题型04 化学反应原理综合题（山东专用）-【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

题型04 化学反应原理综合题 1．（23-24高一下·山东菏泽·期末）工业上可用水煤气合成二甲谜：  ，恒容密闭容器中充入物质的量之比为的和开始反应。测得和的浓度随时间变化如图所示。 已知：温度升高平衡向吸热方向移动。回答下列问题： （1）图中 ；时的转化率为 。 （2）下列叙述正确的是 (填标号)。 A．该条件下时的正反应速率大于时的逆反应速率 B．保持不变，可判断该反应达到平衡状态 C．当时说明该反应已达到平衡状态 D．升高温度消耗速率增大，消耗速率减小 E．达平衡后升高温度，再次达平衡时平均摩尔质量减小 （3）在该温度下达到平衡时的体积分数为 ，此时的压强与容器起始时压强之比为 。 （4）其他条件不变，下列措施不能加快生成速率的是 (填标号)。 A．增大容器的体积                           B．充入气体 C．恒温恒容冲入                         D．将容器改为绝热容器 E．将水蒸气从体系中分离出 2．（23-24高一下·山东青岛·期末）乙烯是重要的化工原料，高效制备乙烯是科学家当前关注的热点。回答下列问题： （1）一定温度和压强下，物质完全氧化为同温度下指定产物时的熔变为该物质的摩尔燃烧焓，氢元素氧化为，碳元素氧化为。时，几种物质的摩尔燃烧焓如下： 物质 化学式 石墨 氢气 乙烯 乙炔 时由C(s，石墨)和反应生成的热化学方程式为 ，乙炔选择性加氢合成乙烯的主要反应为，则和的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)的总能量。 （2）二氧化碳气氛下乙烷脱氢制乙烯是具有应用前景的绿色新工艺，其反应机理如图所示，该工艺总反应方程式为 。 （3）科学家发现电解催化乙炔可以制取乙烯，同时得到副产品和，工作原理如图所示。 ①生成的电极反应式为 ；通电一段时间后，左池溶液中的物质的量浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②若生成的和的物质的量之比为，则装置中消耗的和的物质的量之比为 。 3．（23-24高一下·山东东营·期末）利用还原能有效促进“碳中和”。回答下列问题： （1）一定条件下发生反应：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化，则该反应的 。 （2）不同温度、条件下，在固定容积的相同容器中分别投入和，发生上述反应，实验测得两容器中或的物质的量随时间的变化关系如图所示。 ①请判断： (填“>”、“<”或“=”，下同)，容器内的物质的量a c。 ②时，反应进行到时，气体的总压强是开始的 倍，ab段用的物质的量浓度表示平均反应速率为 ③反应开始后，下列描述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 A．容器中混合气体的密度不再改变    B． C．            D．容器内的压强保持不变 4．（23-24高一下·山东德州·期末）碳中和作为一种新型环保形式可推动社会绿色发展。下图为科学家研究的一种二氧化碳新循环体系，主要分为4个过程。 （1）过程Ⅰ的原理：，根据下表数据回答： 化学键 H—H O=O H—O 键能/（kJ·mol-1） 436 496 463 由过程Ⅰ制备2g需 （填“放出”或“吸收”）能量 kJ。 （2）常温下，在过程Ⅲ中16g CH3OH(l)在氧气中充分燃烧生成和液态水放出363.2kJ的热量，则甲醇的摩尔燃烧烩的热化学方程式为 。 （3）200℃时，在1L密闭容器中充入CO2和H2发生过程Ⅱ中的反应，和CO2的物质的量随时间变化如图所示。 ①该反应的化学方程式 ，第2min时 第5min时（填“大于”、“小于”或“等于”） ②已知CO2与H2按系数比投料，用H2的浓度变化表示0-2min的平均反应速率为 ，5min末时，混合气体中甲醇的物质的量分数为 %（请保留三位有效数字） 已知：B的物质的量分数=×100%。 ③下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 a.单位时间内断裂1 mol C=O，同时生成16g b.容器中不再变化 c.容器中气体压强不再变化 d.容器中气体密度不再变化 e.容器中气体平均摩尔质量不再变化 5．（23-24高一下·山东东营·期末）氮元素在自然界中是极其重要的一种元素，它深度参与了物质形成与生命活动。 （1）是工业生产的重要原料，二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： i．和生成； ii．分解生成尿素。 请写出由与反应，生成与的热化学反应方程式 。 （2）钙(锂)介导电化学合成氨相比于传统的合成氨工艺，具有低能耗，效率高的优势，是合成氨研究的热点领域，以下为该装置示意图，请回答下列问题： ①a是电源的 (填“正极”或“负极”)， (填“从左向右”或“从右向左”)迁移。 ②已知：不在电极上直接获得电子，请分步写出阴极区的反应：， 。 ③在反应过程中，不考虑其他反应的前提下，是否需要补充 (填“需要”或“不需要”)。 ④若在该过程中，转移电子数为，则产生的物质的量为 。 6．（23-24高一下·山东菏泽·期末）锂离子蓄电池将接过神舟飞船“十七朝元老”镉镍蓄电池的“接力棒”，开启神舟飞船电源的新征程。回答下列问题： （1）神舟十八号载人飞船使用和(偏二甲肼)作推进剂。液态在液态中燃烧生成三种气体，放出热量，该反应的热化学方程式为 。 （2）纳米硅基锂电池是一种新型锂离子电池，电池装置如图所示，电池放电时总反应为。 ①电池工作时，三元锂电极为 (填“正”或“负”)极，充电时移向 (填“三元锂电极”或“硅基电极”)。 ②电池工作时，硅基电极上发生的电极反应： 。 （3）钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，工作示意图如下图所示，该电池总反应方程式为： ①钠离子电池的比能量(比能量是指单位质量电池所放出的能量)比锂离子电池 (填“高”“低”或“相等”)。 ②用该电池为铅酸蓄电池充电，当b极材料减轻时，铅酸蓄电池耗水 g。 7．（23-24高一下·山东济南·期末）二氧化碳是生产甲醇、尿素、甲酸、水杨酸、环碳酸酯等有机物的基础材料，利用二氧化碳合成甲醇具有可行性。合成甲醇发生如下反应： Ⅰ．  正反应放热 Ⅱ．  正反应吸热 Ⅲ． 已知： ①中有三对共用电子； ②选择性； ③STY可衡量催化剂效率，数值越大效率越高。 回答下列问题： （1）已知反应Ⅲ中与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示： 断裂化学键所需的能量如表所示： 化学键 断裂化学键所需的“能量/” 436 1084 465 343 此反应每生成甲醇，释放 热量，甲醇中键的键能为 。 （2）在恒容密闭容器中，充入和，测得平衡时转化率和甲醇的选择性与温度关系如图所示。随温度的升高，甲醇选择性呈现如图所示变化的原因是 。时，经过反应到达平衡，该时间段内甲醇的平均反应速率 。 （3）恒容条件下，投入和，判断体系中化学反应达到平衡的标志是 。 a．体系中总压强不再改变 b．气体的平均摩尔质量不再改变 c．成键速率和的断键速率相等 （4）针对催化剂和，测定其在不同温度下的加氢制甲醇的性能如图所示，时选择 催化剂催化效果较好。选择不同催化剂 （填“影响”或“不影响”）该反应体系的平衡转化率。 8．（23-24高一下·山东临沂·期末）利用合成甲酸()是实现“碳中和”的途径之一，其反应原理为。 回答下列问题： （1）时，在刚性容器中，、按物质的量之比为1：1投料，测得容器内压强随时间变化如下表所示。 时间/min 0 20 40 60 80 100 压强/MPa 已知：气体分压=物质的量分数×总压。时，的分压为 (用含的式子表示，下同)；用气体分压变化表示反应速率，则内， ；时， (填“>”“<”或“=”)。 （2）能说明上述反应达到平衡状态的是 (填标号)。 a．容器中混合气体的密度保持不变 b．容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 c． d．键断裂的同时消耗 （3）以甲酸为燃料的电池总反应为，其工作原理如图所示。 ①X处加入的是 (填“甲酸”或“氧气”)；正极的电极反应式为 。 ②当生成时，外电路中转移电子，则电池的能量转化率为 。 9．（23-24高一下·山东日照·期末）羰基硫(COS)主要来自于化石燃料的燃烧过程，它能引起催化剂中毒、设备腐蚀和大气污染等问题。回答下列问题： （1）已知COS氢解反应和水解反应过程中的能量变化如下图所示。 根据上述能量变化图，反应的ΔH= 。 （2）恒温下，向体积为2L的密闭容器中充入4mol COS(g)和6mol (g)发生氢解反应，5min后反应达到化学平衡状态，测得混合气体中的体积分数为24%，则在建立化学平衡的过程中 ；平衡时 。 （3）研究表明，用金属储氢材料(电极A)、Pt(电极B)和含COS的硫酸溶液组成的电化学装置可以实现COS的氢解。 ①质子的移动方向为 (填“A→B”或“B→A”)。 ②Pt极的电极反应式为 ；每氢解12.0g COS转移电子的物质的量为 mol(已知COS中S的化合价为-2)。 10．（23-24高一下·山东日照·期末）电能与化学能之间的相互转化具有重要的实用价值。 回答下列问题： Ⅰ．以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。 （1）电极a为 (填“阴极”或“阳极”)，b极的电极反应式为 。 （2）乙装置中发生反应的化学方程式为 。 （3）电解和催化过程中需不断向电解槽中补充Y，Y的化学式为 。 Ⅱ．恒温条件下，用如图1所示装置探究铁的电化学腐蚀，溶液pH、容器内压强随时间变化曲线如图2所示。 （4）图2中表示pH的曲线为 (填“a”或“b”)。BC段正极的电极反应式主要为 。 （5）图2中DE段曲线基本不变，此时电池的总反应为 。 （6）轮船上为减缓铁皮的腐蚀，常在船底四周镶嵌锌块，这种防护方法被称为 。 11．（23-24高一下·山东泰安·期末）利用催化技术可将汽车尾气中的和转化为和，化学方程式是： （1）某温度下，在容积不变的密闭容器中通入和，测得不同时间的浓度如下表： 时间 0 1 2 3 …… 3.60 3.05 2.85 2.76 …… 用的浓度变化表示的平均反应速率为 。 （2）反应物初始浓度相同时，实验温度为和，进行以下实验： 实验编号 实验目的 同种催化剂的比表面积 一段时间内的平均速率/ Ⅰ 对照实验 280 80 Ⅱ 研究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响 a 120 Ⅲ b c d 【实验分析与结论】 ①补全表格a． ，b． ，c． ，d． 。 ②测得，对比实验Ⅰ、Ⅱ，可得结论： 。 ③通过实验可得到“催化剂的比表面积相同时，温度升高，可增大尾气的转化速率”的结论，证据是 。 12．（23-24高一下·山东泰安·期末）回答下列问题。 （1）在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图1所示。 ①该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示) 。 ②a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是 。 （2）如图2所示是可逆反应的反应速率与时间的关系曲线，下列叙述正确的是_______(填字母)。 A．时，只有正方向反应在进行 B．时，反应达到最大限度 C．，反应不再进行 D．，各物质的浓度不再发生变化 13．（23-24高一下·山东潍坊·期末）科学家利用氧化锆锌作催化剂，在一定温度下将和转化为重要有机原料甲醇，其原理为：　。在容积为的恒温密闭容器中，充入和发生上述反应。和的物质的量随时间变化如图所示。回答下列问题：    （1）图中 ；时，的转化率为 。 （2）下列叙述正确的是 (填序号)。 a．时的生成速率等于其分解速率 b．由保持不变，可判断该反应达到平衡状态 c．当时，该反应一定达到平衡状态 d．若改变催化剂，则反应达到平衡状态所需的时间一定小于 （3）该温度下达到平衡时，混合气体中的体积分数为 ，此时体系压强与开始时的压强之比为 。 （4）其他条件不变时，下列措施不能使生成的反应速率增大的是 (填序号)。 a．增大的浓度 b．将容器的容积变为 c．恒容条件下充入一定量 d．将恒温恒容容器改为绝热恒容容器 已知升高温度，平衡向吸热方向移动。降低温度，此反应再次达到平衡时体系中混合气体的平均摩尔质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。 14．（23-24高一下·山东潍坊·期末）学习小组利用草酸溶液与溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行如下实验： 实验序号 试验温度/K 有关物质 紫色褪去所需时间 溶液 溶液 溶液 试剂X ① 298 2 4 1 1 无 ② 2 3 无 ③ 313 2 4 无 ④ 313 2 2 无 ⑤ 313 2 4 1 1 有 已知： 回答下列问题： （1）通过实验①、②，可探究 的改变对化学反应速率的影响，其中 ， 。 （2）通过实验 (填实验序号)可探究变化对化学反应速率的影响，由此可以得出的实验结论是 。 （3）实验③中，内 (忽略溶液体积的变化，结果保留小数点后两位)。 （4）草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应机理如图所示。    高锰酸钾与反应的离子方程式为 ；为验证催化剂对反应速率的影响，实验⑤中试剂最好选用 (填序号)。 a．溶液 b．溶液 c．粉末 d．粉末 15．（23-24高一下·山东潍坊·期末）是世界上产量最多的无机化合物之一，具有广泛的用途。回答下列问题： （1）工业上通常用和来合成。 已知：i．的摩尔燃烧焓为 　 　 工业合成氨的热化学方程式为 。 （2）相同金属与其不同浓度盐溶液可形成浓差电池。以浓差电池为电源，利用制备高纯和的装置如图所示(均为石墨电极)。    ①乙池中电极为 (填“正”或“负”)极，通过交换膜I的离子为 。 ②电解一段时间后，丁室中的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ③M极发生的电极反应方程式为 ；电路中每通过电子，丙池质量增加 g。 ④甲乙两室溶液浓度相同时，制得体积为 L(标准状况)。 16．（23-24高一下·山东潍坊·期末）、CO是汽车尾气的主要成分，可利用催化技术将其转化为无害气体，有关反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 回答下列问题： （1）反应速率方程准确描述了化学反应的速率与参与反应物质浓度的关系。某温度下，测得反应I的速率方程为，k为常数，由此判断其反应机理是(总反应速率取决于慢反应) (填编号)。 反应机理编号 第一步反应 第二步反应 ① (快反应) (慢反应) ② (慢反应) (快反应) 向体积不变的密闭容器中通入和1mol CO发生反应I，改变下列条件不能使反应速率增大的是 (填标号)。 A．降低温度    B．通入    C．增大催化剂表面积    D．通入气体He （2）在2L的密闭容器中，通入2mol NO和1mol CO，发生反应Ⅱ。、温度时，CO的物质的量随时间变化如图所示： ①该反应 0(填“>”或“<”)。 ②温度，的反应速率 ；2~4min CO的变化量减小的原因是 。 ③温度达平衡时，的体积分数是 (保留三位有效数字)。 ④有关该反应，下列说法错误的是 (填标号)。 A．反应过程中，NO和CO的物质的量之比不变，说明反应Ⅱ达到平衡状态 B．混合气体的密度保持不变，说明反应Ⅱ达到平衡状态 C．温度，m点有 D．温度下，增加初始时NO的物质的量，可使平衡时CO的物质的量与温度时相同 17．（23-24高一下·山东潍坊·期末）甲烷和甲醇是常见的有机物，具有广阔的开发应用前景。回答下列问题。 （1）已知：；；则 。 （2）甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示： ①电极N上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②电极M上发生反应的电极反应式为 。 ③质子交换膜每通过，消耗b气体标准状况下的体积为 L。 （3）某研究小组用甲烷燃料电池作电源，电解含正盐X的废水制得、、和NaOH。工作原理如图： 已知：I．电池中甲烷用量为4.48L(标准状况)；Ⅱ．甲、乙、丙三池中溶液体积均为1L且忽略电解过程中体积变化。 回答下列问题： ①电解池中c膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜；X为 (写化学式)。 ②电解结束后，理论上丙池中 。 18．（23-24高一下·山东烟台·期末）丙烯()可由异丙醇催化脱水制取，其主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： （1）已知相同条件下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) 能量 -56 -273.5 a -242 a= ，反应Ⅱ中断开化学键所吸收的能量 断开化学键所吸收的能量(填“大于”或“小于”)。 （2）在1350℃下，向恒容密闭容器中加入一定量的异丙醇，反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表： 反应时间/μs 0 4 8 12 t 20 浓度 0 4～12 μs内， ；t μs时，若与分压之比为4∶5(分压=体系总压×物质的量分数)，则的物质的量浓度为 。 （3）在恒容、绝热密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是 (填标号)。 a．密闭容器中温度保持不变 b．的浓度保持不变 c． d．混合气体密度不变 （4）下图是某科研团队设计的光电催化反应器，实现了由制得异丙醇(常温下为液态)，其中A极和B极均为Pt/CNT电极。 ①下列说法错误的是 (填标号)。 A．A极上发生还原反应 B．由A极经质子交换膜向B极移动 C．该工艺涉及的能量转化形式只有两种 D．使用催化剂可以提高单位时间内的转化率 (已知：) ②该反应器的负极反应式为 ；一段时间后，若A、B两极分别收集到标况下67.2 L气体，则此时理论上制得异丙醇的质量为 。 19．（23-24高一下·山东枣庄·期末）“绿水青山就是金山银山”，运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。 （1）汽车是近代重要的交通运输工具，随着汽车量的激增，汽车尾气造成的环境污染也日益严重，汽车尾气中的有害成分主要有、、、颗粒物和臭氧等。 ①汽车尾气中生成过程中的能量变化如图所示，1mol和1mol完全反应生成会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 ②一种新型催化剂用于和的反应：，为测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的和浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 10 4.5 2.5 1.5 1.0 1.0 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 前2s内的平均反应速率 。 ③在容积固定的绝热容器中发生反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填标号)。 A．容器内混合气体温度不再变化 B．容器内的气体压强保持不变 C． D．容器内混合气体密度保持不变 （2）煤燃烧排放的烟气中含有和，会污染大气，形成酸雨。将转化为重要的化工原料的原理示意图如图。催化剂a表面的电极反应式为 。若得到的硫酸质量分数仍为49%，则理论上参加反应的与加入的的物质的量之比为 。 20．（23-24高一下·山东淄博·期末）将转化为高附加值的化学品是实现碳中和的重要方法。已知： I．； Ⅱ．； Ⅲ． 回答下列问题： （1） ；升高温度，反应I的化学反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，反应Ⅱ的化学反应速率 。 （2）一定温度下，在恒容密闭容器中，按照投料，仅发生反应Ⅲ，起始气体总压强为，测得和的浓度随时间变化如下图所示。 ①从反应开始到3min，的平均反应速率 ；反应达平衡后，容器内的压强为 (用含的代数式表示)；A、B、C、D四个点中，的点是 。 ②能说明反应Ⅲ达到平衡状态的是 (填标号)。 a．混合气体的密度保持不变 b．混合气体的平均摩尔质量保持不变 c．断裂键时，生成键 d．混合气体中与的体积比保持不变 （3）固体氧化物甲醇燃料电池的工作原理如图所示，负极的电极反应式为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 题型04 化学反应原理综合题 1．（23-24高一下·山东菏泽·期末）工业上可用水煤气合成二甲谜：  ，恒容密闭容器中充入物质的量之比为的和开始反应。测得和的浓度随时间变化如图所示。 已知：温度升高平衡向吸热方向移动。回答下列问题： （1）图中 ；时的转化率为 。 （2）下列叙述正确的是 (填标号)。 A．该条件下时的正反应速率大于时的逆反应速率 B．保持不变，可判断该反应达到平衡状态 C．当时说明该反应已达到平衡状态 D．升高温度消耗速率增大，消耗速率减小 E．达平衡后升高温度，再次达平衡时平均摩尔质量减小 （3）在该温度下达到平衡时的体积分数为 ，此时的压强与容器起始时压强之比为 。 （4）其他条件不变，下列措施不能加快生成速率的是 (填标号)。 A．增大容器的体积                           B．充入气体 C．恒温恒容冲入                         D．将容器改为绝热容器 E．将水蒸气从体系中分离出 【答案】（1）0.4 （2）AE （3） （4）ACE 【解析】（1）由图可知乙醚的物质的量浓度变化值为0.2mol/L，又可知，根据化学计量数之比等于物质的量浓度变化之比，得CO变化0.4mol/L，故a=0.8-0.4=0.4，时CO变化0.2mol/L，则H2变化0.4mol/L，恒容密闭容器中充入物质的量之比为的和，H2的初始量为1.6 mol/L，的转化率为； （2）A．该条件下时的正反应速率大于时的逆反应速率，随着反应的进行，时的逆反应速率等于正反应速率，得时的正反应速率大于时的逆反应速率，A正确； B．一氧化碳和氢气投入1:2，按1:2反应，一直保持不变，不可判断该反应达到平衡状态，B错误； C．依据化学计量数之比等于化学反应速率之比，当时说明该反应已达到平衡状态，C错误； D．升高温度消耗速率增大，消耗速率也增大，D错误； E．达平衡后升高温度，平衡逆向移动，气体质量不变，物质的量增加，再次达平衡时平均摩尔质量减小，E正确； 答案：AE； （3）依据题干信息，可得“三段式”，，在该温度下达到平衡时的体积分数为，根据阿伏伽德罗定律得此时的压强与容器起始时压强之比为； （4）A．增大容器的体积，相当于减压，速率减慢，A符合题意； B．充入气体，浓度增大，速率加快，B不符合题意； C．恒温恒容通入，浓度不变，速率不变，C符合题意； D．将容器改为绝热容器，反应放热，温度升高，速率加快，D不符合题意； E．将水蒸气从体系中分离出，浓度减小，速率减慢，E符合题意； 答案：ACE。 2．（23-24高一下·山东青岛·期末）乙烯是重要的化工原料，高效制备乙烯是科学家当前关注的热点。回答下列问题： （1）一定温度和压强下，物质完全氧化为同温度下指定产物时的熔变为该物质的摩尔燃烧焓，氢元素氧化为，碳元素氧化为。时，几种物质的摩尔燃烧焓如下： 物质 化学式 石墨 氢气 乙烯 乙炔 时由C(s，石墨)和反应生成的热化学方程式为 ，乙炔选择性加氢合成乙烯的主要反应为，则和的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)的总能量。 （2）二氧化碳气氛下乙烷脱氢制乙烯是具有应用前景的绿色新工艺，其反应机理如图所示，该工艺总反应方程式为 。 （3）科学家发现电解催化乙炔可以制取乙烯，同时得到副产品和，工作原理如图所示。 ①生成的电极反应式为 ；通电一段时间后，左池溶液中的物质的量浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②若生成的和的物质的量之比为，则装置中消耗的和的物质的量之比为 。 【答案】（1） 大于 （2） （3） 不变 3：4 【解析】（1）根据表格可知：反应1：； 反应2：； 反应3：； 反应4：，根据盖斯定律，将反应1×2+反应2-反应4，得到热化学方程式，则；，则和的总能量大于的总能量，故答案为：；大于； （2）根据反应机理如图所示，该工艺中反应物为乙烷和二氧化碳，生成物为一氧化碳、水和乙烯，则总反应方程式为，故答案为：； （3）①乙炔生成，该过程得到电子，为电解池的阴极，该电极反应式为；右侧为阳极，该电极上水失去电子，生成氧气，该电极反应式为，总反应方程式为：，副产品还有产生，左池每消耗1molH+，转移1mol电子，同时会有1mol氢离子由右池转移至左池，则通电一段时间后，左池溶液中的物质的量浓度不变，故答案为：；不变； ②左池发生的电极反应为：、，若生成的的物质的量为3mol，H2的物质的量为1mol，则左池共转移电子8mol，则右池消耗的的物质的量为4mol，装置中消耗的和的物质的量之比为3：4，故答案为：3：4。 3．（23-24高一下·山东东营·期末）利用还原能有效促进“碳中和”。回答下列问题： （1）一定条件下发生反应：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化，则该反应的 。 （2）不同温度、条件下，在固定容积的相同容器中分别投入和，发生上述反应，实验测得两容器中或的物质的量随时间的变化关系如图所示。 ①请判断： (填“>”、“<”或“=”，下同)，容器内的物质的量a c。 ②时，反应进行到时，气体的总压强是开始的 倍，ab段用的物质的量浓度表示平均反应速率为 ③反应开始后，下列描述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 A．容器中混合气体的密度不再改变    B． C．            D．容器内的压强保持不变 【答案】（1）E3 – E2 （2）> < 0.7 0.05 CD 【解析】（1）根据图像可知。 （2）①在固定容积的容器中投入和，说明在反应过程中，作为反应物在逐渐减少，而甲醇作为产物逐渐增大，因此T1对应的是的物质的量随时间的变化关系，根据图像可知平衡时，T2对应的是的物质的量随时间的变化关系，根据图像可知平衡时，达到平衡时，T2对应的甲醇的物质的量更大，该反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，反应速率减慢，因此温度为>； a点对应的温度为T1， c点对应的温度为T2，>，温度越高反应速率越快，因此未达到平衡之前，此时产生的，则T1时温度较高，对应的a点转化的H2更多，剩余的H2的物质的量就会减少，而T2时温度较少，对应c点转化的H2更少，剩余的H2的物质的量较多，即容器内的物质的量a < c； ②时，反应进行到时，图像中生成的甲醇为1.2mol，列出三段式： 同温同压下，有，，因此气体的总压强是开始的0.7倍； ab段用的物质的量浓度表示平均反应速率为； ③A．恒容下，体积不变，密闭容器中混合气体的总质量不变，则混合气体的密度一直不变，不能说明该反应达到平衡状态，A错误； B．各组分的浓度不变时说明达到平衡，因此不能说明该反应达到平衡状态，B错误； C．当正逆反应速率相等时化学反应达到平衡状态，由速率之比等于系数比，说明反应平衡，C正确； D．该反应前后气体分子数不相等，则压强是一变量，当容器中的压强不随时间变化，说明该反应达到平衡状态，D正确； 故选：CD。 4．（23-24高一下·山东德州·期末）碳中和作为一种新型环保形式可推动社会绿色发展。下图为科学家研究的一种二氧化碳新循环体系，主要分为4个过程。 （1）过程Ⅰ的原理：，根据下表数据回答： 化学键 H—H O=O H—O 键能/（kJ·mol-1） 436 496 463 由过程Ⅰ制备2g需 （填“放出”或“吸收”）能量 kJ。 （2）常温下，在过程Ⅲ中16g CH3OH(l)在氧气中充分燃烧生成和液态水放出363.2kJ的热量，则甲醇的摩尔燃烧烩的热化学方程式为 。 （3）200℃时，在1L密闭容器中充入CO2和H2发生过程Ⅱ中的反应，和CO2的物质的量随时间变化如图所示。 ①该反应的化学方程式 ，第2min时 第5min时（填“大于”、“小于”或“等于”） ②已知CO2与H2按系数比投料，用H2的浓度变化表示0-2min的平均反应速率为 ，5min末时，混合气体中甲醇的物质的量分数为 %（请保留三位有效数字） 已知：B的物质的量分数=×100%。 ③下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 a.单位时间内断裂1 mol C=O，同时生成16g b.容器中不再变化 c.容器中气体压强不再变化 d.容器中气体密度不再变化 e.容器中气体平均摩尔质量不再变化 【答案】（1）吸收 242 （2） （3） 大于 33.3 abd 【解析】（1）焓变=反应物键能之和-生成物键能之和，，ΔH=(4×463-2×436-496)kJ/mol=+484kJ/mol；即生成4g氢气吸收能量484kJ；制备2g需吸收能量242kJ； （2）16g CH3OH(l)在氧气中充分燃烧生成和液态水放出363.2kJ的热量，所以32g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热726.4kJ，则甲醇的摩尔燃烧烩的热化学方程式为：； （3）①CO2和H2发生反应的化学方程式为：；第2min时反应没有达到平衡，逐渐减小，逐渐增大，5min时反应已达平衡，=，故第2min时大于第5min时； ②由图像数据可知，0-2min的平均反应速率v(CO2)==0.25，v(H2)=3v(CO2)=0.75；5min末时，甲醇的物质的量为0.8mol，根据反应方程式，CO2与H2按系数比投料，H2的投料为3mol，5min末时CO2的物质的量为0.2mol，H2O为0.8mol，H2为0.6mol，混合气体的总物质的量为0.8mol+0.8mol+0.2mol+0.6mol=2.4mol，故混合气体中甲醇的物质的量分数为； ③a．断裂 C=O，同时生成，都是描述的正反应方向，故不能说明达到平衡，故a选； b．由于反应由正向建立平衡，容器中始终为1∶1，不能说明反应达到平衡，故b选； c．反应是气体物质的量不等的反应，容器中气体压强不再变化，可能达到平衡，故c不选； d．各物质都是气体，容器是恒容的，密度始终保持不变，容器中气体密度不再变化，不能判断反应达到平衡，故d选； e．反应是气体物质的量不等的反应，容器中气体平均摩尔质量不再变化可以说明达到平衡，故e不选； 答案为abd。 5．（23-24高一下·山东东营·期末）氮元素在自然界中是极其重要的一种元素，它深度参与了物质形成与生命活动。 （1）是工业生产的重要原料，二十世纪初，工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： i．和生成； ii．分解生成尿素。 请写出由与反应，生成与的热化学反应方程式 。 （2）钙(锂)介导电化学合成氨相比于传统的合成氨工艺，具有低能耗，效率高的优势，是合成氨研究的热点领域，以下为该装置示意图，请回答下列问题： ①a是电源的 (填“正极”或“负极”)， (填“从左向右”或“从右向左”)迁移。 ②已知：不在电极上直接获得电子，请分步写出阴极区的反应：， 。 ③在反应过程中，不考虑其他反应的前提下，是否需要补充 (填“需要”或“不需要”)。 ④若在该过程中，转移电子数为，则产生的物质的量为 。 【答案】（1）CO2 (l) + 2NH3(l) = CO(NH2)2(l)+H2O(l)  =(E1 - E2 + E3 – E4)kJ·mol-1 （2）正极 从左向右 3Ca + N2 = Ca3N2 不需要 0.1mol 【分析】（2）由图可知，与直流电源正极相连的左侧电极为电解池的阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，氢离子与C2H5O-结合生成乙醇，乙醇又电解生成氢离子和C2H5O-，右侧为电解池的阴极，钙离子在阴极得到电子生成钙，钙与氮气生成Ca3N2，与氢离子反应生成钙离子和氨气； 【解析】（1）反应i：+2= 反应ii：=+ 由盖斯定律，反应i+ii可得：CO2 (l) + 2NH3(l) = CO(NH2)2(l)+H2O(l)  =(E1 – E2 + E3 – E4)kJ·mol-1； （2）①氢气失去电子生成氢离子，该电极是阳极，则a是电源的正极，电解池中阳离子移向阴极，则从左向右迁移； ②已知：不在电极上直接获得电子，阴极区钙离子得电子发生还原反应生成钙单质，单质钙和氮气反应生成Ca3N2，反应为3Ca + N2 = Ca3N2； ③氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，氢离子与C2H5O-结合生成乙醇，阳极区反应式为H2+2C2H5O--2e-=2C2H5OH，则不需要补充； ④阴极区生成氨气时的反应为Ca3N2+6H+=3Ca2++2NH3↑，由，3Ca + N2 = Ca3N2，生成1mol Ca3N2时转移6mol电子，同时生成2mol NH3，则转移电子数为，则产生的物质的量为0.1mol。 6．（23-24高一下·山东菏泽·期末）锂离子蓄电池将接过神舟飞船“十七朝元老”镉镍蓄电池的“接力棒”，开启神舟飞船电源的新征程。回答下列问题： （1）神舟十八号载人飞船使用和(偏二甲肼)作推进剂。液态在液态中燃烧生成三种气体，放出热量，该反应的热化学方程式为 。 （2）纳米硅基锂电池是一种新型锂离子电池，电池装置如图所示，电池放电时总反应为。 ①电池工作时，三元锂电极为 (填“正”或“负”)极，充电时移向 (填“三元锂电极”或“硅基电极”)。 ②电池工作时，硅基电极上发生的电极反应： 。 （3）钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，工作示意图如下图所示，该电池总反应方程式为： ①钠离子电池的比能量(比能量是指单位质量电池所放出的能量)比锂离子电池 (填“高”“低”或“相等”)。 ②用该电池为铅酸蓄电池充电，当b极材料减轻时，铅酸蓄电池耗水 g。 【答案】（1）C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)  ∆H=-2550kJ/mol （2）正 硅基电极 LinSi-ne-=nLi++Si （3）低 3.6 【解析】（1）N2O4与C2H8N2反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=2CO2+3N2+4H2O，12.0gC2H8N2物质的量为=0.2mol，1mol液态C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O(g)放出的热量为kJ=2550kJ，该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)  ∆H=-2550kJ/mol。 （2）①由放电时的总反应可知，放电时LinSi发生失电子的氧化反应转化成Si，则硅基电极为负极，三元锂电极为正极；充电时硅基电极为阴极，三元锂电极为阳极，充电时Li+移向阴极即硅基电极； ②由放电时总反应知，电池工作时，硅基电极上发生的电极反应为LinSi-ne-=nLi++Si。 （3）①比能量是指单位质量电池所放出的能量，钠离子电池的能量密度比锂离子电池的低，则钠离子电池的比能量比锂离子电池的低。 ②由电池总反应知，放电时，负极上NaxC6发生失电子的氧化反应转化成C，电极反应式为NaxC6-xe-=xNa++6C，b极为负极，当b极材料减轻4.6g时，电路中通过电子物质的量与脱出的Na+的物质的量相等、为=0.2mol；铅酸蓄电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4，电路中每通过2mol电子，消耗2mol水；根据电路中通过电子物质的量相等，用该电池为铅酸蓄电池充电，当b极材料减轻4.6g时，铅酸蓄电池消耗水的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol×18g/mol=3.6g。 7．（23-24高一下·山东济南·期末）二氧化碳是生产甲醇、尿素、甲酸、水杨酸、环碳酸酯等有机物的基础材料，利用二氧化碳合成甲醇具有可行性。合成甲醇发生如下反应： Ⅰ．  正反应放热 Ⅱ．  正反应吸热 Ⅲ． 已知： ①中有三对共用电子； ②选择性； ③STY可衡量催化剂效率，数值越大效率越高。 回答下列问题： （1）已知反应Ⅲ中与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示： 断裂化学键所需的能量如表所示： 化学键 断裂化学键所需的“能量/” 436 1084 465 343 此反应每生成甲醇，释放 热量，甲醇中键的键能为 。 （2）在恒容密闭容器中，充入和，测得平衡时转化率和甲醇的选择性与温度关系如图所示。随温度的升高，甲醇选择性呈现如图所示变化的原因是 。时，经过反应到达平衡，该时间段内甲醇的平均反应速率 。 （3）恒容条件下，投入和，判断体系中化学反应达到平衡的标志是 。 a．体系中总压强不再改变 b．气体的平均摩尔质量不再改变 c．成键速率和的断键速率相等 （4）针对催化剂和，测定其在不同温度下的加氢制甲醇的性能如图所示，时选择 催化剂催化效果较好。选择不同催化剂 （填“影响”或“不影响”）该反应体系的平衡转化率。 【答案】（1）91 413 （2）反应Ⅰ和Ⅲ生成甲醇且都是放热反应，升高温度平衡逆移或反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动 （3）ab （4） 不影响 【解析】（1）由图可知ΔH=419kJ/mol-510kJ/mol=-91kJ/mol，且焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，设甲醇中C-H键的键能为xkJ/mol，则1084+2×436-3x-465-343=-91，解得x=413。此反应每生成甲醇，释放91热量，甲醇中键的键能为413。故答案为：91；413； （2）随温度的升高，甲醇选择性呈现如图所示变化的原因是反应Ⅰ和Ⅲ生成甲醇且都是放热反应，升高温度平衡逆移或反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动。时，经过反应到达平衡，，该时间段内甲醇的平均反应速率 =。故答案为：反应Ⅰ和Ⅲ生成甲醇且都是放热反应，升高温度平衡逆移或反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动；； （3）a．反应是气体分子数改变的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，达到平衡状态，a符合； b．反应是气体分子数改变的化学反应，气体的总质量保持不变，气体的平均摩尔质量不再改变，，达到平衡状态，b符合； c．每断开2molC-O键形成3molC-H键，成键速率和的断键速率相等时，成键速率和的断键速率均为逆速率，且不满足3成键速率=2的成键速率或3断键速率和2的断键速率，故c不符； 故答案为：ab； （4）从图中可以看出：下的加氢制甲醇的性能约次330，最大，时选择催化剂催化效果较好。催化剂能改变反应历程，不能改变平衡，选择不同催化剂不影响该反应体系的平衡转化率。故答案为：；不影响。 8．（23-24高一下·山东临沂·期末）利用合成甲酸()是实现“碳中和”的途径之一，其反应原理为。 回答下列问题： （1）时，在刚性容器中，、按物质的量之比为1：1投料，测得容器内压强随时间变化如下表所示。 时间/min 0 20 40 60 80 100 压强/MPa 已知：气体分压=物质的量分数×总压。时，的分压为 (用含的式子表示，下同)；用气体分压变化表示反应速率，则内， ；时， (填“>”“<”或“=”)。 （2）能说明上述反应达到平衡状态的是 (填标号)。 a．容器中混合气体的密度保持不变 b．容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 c． d．键断裂的同时消耗 （3）以甲酸为燃料的电池总反应为，其工作原理如图所示。 ①X处加入的是 (填“甲酸”或“氧气”)；正极的电极反应式为 。 ②当生成时，外电路中转移电子，则电池的能量转化率为 。 【答案】（1） （2） （3）甲酸 【解析】（1）合成甲酸的反应是体积减小的，在容器压强不再变化达到反应平衡，时可以列三段式为 20min时容器内压强为，解得，因此20min时，CO2的分压为。根据已知用气体分压变化表示反应速率，则内，用氢气表示的反应速率为；时，反应已经达到平衡，此时； （2）a．由可知，该容器体积，质量均不变，不能说明达到平衡状态； b．平均摩尔质量指混合气体质量和混合气体的物质的量的比值，当平衡时，各组分的物质的量不发生变化，能说明达到平衡状态； c．当反应进行时反应物系数之比为，且初始物质的量相等，总体积相等，所以该反应一直存在，不能说明达到平衡状态； d．当键断裂的同时消耗时，这两种物质化学计量数之比为，故此时反应达到平衡，能说明达到平衡状态； 答案选bd； （3）以甲酸为燃料的电池中存在质子交换膜，根据移动方向可知处为电池负极，负极电极反应式为，处为电池正极，正极电极反应式为。 ①由分析可知，处加入的是HCOOH，正极的电极反应式； ②当生成时，外电路中转移电子，理论转移电子为，则电池的能量转化率为。 9．（23-24高一下·山东日照·期末）羰基硫(COS)主要来自于化石燃料的燃烧过程，它能引起催化剂中毒、设备腐蚀和大气污染等问题。回答下列问题： （1）已知COS氢解反应和水解反应过程中的能量变化如下图所示。 根据上述能量变化图，反应的ΔH= 。 （2）恒温下，向体积为2L的密闭容器中充入4mol COS(g)和6mol (g)发生氢解反应，5min后反应达到化学平衡状态，测得混合气体中的体积分数为24%，则在建立化学平衡的过程中 ；平衡时 。 （3）研究表明，用金属储氢材料(电极A)、Pt(电极B)和含COS的硫酸溶液组成的电化学装置可以实现COS的氢解。 ①质子的移动方向为 (填“A→B”或“B→A”)。 ②Pt极的电极反应式为 ；每氢解12.0g COS转移电子的物质的量为 mol(已知COS中S的化合价为-2)。 【答案】（1）-41.2 （2）0.36 1:6 （3）A→B 0.4 【分析】本题考查的知识点包括：盖斯定律的应用、应用三段式计算化学反应速率、原电池中离子的移动方向、原电池中转移电子的物质的量等相关知识。 【解析】（1）根据图像可知，①， ②，根据盖斯定律：②－①得； （2）设氢气物质的量的变化量为x mol，列出三段式： 由平衡时混合气体中的体积分数为24%，可知，解得：，建立化学平衡的过程中，平衡时； （3）根据反应可知，氢气发生氧化反应，则A极为负极，发生还原反应生成CO，B为正极，原电池中阳离子向着正极移动，则质子的移动方向：A→B；Pt(电极B)为正极，电极反应式：；每氢解12.0g COS，即0.2mol，转移电子物质的量0.4mol。 10．（23-24高一下·山东日照·期末）电能与化学能之间的相互转化具有重要的实用价值。 回答下列问题： Ⅰ．以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。 （1）电极a为 (填“阴极”或“阳极”)，b极的电极反应式为 。 （2）乙装置中发生反应的化学方程式为 。 （3）电解和催化过程中需不断向电解槽中补充Y，Y的化学式为 。 Ⅱ．恒温条件下，用如图1所示装置探究铁的电化学腐蚀，溶液pH、容器内压强随时间变化曲线如图2所示。 （4）图2中表示pH的曲线为 (填“a”或“b”)。BC段正极的电极反应式主要为 。 （5）图2中DE段曲线基本不变，此时电池的总反应为 。 （6）轮船上为减缓铁皮的腐蚀，常在船底四周镶嵌锌块，这种防护方法被称为 。 【答案】（1）阴极 （2） （3） （4）b （5） （6）牺牲阳极保护法 【分析】Ⅰ、电极b上发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为；则电极a为阴极，电极a的电极反应为；电解总反应式为；催化循环阶段被还原成循环使用，同时生成O2，发生反应，实现高效制H2和O2，即Z为O2； Ⅱ、图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，铁主要发生析氢腐蚀，溶液pH值增大，体系压强增大；随着溶液酸性减弱，开始发生吸氧腐蚀，正极反应式为：，体系压强开始减小，a曲线表示压强的变化，b曲线表示pH值的变化，据此解答。 【解析】（1）根据已知，电极a为阴极，b极的电极反应式为； （2）乙装置中发生反应的化学方程式为：； （3）电解和催化过程中需不断向电解槽中补充Y，电解池生成的X为，Z为，故Y化学式为； （4）根据分析可知表示pH的曲线为b，BC段开始发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式主要为； （5）b表示pH随时间变化曲线，DE段为弱酸性，曲线基本不变，说明相同时间内，2Fe + O2 + 4H+=2Fe2+ + 2H2O消耗H+的量与4Fe2+ + O2 +10H2O=4Fe(OH)3 + 8H+产生H+的量基本相同，但是压强仍然减小，说明发生吸氧腐蚀，因此电池的总反应为； （6）轮船上为减缓铁皮的腐蚀，常在船底四周镶嵌锌块，Zn、Fe和海水构成原电池，Zn易失电子作负极，Fe作正极而被保护，这种防护方法被称为：牺牲阳极保护法。 11．（23-24高一下·山东泰安·期末）利用催化技术可将汽车尾气中的和转化为和，化学方程式是： （1）某温度下，在容积不变的密闭容器中通入和，测得不同时间的浓度如下表： 时间 0 1 2 3 …… 3.60 3.05 2.85 2.76 …… 用的浓度变化表示的平均反应速率为 。 （2）反应物初始浓度相同时，实验温度为和，进行以下实验： 实验编号 实验目的 同种催化剂的比表面积 一段时间内的平均速率/ Ⅰ 对照实验 280 80 Ⅱ 研究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响 a 120 Ⅲ b c d 【实验分析与结论】 ①补全表格a． ，b． ，c． ，d． 。 ②测得，对比实验Ⅰ、Ⅱ，可得结论： 。 ③通过实验可得到“催化剂的比表面积相同时，温度升高，可增大尾气的转化速率”的结论，证据是 。 【答案】（1） （2）280 研究温度对尾气转化速率的影响 360 80 在其他条件相同时，同种催化剂的比表面积越大，反应速率越大 【解析】（1）用的浓度变化表示的平均反应速率为； （2）①对比I、II组实验，研究同种催化剂的比表面积对尾气转化速率的影响，同种催化剂的比表面积不同，温度相同，则a为280；对比I、III组实验，根据控制变量可知温度不同，同种催化剂的比表面积相同，b为研究温度对尾气转化速率的影响，则c为360，d为80； ②测得，对比实验Ⅰ、Ⅱ，可得结论：在其他条件相同时，同种催化剂的比表面积越大，反应速率越大； ③通过实验可得到“温度相同时，增大催化剂的比表面积，可增大尾气的转化速率”的结论，证据是对比实验I、III，III的温度高，反应速率快，则证据是。 12．（23-24高一下·山东泰安·期末）回答下列问题。 （1）在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图1所示。 ①该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示) 。 ②a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是 。 （2）如图2所示是可逆反应的反应速率与时间的关系曲线，下列叙述正确的是_______(填字母)。 A．时，只有正方向反应在进行 B．时，反应达到最大限度 C．，反应不再进行 D．，各物质的浓度不再发生变化 【答案】（1） bd （2）BD 【解析】（1）①由题图1可知，X为生成物，Y为反应物。10min时反应达到平衡状态，X增加了0.4，Y减小了0.2，故X、Y的化学计量数之比为2：1，且该反应为可逆反应，化学方程式为； ②由图可知，10～25min及35min之后X、Y的物质的量不发生变化，则相应时间段内的点处于化学平衡状态，即b、d处于化学平衡状态。 （2）A．t1时，正逆反应都发生，且正反应速率大于逆反应速率，故A错误； B．t2时，正逆反应速率相等，则反应到达最大限度，故B正确； C．t2～t3，正逆反应速率相等，化学反应达到动态平衡，反应仍在进行，故C错误； D．t2～t3，处于化学平衡状态，各物质的浓度不再发生变化，故D正确； 故选BD。 13．（23-24高一下·山东潍坊·期末）科学家利用氧化锆锌作催化剂，在一定温度下将和转化为重要有机原料甲醇，其原理为：　。在容积为的恒温密闭容器中，充入和发生上述反应。和的物质的量随时间变化如图所示。回答下列问题：    （1）图中 ；时，的转化率为 。 （2）下列叙述正确的是 (填序号)。 a．时的生成速率等于其分解速率 b．由保持不变，可判断该反应达到平衡状态 c．当时，该反应一定达到平衡状态 d．若改变催化剂，则反应达到平衡状态所需的时间一定小于 （3）该温度下达到平衡时，混合气体中的体积分数为 ，此时体系压强与开始时的压强之比为 。 （4）其他条件不变时，下列措施不能使生成的反应速率增大的是 (填序号)。 a．增大的浓度 b．将容器的容积变为 c．恒容条件下充入一定量 d．将恒温恒容容器改为绝热恒容容器 已知升高温度，平衡向吸热方向移动。降低温度，此反应再次达到平衡时体系中混合气体的平均摩尔质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】（1）0.25 50% （2）b （3）30% 5:8 （4）bc 增大 【分析】根据题意，可列“三段式”如下： 【解析】（1）a为CO2的平衡物质的量，根据分析得a=0.25；3 min时，参加反应的CO2为0.5 mol，则H2的转化率=×100%=50%； （2）3 min时，平衡向正方向进行，的生成速率大于其分解速率，a错误；随反应进行，增大，当保持不变时，反应到达平衡，b正确；任意情况下，均存在，因此不能判断平衡，c错误；改变催化剂，不一定催化效果好于氧化锆锌，因此反应速率不一定增大，d错误；答案选b。 （3）平衡时，水的体积分数==30%，反应前后的压强之比=气体物质的量之比==； （4）a．增大反应物浓度，反应速率增大； b．增大容器体积，相当于减小压强，反应速率减小； c．恒容充入Ne，各物质浓度不变，反应速率不变； d．该反应为放热反应，绝热容器中，随反应进行，温度升高，反应速率增大； 故答案选bc。 该反应放热，降低温度，平衡正移，气体的物质的量减小，平均摩尔质量增大。 14．（23-24高一下·山东潍坊·期末）学习小组利用草酸溶液与溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行如下实验： 实验序号 试验温度/K 有关物质 紫色褪去所需时间 溶液 溶液 溶液 试剂X ① 298 2 4 1 1 无 ② 2 3 无 ③ 313 2 4 无 ④ 313 2 2 无 ⑤ 313 2 4 1 1 有 已知： 回答下列问题： （1）通过实验①、②，可探究 的改变对化学反应速率的影响，其中 ， 。 （2）通过实验 (填实验序号)可探究变化对化学反应速率的影响，由此可以得出的实验结论是 。 （3）实验③中，内 (忽略溶液体积的变化，结果保留小数点后两位)。 （4）草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应机理如图所示。    高锰酸钾与反应的离子方程式为 ；为验证催化剂对反应速率的影响，实验⑤中试剂最好选用 (填序号)。 a．溶液 b．溶液 c．粉末 d．粉末 【答案】（1）H2C2O4溶液浓度 298 2 （2）③④ pH减小，该反应的化学反应速率增大 （3）1.56×10-3mol/(L∙s) （4）+Mn2+=+Mn3+ d 【分析】采用控制变量法探究外界条件的改变对化学反应速率的影响。 【解析】（1）观察实验①、②中有关物质的浓度和体积可知，实验①、②可探究H2C2O4溶液浓度的改变对化学反应速率的影响，故需要控制温度和其余物质的浓度相同，则T1=298、V1=1、V2=2； （2）观察表中数据，实验①、③可探究温度的改变对化学反应速率的影响，则V3=1、V4=1；实验③、⑤探究催化剂对化学反应速率的影响；实验③、④可探究pH变化对化学反应速率的影响，则V5=4、V6=0，由表中数据知溶液的pH越小，紫色褪去所需时间越短，由此可得出的实验结论为：pH越小，该反应的化学反应速率越快； （3）实验③中消耗KMnO4物质的量为0.02mol/L×2×10-3L=4×10-5mol，根据反应2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，消耗H2C2O4物质的量为4×10-5mol×=10-4mol，则0~8s内v(H2C2O4)==1.56×10-3mol/(L∙s)； （4）由反应机理知，KMnO4与Mn2+反应生成K2MnO4和Mn3+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为+Mn2+=+Mn3+；由反应机理可知，Mn2+对该反应有催化作用，由于KMnO4具有强氧化性，酸性条件下能将Cl-氧化，故不选用MnCl2，根据控制变量法，实验⑤中试剂X最好选用MnSO4粉末（忽略溶液体积的变化）；答案选d。 15．（23-24高一下·山东潍坊·期末）是世界上产量最多的无机化合物之一，具有广泛的用途。回答下列问题： （1）工业上通常用和来合成。 已知：i．的摩尔燃烧焓为 　 　 工业合成氨的热化学方程式为 。 （2）相同金属与其不同浓度盐溶液可形成浓差电池。以浓差电池为电源，利用制备高纯和的装置如图所示(均为石墨电极)。    ①乙池中电极为 (填“正”或“负”)极，通过交换膜I的离子为 。 ②电解一段时间后，丁室中的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ③M极发生的电极反应方程式为 ；电路中每通过电子，丙池质量增加 g。 ④甲乙两室溶液浓度相同时，制得体积为 L(标准状况)。 【答案】（1） （2）正 增大 18 44.8 【解析】（1）i的热化学方程式为，根据盖斯定律i的6倍加上的2倍减去，再除以2，得到工业合成氨的热化学方程式为；故答案为：。 （2）①根据M处得到氮气，说明M为阳极，则浓差电池左边为负极，右边为正极，则乙池中电极为正极，根据电解池“同性相吸”，则通过交换膜I的离子为；故答案为：正；。 ②电解一段时间后，丁中水电离的氢离子得到电子变为氢气，氢氧根在溶液中，氢氧根还会向左移动，因此氢氧根的物质的量不变，由于溶液的体积减小，因此丁室中的浓度增大；故答案为：增大。 ③M极是氨气变为氮气，发生的电极反应方程式为；电路中每通过电子，有1mol水生成，则丙池质量增加18g；故答案为：；18。 ④甲乙两室溶液浓度相同时，说明左右两边硫酸根物质的量浓度为1.5 mol∙L−1，则甲中铜消耗了(1.5 mol∙L−1−0.5 mol∙L−1)×2L=2mol，的转移4mol电子，生成2mol氢气，因此制得体积为2mol ×22.4L∙mol−1 =44.8L；故答案为：44.8。 16．（23-24高一下·山东潍坊·期末）、CO是汽车尾气的主要成分，可利用催化技术将其转化为无害气体，有关反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 回答下列问题： （1）反应速率方程准确描述了化学反应的速率与参与反应物质浓度的关系。某温度下，测得反应I的速率方程为，k为常数，由此判断其反应机理是(总反应速率取决于慢反应) (填编号)。 反应机理编号 第一步反应 第二步反应 ① (快反应) (慢反应) ② (慢反应) (快反应) 向体积不变的密闭容器中通入和1mol CO发生反应I，改变下列条件不能使反应速率增大的是 (填标号)。 A．降低温度    B．通入    C．增大催化剂表面积    D．通入气体He （2）在2L的密闭容器中，通入2mol NO和1mol CO，发生反应Ⅱ。、温度时，CO的物质的量随时间变化如图所示： ①该反应 0(填“>”或“<”)。 ②温度，的反应速率 ；2~4min CO的变化量减小的原因是 。 ③温度达平衡时，的体积分数是 (保留三位有效数字)。 ④有关该反应，下列说法错误的是 (填标号)。 A．反应过程中，NO和CO的物质的量之比不变，说明反应Ⅱ达到平衡状态 B．混合气体的密度保持不变，说明反应Ⅱ达到平衡状态 C．温度，m点有 D．温度下，增加初始时NO的物质的量，可使平衡时CO的物质的量与温度时相同 【答案】（1）② AD （2）＜ 随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率变慢 21.1% BD 【解析】（1）由速率方程可知，该反应的反应速率由NO2的速率决定，而慢反应决定总反应速率的快慢，故NO2的反应为慢反应，反应机理②中NO2的反应为慢反应，故选②；\ 向体积不变的密闭容器中通入1molNO21mol NO2和1mol CO发生反应I，改变条件： A．降低温度，反应速率减慢，A符合题意； B．通入，反应物浓度增大，反应速率增大，B不合题意； C．增大催化剂表面积，反应速率增大，C不合题意；   D．通入气体He，恒容条件下各物质浓度不变，不影响反应速率，D符合题意； 故选AD； （2）①由图可知，T1温度下先达到平衡状态，故温度T1>T2，平衡时升高温度，CO的物质的量增大，故平衡逆向移动，反应为放热反应，＜0； ②化学反应速率之比等于化学计量数之比，故温度，的反应速率；2~4min CO的变化量减小的原因是：随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率变慢； ③温度达平衡时，CO的物质的量为0.6mol，由此可列出三段式：，的体积分数是：； ④A．NO和CO的投料比不等于系数比，反应过程中，NO和CO的物质的量之比不变，说明反应Ⅱ达到平衡状态，A正确； B．该反应前后气体质量不变，容器体积不变，混合气体的密度一直保持不变，不能说明反应Ⅱ达到平衡状态，B错误； C．温度，m点并未达到平衡，CO的物质的量仍在减少，反应正向进行，故有，C正确； D．该反应为吸热反应，温度下，增加初始时NO的物质的量，可使平衡时CO的转化率增大，平衡时CO的物质的量更少，始终无法与温度时相同，D错误； 故选BD。 17．（23-24高一下·山东潍坊·期末）甲烷和甲醇是常见的有机物，具有广阔的开发应用前景。回答下列问题。 （1）已知：；；则 。 （2）甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示： ①电极N上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②电极M上发生反应的电极反应式为 。 ③质子交换膜每通过，消耗b气体标准状况下的体积为 L。 （3）某研究小组用甲烷燃料电池作电源，电解含正盐X的废水制得、、和NaOH。工作原理如图： 已知：I．电池中甲烷用量为4.48L(标准状况)；Ⅱ．甲、乙、丙三池中溶液体积均为1L且忽略电解过程中体积变化。 回答下列问题： ①电解池中c膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜；X为 (写化学式)。 ②电解结束后，理论上丙池中 。 【答案】（1）-334.5 （2）还原 5.6 （3）阳 Na2SO4 1.8 【解析】（1）已知①；②；根据盖斯定律可知，目标方程式=，则  ，故答案为：-334.5。 （2）甲醇燃料电池中，甲醇在负极失电子，氧气在正极得电子，根据图中的工作原理可知，H+通过质子交换膜移向电极N，因此电极N为正极，同样可以根据电子的流动方向判断，电子从负极流向正极，因此电极M是负极，电极N是正极； ①根据分析可知，电极N是正极，发生还原反应； ②根据分析可知，电极M是负极，因此反应物质是甲醇，电极反应式为：； ③电极N是正极，电极反应式为：，质子交换膜每通过，根据电极反应可知消耗O2为0.25mol，标准状况下的体积为。 （3）甲烷燃料电池中通入甲烷的电极发生氧化反应为负极，通入氧气的电极发生还原反应为正极，因此在电解池中，甲池中电极a连接原电池的负极，则是阴极，丙池中电极b连接原电池的正极，则是阳极。根据题意可知，电解含正盐X的废水制得、、和NaOH，说明电解池中，丙池中的阳极发生的电极反应为：，甲池中的阴极发生的电极反应式为：，由此可知、在丙池中产生，d为阴离子交换膜，主要是硫酸根通过；、NaOH在甲池中产生，c为阳离子交换膜，主要是钠离子通过；根据反应可知正盐X需要提供钠离子和硫酸根，因此X为硫酸钠。 ①根据分析可知，电解池中c膜为阳离子交换膜；正盐X为Na2SO4； ②根据题中信息可知，电池中甲烷用量为4.48L(标准状况)，即消耗甲烷为，根据负极的电极反应式：可知，转移电子为1.6mol，丙池中的阳极发生的电极反应为：，根据得失电子守恒可知，产生的，原加入的硫酸同样含有H+，因此电解结束后，理论上丙池中。 18．（23-24高一下·山东烟台·期末）丙烯()可由异丙醇催化脱水制取，其主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   回答下列问题： （1）已知相同条件下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) 能量 -56 -273.5 a -242 a= ，反应Ⅱ中断开化学键所吸收的能量 断开化学键所吸收的能量(填“大于”或“小于”)。 （2）在1350℃下，向恒容密闭容器中加入一定量的异丙醇，反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表： 反应时间/μs 0 4 8 12 t 20 浓度 0 4～12 μs内， ；t μs时，若与分压之比为4∶5(分压=体系总压×物质的量分数)，则的物质的量浓度为 。 （3）在恒容、绝热密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是 (填标号)。 a．密闭容器中温度保持不变 b．的浓度保持不变 c． d．混合气体密度不变 （4）下图是某科研团队设计的光电催化反应器，实现了由制得异丙醇(常温下为液态)，其中A极和B极均为Pt/CNT电极。 ①下列说法错误的是 (填标号)。 A．A极上发生还原反应 B．由A极经质子交换膜向B极移动 C．该工艺涉及的能量转化形式只有两种 D．使用催化剂可以提高单位时间内的转化率 (已知：) ②该反应器的负极反应式为 ；一段时间后，若A、B两极分别收集到标况下67.2 L气体，则此时理论上制得异丙醇的质量为 。 【答案】（1） 大于 （2）0.145 （3）ab （4）BC 20.0g 【解析】（1）根据可知，，得到a=； ，该反应为吸热反应，可知反应Ⅱ中断开化学键所吸收的能量大于断开化学键所吸收的能量，故答案为：；大于。 （2）4~12µs内，v(H2O)=，根据反应速率之比等于化学计量数之比可得； tμs时，浓度为，根据反应可知，产生的水即为反应Ⅰ中产生的，恒温恒容条件下，物质的量之比等于压强之比，因此实际体系中含有的的物质的量为，可知反应Ⅱ中所消耗的的物质的量为，根据浓度改变之比等于化学计量数之比可知，消耗反应Ⅱ中所消耗的生成 （3）a．在恒容绝热体系中，温度为变量，当温度不变时，说明反应达到平衡，故a符合题意； b．为反应物，反应过程中浓度在发生改变，当浓度不变时说明达到平衡状态，故b符合题意； c．当某组分浓度不变时可作为判断依据，C3H6、C6H12均为产物，比值关系不能说明达到平衡，故c不符合题意； d．反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，恒容说明容器体积不变，则混合气体密度不变，是个不变量，不能作为反应I、Ⅱ均达到平衡的判据，d不符合题意； 故选ab。 （4）①根据图中装置可知，该装置为原电池，产生A电极上CO2得到电子转化为异丙醇CH3CH(OH)CH3，同时还有H+得到电子变为H2，发生还原反应，则A电极为正极，B电极为负极， A．根据分析可知，A电极为正极，发生还原反应，A正确； B．根据分析可知，A电极为正极，B电极为负极，因此由B极经质子交换膜向A极移动，故B错误； C．根据图示可知该工艺涉及到光能转化为化学能及化学能转化为电能，是三种形式的能量之间的转化，故C错误； D．使用催化剂可以降低反应的活化能，因而可以加快反应速率，提高单位时间内反应物的转化率，故D正确； 故合理选项是BC； ②根据分析可知，电极B为负极，电极反应式为； 若A、B两极分别收集到标况下67.2L的气体， ，，在A电极上CO2得到电子变为异丙醇CH3CH(OH)CH3，反应方程式为：，根据反应过程中电子得失数目相等可得：2n(H2)+18n(异丙醇)=4n(O2)，3mol×2+18n(异丙醇)=4×3mol，解得n(异丙醇)=，则反应产生的异丙醇的质量m(异丙醇)=。 19．（23-24高一下·山东枣庄·期末）“绿水青山就是金山银山”，运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。 （1）汽车是近代重要的交通运输工具，随着汽车量的激增，汽车尾气造成的环境污染也日益严重，汽车尾气中的有害成分主要有、、、颗粒物和臭氧等。 ①汽车尾气中生成过程中的能量变化如图所示，1mol和1mol完全反应生成会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 ②一种新型催化剂用于和的反应：，为测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的和浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 10 4.5 2.5 1.5 1.0 1.0 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 前2s内的平均反应速率 。 ③在容积固定的绝热容器中发生反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填标号)。 A．容器内混合气体温度不再变化 B．容器内的气体压强保持不变 C． D．容器内混合气体密度保持不变 （2）煤燃烧排放的烟气中含有和，会污染大气，形成酸雨。将转化为重要的化工原料的原理示意图如图。催化剂a表面的电极反应式为 。若得到的硫酸质量分数仍为49%，则理论上参加反应的与加入的的物质的量之比为 。 【答案】（1）吸收 180 AB （2） 3：20 【解析】（1）①，反应热=反应物断键吸收的能量-生成物形成释放出的能量，该反应的反应热，所以这是一个吸热反应，1mol和1mol完全反应生成会吸收180kJ的能量； ②用CO的浓度变化表示的平均反应速率，则； ③A．反应在容积固定的绝热容器中进行，混合气体的温度不变说明达到化学平衡状态，A正确； B．反应进行中气体的物质的量在变，当压强不变时，说明达到化学平衡状态，B正确； C．达平衡时，正逆反应速率相等，应为，C错误； D．由于容器体积不变，混合气体的质量不变，密度始终不变，不能说明达到化学平衡状态，D错误； 故答案选AB。 （2）制备硫酸，被氧化，作还原剂，所以在负极反应，其电极反应式为。 原电池的总化学方程式为：，设加入的为、为、则生成硫酸的质量为：、水的质量变化为：，根据二者的比值为49%，可以求得，则其物质的量之比为3：20。 20．（23-24高一下·山东淄博·期末）将转化为高附加值的化学品是实现碳中和的重要方法。已知： I．； Ⅱ．； Ⅲ． 回答下列问题： （1） ；升高温度，反应I的化学反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，反应Ⅱ的化学反应速率 。 （2）一定温度下，在恒容密闭容器中，按照投料，仅发生反应Ⅲ，起始气体总压强为，测得和的浓度随时间变化如下图所示。 ①从反应开始到3min，的平均反应速率 ；反应达平衡后，容器内的压强为 (用含的代数式表示)；A、B、C、D四个点中，的点是 。 ②能说明反应Ⅲ达到平衡状态的是 (填标号)。 a．混合气体的密度保持不变 b．混合气体的平均摩尔质量保持不变 c．断裂键时，生成键 d．混合气体中与的体积比保持不变 （3）固体氧化物甲醇燃料电池的工作原理如图所示，负极的电极反应式为 。 【答案】（1）-49 增大 增大 （2）0.5 D b （3）CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O 【解析】（1）根据盖斯定律，反应I+Ⅱ可得反应Ⅲ，-90+41=-49；升高温度，活化分子百分数增加，活化分子碰撞次数增多，反应I的化学反应速率增大，无论是吸热反应还是放热反应，升高温度反应速率均增大，则反应Ⅱ的化学反应速率增大； （2）①仅发生反应Ⅲ，是反应物，则随着反应进行浓度减小，从反应开始到3min，浓度减小了1.00-0.50=0.50mol/L，平均反应速率，由速率之比等于系数比，则的平均反应速率；按照投料，起始c(CO2)=1mol/L，则c(H2)=3mol/L，列三段式：，恒温恒容下，气体的物质的量与压强成正比，起始气体总压强为，，反应达平衡后，容器内的压强为，当时反应达到平衡状态，同时各物质的浓度不再发生变化，故的点是D； ②a．反应Ⅲ体系内都是气体，则混合气体的总质量不变，恒容下进行反应即体积不变，则混合气体的密度一直保持不变，不能说明反应Ⅲ达到平衡状态，故a错误； b．反应Ⅲ前后气体分子数不相等，即气体的物质的量发生变化，由于气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量是变量，当其保持不变时，说明反应Ⅲ达到平衡状态，故b正确； c．断裂键是指正反应方向的速率，同时生成键也是指正反应方向的速率，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应Ⅲ达到平衡状态，故c错误； d．按照投料，反应Ⅲ的反应物与也是按1:3反应，则混合气体中与的体积比一直保持不变，不能说明反应Ⅲ达到平衡状态，故d错误； 故选b； （3）甲醇燃料电池，燃料甲醇为原电池的负极，被氧化，电极反应式为CH3OH-6e-+3O2-=CO2↑+2H2O。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$