为：H2-2e-＋2OH-=2H2O，①正确； ②阳离子向正极移动，所以电池工作时 K+ 向正极移动，②正确； ③电池工作一段时间后，生成H2O的质量增大，溶液的体积增大，所以c(OH-)减小，电解质溶液的pH减小，③错误； 故选①②。 （4）①a．混合气体的质量不变，体积不变，气体密度始终不变，当密度不变时，反应不一定达平衡状态，a错误； b．混合气体的质量不变，物质的量改变，平均相对分子质量改变，当平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态，b正确； C．CH3OH的浓度不再改变时，正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，c正确； D．单位时间CO2和CH3OH(g)的消耗速率相等，表明反应进行的方向相反，速率之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态，d正确； 故选bcd； ②反应进行到3min时，反应物浓度继续减小，生成物浓度继续增大，则反应继续正向进行，所以正反应速率＞逆反应速率； ③从0min到9min内，v(H2)=3v(CO2)= =0.25mol/(L·min)； ④由图可知，消耗的二氧化碳为0.75mol/L，平衡时二氧化碳的浓度为0.25mol/L，CH3OH的浓度为0.75mol/L，H2的浓度为0.75mol/L，H2O的浓度为0.75mol/L，则平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是=30%。 15．（23-24高一下·陕西榆林·期末）近年来，科学家致力于将二氧化碳和氢气转化为甲醇(CH3OH)的技术研究。某温度下CO2加氢制甲醇的总反应为：。在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的CO2和2.4mol的H2，测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如下图。 请回答下列问题： (1)在25℃、101 kPa下，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。已知1g CH3OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时，放热22.68 kJ。请写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式 。 (2)下列说法正确的是_______。 A．反应物的化学键断裂要吸收的能量大于生成物的化学键形成要放出的能量 B．往容器中充入一定量的N2，反应速率不变 C．分离出CH3OH后，正反应速率不变，逆反应速率一直在减小 D．2min时混合气体的密度等于9min时混合气体的密度 (3)2min内CH3OH的反应速率为 ；该反应平衡时H2的转化率为 。 (4)恒温恒容条件下，能说明反应已达平衡状态的是 。 A．CO2(g)体积分数保持不变 B．容器中气体压强保持不变 C．容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为 D．混合气体的密度保持不变 E．H2的生成速率是H2O生成速率的3倍 (5)甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，其工作原理如下图所示。 电池总反应方程式为：，则电极A的电极反应式为 。当消耗甲醇的质量为1.6g时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为 mol。 【答案】(1) (2)BD (3) 75% (4)ABE (5) 0.24 【详解】（1）1g CH3OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，则1mol CH3OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放热725.76 kJ，表示CH3OH燃烧热的热化学方程式为。 （2）A. ，正反应放热，反应物的化学键断裂要吸收的能量小于生成物的化学键形成要放出的能量，故A错误； B. 往容器中充入一定量的N2，反应物浓度不变，反应速率不变，故B正确； C. 分离出CH3OH后，正反应速率逐渐减小，逆反应速先减小后增大，故C错误； D. 反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，2min时混合气体的密度等于9min时混合气体的密度，故D正确； 选BD。 （3）2min内CH3OH的物质的量增大0.4mol，反应速率为；该反应平衡时，CO2的物质的量减少0.6mol，氢气的物质的量减少1.8mol，H2的转化率为。 （4）A．CO2(g)体积分数保持不变，说明二氧化碳浓度不变，反应一定达到平衡状态，故A正确； B．反应前后气体系数和不同，压强是变量，容器中气体压强保持不变，反应一定达到平衡状态，故选B； C．容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定平衡，故不选C； D．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度保持不变，反应不一定平衡，故不选D； E．H2的生成速率是H2O生成速率的3倍，可知正逆反应速率相等，反应一定平衡，故选E； 选ABE。 （5）电池总反应方程式为，则电极A甲醇失电子生成碳酸根离子，电极反应式为。当消耗甲醇的质量为1.6g时，甲醇失电子的物质的量为0.3mol，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为0.24mol。 16．（23-24高一下·山西大同·期末）煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除，得到洁净的二次能源，对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。以下是一种煤间接液化过程发生反应的方程式： ①    ② (1)下列措施能够增大上述反应①速率的是______（填字母）。 A．升高温度 B．增加煤炭的用量 C．及时分离产物 D．加入合适的催化剂 (2)在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和3 mol H2、一定条件下发生上述反应②，测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示： ①下列描述中能说明上述反应②达到平衡状态的是 。 A．CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等 B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 D．单位时间内消耗2 mol H2的同时消耗1 mol CH3OH ②根据图示可知，表示正反应速率与逆反应速率相等的点是 （填“a”“b”“c”或“d”）；用同一物质表示反应速率时，a、c两点的正反应速率：va vc（填“＞”、“＜”或“=”）。 ③反应经过3 min后达到平衡，该过程中H2的化学反应速率是多少？ （列三段式求解） (3)已知断开1 mol CO(g)中的化学键需要吸收的能量为1072 kJ，断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为426 kJ，则根据图2的数据计算：断开1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收 kJ的能量。 (4)CH3OH可作为燃料使用，以多孔铂为电极，如下图装置中分别通入CH3OH和O2构成甲醇燃料电池，则d电极是 （填“正极”或“负极”），该电池的正极的电极反应式为 。 【答案】(1)AD (2) CD d ＞ 0.25 mol/(L·min) (3)2052.8 (4)正极 O2+4e-+4H+=2H2O 【详解】（1）A．在其它条件不变时，升高温度，反应速率加快，A符合题意； B．在其它条件不变时，由于炭单质属于固体物质，增加煤炭的用量，其浓度不变，因此反应速率不变，B不符合题意； C．CO、H2都是气体物质，在其它条件不变时，及时分离出去CO、H2，不能加快化学反应速率，C不符合题意； D．在其它条件不变时，加入合适的催化剂，会使化学反应速率大大加快，D符合题意； 故合理选项是AD； （2）①A．可逆反应达到平衡状态时，各种物质的物质的量浓度不变，但不一定是反应混合物中CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A错误； B．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应在恒容密闭容器中进行，气体的质量不变，则根据气体的密度公式ρ=，可知混合气体的密度始终不随时间的变化而变化，因此不能根据密度不变判断反应是否达到平衡状态，B错误； C．反应混合物都是气体，气体的质量不变；反应前后气体的物质的量发生改变，若容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，C正确； D．在任何时刻，在单位时间内消耗2 mol H2，就会同时反应产生1 mol CH3OH，而又消耗1 mol CH3OH，则CH3OH的物质的量不变，说明反应达到了平衡状态，D正确； 故合理选项是CD； ②根据图示可知：在a点后CO的物质的量还在减少，说明反应正向进行，未达到平衡状态；在b点后CH3OH的物质的量在增加，说明反应正向进行，未达到平衡状态；在c点时刻尽管CO、CH3OH的物质的量相等，但由于c点后CO的物质的量在减少，CH3OH的物质的量在增加，说明该点时刻反应正向进行，未达到平衡状态；在d点后CO、CH3OH的物质的量都不变，则反应达到了平衡状态，任意物质表示的正反应速率与逆反应速率相等。故根据图示可知，表示正反应速率与逆反应速率相等的点就是平衡点，该点是d点； 反应物浓度越大，反应速率就越快。由于反应物CO的浓度：a＞c，所以用CO浓度变化表示的正反应速率大小关系为：v(a)＞v(c)； ③在2 L密闭容器中进行反应：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，根据已知条件即图示数据，用三段式进行求解： 则3 min内反应消耗H2的物质的量是1.5 mol，容器的容积是2 L，反应时间是3 mol，故H2浓度变化为△n(H2)==0.75 mol/L，因此用H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)==0.25 mol/(L·min)； （3）根据图2可知2 mol H2(g)和1 mol CO(g)反应产生1 mol CH3OH(g)放出128.8 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-128.8 kJ/mol；反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，假设1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收能量为x，则根据反应热与化学键键能关系可知：(1072+2×426) kJ-x kJ=-128.8 kJ，解得x=2052.8，即断开1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收2052.8 kJ的能量； （4）在CH3OH-O2燃料电池中，通入燃料CH3OH的电极为负极，负极失去电子发生氧化反应；通入O2的电极为正极，正极上得到电子发生还原反应。溶液中阳离子向负电荷较多的正极移动，阴离子向正电荷较多的负极移动。根据图示可知溶液中的阳离子H+向d电极区移动，说明d电极为正极，b处通入的气体是O2，正极的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O。电极c为负极，a处通入的气体是CH3OH，CH3OH失去电子发生氧化反应，故负极的电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。 17．（23-24高一下·山西吕梁·期末）硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸的其中一步重要反应是，正反应放热。一定条件下，恒容密闭容器中发生该反应，各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示。 (1)反应开始至20分钟，SO2的平均反应速率为 。 (2)图中a点，正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 (3)反应进行到第 分钟时恰好达到平衡，结合图像分析，能说明SO2转化成SO3的反应在该条件下达到限度的证据是 。 (4)下列说法错误的是______。 A．上述条件下，SO2不可能100%地转化为SO3 B．升高温度，可以实现SO2的完全转化 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．使用催化剂可以增大反应速率，提高生产效率 (5)甲醇是工业生产中一种重要的基础原料。利用CO、H2合成甲醇主要涉及以下反应： a．   b．   c．   根据盖斯定律，反应a的为 (用代数式表示)，是反应 (填“放热”或“吸热”) 【答案】(1)0.035mol·L-1·min-1 (2)> (3) 50 50分钟后随时间变化，二氧化硫、三氧化硫和氧气的浓度保持不变，且不为0 (4)B (5) -90.2kJ·mol-1 放热 【详解】（1）反应开始至20分钟，SO2的平均反应速率v(SO2)== =0.035mol•L-1•min-1； （2）图中a点没有达到平衡状态，反应正向进行，则正反应速率＞逆反应速率； （3）由图可知，反应在50min后SO2、SO3、O2的浓度均不在变化，且不为0，说明反应进行到第50min时恰好达到平衡； （4）A．该反应是可逆反应，有一定限度，则SO2不可能100%地转化为SO3，故A正确； B．该反应是可逆反应，有一定限度，升高温度SO2也不可能完全转化为SO3，故B错误； C．通过调控反应条件，可以使该平衡正向移动，提高该反应进行的程度，故C正确； D．使用催化剂可降低反应活化能，可增大反应速率，使生产效率提高，故D正确； 答案选B。 （5）根据盖斯定律，方程式b-c可得a，故=-=-90.2kJ·mol-1，是放热反应。 18．（23-24高一下·陕西汉中·期末）能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角，回答下列问题： Ⅰ．天然气已成为我国主要的清洁能源，主要成分甲烷()燃烧时的能量变化如图所示： (1)已知断开部分化学键需要的能量如下表所示： 化学键 断开1mol化学键键需要的能量(kJ/mol) a b c 则形成1mol 释放的能量为 kJ。 (2)下列说法中正确的是_______(填字母) A．甲烷完全燃烧时化学能全部转化为热能 B．由图可知二氧化碳比甲烷稳定 C．标准状况下，1mol甲烷完全燃烧时放出802kJ的热量 D．该反应中断键吸收的总能量低于形成键放出的总能量 Ⅱ．某温度时，在一个2L的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白： (3)该反应的化学方程式为 。 (4)从开始至2min，B的平均反应速率为 ；平衡时，C的物质的量为 。 (5)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的 (填序号)。 A．A、B、C的物质的量之比为3∶1∶3 B．相同时间内消耗3mol A，同时生成3mol C C． D．混合气体的总压强不随时间的变化而变化 E．B的体积分数不再发生变化 (6)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是_______(填序号)。 A．恒压条件下充入氩气 B．降低温度 C．恒容条件下充入A D．其他条件不变，缩小容器的容积 【答案】(1) (2)CD (3) (4) 2.4mol (5)DE (6)AB 【详解】（1）△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和，甲烷燃烧的△H=4a+2b-2c-4E(O-H)=-(882-80)kJ/mol，则E(O-H)=，即形成1mol O−H释放的能量为； （2）A．甲烷燃烧过程中大部分化学能转化为热能，但也有部分化学能转化为光能等，A错误； B．能量越低越稳定，但图中无法比较二氧化碳和甲烷的能量大小，无法确定二氧化碳比甲烷稳定，B错误； C． 根据图示，1 mol CH4燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量是(882-80)kJ=802kJ，C正确； D．该反应是放热反应，则反应中断键吸收的总能量低于形成键放出的总能量，D正确； 故答案为：CD； （3）根据图像可知：0~2min内A浓度减小1.2mol/L，B浓度增加0.4mol/L，C浓度增加1.2mol/L，根据不同物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比可得化学方程式为：3A⇌B+3C； （4）①从开始到2min，B的浓度增加了0.4mol/L，则； ②根据图表可得平衡时C的浓度为1.2mol/L，体积为2L，则C的物质的量为2.4mol； （5）A．恒容条件下，A、B、C的物质的量之比和平衡无关，故A不符合题意； B．消耗3molA，同时消耗3molC才说明反应达到平衡，B不符合题意； C．未说明是正反应速率还是逆反应速率，C不符合题意； D．恒容条件下，建立平衡的过程中混合气体的总压强是变量，混合气体的总压强不随时间的变化而变化能说明反应达到平衡状态，D符合题意； E．B的体积分数不再变化，反应达到平衡，E符合题意； 故选DE。 （6）A．恒压条件下充入氩气，体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小，A符合题意； B．降低温度能减小反应速率，B符合题意； C．恒容条件下充入A，A浓度增大，化学反应速率增大，C不符合题意； D．缩小体积，反应物浓度增大，反应速率增大，D不符合题意； 故答案选AB。 19．（23-24高一下·山西·期末）二氧化碳是主要的温室气体，也是一种工业原料。将其回收及利用，有利于缓解温室效应带来的环境问题。180℃时，将0.5mol和1mol通入2L的恒容密闭容器中，反应生成甲醇（）蒸汽和无机物X，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示。 (1)X的结构式是 ；该反应的化学方程式是 。 (2)0~3min内用表示的平均化学反应速率是 （保留两位有效数字）；6min时反应 （填“是”或“否”）处于平衡状态。 (3)在某一时刻采取下列措施，能使化学反应速率减小的措施是 。 a．通入        b．通入He c．加入催化剂        d．将X液化分离出去 (4)下列说法可以表明反应达到平衡状态的是 。 ①单位时间内消耗的物质的量等于生成的物质的量 ② ③容器内的压强不再发生变化 ④容器内的体积分数不再发生变化 ⑤容器内气体的颜色不再发生变化 (5)该反应的原子利用率是 。 (6)已知反应相关的化学键键能数据如下： 化学键 H—H C—O C=O H—O C—H 436 343 803 465 413 生成0.lmol蒸汽，该反应 （填“吸收”或“放出”） kJ热量。 【答案】(1) (2) 0.017 mol∙L-1∙min-1 是 (3)d (4)③④ (5) (6)放出 6.3 【详解】（1）由分析可知，根据原子守恒知，还应该生成，该反应的化学方程式是，故答案为；； （2）0~3min内用表示的平均化学反应速率是，6min时反应是处于平衡状态，故答案为0.017 mol∙L-1∙min-1；是； （3）在恒容密闭容器中能使化学反应速率减小的措施是 a．通入，反应物浓度增大，化学反应速率加快，不符合题意； b．通入He，各组分浓度不变，化学反应速率不变，不符合题意； c．加入催化剂，可以加快化学反应速率，不符合题意； d．将X液化分离出去，相当于降低压强，化学反应速率减慢，符合题意； 故答案为d； （4）下列说法可以表明反应达到平衡状态的是 ①由该反应的化学计量数关系可知达到平衡时同一侧物质为一生成一消耗的速率之比等于化学计量数的反比，则二氧化碳与氢气的速率之比为，当单位时间内消耗的物质的量等于生成的物质的量不能表明反应达到平衡状态； ②当时，有①可知，由于没有说明反应的方向，不能表明反应达到平衡状态； ③该反应正方向是压强减小的反应，容器内的压强不再发生变化，能表明反应达到平衡状态； ④当容器内的体积分数不再发生变化时，根据化学平衡状态的定义，能表明反应达到平衡状态； ⑤该反应没有有颜色的气体，当容器内气体的颜色不再发生变化，不能表明反应达到平衡状态； 故选③④； （5）原子利用率为（预期产物的总质量/生成物的总质量），根据化学计量数得该反应的原子利用率为，故答案为； （6）由化学键键能数据可以得到；则该反应的热化学方程式为，生成蒸汽，则该反应放出热量，故答案为放出；6.3。 20．（23-24高一下·宁夏石嘴山·期末）按要求回答下列问题： (1)一定温度下，的氯化，溴化反应势能图及一段时间后产物的选择性如图所示。 ① (用含有和的式子表示)。 ②和的键能差= (用图中所给焓变的式子列出表达式)。 (2)如图是铝-硫二次电池工作原理示意图，放电时的电池反应为。 为，为。 ①放电时负极反应的电极反应式为 ②放电时正极消耗，转移电子的物质的量为 。 (3)向绝热恒容密闭容器中通入和，在一定条件下发生反应，正反应速率随时间变化的示意图如图所示，下列结论中正确的是 (填序号)。 ①反应物的总能量低于生成物的总能量 ②体系压强不再变化，说明反应达到平衡 ③逆反应速率图像在时间段内和上图趋势不同 ④达到平衡后，改变容器体积增大压强，逆反应速率可能减小 ⑤浓度：b点小于d点 【答案】(1) △H3-△H1 (2) 0.75 (3)②③④⑤ 【详解】（1）一定温度下，的氯化，溴化反应势能图及一段时间后产物的选择性如图所示。 ①a、 b、 c、 d、 根据盖斯定律，a-b得 ；c-d得 则。 ②①CH3CH2CH3+Cl•=CH3CH2CH2•+HCl△H=△H1，②CH3CH2CH3+Br•=CH3CH2CH2•+HBr△H=△H3，根据盖斯定律②-①得到HCl+Br•=Cl•+HBr△H=△H3-△H1，即HCl+Br•+H•=Cl•+H•+HBr△H=△H3-△H1，HCl和HBr的键能分别为EH-Cl、EH-Br，则△H=EH-Cl-EH-Br=△H3-△H1。 （2）①根据图示，放电时负极铝失电子与结合生成，负极反应的电极反应式为； ②放电时正极反应为，消耗，转移电子的物质的量为0.75。 （3）①开始反应时，速率逐渐增大，说明反应体系温度升高，反应放热，反应物的总能量高于生成物的总能量，故①错误； ②反应前后气体系数和相等，体系压强不再变化，说明温度不再改变，则反应达到平衡，故②正确； ③反应体系的温度逐渐增大，生成物浓度逐渐增大，所以在时间段内逆反应速率持续增大，逆反应速率与上图趋势不同，故③正确； ④达到平衡后，改变容器体积增大压强，SO3可能变为液体，所以逆反应速率可能减小，故④正确； ⑤随反应进行，浓度逐渐增大，浓度：b点小于d点，故⑤正确； 正确的是②③④⑤。 / / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点04 化学反应速率及平衡图像问题的分析 1．（23-24高一下·山西·期末）一定温度下，反应的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 2．（23-24高一下·青海·期末）在体积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中，分别加入相同质量的炭粉和2.8水蒸气，发生反应。甲、乙两容器在不同温度下反应时的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．甲容器中，A点正反应速率B点逆反应速率 B．甲容器中，0~1min内的平均反应速率 C．依据温度对反应速率的影响，可推出两个容器的温度：甲乙 D．乙容器中C点时，的转化率[]约为43% 3．（23-24高一下·青海·期末）一定温度下，向体积为10 L的恒容密闭容器中加入一定量的X、Y、Z三种气体，发生反应：，各物质的浓度随时间变化情况如图所示［阶段变化未画出］。下列说法不正确的是 A． B．Y的起始投料为0.2 mol C．，正、逆反应的速率相等 D．，X的平均消耗速率为 4．（23-24高一下·陕西宝鸡·期末）已知：  。实验测得速率方程为，(、为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。向2L恒容密闭容器中充入0.4 mol 和0.6 mol 发生上述反应，测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．此反应 B．正、逆反应活化能的大小关系为 C．温度下的温度下的 D．化学反应速率：c点的>b点的>a点的 5．（23-24高一下·宁夏吴忠·期末）T℃时，在一固定容积1L的密闭容器中发生反应：A(g)+B(g)C(s)，正反应为放热反应，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是 A．T℃时，该反应的平衡常数值为4 B．在d点向其中通入A气体，平衡正向移动，达到新平衡可能为a点 C．若c点也为平衡点，则平衡从d移动到c改变条件可能为减小压强或升高温度 D．T℃时，反应物B的转化率：a点<b点 6．（23-24高一下·山西长治·期末）重铬酸钾(K2Cr2O7)有强氧化性，溶液中存在以下平衡：Cr2O+H2O2CrO+2H+。取0.01mol重铬酸钾橙红色晶体，溶于100 mL水并测定pH变化如图[已知：pH=-lgc(H+)]。 下列说法正确的是 A．该溶液中含有Cr2O离子数目为 0.01NA B．向该溶液中加入HI溶液，溶液橙红色加深 C．在t秒内，v(Cr2O)=  mol·L-1·s-1 D．升高温度，溶液橙红色变浅，则该转化反应ΔH<0 7．（23-24高一下·山西临汾·期末）一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体并使其发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．内， C．内，各物质的平均反应速率相等 D．内，的平均反应速率为 8．（23-24高一下·陕西渭南·期末）在℃2L容器中发生A、B两种气体间的转化反应，A为红棕色，B为无色，A、B的物质的量随时间变化曲线如图所示，下列说法不正确是 A．该反应的方程式为 B．反应开始至4min，B的平均反应速率为 C．4min时，正逆反应速率相等 D．8min时，反应已达到平衡状态，容器内压强不变，气体的颜色不变 9．（23-24高一下·山西阳泉·期末）某温度下，在恒容密闭容器中仅充入一定量，发生反应。反应达到平衡时，测得，A、C的物质的量浓度随时间的变化如图所示，下列说法错误的是 A．， B．N点时， C．反应达到平衡时，容器内A、B的物质的量之比为3∶2 D．容器内气体的密度不再发生改变，说明该反应达到了平衡状态 10．（23-24高一下·宁夏·期末）容积为的密闭容器内，时反应体系中，随时间的变化如表： 时间 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 下列说法错误的是 A．图中表示的变化的曲线是a B．用表示从内该反应的平均速率 C．到达平衡时，的转化率为 D．，说明该反应已达到平衡状态 11．（23-24高一下·陕西·期末）工业制硫酸的一步重要反应是的催化氧化。在2L密闭容器中，充入和足量，在催化剂、500℃的条件下发生反应。、的物质的量随时间的变化如图。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式是 B．当混合气体密度不再改变时，反应达到了化学平衡状态 C．反应开始至5min末，以浓度的变化表示该反应的平均反应速率是1.6mol/(L·min) D．通过调控反应条件，可以使转化率高于80% 12．（23-24高一下·山西忻州·期末）反应经历两步：①；②。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图。下列说法正确的是 A．a为随t的变化曲线 B．时，反应①和②均达到平衡状态 C．时，Y的消耗速率大于生成速率 D．后， 13．（23-24高一下·山西运城·期末）CO2催化加氢合成新能源甲醇，既实现了碳资源充分利用，又可有效减少CO2排放。反应过程中能量变化如图所示： (1)写出该反应的热化学方程式： 。 (2)在体积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2，一定条件下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)= 。 ②达到平衡时，H2的浓度为 mol⋅L-1。 ③能说明上述反应达到平衡状态的是 ； A．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化 B．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度相等 C．有2个C=O键断裂的同时，有3个H-H键生成 D．当v正(CO2)=3v逆(H2) (3)甲醇既可以直接作为燃料提供动力，也可以设计成甲醇燃料电池，具有理论能量效率高的优点，甲醇燃料电池工作原理如图所示：a、b均为惰性电极。 ①使用时空气从 (填“A”或“B”)口通入。 ②若此燃料电池电路中转移2mol电子，则消耗的O2在标准状况下的体积为 L ；电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。 14．（23-24高一下·青海·期末）现代社会的一切活动都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。 (1)常温常压下肼(N2H4)是一种易溶于水的无色油状液体，具有强还原性，在工业生产中应用非常广泛。已知N2H4中存在极性键和非极性键，写出N2H4的结构式： 。 (2)已知破坏1 mol H-H、1 mol O=O、1 mol H-O时分别需要吸收436 kJ、498 kJ、465 kJ的能量。下图表示H2、O2转化为H2O(g)反应过程的能量变化，则b表示的能量为 。 (3)氢氧燃料电池是用于驱动电动汽车的理想能源。下图为电池示意图，该电池电极表面镀了一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。关于该电池说法正确的是 。 ①电池的负极反应式为H2-2e-＋2OH-=2H2O ②电池工作时 K+ 向正极移动 ③电池工作一段时间后电解质溶液的pH将增大 (4)CO2可通过反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)转化成有机物，实现碳循环。一定条件下，在体积为2L恒容密闭容器中，充入2molCO2(g)和6molH2(g)，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。 ①下列可以表明该反应达到化学平衡状态的是 。 a．气体密度不再改变           b．混合气体的平均相对分子质量不再改变 c．CH3OH的浓度不再改变          d．单位时间CO2和CH3OH(g)的消耗速率相等 ②反应进行到3min时，正反应速率 逆反应速率(填“>”、“<”或“=”)。 ③从0min到9min内，v(H2)= mol/(L·min)。 ④平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是 。 15．（23-24高一下·陕西榆林·期末）近年来，科学家致力于将二氧化碳和氢气转化为甲醇(CH3OH)的技术研究。某温度下CO2加氢制甲醇的总反应为：。在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的CO2和2.4mol的H2，测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如下图。 请回答下列问题： (1)在25℃、101 kPa下，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。已知1g CH3OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时，放热22.68 kJ。请写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式 。 (2)下列说法正确的是_______。 A．反应物的化学键断裂要吸收的能量大于生成物的化学键形成要放出的能量 B．往容器中充入一定量的N2，反应速率不变 C．分离出CH3OH后，正反应速率不变，逆反应速率一直在减小 D．2min时混合气体的密度等于9min时混合气体的密度 (3)2min内CH3OH的反应速率为 ；该反应平衡时H2的转化率为 。 (4)恒温恒容条件下，能说明反应已达平衡状态的是 。 A．CO2(g)体积分数保持不变 B．容器中气体压强保持不变 C．容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为 D．混合气体的密度保持不变 E．H2的生成速率是H2O生成速率的3倍 (5)甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，其工作原理如下图所示。 电池总反应方程式为：，则电极A的电极反应式为 。当消耗甲醇的质量为1.6g时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为 mol。 16．（23-24高一下·山西大同·期末）煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除，得到洁净的二次能源，对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。以下是一种煤间接液化过程发生反应的方程式： ①    ② (1)下列措施能够增大上述反应①速率的是______（填字母）。 A．升高温度 B．增加煤炭的用量 C．及时分离产物 D．加入合适的催化剂 (2)在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和3 mol H2、一定条件下发生上述反应②，测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示： ①下列描述中能说明上述反应②达到平衡状态的是 。 A．CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等 B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 D．单位时间内消耗2 mol H2的同时消耗1 mol CH3OH ②根据图示可知，表示正反应速率与逆反应速率相等的点是 （填“a”“b”“c”或“d”）；用同一物质表示反应速率时，a、c两点的正反应速率：va vc（填“＞”、“＜”或“=”）。 ③反应经过3 min后达到平衡，该过程中H2的化学反应速率是多少？ （列三段式求解） (3)已知断开1 mol CO(g)中的化学键需要吸收的能量为1072 kJ，断开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为426 kJ，则根据图2的数据计算：断开1 mol CH3OH(g)中所有的化学键共需要吸收 kJ的能量。 (4)CH3OH可作为燃料使用，以多孔铂为电极，如下图装置中分别通入CH3OH和O2构成甲醇燃料电池，则d电极是 （填“正极”或“负极”），该电池的正极的电极反应式为 。 17．（23-24高一下·山西吕梁·期末）硫酸是重要的化工原料，工业制硫酸的其中一步重要反应是，正反应放热。一定条件下，恒容密闭容器中发生该反应，各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示。 (1)反应开始至20分钟，SO2的平均反应速率为 。 (2)图中a点，正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 (3)反应进行到第 分钟时恰好达到平衡，结合图像分析，能说明SO2转化成SO3的反应在该条件下达到限度的证据是 。 (4)下列说法错误的是______。 A．上述条件下，SO2不可能100%地转化为SO3 B．升高温度，可以实现SO2的完全转化 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．使用催化剂可以增大反应速率，提高生产效率 (5)甲醇是工业生产中一种重要的基础原料。利用CO、H2合成甲醇主要涉及以下反应： a．   b．   c．   根据盖斯定律，反应a的为 (用代数式表示)，是反应 (填“放热”或“吸热”) 18．（23-24高一下·陕西汉中·期末）能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角，回答下列问题： Ⅰ．天然气已成为我国主要的清洁能源，主要成分甲烷()燃烧时的能量变化如图所示： (1)已知断开部分化学键需要的能量如下表所示： 化学键 断开1mol化学键键需要的能量(kJ/mol) a b c 则形成1mol 释放的能量为 kJ。 (2)下列说法中正确的是_______(填字母) A．甲烷完全燃烧时化学能全部转化为热能 B．由图可知二氧化碳比甲烷稳定 C．标准状况下，1mol甲烷完全燃烧时放出802kJ的热量 D．该反应中断键吸收的总能量低于形成键放出的总能量 Ⅱ．某温度时，在一个2L的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白： (3)该反应的化学方程式为 。 (4)从开始至2min，B的平均反应速率为 ；平衡时，C的物质的量为 。 (5)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的 (填序号)。 A．A、B、C的物质的量之比为3∶1∶3 B．相同时间内消耗3mol A，同时生成3mol C C． D．混合气体的总压强不随时间的变化而变化 E．B的体积分数不再发生变化 (6)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是_______(填序号)。 A．恒压条件下充入氩气 B．降低温度 C．恒容条件下充入A D．其他条件不变，缩小容器的容积 19．（23-24高一下·山西·期末）二氧化碳是主要的温室气体，也是一种工业原料。将其回收及利用，有利于缓解温室效应带来的环境问题。180℃时，将0.5mol和1mol通入2L的恒容密闭容器中，反应生成甲醇（）蒸汽和无机物X，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示。 (1)X的结构式是 ；该反应的化学方程式是 。 (2)0~3min内用表示的平均化学反应速率是 （保留两位有效数字）；6min时反应 （填“是”或“否”）处于平衡状态。 (3)在某一时刻采取下列措施，能使化学反应速率减小的措施是 。 a．通入        b．通入He c．加入催化剂        d．将X液化分离出去 (4)下列说法可以表明反应达到平衡状态的是 。 ①单位时间内消耗的物质的量等于生成的物质的量 ② ③容器内的压强不再发生变化 ④容器内的体积分数不再发生变化 ⑤容器内气体的颜色不再发生变化 (5)该反应的原子利用率是 。 (6)已知反应相关的化学键键能数据如下： 化学键 H—H C—O C=O H—O C—H 436 343 803 465 413 生成0.lmol蒸汽，该反应 （填“吸收”或“放出”） kJ热量。 20．（23-24高一下·宁夏石嘴山·期末）按要求回答下列问题： (1)一定温度下，的氯化，溴化反应势能图及一段时间后产物的选择性如图所示。 ① (用含有和的式子表示)。 ②和的键能差= (用图中所给焓变的式子列出表达式)。 (2)如图是铝-硫二次电池工作原理示意图，放电时的电池反应为。 为，为。 ①放电时负极反应的电极反应式为 ②放电时正极消耗，转移电子的物质的量为 。 (3)向绝热恒容密闭容器中通入和，在一定条件下发生反应，正反应速率随时间变化的示意图如图所示，下列结论中正确的是 (填序号)。 ①反应物的总能量低于生成物的总能量 ②体系压强不再变化，说明反应达到平衡 ③逆反应速率图像在时间段内和上图趋势不同 ④达到平衡后，改变容器体积增大压强，逆反应速率可能减小 ⑤浓度：b点小于d点 / / 学科网（北京）股份有限公司 $$