专题06 化学反应速率与限度-【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（浙江专用）

专题06 化学反应速率与限度 内容概览 考向1 化学反应速率及影响因素 考向2 化学反应限度判断 考向3 化学反应速率图像分析 考向4 化学反应速率与限度综合应用 考向1 化学反应速率及影响因素 1．(浙江省宁波市九校2023-2024学年高一下学期期末)某反应A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)，一定条件下将的A和的B置于的恒容密闭容器中，反应后，测得B的物质的量为。下列说法正确的是( ) A．增加A的物质的量，该反应的速率增大 B．第5 min时，v(C)=0.08 mol·L－1·min－1 C．第5 min时，cD＝0.2 mol·L－1 D．在这5 min内，用B表示的反应速率逐渐减小，用C表示的反应速率逐渐增大 2．(浙江省杭州市部分学校2023-2024学年高一下学期期末)已知植物光合作用发生反应：，该反应达到化学平衡后，下列说法正确的是( ) A．增加C6H12O6的量，CO2转化率减小 B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大 C．适当升高温度，既提高了活化分子百分数，又增大了CO2的转化率 D．加入催化剂，O2的体积分数增大 3．(浙江省杭州市部分学校2023-2024学年高一下学期期末)已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝-116kJ·mol−1。在的密闭容器中进行模拟合成实验，将1 molCO和2 molH2通入容器中，分别在300℃和反应，每隔一段时间测得容器中的甲醇的浓度如下，下列说法正确的是( ) A．300℃时，开始内H2的平均速率v(H2)=0.04mol/(L•min) B．300℃反应达到平衡时，放出的热量为 C．反应达到平衡时，和H2的转化率之比在300℃和500℃相同 D．500℃时，若容器的容积压缩到原来的，重新平衡时的浓度会减小 考向2 化学反应限度判断 4．(浙江省衢州市2023-2024学年高一下学期期末)在恒温、恒容密闭容器中，发生可逆反应2M(g)+N(g)X(s)+3Y(g)，下列说法能说明该反应达到平衡的是( ) A．X的质量保持不变 B．容器内压强保持不变 C．v(N)=3v(Y) D．M和N的物质的量之比为2：1 5．(浙江省强基联盟2023-2024学年高一下学期期末)工业上用N2和H2合成NH3：，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．在上述条件下，H2不可能100%地转化为NH3 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．达到平衡时，N2的浓度和H2的浓度之比一定为1：3 6．(浙江省衢州市2023-2024学年高一下学期期末)KMnO4(H+)与二元弱酸H2C2O4溶液反应，开始时速率较慢，溶液褪色不明显，不久后速率急剧加快，溶液突然褪色。反应过程中溶液不同时间的温度如下表，下列说法正确的是( ) 时间/s 0 5 10 15 20 25 30 温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 27 A．反应的离子方程式为：5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O B．反应速率急剧加快是因为温度升高对反应速率的影响超过反应物浓度下降的影响 C．Mn2+可能是该反应的催化剂 D．反应速率急剧加快的原因是生成的CO2气体使体系的压强增大 7．(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)某温度下，在2L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是( ) 时间 0s 10s 20s 1.20mol 0.40mol 0.40mol 1.00mol 0.20mol 0.20mol 0.00mol 1.60mol 1.60mol A．从反应开始到v(C)=0.08 mol·L-1·s-1 B．往体系中充入氦气，压强增大，则化学反应速率不变 C．10s时反应处于平衡状态且 D．当容器内气体压强保持不变时，则可说明反应达到平衡状态 考向3 化学反应速率图像分析 8．(浙江省湖州市2023-2024学年高一下学期期末)在恒温恒容条件下，发生反应A(g)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示．下列说法不正确的是( ) A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．若c(B)随时间变化关系如图曲线乙所示，可能是其他条件不变的情况下降低温度 C．在不同时刻都存在关系：3 v(B)=2v(X) D．反应过程中，容器中气体的密度保持不变 9．(浙江省嘉兴市2023-2024学年高一下学期期末)某温度时，在密闭容器中发生A、B两种气体物质间的转化反应。A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示，以下说法正确的是( ) A．反应开始至4min，A的平均反应速率为：0.1mol·L－1·min－1 B．该反应到4min时达到化学平衡状态 C．当容器内气体压强保持不变时，则表明该反应达到平衡 D．若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 10．(浙江省9 1高中联盟2023-2024学年高一下学期学考模拟)在容器中发生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2A(g)B(g) B．反应开始至4min，B的平均反应速率为0.025mol·L－1·min－1 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 11．(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)汽车尾气中的CO、NO2在一定条件下可发生反应：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)，一定温度下，向容积固定的密闭容器中充入等物质的量的CO和NO2，反应经10 min达到平衡状态，的物质的量随时间的变化曲线如图所示．下列说法不正确的是( ) A．0~10 min内用CO2表示的平均反应速率为0.015 mol·L－1·min－1 B．t1时，的消耗速率大于生成速率 C．容器内压强：t1＞t2 D．t2时断裂碳氧双键同时生成氮氮三键 12．(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)一定温度下，向2L恒温密闭容器中加入2mol活性炭和2molNO2，发生反应2NO2(g)＋2C(s)2CO2(g)＋N2(g)，部分物质的物质的量随反应时间t的变化曲线如图所示，下列说法不正确的是( ) A．曲线Ⅱ表示n(N2)随t的变化 B．t0 min时，v正(NO2)=v逆(CO2) C．0~2min内，v(CO2)=0.375 mol·L－1·min－1 D．加入合适的催化剂，可缩短反应达到平衡所需时间 考向4 化学反应速率与限度综合应用 13．(浙江省湖州市2023-2024学年高一下学期期末)某温度时，在2 L的密闭容器中， (均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示．请回答下列问题： (1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 。 (2)下列措施能加快反应速率的是 。 A．恒压时充入He B．恒容时充入He C．恒容时充入X D．及时分离出Z E．升高温度 F．选择高效的催化剂 (3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。 A．2v正(Y)= v逆(Z) B．容器内压强保持不变 C．容器内气体的平均相对分子质量不变 D．的浓度相等 (4)反应从开始至，用X的浓度变化表示的平均反应速率v(X) = 。 (5)将与的混合气体通入2L的密闭容器中发生上述反应，反应到某时刻各物质的物质的量恰好满足：n(X)＝n(Y)＝n(Z)，则此时X的转化率= 。 14．(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)氢气用途广泛，甲烷和水蒸气催化重整是制氢的方法之一，涉及反应的化学方程式如下： Ⅰ．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) (一)某温度下，向容积为2L的刚性密闭容器中充入1molCH4(g)、2molH2O(g)和固体催化剂M(体积忽略不计)，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，容器内的总压强p随反应时间t的变化如表所示。 t/min 0 4 8 12 16 20 24 p/kPa 10.0 12.5 13.9 15.0 15.8 16.0 16.0 已知：①同温同体积时，气体的压强之比等于分子数之比； ②混合气体中，气体B的分压，为混合气体中B的物质的量分数，p为气体总压。 (1)12min时，容器中气体的总物质的量为 mol。 (2) CH4的平衡转化率为 。 (3)若平衡体系中CO和CO2的分压相同，则平衡体系中H2的物质的量为 mol。 (4)该体系达到平衡的标志是___________。 A．各组分的浓度不再改变 B．v正(CH4)∶v逆(H2O)＝1∶1 C．单位时间内2n mol O-H键断裂，同时有n molH2O生成 D．体系的密度不再变化 (二)反应Ⅰ为吸热反应，工业生产中向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，还发生： Ⅲ．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g) Ⅳ．CH4(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g) (5)试从能量和速率角度分析，该方法的先进之处在于 。 15．(浙江省杭州市部分学校2023-2024学年高一下学期期末)I．一定温度下，在恒容的密闭容器内，将2 molSO2(g)和1molO2(g)混合充分发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0。回答下列问题： (1)升高温度，混合气体的平均摩尔质量 (填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)如图表示合成SO3，反应在某段时间t0→t6中反应速率与时间的曲线图，t4时刻改变的外界条件为 ；SO3的体积分数最小的平衡时间段是 。 (3)该反应的平衡常数表达式为 ；若反应达到平衡后，将cSO2、cO2、cSO3同时增大1倍，平衡将 移动(填“正向”“逆向”或“不移动”)。 (4)若该反应在恒容绝热密闭容器中进行，投入2 molSO2(g)和1molO2(g)，在一定条件下充分反应。 下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是 ； ①容器中压强不再改变 ②容器中气体密度不再改变 ③O2的物质的量浓度不再改变 ④SO3的质量不再改变 ⑤体系的温度不再改变 ⑥SO2和O2的比例不变 Ⅱ．碱性氢氧燃料电池是目前开发的燃料电池之一，这种燃料电池由氢气、空气(氧气)、(电解质溶液)构成。其中正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- (5)下列说法错误的是 。 ①电池放电时通入空气的电极为负极； ②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱； ③电池放电时每消耗3.2gH2转移3.2mol电子 ④燃料电池的优点之一是可以将化学能全部转化为电能 (6)写出该燃料电池的负极反应式： 。 16．(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)一定温度下，在2 L容积不变的密闭容器中发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。反应过程中的部分数据如下表所示，下列说法不正确的是( ) 物质的量/mol 时间/min n(CO2) n(H2) n(CH3OH) n(H2O) 0 2 8 0 0 3 1 1 6 0.5 1.5 9 3.5 A．0～3内，H2的平均反应速率为0.5 mol/(L·min) B．保持恒容，若通入He使容器内压强增大，反应速率保持不变 C．6～9 min内，3v正(H2)=v逆(H2O) ≠0 D．若容器内的压强不再发生变化，说明反应已达平衡 17．(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)中国政府力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。CO2催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体的排放。 Ⅰ．某温度下，二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在体积为2.0L的密闭容器中，充入0.8molCO2(g)和2.4molH2(g)，测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图： (1)前3分钟H2的平均反应速率是 mol·L－1·min－1。 (2)在恒温恒容条件下，能说明反应达到平衡状态的是___________。 A．容器中CH3OH与H2O浓度之比为1：1 B．容器中气体压强保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．生成H2的速率是生成H2O速率的3倍 Ⅱ．甲醇(CH3OH)是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如下图所示： (3)电极的反应式为 。 (4)碱性甲醇燃料电池工作一段时间后，电解质溶液的 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 8 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 化学反应速率与限度 内容概览 考向1 化学反应速率及影响因素 考向2 化学反应限度判断 考向3 化学反应速率图像分析 考向4 化学反应速率与限度综合应用 考向1 化学反应速率及影响因素 1．(浙江省宁波市九校2023-2024学年高一下学期期末)某反应A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)，一定条件下将的A和的B置于的恒容密闭容器中，反应后，测得B的物质的量为。下列说法正确的是( ) A．增加A的物质的量，该反应的速率增大 B．第5 min时，v(C)=0.08 mol·L－1·min－1 C．第5 min时，cD＝0.2 mol·L－1 D．在这5 min内，用B表示的反应速率逐渐减小，用C表示的反应速率逐渐增大 【答案】C 【解析】A项，A为固体其浓度视为常数，增加A的物质的量，反应物浓度不变，反应速率不变，A项错误；B项，0~5min内B的反应速率为，根据反应速率之比等于系数比，则，但反应速率是一段时间的平均速率，不是第5 min时的顺时速率，B项错误；C项，根据反应速率之比等于系数比，则，0~5min内，开始时D的浓度为0，第5 min时，则cD＝0.2 mol·L－1，C项正确；D项，因为B物质的浓度改变量小，则C物质的浓度改变量也随着减小，则在这5min内用B和C反应速率都逐渐减小，D项错误；故选C。 2．(浙江省杭州市部分学校2023-2024学年高一下学期期末)已知植物光合作用发生反应：，该反应达到化学平衡后，下列说法正确的是( ) A．增加C6H12O6的量，CO2转化率减小 B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大 C．适当升高温度，既提高了活化分子百分数，又增大了CO2的转化率 D．加入催化剂，O2的体积分数增大 【答案】C 【解析】A项，葡萄糖是固体，增加固体的量，化学反应速率不变，化学平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，故A错误；B项，化学平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，则增大二氧化碳的浓度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数不变，故B错误；C项，该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，则适当升高温度，既提高了活化分子百分数，加快反应速率，又增大了二氧化碳的转化率，故C正确；D项，加入催化剂，化学反应速率加快，但化学平衡不移动，氧气的体积分数不变，故D错误；故选C。 3．(浙江省杭州市部分学校2023-2024学年高一下学期期末)已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝-116kJ·mol−1。在的密闭容器中进行模拟合成实验，将1 molCO和2 molH2通入容器中，分别在300℃和反应，每隔一段时间测得容器中的甲醇的浓度如下，下列说法正确的是( ) A．300℃时，开始内H2的平均速率v(H2)=0.04mol/(L•min) B．300℃反应达到平衡时，放出的热量为 C．反应达到平衡时，和H2的转化率之比在300℃和500℃相同 D．500℃时，若容器的容积压缩到原来的，重新平衡时的浓度会减小 【答案】C 【解析】A项，300℃时，开始10 min内CH3OH的平均速率v(CH3OH)=0.04mol/(L•min)，由反应系数可得，v(H2)=0.08mol/(L•min)，故A错误；B项，300℃反应达到平衡时，放出的热量为116kJ•mol-1×0.9mol=104.4kJ，故B错误；C项，由题给数据知在两温度下，起始时CO和H2的物质的量之比等于计量数之比，而反应转化的量等于方程式的计量数之比，故反应达到平衡时，CO和H2的转化率之比为1：1，故C正确；D项，500℃时，若容器体积压缩为原来的一半，则反应物和生成物的浓度均增加，重新平衡时CO的浓度会增大，故D错误；故选C。 考向2 化学反应限度判断 4．(浙江省衢州市2023-2024学年高一下学期期末)在恒温、恒容密闭容器中，发生可逆反应2M(g)+N(g)X(s)+3Y(g)，下列说法能说明该反应达到平衡的是( ) A．X的质量保持不变 B．容器内压强保持不变 C．v(N)=3v(Y) D．M和N的物质的量之比为2：1 【答案】A 【解析】当反应达到平衡时，任何物质的质量不变，任何物质的消耗速率与反应速率不变，据此分析判断。A项，X是固体生成的物质，若其质量不变，则反应达到平衡状态，A符合题意；B项，该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，反应在恒温恒容密闭容器中进行，体系的压强始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，B不符合题意；C项，未指明反应速率的正、逆，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意；D项，M、N都是反应物，二者反应转化的物质的量之比为2：1，反应开始时加入的反应物的物质的量多少未知，不能据此判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意；故选A。 5．(浙江省强基联盟2023-2024学年高一下学期期末)工业上用N2和H2合成NH3：，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．在上述条件下，H2不可能100%地转化为NH3 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．达到平衡时，N2的浓度和H2的浓度之比一定为1：3 【答案】D 【解析】A项，使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率，有利于缩短反应时间，A正确；B项，因为是可逆反应，氢气不可能全部转化，B正确；C项，通过调控反应外界条件，如增大压强，让反应正向移动，可以提高该反应进行的程度，C正确；D项，未告诉反应前加入的反应物的量，不能判断，D错误；故选D。 6．(浙江省衢州市2023-2024学年高一下学期期末)KMnO4(H+)与二元弱酸H2C2O4溶液反应，开始时速率较慢，溶液褪色不明显，不久后速率急剧加快，溶液突然褪色。反应过程中溶液不同时间的温度如下表，下列说法正确的是( ) 时间/s 0 5 10 15 20 25 30 温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 27 A．反应的离子方程式为：5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O B．反应速率急剧加快是因为温度升高对反应速率的影响超过反应物浓度下降的影响 C．Mn2+可能是该反应的催化剂 D．反应速率急剧加快的原因是生成的CO2气体使体系的压强增大 【答案】C 【解析】A项，高锰酸根离子和草酸发生氧化还原反应生成锰离子和二氧化碳，草酸为弱酸不能拆，5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，A错误；B项，反应过程中温度变化不是很大，反应速率急剧加快是因为生成锰离子对反应起催化作用，加快了反应速率，B错误；C项，催化剂可以明显加快反应的速率，反应生成的Mn2+可能是该反应的催化剂，C正确；D项，压强对溶液中反应速率的影响不是很大，D错误；故选C。 7．(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)某温度下，在2L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是( ) 时间 0s 10s 20s 1.20mol 0.40mol 0.40mol 1.00mol 0.20mol 0.20mol 0.00mol 1.60mol 1.60mol A．从反应开始到v(C)=0.08 mol·L-1·s-1 B．往体系中充入氦气，压强增大，则化学反应速率不变 C．10s时反应处于平衡状态且 D．当容器内气体压强保持不变时，则可说明反应达到平衡状态 【答案】D 【解析】由题干表中数据可知，10s内A的物质的量减少了1.20-0.40=0.80mol，B的物质的量减小了1.00-0.20=0.80mol，C的物质的量增加了1.60mol，即AB为反应物，C为生成物，根据改变量之比等于化学计量系数比可知，该反应方程式为：A(g)+B(g)2C(g)。A项，由题干表中数据可知，从反应开始到10s，，A正确；B项，该反应体系为恒温恒容密闭容器，往体系中充入氦气，压强虽然增大，但反应物、生成物的浓度均不改变，则化学反应速率不变，B正确；C项，由题干标中数据可知，10s到20s过程中各物质的物质的量均未改变，说明10s时反应处于平衡状态，反应速率之比等于化学计量系数比结合分析可知，，C正确；D项，该反应方程式为：A(g)+B(g) 2C(g)，即反应过程中容器内气体的压强从未改变，故当容器内气体压强保持不变时，不能说明反应达到平衡状态，D错误；故选D。 考向3 化学反应速率图像分析 8．(浙江省湖州市2023-2024学年高一下学期期末)在恒温恒容条件下，发生反应A(g)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示．下列说法不正确的是( ) A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．若c(B)随时间变化关系如图曲线乙所示，可能是其他条件不变的情况下降低温度 C．在不同时刻都存在关系：3 v(B)=2v(X) D．反应过程中，容器中气体的密度保持不变 【答案】B 【解析】根据题干信息结合化学方程式可知:各物质速率之比、反应前后气体密度变化情况、甲和乙曲线的变化应该是使用了催化剂 、据a点和c点的坐标可以计算出这个时间间隔内的平均反应速率。A项，从a、c两点坐标可知从a到c时间间隔内的变化量，从而求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确；B项，若降低反应温度，反应平衡会发生移动，达平衡时c(B)和曲线甲达平衡时c(B)不相等，则降低反应温度，c(B)随时间变化关系不能用如图中曲线乙表示，B错误；C项，反应速率之比等于化学计量数之比，则，C正确；D项，恒温恒容，反应前后气体的质量不变，密度不变，D正确；故选B。 9．(浙江省嘉兴市2023-2024学年高一下学期期末)某温度时，在密闭容器中发生A、B两种气体物质间的转化反应。A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示，以下说法正确的是( ) A．反应开始至4min，A的平均反应速率为：0.1mol·L－1·min－1 B．该反应到4min时达到化学平衡状态 C．当容器内气体压强保持不变时，则表明该反应达到平衡 D．若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 【答案】C 【解析】A项，反应开始至4min，A的平均反应速率为：，A错误；B项，由图示可知，4min后A、B的物质的量仍在改变，4min时，该反应没有达到化学平衡状态，B错误；C项，化学方程式为2A(g) B(g)，当容器内气体压强保持不变时，则表明该反应达到平衡，C正确；D项，若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率也加快，D错误；故选C。 10．(浙江省9 1高中联盟2023-2024学年高一下学期学考模拟)在容器中发生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2A(g)B(g) B．反应开始至4min，B的平均反应速率为0.025mol·L－1·min－1 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 【解析】A项，由图可知，A为反应物，B为生成物，4min内，，则该反应的方程式为2A(g)B(g)，A正确；B项，反应开始至4min，B的平均反应速率为，B正确；C项，4min之后，A与B的物质的量还在减小，因此4min时反应没有平衡，即正逆反应速率不相等，C错误；D项，8min时以及8min后，A与B的物质的量不再变化，反应已达到平衡状态，因此容器内压强不变，气体的颜色不变，D正确；故选C。 11．(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)汽车尾气中的CO、NO2在一定条件下可发生反应：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)，一定温度下，向容积固定的密闭容器中充入等物质的量的CO和NO2，反应经10 min达到平衡状态，的物质的量随时间的变化曲线如图所示．下列说法不正确的是( ) A．0~10 min内用CO2表示的平均反应速率为0.015 mol·L－1·min－1 B．t1时，的消耗速率大于生成速率 C．容器内压强：t1＞t2 D．t2时断裂碳氧双键同时生成氮氮三键 【答案】D 【解析】A项，0~10 min内用CO2表示的平均反应速率为v(CO2)=v(CO)==，A正确；B项，t1时，CO逐渐减少，反应正向进行，CO的消耗速率大于生成速率，B正确；C项，反应4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)是气体体积减少的反应，随着反应的进行，气体的物质的量减少，在恒温恒容下，压强减少，容器内压强：t1＞t2，C正确；D项，t2时达到了平衡状态，正逆反应速率相等，断裂碳氧双键同时生成氮氮三键，D错误；故选D。 12．(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)一定温度下，向2L恒温密闭容器中加入2mol活性炭和2molNO2，发生反应2NO2(g)＋2C(s)2CO2(g)＋N2(g)，部分物质的物质的量随反应时间t的变化曲线如图所示，下列说法不正确的是( ) A．曲线Ⅱ表示n(N2)随t的变化 B．t0 min时，v正(NO2)=v逆(CO2) C．0~2min内，v(CO2)=0.375 mol·L－1·min－1 D．加入合适的催化剂，可缩短反应达到平衡所需时间 【答案】B 【解析】A项，投入活性炭和NO2，随着反应的进行，活性炭和NO2的物质的量减少，CO2和N2的物质的量增加，相同反应时间内CO2增加的量是N2的两倍，故曲线Ⅰ表示n(CO2)随t的变化，曲线Ⅱ表示n(N2)随t的变化，曲线Ⅲ表示n(NO2)或活性炭随t的变化，A正确；B项，t0 min时，反应未达到化学平衡状态，v正(NO2) ≠v逆(CO2)，B错误；C项，曲线Ⅰ表示n(CO2)随t的变化，0~2min内n(CO2)变化1.5mol，则，C正确；D项，加入合适的催化剂，可加快化学反应速率，缩短反应达到平衡所需时间，D正确；故选B。 考向4 化学反应速率与限度综合应用 13．(浙江省湖州市2023-2024学年高一下学期期末)某温度时，在2 L的密闭容器中， (均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示．请回答下列问题： (1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 。 (2)下列措施能加快反应速率的是 。 A．恒压时充入He B．恒容时充入He C．恒容时充入X D．及时分离出Z E．升高温度 F．选择高效的催化剂 (3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。 A．2v正(Y)= v逆(Z) B．容器内压强保持不变 C．容器内气体的平均相对分子质量不变 D．的浓度相等 (4)反应从开始至，用X的浓度变化表示的平均反应速率v(X) = 。 (5)将与的混合气体通入2L的密闭容器中发生上述反应，反应到某时刻各物质的物质的量恰好满足：n(X)＝n(Y)＝n(Z)，则此时X的转化率= 。 【答案】(1)3X+Y2Z (2)CEF (3)ABC (4) 0.075 mol/(L·min) (5)60% 【解析】(1)由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物；且0～2 min内Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol＝3∶1∶2，在2 min后各种物质都存在，且浓度不再发生变化，说明反应达到平衡，该反应为可逆反应，则反应的化学方程式为：3X+Y2Z。 (2)A项，恒压时充入He，导致体系的体积扩大，物质的浓度减小，化学反应速率减小，A不符合题意。B项，恒容时充入He，各物质的浓度不变，反应速率不变，B不符合题意。C项，恒容时充入X，X的浓度增大，化学反应速率加快，C符合题意。D项，及时分离出Z，Z的浓度减小，平衡右移，X和Y的浓度也继而减少，正、逆反应速率均会减小，D不符合题意。E项，升高温度，物质的内能增加，活化分子百分数增加，分子之间的有效碰撞次数增加，反应速率加快，E符合题意。F项，选择高效的催化剂可以使反应的活化能降低，活化分子百分数大大增加，反应速率大大加快，F符合题意。故选CEF。 (3)A项，当2v正(Y)＝v逆(Z)时，即v正(Y)∶v逆(Z)＝1∶2，可以理解为每消耗掉1 mol Y的同时也会有2 mol Z分解，因而正反应速率与逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A符合题意。B项，该反应是反应前后气体物质的量不等的反应，反应在恒容密闭容器中进行，则压强必然随着反应的进行而发生变化，若某时刻容器内压强保持不变，则意味着各气体的物质的量不再发生变化，即反应达到平衡状态，B符合题意。C项，反应在恒容密闭容器中进行，反应混合物都是气体，则气体总质量不变；该反应为反应前后物质的量不等的反应，则气体总的物质的量是变化的量；根据，容器内气体的平均相对分子质量也是一个变化的量，当某一时刻平均分子量不再发生变化时，则说明反应已达到平衡状态。C符合题意。D项，X、Y、Z的浓度相等时，反应可能处于平衡状态，也可能不处于平衡状态，这与外加各种物质的多少及反应条件有关，不能据此判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意。故选ABC。 (4)从反应开始至2 min，v(X)＝＝0.075 mol/(L·min)； (5)假设反应消耗的Y的物质的量为a mol，某时刻n(X)＝n(Y)＝n(Z)，即5－3a＝3－a＝2a，解得a＝1，因此反应消耗X的物质的量是3 mol，故X的平衡转化率为α(X)＝×100%＝60%。 14．(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)氢气用途广泛，甲烷和水蒸气催化重整是制氢的方法之一，涉及反应的化学方程式如下： Ⅰ．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) (一)某温度下，向容积为2L的刚性密闭容器中充入1molCH4(g)、2molH2O(g)和固体催化剂M(体积忽略不计)，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，容器内的总压强p随反应时间t的变化如表所示。 t/min 0 4 8 12 16 20 24 p/kPa 10.0 12.5 13.9 15.0 15.8 16.0 16.0 已知：①同温同体积时，气体的压强之比等于分子数之比； ②混合气体中，气体B的分压，为混合气体中B的物质的量分数，p为气体总压。 (1)12min时，容器中气体的总物质的量为 mol。 (2) CH4的平衡转化率为 。 (3)若平衡体系中CO和CO2的分压相同，则平衡体系中H2的物质的量为 mol。 (4)该体系达到平衡的标志是___________。 A．各组分的浓度不再改变 B．v正(CH4)∶v逆(H2O)＝1∶1 C．单位时间内2n mol O-H键断裂，同时有n molH2O生成 D．体系的密度不再变化 (二)反应Ⅰ为吸热反应，工业生产中向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，还发生： Ⅲ．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g) Ⅳ．CH4(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g) (5)试从能量和速率角度分析，该方法的先进之处在于 。 【答案】(1)4.5 (2)90% (3)1.35 (4)AC (5)甲烷与氧气反应放热，体系温度升高，加快反应速率 【解析】(1)根据同温同体积时，气体的压强之比等于分子数之比，12min时，容器中气体的总物质的量为=4.5mol； (2)到达平衡时气体总的物质的量为=4.8mol，反应Ⅱ为等体积反应，气体总的物质的量比起始增加1.8mol，根据反应Ⅰ中的化学计量系数，可知甲烷反应0.9mol，CH4的平衡转化率为90%； (3)若平衡体系中CO和CO2的分压相同，即CO和CO2的物质的量相同，根据碳原子守恒，CO和CO2的物质的量为=0.45mol，根据氧原子守恒，剩余H2O(g)的物质的量为2mol-0.45mol-0.45mol×2=0.65mol，根据氢原子守恒，平衡体系中H2的物质的量为2mol-0.65mol=1.35mol； (4)A项，各组分的浓度不再改变，说明该体系达到平衡，A正确；B项，两个反应均消耗H2O，v正(CH4)∶v逆(H2O)＝1∶1不能说明该体系达到平衡，B错误；C项，单位时间内2n mol O-H键断裂，同时有n mol H2O生成代表H2O的量不再变化，说明该体系达到平衡，C正确；D项，恒容条件，体系的密度是定值，密度不变，不能说明该体系达到平衡，D错误；故选AC； (5)甲烷与氧气反应放热，体系温度升高，加快反应速率。 15．(浙江省杭州市部分学校2023-2024学年高一下学期期末)I．一定温度下，在恒容的密闭容器内，将2 molSO2(g)和1molO2(g)混合充分发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0。回答下列问题： (1)升高温度，混合气体的平均摩尔质量 (填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)如图表示合成SO3，反应在某段时间t0→t6中反应速率与时间的曲线图，t4时刻改变的外界条件为 ；SO3的体积分数最小的平衡时间段是 。 (3)该反应的平衡常数表达式为 ；若反应达到平衡后，将cSO2、cO2、cSO3同时增大1倍，平衡将 移动(填“正向”“逆向”或“不移动”)。 (4)若该反应在恒容绝热密闭容器中进行，投入2 molSO2(g)和1molO2(g)，在一定条件下充分反应。 下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是 ； ①容器中压强不再改变 ②容器中气体密度不再改变 ③O2的物质的量浓度不再改变 ④SO3的质量不再改变 ⑤体系的温度不再改变 ⑥SO2和O2的比例不变 Ⅱ．碱性氢氧燃料电池是目前开发的燃料电池之一，这种燃料电池由氢气、空气(氧气)、(电解质溶液)构成。其中正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- (5)下列说法错误的是 。 ①电池放电时通入空气的电极为负极； ②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱； ③电池放电时每消耗3.2gH2转移3.2mol电子 ④燃料电池的优点之一是可以将化学能全部转化为电能 (6)写出该燃料电池的负极反应式： 。 【答案】(1)变小 (2)减小压强 t5→t6 (3) K= 正向 (4)②⑥ (5)①④ (6)H2-2e-+2OH-=2H2O 【解析】(1)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0，升高温度平衡逆向进行，气体物质的量增大，气体质量不变，混合气体的平均摩尔质量变小； (2)t0→t1以及t3→t4平衡不移动，t1→t2以及t4→t5平衡逆移，SO3体积分数变小，则t5→t6时SO3体积分数最小，t4时刻改变某一外界条件时正逆反应速率都减小且平衡逆向移动，改变的条件是减小压强； (3)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0，该反应的平衡常数表达式为：K=，平衡时各组分浓度都增加一倍，相当于压缩容器体积增大压强，所以平衡将向气体体积减少的方向移动，即平衡将正向移动； (4)①该反应是气体物质的量减小的反应，随着反应进行，混合气体的压强减小，当容器中压强不再改变，表明反应已达到平衡状态，故①不选；②根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，容器体积不变，则气体的密度始终不变，当容器中气体的密度不再改变，不能表明反应已达到平衡状态，故②选；③O2的物质的量浓度不再改变，表明反应已达到平衡状态，故③不选；④SO3的质量不再改变，物质的量不变，反应达到平衡状态，故④不选；⑤绝热容器中，体系的温度不再改变，表明反应已达到平衡状态，故⑤不选；⑥起始量和变化量均为2:1，SO2和O2的比例始终不变，不能说明反应已达到平衡状态，故⑥选；故答案为：②⑥； (5)①碱性氢氧燃料电池中，通入燃料氢气的电极为负极，通入空气的电极为正极，故①错误；②电池放电时，总反应为2H2+O2=2H2O，生成水稀释溶液，电解质溶液的碱性逐渐减弱，故②正确；③3.2gH2的物质的量为1.6mol，负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，则转移电子的物质的量n(e-)=2n(H2)=2×1.6mol=3.2mol，故③正确；④燃料电池不可以将化学能全部转化为电能，故④错误；故答案为①④； (6)碱性氢氧燃料电池，通入氢气的电极为负极，氢气发生失电子的反应生成水，负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。 16．(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)一定温度下，在2 L容积不变的密闭容器中发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。反应过程中的部分数据如下表所示，下列说法不正确的是( ) 物质的量/mol 时间/min n(CO2) n(H2) n(CH3OH) n(H2O) 0 2 8 0 0 3 1 1 6 0.5 1.5 9 3.5 A．0～3内，H2的平均反应速率为0.5 mol/(L·min) B．保持恒容，若通入He使容器内压强增大，反应速率保持不变 C．6～9 min内，3v正(H2)=v逆(H2O) ≠0 D．若容器内的压强不再发生变化，说明反应已达平衡 【答案】C 【解析】A项，根据表格数据可知：在0～3 min内，CO2的物质的量减小1 mol，结合二者反应转化关系可知会同时反应产生3 mol H2，反应在2 L容器中进行，因此用H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)==0.5 mol/(L·min)，A正确；B项，保持恒容，若通入He使容器内压强增大，但由于不能改变反应体系中任何一种物质的浓度，因此化学反应速率保持不变，B正确；C项，根据表格数据可知：在0～6 min内，CO2的物质的量减小1.5 mol，则根据反应方程式中物质反应转化关系可知会同时反应消耗H2的物质的量4.5 mol，此时H2的物质的量为8 mol-4.5 mol=3.5 mol，而当反应时间为9 min时，H2的物质的量仍然为3.5 mol，不再发生改变，说明进行到6 min时反应已经达到平衡状态。当反应达到平衡时，用不同物质表示的正、逆反应速率，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，则在6～9 min内，v正(H2)=3v逆(H2O) ≠0，C错误；D项，该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，反应在恒温恒容密闭容器中进行，当容器内的压强不再发生变化时，说明反应已达平衡，D正确；故选C。 17．(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)中国政府力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。CO2催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体的排放。 Ⅰ．某温度下，二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在体积为2.0L的密闭容器中，充入0.8molCO2(g)和2.4molH2(g)，测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图： (1)前3分钟H2的平均反应速率是 mol·L－1·min－1。 (2)在恒温恒容条件下，能说明反应达到平衡状态的是___________。 A．容器中CH3OH与H2O浓度之比为1：1 B．容器中气体压强保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．生成H2的速率是生成H2O速率的3倍 Ⅱ．甲醇(CH3OH)是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如下图所示： (3)电极的反应式为 。 (4)碱性甲醇燃料电池工作一段时间后，电解质溶液的 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】(1)0.2 (2)BD (3) O2+2H2O+4e-=4OH- (4)减小 【解析】(1)前3分钟H2的平均反应速率； (2)A项，平衡前后容器中CH3OH与H2O浓度之比始终为1:1，不能说明达到平衡状态，A项错误；B项，恒温恒容，依据pV=nRT，可知气体压强和气体总物质的量成正比，气体的总物质的量在平衡前为变量，说明气体压强在平衡前为变量，依据变量不变思想，容器中气体压强保持不变，说明达到平衡状态，B项正确；C项，依据，恒温恒容，说明气体体积不变，依据质量守恒定律，气体的质量不变，说明气体密度在平衡前后始终保持不变，容器中气体密度保持不变，不能说明达到平衡状态，C项错误；D项，生成H2的速率为逆反应速率，生成H2O的速率为正反应速率，故生成H2的速率是生成H2O速率的3倍时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D项正确；故选BD； (3)碱性甲醇燃料电池，甲醇在负极反应，故电极A为负极，O2在正极反应，故电极B为正极，电极B的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-； (4)电池总反应为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，消耗OH-同时生成水，故电解质溶液pH减小。 3 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$