重难点04 化学反应速率及平衡图像问题的分析（广东专用）-【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

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·广东信宜·期末)在一定的条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是    A．时刻， B．时刻，反应达到平衡状态 C．时刻，正、逆反应速率均为零 D．时刻，反应处于平衡状态 2．(23-24高一下·广东高州·期末)一定温度下，容积为1 L的密闭容器内，某一反应体系中X、Y的物质的量随时间的变化曲线如图所示，下列说法错误的是 A．时Y的浓度是X的2倍 B．时，平均反应速率mol⋅L⋅min C．时正反应速率等于逆反应速率 D．时向容器中加入催化剂，Y的转化率增大 3．(23-24高一下·广东湛江岭南师范学院附属中学·期末)一定条件下，A、B、C三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，各气体的浓度随时间变化的曲线如图所示。0～2min内该反应共吸收了akJ(a>0)能量。下列说法不正确的是 A．达到平衡时，A的浓度不再变化 B．反应的化学方程式为 C．反应达到平衡后，往容器中充入He，反应速率加快 D．该条件下，0.8molA(g)的总能量小于0.4molB(g)和1.2molC(g)的总能量 4．(23-24高一下·广东东莞·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 5．(22-23高一下·广东广州第三中学·期末)一定温度，向体积固定的密闭容器中通入一定量的和，进行合成氨反应，反应过程中部分物质的物质的量n随时间t变化如图所示。下列说法正确的是    A．Y表示的物质是 B．时刻， C．时刻，Y的转化率为33.3％ D．a、b两点的正反应速率：a>b 6．(22-23高一下·广东中山·期末)某温度下，在固定容积为的密闭容器中充入和，发生反应，该反应为放热反应。测得和的物质的量随时间变化如图。下列说法正确的是    A．时， B．内， C．达到平衡后，容器中的压强和起始时压强的比值为 D．该反应中，反应物断键吸收的总能量大于生成物成键放出的总能量 7．(22-23高一下·广东东莞·期末)在恒温恒容的密闭容器中发生如下反应：，体系中各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是    A．25s时，反应逆向进行 B．64s时，达到反应进行的限度 C．100s时，v正(N2O4)=2v逆(NO2) D．达到化学平衡，混合气体的颜色不再改变 8．(22-23高一下·广东肇庆·期末)在一恒温恒容密闭容器中发生、两种气体间的转化反应，、物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是    A．该反应的化学方程式为 B．时，该反应的 C．时反应达到化学平衡，反应停止 D．若其他条件不变，减小容器体积，的反应速度增大 9．(21-22高一下·广东广州越秀区实越秀学校·期末)一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体发生可逆反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B． C．，各物质的反应速率相等 D．的平均反应速率为 10．(22-23高一下·广东汕头·期末)某温度下，在的恒容密闭容器中充入与的混合气体发生上述反应：与随时间的变化如图所示，下列说法正确的是 A．内，用表示该反应的平均反应速率 B．容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时，该反应达到平衡 C．时，v(正)=v(逆) D．的转化率：x点>y点 11．(22-23高一下·广东佛山·期末)在和条件下，将一定量的和充入含有催化剂的密闭容器。测量容器内的浓度如下表所示。下列说法正确的是 反应时间 0 10 20 30 40 50 60 70 100 5 3.5 2.5 1.65 1 0.5 0.5 0.5 0.5 A．的平均反应速率为 B．该反应一定在时才开始达到平衡 C．时，的转化率为 D．的平均反应速率比的慢，是因为反应物浓度减小 12．(23-24高一下·广东江门·期末)化学反应伴随着能量变化，是人类获取能量的重要途径。 某同学以反应为例，设计了如下实验探究，请按要求回答下列问题。 （1）该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。以反应过程为横坐标、能量为纵坐标的能量变化趋势图如图，请在该图中画出中间状态→生成物的能量变化曲线 。 （2）若要使上述反应的化学反应速率加快，下列措施可行的有_______（填选项字母）。 A．改锌片为锌粉 B．改稀硫酸为98％的浓硫酸 C．升高温度 D．减小压强 （3）用如图实验装置测定化学反应速率。在锥形瓶内盛有6.5g锌粒，通过分液漏斗加入足量的稀硫酸，将产生的收集在注射器中，10s时恰好收集到标准状况下的 44.8mL（装置气密性良好），则10s内锌粒的反应速率为 。 （4）若将上述反应设计成原电池，以石墨和锌为原电池电极材料，则石墨上发生的电极反应式为 ，外电路中电流由 （填“锌”或“石墨”，下同）极向 极移动。当外电路上有0.2mol电子移动时，理论上锌片的质量减小 g。 13．(23-24高一下·广东东莞·期末)某学习小组为探究影响原电池电流大小的因素，利用Zn为负极，稀硫酸为电解质溶液，选取不同的正极材料，设计了如下实验。 实验编号 硫酸浓度() 硫酸体积(mL) 正极材料 电极间距离(cm) 电流(A) 1 1.00 100 Cu 1.0 2 2.00 100 Cu 1.0 3 2.00 100 Cu 2.0 4 2.00 100 Fe 1.0 已知：实验所用电极浸没在稀硫酸中的表面积相同，稀硫酸在反应前后体积保持不变。 （1）请写出实验1中Zn电极的反应式 。 （2）实验1和实验2的目的是探究 对电流强度的影响；实验 和实验4可探究不同电极材料对电流强度的影响。 （3）甲同学在进行实验4时发现电解质溶液变为浅绿色，推测是电池内部发生了副反应所致，请用离子方程式表示该副反应 。 （4）证明， 。 （5）实验2在0~10min内收集到22.4mL(标准状况)，用硫酸表示的该时间段内反应速率为 。 （6）请写出一个可能影响原电池电流大小的因素 (表中因素除外)。 14．(23-24高一下·广东肇庆·期末)采用催化还原的处理方法可避免生产硝酸时产生的尾气()污染环境，回答下列问题。 （1）氮氧化物对环境的污染之一是形成酸雨，写出NO在空气中转化为的化学方程式： 。 （2）一定温度下，向体积为2.0L的刚性密闭容器中充入0.45 mol 和0.50mol ，发生反应：。测得部分气体的物质的量随时间变化关系如图所示。 ①该反应中作为还原剂的是 (填化学式，下同)，曲线B表示 的物质的量，随时间的变化关系。 ②0~5.0 min内，的物质的量浓度的变化量为 (保留2位有效数字，下同)，的平均反应速率为 ；平衡时的转化率为 。 ③为了提高该氧化还原反应的速率，可以采取的措施是 (填序号)。 a．加入适宜的催化剂             b．降低温度            c．减小压强            d．提高的浓度 15．(22-23高一下·广东湛江第二中学·期末)一定温度下，在体积为0.5L的恒容密闭容器中，和之间发生反应：(无色)，反应过程中各物质的物质的量与时间的关系如图所示。回答下列问题：    （1）曲线 (填“X”或“Y”)表示的物质的量随时间的变化曲线。 （2）在内，用表示的反应速率为 。 （3）该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。 A．Y的体积分数在混合气体中保持不变           B．X、Y的反应速率比为 C．容器内气体压强保持不变                     D．容器内气体的总质量保持不变 E．生成的同时消耗                F．容器内气体的颜色保持不变 G．容器内气体的密度保持不变 （4）汽车排放的尾气中含有的是大气污染的主要来源，通过传感器可监测汽车尾气中的含量，其工作原理如图所示。    ①NiO电极上发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②外电路中，电子流动方向是从 电极流向 电极。(填“NiO”或“Pt”) ③Pt电极上的电极反应式为 。 16．(22-23高一下·广东清远·期末)甲烷和甲醇(CH3OH)既是重要的化工原料，又是未来重要的能源物质。 （1）通过CO(g)和H2(g)化合可制得甲醇。反应为，反应过程中能量变化如图所示。则1molCO(g)和2molH2(g)的总能量 (填“>”、“<”或“=”)1molCH3OH(g)的能量。    （2）将2.0molCH4(g)和3.0molH2O(g)通入容积为V的恒容密闭容器中，恒温条件下发生反应：。测得在10min时反应达到平衡，此时CH4的物质的量为1.6mol，CO的物质的量浓度为0.2mol·L-1.则0~10min内，用CO表示该反应的平均反应速率υ(CO)= mol·L-1·min-1，V= L； 下列描述中能说明该反应已达平衡状态的是 (填标号)。 A．断裂3mol H−H键时，生成2mol H−O键 B．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．容器内混合气体的压强保持不变 D．容器内CO与H2的体积之比保持不变 （3）在容积为1L的恒容密闭容器中投入等物质的量的CO2(g)和H2(g)，进行反应：。CO2(g)、CH3OH(g)的物质的量随时间变化关系如图所示：    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：υa υc (填“>”、“<”或“=”，下同)，该反应达到平衡时，CO2的转化率 50%。 （4）中国科学院应用化学研究所在甲醇燃料电池(以甲醇燃烧反应为原理)技术方面获得新突破。该反应每消耗1.6g甲醇，外电路中通过导线的电子的数目为 。 17．(22-23高一下·广东佛山·期末)某小组以和草酸的实验研究化学反应速率的影响因素，反应原理为： Ⅰ．甲小组设计如下实验方案探究反应物浓度和溶液酸性对速率的影响： 【限选试剂和仪器】溶液、溶液(末酸化)、溶液、试管、胶头滴管、秒表 序号 稀硫酸 Ⅰ 2.0 1.0 1.0 1.0 Ⅱ 1.0 2.0 1.0 Ⅲ 2.0 1.0 2.0 （1）表中 ， 。 （2）为定量比较反应速率的快慢，本实验应测量 。 （3）对比实验 和 (填序号)可探究溶液酸性对反应速率的影响。 Ⅱ．乙小组利用色度传感器(检测溶液颜色的变化)探究草酸浓度对反应速率的影响，测得实验①③的溶液透光率-时间曲线如下所示。      注：溶液透光率可表征溶液颜色的深浅。颜色越浅，透光率越大。 （4）实验①~③所用草酸的浓度由大到小的顺序为 (填序号)。 （5）a点和点的速率大小关系： (填“>”、“<”或“=”)。 （6）根据曲线，该小组推测能作该反应的催化剂，并设计了如下实验：取与实验①浓度和体积均相同的反应物，再加入 ，测量该条件下溶液透光率的变化情况，说明能作该反应催化剂的判断依据是 。 18．(23-24高一下·广东广州天河区·期末)研究氮及其化合物的性质对化工生产和环境保护有重要意义。 Ⅰ．某小组探究浓度对硝酸氧化能力的影响。 资料显示：浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO；氢氧化钠溶液能吸 收NO2，  但不能吸收 NO。该小组按如图装置进行验证实验(夹持仪器已略去)。 （1）装置②中反应的化学方程式为 。 （2）装置③中盛放的试剂为 。 （3）能证明不同浓度硝酸氧化能力的相对强弱的实验现象为 。 Ⅱ．车尾气中的NOx是一种常见的大气污染物。在2L密闭容器中，800℃时发生反应：2NO(g)+O2 (g)=2NO2(g)， 体系中n(NO) 随时间的变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 （4）下图表示NO2的浓度变化的曲线是 。 （5）0－2s内 ，v(O2)= 。 （6）能说明该反应已达到平衡状态的是___________。 A．容器内气体的颜色不再变化 B．容器内气体的总质量保持不变 C．正反应和逆反应的速率相等 D．NO、O2和NO2的物质的量之比为2：1：2 Ⅲ．化学能与其他能量间的转换在生活中处处可见，以反应N2H4+O2=N2+2H2O   为原理设计成利用率高的燃料电池，装置如图。 （7）N极为电池的 (填“正”或“负”)极， M 处电极反应式为 。 19．(23-24高一下·广东三校（铁一、广外、广附）·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。 20．(23-24高一下·广东潮州潮安区·期末)I．为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制曲线。请分析讨论以下问题。 （1）在0∼t1、t1∼t2、t2∼t3、t3∼t4各相同的时间段里，收集到气体最多的是 时间段。 （2）为了减缓上述反应速率，欲向盐酸溶液中加入下列物质，你认为可行的有___________。 A．蒸馏水 B．NaCl固体 C．醋酸钠固体 D．通入HCl气体 （3）某温度时，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如图所示。由图中数据分析，该可逆反应的化学方程式为： 。 （4）用Z表示从0—2min内该反应的平均反应速率为 。 （5）NO、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨II电极上生成氧化物Y(N2O5)，则石墨Ⅰ电极是 (填“正极”或“负极”)，石墨II的电极反应式为 。(已知：NO2电池中参与电极反应)。 （6）研究表明，氮氧化物(NO)和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，其转化关系如图所示： 下列关于雾霾及其形成的叙述中，不正确的是___________。 A．雾霾的产生与燃料燃烧有关 B．雾霾中含有NH4NO3和 C．整个过程涉及氧化还原反应、化合反应 D．1molSO2与足量的O2在一定条件下反应，生成1molSO3 21．(23-24高一下·广东广州五校·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 。 22．(23-24高一下·广东湛江岭南师范学院附属中学·期末)某实验小组利用压强传感器采集实验数据，探究外界条件对双氧水分解速率的影响。用如下装置(1图)进行实验，请回答下列问题： 锥形瓶实验 盛放试剂 滴加试剂 反应条件 Ⅰ 10mL2%H2O2溶液 5滴0.1mol·L-1FeCl3溶液 常温 Ⅱ 10mL5%H2O2溶液 5滴0.1mol·L-1FeCl3溶液 常温 Ⅲ 10mL5%H2O2溶液 5滴___________CuCl2溶液 常温 查阅资料：通常情况下，H2O2较稳定，不易分解。Cl-对H2O2的分解速率无影响。 （1）仪器a的名称 。 （2）实验原理 (用化学方程式表示)。 （3）实验Ⅰ和Ⅱ的目的是 。 （4）实验Ⅱ、Ⅲ探究的是不同催化剂对双氧水分解速率的影响： ①实验Ⅲ中CuCl2溶液浓度最好为 (填字母)。 A．0.1mol·L-1            B．0.15mol·L-1            C．0.2mol·L-1            D．0.3mol·L-1 ②已知Fe3+和Cu2+都能对H2O2分解起催化作用，且Fe3+催化效果比Cu2+更好。实验结果如图2所示，请在图2中画出滴加FeCl3溶液的气体压强变化曲线图(t时刻内H2O2未完全分解) 。 （5）设计实验Ⅳ与实验Ⅰ对比探究温度对双氧水分解速率的影响，填写下面表格： 锥形瓶实验 盛放试剂 滴加试剂 反应条件 Ⅳ ① ② ③ （6）实验中除了可以测量压强外还可以测量什么数据判定实验结果： 。 23．(23-24高一下·广东深圳普通高中·期末)汽车尾气系统中均安装了催化转化器以减少尾气污染。 Ⅰ.汽车尾气中含有大量和等有害物质，会对人体健康和环境产生危害。 （1）汽车尾气中产生的原因为 (用化学方程式表示)。 Ⅱ.在催化剂作用下，汽车尾气中的和可转化成和，其反应为：。 （2）反应过程中的能量变化如图所示，该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 （3）在恒温恒容密闭容器中发生上述反应，下列情况能说明该反应达到化学平衡的有______(填标号)。 A．和的物质的量之比为 B．单位时间内生成的同时消耗 C．容器内的压强不再变化 D．的含量保持不变 （4）在体积相同的三个恒容密闭容器中按下表进行实验，三组实验中随时间t变化的曲线如图所示(已知：其他条件不变时，催化剂的比表面积越大，催化效率越高)。 编号 催化剂的比表面积 i 280 80 ii 280 x iii 360 80 ①结合图、表信息，表中x 80(填“>”“<”或“=”)。 ②由实验 (填编号，下同)和实验 可得出结论：温度越高，的转化速率越大。 ③实验i开始至的平均反应速率为 (用含的代数式表示)； 实验iⅱ达到平衡时的转化率为 (已知：转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。 （5）在催化剂作用下，利用还原也可实现氮氧化物污染的治理，其反应为。在的催化作用下，该反应历程可分两步进行： i)； ii) (写出该步反应的离子方程式)。 24．(22-23高一下·广东河源龙川县第一中学·期末)在2L恒容密闭容器中，800℃时，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表所示。 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）图中，A点处v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 （2）图中表示NO2变化的曲线是 。用NO表示从0~2s内该反应的平均速率v= 。 （3）下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母，下同)。 a．v(NO2)=2v(O2)　　　　　b．容器内颜色保持不变 c．v逆(NO)=2v正(O2)　　　　d．消耗1molO2同时生成2molNO2 （4）下列能使该反应的反应速率增大的是 。 a．及时分离出NO2气体　　　　b．适当升高温度　　　　c．选择高效的催化剂 （5）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，如图电池正极通入的是： (填“H2”或“O2”)，其电极反应式为 。    / 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·广东信宜·期末)在一定的条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是    A．时刻， B．时刻，反应达到平衡状态 C．时刻，正、逆反应速率均为零 D．时刻，反应处于平衡状态 【答案】C 【解析】A．根据图像可知：t1时刻，反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率， A正确； B．根据图像可知：在t2时刻，正反应速率等于逆反应速率，反应平衡，B正确； C．根据图像可知：在t3时刻，反应平衡，正反应速率等于逆反应速率，但反应速率不为0，C错误； D．根据图像可知t3时刻，正反应速率等于逆反应速率，则反应处于平衡状态，D正确； 故答案为：C。 2．(23-24高一下·广东高州·期末)一定温度下，容积为1 L的密闭容器内，某一反应体系中X、Y的物质的量随时间的变化曲线如图所示，下列说法错误的是 A．时Y的浓度是X的2倍 B．时，平均反应速率mol⋅L⋅min C．时正反应速率等于逆反应速率 D．时向容器中加入催化剂，Y的转化率增大 【答案】D 【分析】时X的物质的量增大了3mol-2mol=1mol，Y的物质的量减小了：8mol-6mol=2mol，X为生成物，Y为反应物，Y、X的计量数之比为2mol:1mol=2:1，所以该反应的化学方程式为：2Y(g)X(g)； 【解析】A．时Y、X的物质的量分别是6 mol、3 mol，因此Y的浓度是X的2倍，A正确； B．时，平均反应速率，B正确； C．之后，Y、X物质的量不变，达到平衡状态，则反应的正、逆反应速率相等，C正确；   D．催化剂改变反应速率，不影响平衡移动，Y的转化率不变，D错误； 故选D。 3．(23-24高一下·广东湛江岭南师范学院附属中学·期末)一定条件下，A、B、C三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，各气体的浓度随时间变化的曲线如图所示。0～2min内该反应共吸收了akJ(a>0)能量。下列说法不正确的是 A．达到平衡时，A的浓度不再变化 B．反应的化学方程式为 C．反应达到平衡后，往容器中充入He，反应速率加快 D．该条件下，0.8molA(g)的总能量小于0.4molB(g)和1.2molC(g)的总能量 【答案】C 【解析】A．反应达到平衡状态时各组分浓度不再变化，即达到平衡时，A的浓度不再变化，故A正确； B．参加反应的A和生成物B、C的物质的量浓度之比为(2.0-1.2)mol/L：0.4mol/L：1.2mol/L=2：1：3，则反应的化学方程式是，故B正确； C．恒容容器中冲入稀有气体，反应物与生成物的浓度不变，反应速率不变，故C错误； D．该反应的化学方程式为，0～2min内该反应共吸收了a(a＞0)kJ能量，说明该反应为吸热反应，该条件下0.8molA(g)的总能量小于0.4molB(g)和1.2molC(g)的总能量，故D正确； 答案选C。 4．(23-24高一下·广东东莞·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 【解析】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。 5．(22-23高一下·广东广州第三中学·期末)一定温度，向体积固定的密闭容器中通入一定量的和，进行合成氨反应，反应过程中部分物质的物质的量n随时间t变化如图所示。下列说法正确的是    A．Y表示的物质是 B．时刻， C．时刻，Y的转化率为33.3％ D．a、b两点的正反应速率：a>b 【答案】D 【分析】反应物逐渐减少，生成物逐渐增加，曲线变化说明X代表NH3，各物质该变量之比等于系数之比，从图中可知，达到平衡时，X增加了1mol，Y减少了0.5mol，二者比值为2：1，则说明Y代表N2。 【解析】A．据分析，Y表示的物质是N2，A错误； B．t1时刻后，X继续增加，Y继续减小，说明反应继续朝正向进行，即正反应速率大于逆反应速率，，B错误； C．t2时刻，该反应达到平衡，Y从1mol降低到0.5mol，则其转化率为50%，C错误； D．随着反应物浓度的减少，正反应速率下降，则a、b两点的正反应速率：a>b，D正确； 故选D。 6．(22-23高一下·广东中山·期末)某温度下，在固定容积为的密闭容器中充入和，发生反应，该反应为放热反应。测得和的物质的量随时间变化如图。下列说法正确的是    A．时， B．内， C．达到平衡后，容器中的压强和起始时压强的比值为 D．该反应中，反应物断键吸收的总能量大于生成物成键放出的总能量 【答案】B 【解析】A．2min时CH3OH物质的量还在增大，CO2物质的量还在减小，说明反应还在正向进行，v正>v逆，A错误； B．2min内生成CH3OH0.4mol，根据反应的化学方程式，消耗H21.2mol，则v(H2)=，B正确； C．达到平衡时，消耗CO20.6mol，则消耗H21.8mol，生成CH3OH0.6mol，生成H2O0.6mol，平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量分别为0.2mol、0.6mol、0.6mol、0.6mol，总物质的量为2.0mol，初始时气体总物质的量为3.2mol，则平衡时压强与起始时压强之比为5：8，C错误； D．该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键放出的总能量，D错误； 故答案选B。 7．(22-23高一下·广东东莞·期末)在恒温恒容的密闭容器中发生如下反应：，体系中各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是    A．25s时，反应逆向进行 B．64s时，达到反应进行的限度 C．100s时，v正(N2O4)=2v逆(NO2) D．达到化学平衡，混合气体的颜色不再改变 【答案】D 【分析】由图知，0~100s内，N2O4持续减小、NO2持续增加，反应处于从正反应建立平衡的过程中，第100s及以后，N2O4、NO2的量不再改变，反应处于化学平衡状态。 【解析】A． 据分析，25s时，反应正向进行，A错误； B． 64s时，未达到平衡状态，处于从正反应建立平衡的过程中，B错误； C． 100s时，处于平衡状态，2v正(N2O4)= 2v逆(N2O4)= v逆(NO2) ，C错误； D．达到化学平衡，各成分包括有色气体NO2的浓度不再改变，则混合气体的颜色不再改变，D正确； 答案选D。 8．(22-23高一下·广东肇庆·期末)在一恒温恒容密闭容器中发生、两种气体间的转化反应，、物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是    A．该反应的化学方程式为 B．时，该反应的 C．时反应达到化学平衡，反应停止 D．若其他条件不变，减小容器体积，的反应速度增大 【答案】D 【解析】A．根据图中信息X、Y改变量分别为0.5mol、0.5mol，该反应的化学方程式为，故A错误； B．时，两者物质的量相等，没有达到平衡，正在正向建立平衡，此时该反应的，故B错误； C．时反应达到化学平衡，反应没有停止，仍然在反应，故C错误； D．若其他条件不变，减小容器体积，浓度增大，则的反应速度增大，故D正确。 综上所述，答案为D。 9．(21-22高一下·广东广州越秀区实越秀学校·期末)一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体发生可逆反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B． C．，各物质的反应速率相等 D．的平均反应速率为 【答案】D 【解析】A．由题图可知，反应达到平衡时A物质增加了物质增加了物质减少了物质减少了，所以为生成物，为反应物，的物质的量变化量之比为，故化学方程式为，A错误； B．化学反应速率之比等于化学计量数之比，故，B错误； C．根据可知，反应中各物质的化学计量数不同，而各物质的化学反应速率与化学计量数成正比，所以各物质的反应速率不相等，C错误； D.的物质的量的变化量为，容器容积为，所以，D正确。 故选D。 10．(22-23高一下·广东汕头·期末)某温度下，在的恒容密闭容器中充入与的混合气体发生上述反应：与随时间的变化如图所示，下列说法正确的是 A．内，用表示该反应的平均反应速率 B．容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时，该反应达到平衡 C．时，v(正)=v(逆) D．的转化率：x点>y点 【答案】B 【解析】A．由图可知，内，用表示该反应的平均反应速率，A错误； B．混合气体的平均摩尔质量为M= m/n，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡，B正确； C．后甲烷量仍继续增加，故时，v(正)>v(逆)，C错误； D．y点反应的二氧化碳的量更大，故的转化率：x点<y点，D错误； 故选B。 11．(22-23高一下·广东佛山·期末)在和条件下，将一定量的和充入含有催化剂的密闭容器。测量容器内的浓度如下表所示。下列说法正确的是 反应时间 0 10 20 30 40 50 60 70 100 5 3.5 2.5 1.65 1 0.5 0.5 0.5 0.5 A．的平均反应速率为 B．该反应一定在时才开始达到平衡 C．时，的转化率为 D．的平均反应速率比的慢，是因为反应物浓度减小 【答案】D 【分析】和充入含有催化剂的密闭容器反应生成三氧化硫，； 【解析】A．的平均反应速率为，A错误； B．该反应也可能在40-50s间开始达到平衡，B错误； C．时，的转化率为，C错误； D．的平均反应速率比的慢，是因为反应物浓度减小，导致反应速率减小，D正确； 故选D。 12．(23-24高一下·广东江门·期末)化学反应伴随着能量变化，是人类获取能量的重要途径。 某同学以反应为例，设计了如下实验探究，请按要求回答下列问题。 （1）该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。以反应过程为横坐标、能量为纵坐标的能量变化趋势图如图，请在该图中画出中间状态→生成物的能量变化曲线 。 （2）若要使上述反应的化学反应速率加快，下列措施可行的有_______（填选项字母）。 A．改锌片为锌粉 B．改稀硫酸为98％的浓硫酸 C．升高温度 D．减小压强 （3）用如图实验装置测定化学反应速率。在锥形瓶内盛有6.5g锌粒，通过分液漏斗加入足量的稀硫酸，将产生的收集在注射器中，10s时恰好收集到标准状况下的 44.8mL（装置气密性良好），则10s内锌粒的反应速率为 。 （4）若将上述反应设计成原电池，以石墨和锌为原电池电极材料，则石墨上发生的电极反应式为 ，外电路中电流由 （填“锌”或“石墨”，下同）极向 极移动。当外电路上有0.2mol电子移动时，理论上锌片的质量减小 g。 【答案】（1）放热 （2）AC （3）0.013 （4） 石墨 锌 6.5 【解析】（1） 该反应是金属与酸的反应，放出热量，则该反应为放热反应；放热反应中反应物能量大于生成物能量，则该反应能量变化趋势图为； （2）改锌片为锌粉，反应物接触面积增大，反应速率加快，A正确；由于98%的浓硫酸具有强氧化性，与锌反应不能放出氢气，B错误；升高温度，活化分子的数目和百分数增大，有效碰撞的次数增大，化学反应速率加快，C正确；该反应在溶液中进行，改变压强，对化学反应速率无影响，D错误； （3）10s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8mL，则，反应消耗的，，则则10s内锌粒的反应速率为； （4）若将上述反应设计成原电池，以石墨和锌为原电池电极材料，则石墨为正极，电极反应式为，锌片为负极，电极反应式为；外电路中电流由正极流向负极，则电流由石墨流向锌片；当外电路上有0.2mol电子移动时，锌片减少0.1mol，； 13．(23-24高一下·广东东莞·期末)某学习小组为探究影响原电池电流大小的因素，利用Zn为负极，稀硫酸为电解质溶液，选取不同的正极材料，设计了如下实验。 实验编号 硫酸浓度() 硫酸体积(mL) 正极材料 电极间距离(cm) 电流(A) 1 1.00 100 Cu 1.0 2 2.00 100 Cu 1.0 3 2.00 100 Cu 2.0 4 2.00 100 Fe 1.0 已知：实验所用电极浸没在稀硫酸中的表面积相同，稀硫酸在反应前后体积保持不变。 （1）请写出实验1中Zn电极的反应式 。 （2）实验1和实验2的目的是探究 对电流强度的影响；实验 和实验4可探究不同电极材料对电流强度的影响。 （3）甲同学在进行实验4时发现电解质溶液变为浅绿色，推测是电池内部发生了副反应所致，请用离子方程式表示该副反应 。 （4）证明， 。 （5）实验2在0~10min内收集到22.4mL(标准状况)，用硫酸表示的该时间段内反应速率为 。 （6）请写出一个可能影响原电池电流大小的因素 (表中因素除外)。 【答案】（1） （2）电解质溶液浓度 2 （3） （4）电极间的距离越大，产生的电流越小(或电极间距离越小，产生的电流越大) （5）0.001 （6）电极板的表面积大小、溶液温度等 【解析】（1）锌作负极失电子生成锌离子，故负极的电极反应式为：； （2）实验1和2的电极材料相同、电极间距离相等，只有电解质溶液的浓度不同，该对比装置研究的是电解质溶液浓度对电流强弱的影响；要探究不同电极材料对电流强度的影响，除了正极材料不同，其他影响均要相同，故实验2和实验4可探究不同电极材料对电流强度的影响； （3）铁电极直接接触电解质溶液，故铁和硫酸溶液可以直接反应，离子方程式为：； （4）实验2和3的电极间距离不同，且，说明电极间距离越大，电流越小；或者电极间距离越小，产生的电流越大； （5）实验2中的反应为，根据方程式，可知，故； （6）除上述影响电流强度的因素，还有电极的表面积，以及电解液的温度等。 14．(23-24高一下·广东肇庆·期末)采用催化还原的处理方法可避免生产硝酸时产生的尾气()污染环境，回答下列问题。 （1）氮氧化物对环境的污染之一是形成酸雨，写出NO在空气中转化为的化学方程式： 。 （2）一定温度下，向体积为2.0L的刚性密闭容器中充入0.45 mol 和0.50mol ，发生反应：。测得部分气体的物质的量随时间变化关系如图所示。 ①该反应中作为还原剂的是 (填化学式，下同)，曲线B表示 的物质的量，随时间的变化关系。 ②0~5.0 min内，的物质的量浓度的变化量为 (保留2位有效数字，下同)，的平均反应速率为 ；平衡时的转化率为 。 ③为了提高该氧化还原反应的速率，可以采取的措施是 (填序号)。 a．加入适宜的催化剂             b．降低温度            c．减小压强            d．提高的浓度 【答案】（1） （2） a、d 【解析】（1）写出NO在空气中转化为的化学方程式为，故答案为：； （2）①由反应方程式可知，中N元素化合价由-3价升高到0价，则为还原剂，当反应进行到5min时，达到最大限度，此时A的减少量为0.2mol，B的增加量为0.4mol，由此可知B的化学计量数是A的2倍，则曲线A表示随时间变化关系，曲线B表示随时间变化关系，故答案为：；；②由①知的变化量为0.4mol，则的浓度变化为，列三段式有的平均反应速率为，平衡时的转化率为，故答案为：；；；③a．加入适宜的催化剂，降低反应的活化能，可以提高反应速率，故a选； b．温度越低，反应速率越慢，故b不选； c．减小压强，相当于增大体积，浓度变小，速率减慢，故c不选； d．提高的浓度，增大反应物浓度，活化分子数增加，反应速率加快，故d选； 故选ad。 15．(22-23高一下·广东湛江第二中学·期末)一定温度下，在体积为0.5L的恒容密闭容器中，和之间发生反应：(无色)，反应过程中各物质的物质的量与时间的关系如图所示。回答下列问题：    （1）曲线 (填“X”或“Y”)表示的物质的量随时间的变化曲线。 （2）在内，用表示的反应速率为 。 （3）该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。 A．Y的体积分数在混合气体中保持不变           B．X、Y的反应速率比为 C．容器内气体压强保持不变                     D．容器内气体的总质量保持不变 E．生成的同时消耗                F．容器内气体的颜色保持不变 G．容器内气体的密度保持不变 （4）汽车排放的尾气中含有的是大气污染的主要来源，通过传感器可监测汽车尾气中的含量，其工作原理如图所示。    ①NiO电极上发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②外电路中，电子流动方向是从 电极流向 电极。(填“NiO”或“Pt”) ③Pt电极上的电极反应式为 。 【答案】（1）Y （2）0.4mol/(L·min) （3）ACF （4）氧化 NiO Pt O2+4e－＝2O2－ 【解析】（1）属于生成物，物质的量逐渐增大，则曲线Y表示的物质的量随时间的变化曲线。 （2）在内消耗的物质的量是1mol－0.4mol＝0.6mol，浓度是1.2mol/L，用表示的反应速率为1.2mol/L÷3min＝0.4mol/(L·min)。 （3）A．Y的体积分数在混合气体中保持不变，反应达到平衡状态，A正确； B．X、Y的反应速率比为，不能说明正逆反应速率相等，不一定平衡，B错误； C．正反应体积减小，容器内气体压强保持不变，反应达到平衡状态，C正确； D．根据质量守恒定律可知容器内气体的总质量始终保持不变，D错误； E．生成的同时消耗，表示正反应速率，不一定处于平衡状态，E错误； F．容器内气体的颜色保持不变，则二氧化氮浓度不变，能够说明该反应达到平衡状态，F正确； G．该反应中混合气体密度为定值，不能根据容器内气体的密度判断平衡状态，G错误； 故答案为：ACF； （4）①NiO电极上NO被氧化为NO2，发生的是氧化反应。 ②Pt电极是正极，氧气得到电子，则外电路中，电子流动方向是从NiO电极流向“Pt"电极。 ③Pt电极上氧气得到电子，电极反应式为O2+4e－＝2O2－。 16．(22-23高一下·广东清远·期末)甲烷和甲醇(CH3OH)既是重要的化工原料，又是未来重要的能源物质。 （1）通过CO(g)和H2(g)化合可制得甲醇。反应为，反应过程中能量变化如图所示。则1molCO(g)和2molH2(g)的总能量 (填“>”、“<”或“=”)1molCH3OH(g)的能量。    （2）将2.0molCH4(g)和3.0molH2O(g)通入容积为V的恒容密闭容器中，恒温条件下发生反应：。测得在10min时反应达到平衡，此时CH4的物质的量为1.6mol，CO的物质的量浓度为0.2mol·L-1.则0~10min内，用CO表示该反应的平均反应速率υ(CO)= mol·L-1·min-1，V= L； 下列描述中能说明该反应已达平衡状态的是 (填标号)。 A．断裂3mol H−H键时，生成2mol H−O键 B．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．容器内混合气体的压强保持不变 D．容器内CO与H2的体积之比保持不变 （3）在容积为1L的恒容密闭容器中投入等物质的量的CO2(g)和H2(g)，进行反应：。CO2(g)、CH3OH(g)的物质的量随时间变化关系如图所示：    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：υa υc (填“>”、“<”或“=”，下同)，该反应达到平衡时，CO2的转化率 50%。 （4）中国科学院应用化学研究所在甲醇燃料电池(以甲醇燃烧反应为原理)技术方面获得新突破。该反应每消耗1.6g甲醇，外电路中通过导线的电子的数目为 。 【答案】（1）＞ （2）0.02 2 BC （3）d ＞ ＞ （4）0.3NA(或1.806×1023) 【解析】（1）根据图中信息反应是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，因此1molCO(g)和2molH2(g)的总能量＞1molCH3OH(g)的能量；故答案为：＞。 （2）将2.0molCH4(g)和3.0molH2O(g)通入容积为V的恒容密闭容器中，恒温条件下发生反应：。测得在10min时反应达到平衡，此时CH4的物质的量为1.6mol，CO的物质的量浓度为0.2mol·L-1，则0~10min内，用CO表示该反应的平均反应速率，则甲烷的速率为，甲烷物质的量改变量为0.4mol，则V=；A．断裂3mol H−H键时，反应逆向 ，生成2mol H−O键，反应逆向进行，同一个方向，不能作为判断平衡标志，故A不符合题意；B．平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量，正向反应，气体质量不变，气体物质的量增大，平均摩尔质量减小，当容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变，则达到平衡，故B符合题意；C．该反应正向反应是体积增大的反应，压强不断增大，当容器内混合气体的压强保持不变，则达到平衡，故C符合题意；D．容器内CO与H2的体积之比始终不变，因此两者比保持不变时，不能作为判断平衡标志，故D不符合题意；；故答案为：0.02；2；BC。 （3）根据图示可知，a、b、c点都还正在建立平衡的点，而表示正反应速率与逆反应速率相等的点是d；用同一物质表示反应速率时，从a点到c点正向建立平衡，正反应速率不断减小，因此a、c两点的正反应速率：υa＞υc，该反应达到平衡时，根据图中信息二氧化碳平衡时的物质的量比原来一般还少，说明CO2的转化率大于50%；故答案为：d；＞；＞。 （4）中国科学院应用化学研究所在 (以甲醇燃烧反应为原理)技术方面获得新突破。 甲醇燃料电池的甲醇中碳化合价由−2价变为+4价，该反应每消耗1.6g甲醇(物质的量为0.05mol)，外电路中通过导线的电子的数目为0.05mol×6NA =0.3NA(或1.806×1023)；故答案为：0.3NA(或1.806×1023)。 17．(22-23高一下·广东佛山·期末)某小组以和草酸的实验研究化学反应速率的影响因素，反应原理为： Ⅰ．甲小组设计如下实验方案探究反应物浓度和溶液酸性对速率的影响： 【限选试剂和仪器】溶液、溶液(末酸化)、溶液、试管、胶头滴管、秒表 序号 稀硫酸 Ⅰ 2.0 1.0 1.0 1.0 Ⅱ 1.0 2.0 1.0 Ⅲ 2.0 1.0 2.0 （1）表中 ， 。 （2）为定量比较反应速率的快慢，本实验应测量 。 （3）对比实验 和 (填序号)可探究溶液酸性对反应速率的影响。 Ⅱ．乙小组利用色度传感器(检测溶液颜色的变化)探究草酸浓度对反应速率的影响，测得实验①③的溶液透光率-时间曲线如下所示。      注：溶液透光率可表征溶液颜色的深浅。颜色越浅，透光率越大。 （4）实验①~③所用草酸的浓度由大到小的顺序为 (填序号)。 （5）a点和点的速率大小关系： (填“>”、“<”或“=”)。 （6）根据曲线，该小组推测能作该反应的催化剂，并设计了如下实验：取与实验①浓度和体积均相同的反应物，再加入 ，测量该条件下溶液透光率的变化情况，说明能作该反应催化剂的判断依据是 。 【答案】（1）1.0 0 （2）溶液褪色的时间 （3）Ⅰ Ⅲ （4）①>②>③ （5）< （6）硫酸锰 在更短的时间内溶液透光率达到最大 【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响，应该要注意控制研究的变量以外，其它量要相同，以此进行对比； 【解析】（1）实验Ⅰ、Ⅱ比较可知，为探究草酸对反应速率的影响，则其它量要相同，故表中a=1.0；实验Ⅰ、Ⅲ比较可知，为探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，则其它量要相同，故表中b=0； （2）由表格数据和物质浓度结合方程式可知，反应中高锰酸钾完全反应，其溶液为紫红色，故为定量比较反应速率的快慢，本实验应测量溶液褪色的时间； （3）实验Ⅰ、Ⅲ的变量为硫酸的浓度，故可探究溶液酸性对反应速率的影响。 （4）高锰酸钾溶液为紫红色，完全反应后为无色，结合图可知，褪色时间越短则反应速率越快，对应物质的浓度越大，故实验①~③所用草酸的浓度由大到小的顺序为①>②>③； （5）由图可知，b点曲线的斜率更大，则反应速率更快，故a点和点的速率大小关系：<； （6）根据曲线，该小组推测能作该反应的催化剂，则实验中变量为锰离子，故实验为：取与实验①浓度和体积均相同的反应物，再加入硫酸锰，测量该条件下溶液透光率的变化情况，说明能作该反应催化剂的判断依据是：在更短的时间内溶液透光率达到最大。 18．(23-24高一下·广东广州天河区·期末)研究氮及其化合物的性质对化工生产和环境保护有重要意义。 Ⅰ．某小组探究浓度对硝酸氧化能力的影响。 资料显示：浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO；氢氧化钠溶液能吸 收NO2，  但不能吸收 NO。该小组按如图装置进行验证实验(夹持仪器已略去)。 （1）装置②中反应的化学方程式为 。 （2）装置③中盛放的试剂为 。 （3）能证明不同浓度硝酸氧化能力的相对强弱的实验现象为 。 Ⅱ．车尾气中的NOx是一种常见的大气污染物。在2L密闭容器中，800℃时发生反应：2NO(g)+O2 (g)=2NO2(g)， 体系中n(NO) 随时间的变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 （4）下图表示NO2的浓度变化的曲线是 。 （5）0－2s内 ，v(O2)= 。 （6）能说明该反应已达到平衡状态的是___________。 A．容器内气体的颜色不再变化 B．容器内气体的总质量保持不变 C．正反应和逆反应的速率相等 D．NO、O2和NO2的物质的量之比为2：1：2 Ⅲ．化学能与其他能量间的转换在生活中处处可见，以反应N2H4+O2=N2+2H2O   为原理设计成利用率高的燃料电池，装置如图。 （7）N极为电池的 (填“正”或“负”)极， M 处电极反应式为 。 【答案】（1） （2）稀硝酸 （3）③中溶液上方不出现红棕色气体，装置④中液面的上方会产生红棕色气体 （4）b （5） （6）AC （7）正 N2H4－4e—+4OH—=N2↑+4H2O 【分析】装置①中浓硝酸和铜反应生成NO2，反应离子方程式为：，装置②利用二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为：，装置③盛放稀硝酸，验证稀HNO3不能氧化NO，装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO，则装置④液面的上方会产生红棕色气体，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气。 【解析】（1）装置②利用二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为：； （2）装置③盛放稀硝酸，验证稀HNO3不能氧化NO； （3）装置③应盛放稀硝酸，验证稀HNO3不能氧化NO，装置④中应盛放的是浓硝酸，若浓硝酸能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体，能证明氧化性的相对强弱的实验现象为③中溶液上方不出现红棕色气体，装置④液面的上方会产生红棕色气体； （4）由表格数据可知，3min反应达到平衡时一氧化氮的物质的量为0.007mol，由方程式可知，平衡时反应生成二氧化氮的浓度为=0.0065mol/L，由图可知，曲线b表示二氧化氮的浓度随时间的变化，故选b； （5）用表示从0～2s内该反应的平均速率v＝v(NO)= ； （6）A．该反应是气体颜色变深的反应，则容器内气体的颜色不再变化说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故A正确； B．反应前后质量守恒，无法判断反应是否达到平衡，故B错误； C．正反应和逆反应的速率相等，反应已达到平衡，故C正确； D．NO、O2和NO2的物质的量之比为2：1：2，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故D错误； 故选AC； （7）由电子的移动方向可知，电极N为燃料电池的正极，M电极为负极，碱性条件下联氨在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为N2H4－4e—+4OH—=N2↑+4H2O，故答案为：正；N2H4－4e—+4OH—=N2↑+4H2O。 19．(23-24高一下·广东三校（铁一、广外、广附）·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 【解析】（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。 20．(23-24高一下·广东潮州潮安区·期末)I．为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制曲线。请分析讨论以下问题。 （1）在0∼t1、t1∼t2、t2∼t3、t3∼t4各相同的时间段里，收集到气体最多的是 时间段。 （2）为了减缓上述反应速率，欲向盐酸溶液中加入下列物质，你认为可行的有___________。 A．蒸馏水 B．NaCl固体 C．醋酸钠固体 D．通入HCl气体 （3）某温度时，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如图所示。由图中数据分析，该可逆反应的化学方程式为： 。 （4）用Z表示从0—2min内该反应的平均反应速率为 。 （5）NO、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨II电极上生成氧化物Y(N2O5)，则石墨Ⅰ电极是 (填“正极”或“负极”)，石墨II的电极反应式为 。(已知：NO2电池中参与电极反应)。 （6）研究表明，氮氧化物(NO)和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，其转化关系如图所示： 下列关于雾霾及其形成的叙述中，不正确的是___________。 A．雾霾的产生与燃料燃烧有关 B．雾霾中含有NH4NO3和 C．整个过程涉及氧化还原反应、化合反应 D．1molSO2与足量的O2在一定条件下反应，生成1molSO3 【答案】（1）t1∼t2 （2）AC （3） （4） （5）正极 （6）D 【解析】（1）曲线的斜率为该反应的化学反应速率，斜率越大其反应速率越大，根据图象知，斜率最大的是t1∼t2，所以速率最快，相同的时间段里，收集到气体最多的时间段是t1∼t2； （2）降低反应速率，可以通过减小溶液中氢离子浓度实现，加水稀释或加入醋酸钠固体都能使氢离子浓度降低，从而降低反应速率，通入氯化氢使溶液中氢离子浓度增大，反应速率加快，故选AC； （3）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到5min时，各种物质的物质的量不再发生变化，反应达到平衡状态，此时X、Y和Z的物质的量的变化量分别是0.6mol、0.2mol和0.4mol，根据参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为：； （4）从0—2min内，物质Z的平均反应速率为：； （5）根据电池工作示意图，石墨Ⅰ电极上O2得电子发生还原反应，为电池正极，故石墨Ⅰ电极为电池正极；石墨II电极上NO2失去电子与池中结合转化为N2O5，故电极反应反应式为； （6）A．根据图示，燃料燃烧产生的颗粒物形成雾霾，则雾霾形成与燃料燃烧有关，故A正确； B．根据图示，NH4NO3和构成无机颗粒物，无机颗粒物形成雾霾，故B正确； C．如图所示，S元素的化合价升高，化合价发生变化，属于氧化还原反应，三氧化硫和水反应生成硫酸，属于化合反应，故C正确； D．1molSO2与足量的O2在一定条件下反应，因为是可逆反应，所以生成的SO3小于1mol，故D错误； 故选D。 21．(23-24高一下·广东广州五校·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 【解析】（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+。 22．(23-24高一下·广东湛江岭南师范学院附属中学·期末)某实验小组利用压强传感器采集实验数据，探究外界条件对双氧水分解速率的影响。用如下装置(1图)进行实验，请回答下列问题： 锥形瓶实验 盛放试剂 滴加试剂 反应条件 Ⅰ 10mL2%H2O2溶液 5滴0.1mol·L-1FeCl3溶液 常温 Ⅱ 10mL5%H2O2溶液 5滴0.1mol·L-1FeCl3溶液 常温 Ⅲ 10mL5%H2O2溶液 5滴___________CuCl2溶液 常温 查阅资料：通常情况下，H2O2较稳定，不易分解。Cl-对H2O2的分解速率无影响。 （1）仪器a的名称 。 （2）实验原理 (用化学方程式表示)。 （3）实验Ⅰ和Ⅱ的目的是 。 （4）实验Ⅱ、Ⅲ探究的是不同催化剂对双氧水分解速率的影响： ①实验Ⅲ中CuCl2溶液浓度最好为 (填字母)。 A．0.1mol·L-1            B．0.15mol·L-1            C．0.2mol·L-1            D．0.3mol·L-1 ②已知Fe3+和Cu2+都能对H2O2分解起催化作用，且Fe3+催化效果比Cu2+更好。实验结果如图2所示，请在图2中画出滴加FeCl3溶液的气体压强变化曲线图(t时刻内H2O2未完全分解) 。 （5）设计实验Ⅳ与实验Ⅰ对比探究温度对双氧水分解速率的影响，填写下面表格： 锥形瓶实验 盛放试剂 滴加试剂 反应条件 Ⅳ ① ② ③ （6）实验中除了可以测量压强外还可以测量什么数据判定实验结果： 。 【答案】（1）分液漏斗 （2） （3）探究浓度对反应速率(双氧水分解速率)的影响 （4）A （5）10mL2%H2O2 5滴0.1mol/LFeCl3溶液 热水浴(或水浴加热，或冰水浴，或其他具体温度值与常温有差异即可) （6）测量等时间内气体的体积或生成等体积气体所需要的时间(合理即可) 【分析】根据表格中的数据可知，实验的目的是探究不同浓度、不同催化剂对H2O2分解速率的影响，结合实验装置图，可以采集的数据为测量等时间内生成气体的体积或生成等体积气体所需要的时间，实验设计时遵循控制变量的思想； 【解析】（1）仪器a的名称分液漏斗； （2）实验原理为H2O2在催化剂条件下分解为H2O和氧气，化学方程式为：； （3）根据实验Ⅰ和Ⅱ数据，只有H2O2的浓度不同，所以目的是探究浓度对反应速率(双氧水分解速率)的影响； （4）①实验Ⅲ与实验I对比，是探究不同催化剂对反应速率的影响，应该使III中CuCl2溶液浓度与I中FeCl3的浓度相同，即为0.1mol·L-1，故选A； ②Fe3+催化效果比Cu2+更好，则说明在Fe3+作用下，H2O2分解更快，相同时间内产生的氧气更多，压强增大得更快，故图像为：； （5）设计实验Ⅳ与实验Ⅰ对比探究温度对双氧水分解速率的影响，温度是变量，根据控制变量的思想，实验Ⅳ的温度与I不同，可以采用热水浴或冰水浴等；盛放的试剂为10mL2%H2O2，滴加的试剂为5滴0.1mol/LFeCl3溶液； （6）实验中除了可以测量压强外还可以测量等时间内气体的体积或生成等体积气体所需要的时间，用于判断反应的快慢。 23．(23-24高一下·广东深圳普通高中·期末)汽车尾气系统中均安装了催化转化器以减少尾气污染。 Ⅰ.汽车尾气中含有大量和等有害物质，会对人体健康和环境产生危害。 （1）汽车尾气中产生的原因为 (用化学方程式表示)。 Ⅱ.在催化剂作用下，汽车尾气中的和可转化成和，其反应为：。 （2）反应过程中的能量变化如图所示，该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 （3）在恒温恒容密闭容器中发生上述反应，下列情况能说明该反应达到化学平衡的有______(填标号)。 A．和的物质的量之比为 B．单位时间内生成的同时消耗 C．容器内的压强不再变化 D．的含量保持不变 （4）在体积相同的三个恒容密闭容器中按下表进行实验，三组实验中随时间t变化的曲线如图所示(已知：其他条件不变时，催化剂的比表面积越大，催化效率越高)。 编号 催化剂的比表面积 i 280 80 ii 280 x iii 360 80 ①结合图、表信息，表中x 80(填“>”“<”或“=”)。 ②由实验 (填编号，下同)和实验 可得出结论：温度越高，的转化速率越大。 ③实验i开始至的平均反应速率为 (用含的代数式表示)； 实验iⅱ达到平衡时的转化率为 (已知：转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。 （5）在催化剂作用下，利用还原也可实现氮氧化物污染的治理，其反应为。在的催化作用下，该反应历程可分两步进行： i)； ii) (写出该步反应的离子方程式)。 【答案】（1） （2）放热 （3）CD （4）> i iii 50% （5） 【解析】（1）空气中的氮气和氧气在汽车汽缸内的高温环境下生成一氧化氮，化学方程式为； （2）根据反应过程-能量图可知，反应物的总能量>生成物的总能量，所以该反应属于放热反应； （3）若和的物质的量之比维持为不变，才能说明反应达到平衡，即和的物质的量之比为不能说明反应已达到平衡，A错误；单位时间内生成的同时消耗，均表示正反应速率，不能说明反应是否达到平衡，B错误；该反应为气体分子数减小的反应，当容器内的压强不再变化时，说明反应达到化学平衡，C正确；的含量保持不变，保持不变，说明反应达到化学平衡，D正确；故答案为：CD； （4）由曲线图可知，在t1时，实验ii的反应速率大于实验i，结合已知信息，其他条件不变时，催化剂的比表面积越大，催化效率越高，故表中x>80；实验i和实验iii只有温度不同，催化剂的比表面积相同时，由实验i和实验iii可得出结论：温度越高，的转化速率越大；实验i开始至时，消耗了，生成了，则的平均反应速率为；实验iii达到平衡时，的转化率为； （5）第一步反应为和反应成了，则第二步为和反应成了，即离子方程式为。 24．(22-23高一下·广东河源龙川县第一中学·期末)在2L恒容密闭容器中，800℃时，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表所示。 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）图中，A点处v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 （2）图中表示NO2变化的曲线是 。用NO表示从0~2s内该反应的平均速率v= 。 （3）下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母，下同)。 a．v(NO2)=2v(O2)　　　　　b．容器内颜色保持不变 c．v逆(NO)=2v正(O2)　　　　d．消耗1molO2同时生成2molNO2 （4）下列能使该反应的反应速率增大的是 。 a．及时分离出NO2气体　　　　b．适当升高温度　　　　c．选择高效的催化剂 （5）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，如图电池正极通入的是： (填“H2”或“O2”)，其电极反应式为 。    【答案】（1）大于 （2）b 0.003 mol·L-1·s-1 （3）bc （4）bc （5）O2 O2+2H2O+4e-=4OH- 【解析】（1）从图中可以看出，A点后，生成物的浓度继续增大，则A点处v正大于v逆。 （2）从反应开始至达平衡，NO的物质的量变化为0.020mol-0.007mol=0.013mol，则NO的浓度变化为0.0065mol/L，则NO2的浓度变化也应为0.0065mol/L，所以图中表示NO2变化的曲线是b。用NO表示从0~2s内该反应的平均速率v==0.003 mol·L-1·s-1。 （3）a．v(NO2)=2v(O2)，在反应过程中都存在此关系，不能说明反应达平衡状态，a不符合题意； b．容器内颜色保持不变，则c(NO2)不变，NO2的物质的量不变，反应达平衡状态，b符合题意； c．v逆(NO)=2v正(O2)，反应进行的方向相反，则速率之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态，c符合题意； d．消耗1molO2同时生成2molNO2，反应进行的方向相同，反应不一定达平衡状态，d不符合题意； 故选bc。 （4）a．及时分离出NO2气体，平衡正向移动，但反应速率没有增大，a不符合题意； b．适当升高温度，反应物的能量增大，有效碰撞的次数增多，反应速率加快，b符合题意； c．选择高效的催化剂，可降低反应的活化能，从而加快反应速率，c符合题意； 故选bc。 （5）氢氧燃料电池中，H2是燃料，O2是助燃剂，则通入H2的Pt电极为负极，电池正极通入的是O2，O2在正极得电子产物与电解质溶液反应，生成OH-等，其电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$