暑假作业10 化学反应速率和限度图像分析与计算-【暑假分层作业】2025年高一化学暑假培优练（人教版2019必修第二册）

限时练习：45min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业10 化学反应速率和限度图像分析与计算 1．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．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 3．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 4．在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)，实验数据如下表： 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 900 0.10 0.15 b 完成下列问题 （1）实验①中，若时测得，则0至时间内，用表示的平均反应速率 。 （2）实验②中，若某时刻测得，则此时混合气体中的体积分数为 。 （3）实验③中，a的值为 。 （4）实验④中，达到平衡时， 0.06(填“>”，“<”或“=”)。 5．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 6．Ⅰ、任何化学反应都伴随着能量的变化，通过化学反应，化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。 （1）H2可用于工业合成氨气，已知拆开1molH—H、1molN≡N分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ，形成1molN-H会放出能量391kJ，则在反应N2+3H22NH3中，每生成2molNH3放出热量 kJ。 （2）电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染，设计装置如图所示。 ①正极的电极反应式为 。 ②若11.2L(标准状况)SO2参与反应，则迁移H+的物质的量为 。 Ⅱ、已知反应aA(g)+bB(g)cC(g)，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 （3）从反应开始到12s时，用A的浓度变化表示的反应速率为 。 （4）经测定，前4s内v(C)=0.05mol•L-1•s-1，则该反应的化学方程式为 。 （5）在密闭容器里，通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是___________(填字母)。 A．降低温度 B．加入催化剂 C．增大容器容积 D．减小容器容积 （6）反应达到平衡时，B的转化率是 。 （7）能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 (填字母)。 ①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB    ②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC ③用A、B、C表示的反应速率之比为a：b：c ④混合气体的密度不再改变 ⑤气体B的体积分数不变                  ⑥混合气体的质量不再改变 7．一定温度下，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 8．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 9．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 10．一定条件下，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 11．一定温度下，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 12．在密闭容器中投入一定量A、B，发生反应：，时反应达到平衡，生成C的物质的量为，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．反应时，向容器中通入氦气，容器内压强增大，化学反应速率加快 C．前内，A的平均反应速率为 D．平衡时B的转化率为 13．T℃时，在2L的恒容密闭容器中充入物质的量之比为1∶4的和混合气体，一定条件下发生反应：，测量反应过程中的物质的量随时间的变化如下表所示。下列说法正确的是 反应时间/min 0 2 4 6 8 10 12 /mol 2.0 1.36 0.96 0.68 0.52 0.50 0.50 A．0~4min内，用表示的平均速率为0.52mol⋅L-1⋅min-1 B．6~8min内，逆反应速率大于正反应速率 C．10min时，反应恰好达到该条件下的最大限度，且气体压强不再变化 D．容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为7∶10 14．丙烯(CH2=CHCH3)是世界上产量最大的化工品之一，也是重要的基础化工原料，其下游产品广泛应用于塑料、家电、医疗器械、合成纤维、化妆品等。 （1）PDH 反应是工业生产丙烯的重要途径，其原理为 C3H8 (g) C3H6 (g) + H2 (g)。每摩尔相关气态物质的相对能量如下表所示： 物质 丙烷C3H8 氢气H2 丙烯C3H6 相对能量(kJ/mol) -103 0 21 ①据此分析，PDH 反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。 ②根据以上结论， (填“能”或“不能”)得出2H2O2 = 2H2O + O2 ↑反应与PDH反应同为吸热反应或放热反应这一结论。 （2）一定温度下，向 2 L 恒容密闭容器中加入 1 mol C3H8 (g)，发生PDH反应，H2 的物质的量随时间的变化如图所示。 ①0～3min 内的平均反应速率 v (C3H8) = 。 ②从反应开始到最后达到平衡状态这一段时间内，化学反应速率 (填序号)。 a．先慢后快       b．呈减小趋势        c． 呈增大趋势         d．先快后慢 ③保持其它条件不变，若起始时通入适量的 N2 (不参与反应)，则达到平衡所需要的时间 (填“大于”“小于”或“等于”) 3 min。 （3）PDH 反应的副产物能用于氢氧燃料电池，研究发现，以 Pt4Y/C 作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化电极反应，示意图如图所示。C 电极发生的电极反应式为 ；当电路中转移 0.6 mol 电子时，理论上 Pt4Y 电极通入的气体在标准状况下的体积为 L。 15．汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。 （1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下： 该条件下，1mol N2和1mol O2完全反应生成NO，会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 （2）通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示： NiO电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)，写出该电极的电极反应式 。 （3）利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2.该反应的化学方程式为：2NO+2CO2CO2 + N2。 ①某温度下，在容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 …… c(CO) / ×10−3 mol·L−1 3.60 3.05 2.85 2.75 …… 用CO的浓度变化表示0~2 s的平均反应速率为 mol·L−1·s−1。 ②下列情况可说明该反应达到化学平衡状态的是 (填序号)。 a．CO的浓度不再改变 b．容器中的气体质量保持不变 c．NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2︰2︰2︰1 d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol N2 ③已知：增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。 为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。 实验编号 t (℃) NO初始浓度(mol·L−1) CO初始浓度(mol·L−1) 催化剂的比表面积(m2·g−1) 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82 a 1.20×10-3 5.80×10-3 124 350 b 5.80×10-3 82 i．将表中数据补充完整：a ；b 。 ii．实验和实验中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t 的变化曲线如图所示，其中表示实验的是曲线 (填“甲”或“乙”)。 16．以空气和钢铁酸洗废液(主要含有和)为原料合成，，原理如下图所示。 下列说法中，不正确的是 A．反应Ⅰ中做还原剂 B．反应Ⅱ后体系pH降低 C．为反应的催化剂，可加快反应速率 D．生成的总反应可表示为 17．我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意图如下所示。 下列说法不正确的是 A．该反应的原子利用率为 B．过程中有键发生断裂 C．①②的过程放出能量，形成了非极性键 D．该反应中没有元素化合价发生变化 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 限时练习：45min 完成时间： 月 日 天气： 暑假作业10 化学反应速率和限度图像分析与计算 1．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．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。 3．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。 4．在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)，实验数据如下表： 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 900 0.10 0.15 b 完成下列问题 （1）实验①中，若时测得，则0至时间内，用表示的平均反应速率 。 （2）实验②中，若某时刻测得，则此时混合气体中的体积分数为 。 （3）实验③中，a的值为 。 （4）实验④中，达到平衡时， 0.06(填“>”，“<”或“=”)。 【答案】（1） （2）12% （3）0.12 （4）< 【解析】（1）根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，(N)=(M)==1.0×10-3mol/(L•min)，故答案为：1.0×10-3mol/(L•min)； （2）由三段式分析： ，则此时混合气体中X(g)的体积分数为×100%=12%，故答案为：12%； （3）由实验②数据可知，三段式分析： ，则该温度下的化学平衡常数为：K==1，温度不变平衡常数不变，则有实验③数据三段式分析可知，，该反应的平衡常数K==1.0，解得：a=0.12，故答案为：0.12； （4）根据三段式可求得，700℃时，化学平衡常数K≈2.6，升高温度至800℃得平衡常数为K=1.0，K减小，即平衡逆向移动，则正反应为放热反应，若④的温度为800℃，恒容体系中，气体体积不变的反应，④与③为等效平衡，b=a=0.06mol，但④的实际温度为900℃，相比较800℃，平衡逆向移动，b＜0.06，故答案为：＜。 5．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。 6．Ⅰ、任何化学反应都伴随着能量的变化，通过化学反应，化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。 （1）H2可用于工业合成氨气，已知拆开1molH—H、1molN≡N分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ，形成1molN-H会放出能量391kJ，则在反应N2+3H22NH3中，每生成2molNH3放出热量 kJ。 （2）电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染，设计装置如图所示。 ①正极的电极反应式为 。 ②若11.2L(标准状况)SO2参与反应，则迁移H+的物质的量为 。 Ⅱ、已知反应aA(g)+bB(g)cC(g)，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 （3）从反应开始到12s时，用A的浓度变化表示的反应速率为 。 （4）经测定，前4s内v(C)=0.05mol•L-1•s-1，则该反应的化学方程式为 。 （5）在密闭容器里，通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是___________(填字母)。 A．降低温度 B．加入催化剂 C．增大容器容积 D．减小容器容积 （6）反应达到平衡时，B的转化率是 。 （7）能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 (填字母)。 ①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB    ②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC ③用A、B、C表示的反应速率之比为a：b：c ④混合气体的密度不再改变 ⑤气体B的体积分数不变                  ⑥混合气体的质量不再改变 【答案】（除标明外，每空2分） （1）92 （2） 1mol（1分） （3）0.05mol•L-1•s-1 （4）3A(g)+ B(g) 2C(g) （5）AC （6）40% （7）②⑤ 【解析】（1）根据反应热=反应物键能和-生成物键能和，则反应，该反应为放热反应，每生成2molNH3放出92kJ，故答案为：92。 （2）①过氧化氢具有强氧化性，过氧化氢吸收SO2生成硫酸根离子和水，二氧化硫发生氧化反应，则石墨1为负极，石墨2为正极，过氧化氢得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：；②若11.2L(标准状况为0.5mol)SO2参与反应，二氧化硫中硫化合价由+4变为+6，转移电子0.5mol×2=1.0mol，则迁移H+的物质的量为1mol。 （3）从反应开始到12s，反应达到平衡，0-12s内，A物质的浓度变化量为0.6mol/L，则用A表示的反应速率为v(A)=。 （4）平衡时B的浓度变化量为0.2mol/L，则A与B的系数之比为3:1；物质的化学计量数之比等于反应速率之比，前4s内v(A)=0.075mol·L-1·s-1，同时根据前4s内A、C的速率之比可知，A与C的系数之比为3:2，则该反应的化学方程式为3A+B2C。 （5）A．降低温度，反应速率减小，A正确；B．加入合适的催化剂，反应速率增大，B错误；C．增大容器容积，反应物和生成物的浓度均减小，反应速率减小，C正确；D．减小容器容积，反应物和生成物的浓度均增大，反应速率增大，D错误；故答案选AC。 （6）从图中可知，12s时反应达到平衡，此时消耗B的浓度为0.2mol/L，则达到平衡时B的转化率为=40%。 （7）①单位时间内生成a mol A的同时生成b mol B，两者均表示逆反应速率，无论是否达到平衡，该情况始终成立，①错误；②单位时间内生成a mol A的同时生成c mol C，生成a mol A的同时消耗c mol C，则C的生成速率和消耗速率相同，反应达到平衡，②正确；③物质的反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，A、B、C的反应速率之比始终为a：b：c，③错误；④该反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和产物均为气体，无论是否达到平衡，混合气体的密度始终不变，④错误；⑤随着反应进行气体B的体积分数不断变化，当气体B的体积分数不变，说明反应达到平衡，⑤正确；⑥反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和产物均为气体，无论是否达到平衡，混合气体的质量不变，⑥错误；故答案选②⑤。 7．一定温度下，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。 8．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。 9．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。 10．一定条件下，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。 11．一定温度下，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。 12．在密闭容器中投入一定量A、B，发生反应：，时反应达到平衡，生成C的物质的量为，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．反应时，向容器中通入氦气，容器内压强增大，化学反应速率加快 C．前内，A的平均反应速率为 D．平衡时B的转化率为 【答案】A 【分析】由图可知，反应达到平衡时A、B的浓度分别为0.2mol/L、0.3mol/L，由各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比可得：(0.8mol/L—0.2mol/L)：(0.5mol/L—0.3mol/L)：=3：1：4，则b=1、c=4。 【解析】A．由分析可知，b=1、c=4，故A正确； B．反应时，向恒容容器中通入不参与反应的氦气，反应体系中各物质的浓度不变，化学反应速率不变，故B错误； C．由图可知，反应达到平衡时A的浓度为0.2mol/L，则前内，A的平均反应速率为=0.05mol/(L⋅s)，故C错误； D．由图可知，反应达到平衡时B的浓度为0.3mol/L，则B的转化率为×100%=40%，故D错误； 故选A。 13．T℃时，在2L的恒容密闭容器中充入物质的量之比为1∶4的和混合气体，一定条件下发生反应：，测量反应过程中的物质的量随时间的变化如下表所示。下列说法正确的是 反应时间/min 0 2 4 6 8 10 12 /mol 2.0 1.36 0.96 0.68 0.52 0.50 0.50 A．0~4min内，用表示的平均速率为0.52mol⋅L-1⋅min-1 B．6~8min内，逆反应速率大于正反应速率 C．10min时，反应恰好达到该条件下的最大限度，且气体压强不再变化 D．容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为7∶10 【答案】D 【解析】A．0~4min内，由表可知∆=2.0-0.96=1.04mol，则，根据反应速率之比等于系数比，用表示的平均速率为v()=v(CO2)=0.13mol⋅L-1⋅min-1，A错误； B．6~8min内，在减小，说明反应正向进行，则正反应速率大于逆反应速率，B错误； C．由表可知10min后不再发生变化，说明10min时反应已经达到平衡状态，但不能说明反应恰好达到该条件下的最大限度，C错误； D．充入物质的量之比为1∶4的和混合气体，则该反应起始加入2mol和8mol，列三段式：，起始时总物质的量为2+8=10mol，平衡时总物质的量为0.5+2+1.5+3=7mol，恒温恒容下，气体的物质的量与压强成正比，达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为7∶10，D正确； 故选D。 14．丙烯(CH2=CHCH3)是世界上产量最大的化工品之一，也是重要的基础化工原料，其下游产品广泛应用于塑料、家电、医疗器械、合成纤维、化妆品等。 （1）PDH 反应是工业生产丙烯的重要途径，其原理为 C3H8 (g) C3H6 (g) + H2 (g)。每摩尔相关气态物质的相对能量如下表所示： 物质 丙烷C3H8 氢气H2 丙烯C3H6 相对能量(kJ/mol) -103 0 21 ①据此分析，PDH 反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。 ②根据以上结论， (填“能”或“不能”)得出2H2O2 = 2H2O + O2 ↑反应与PDH反应同为吸热反应或放热反应这一结论。 （2）一定温度下，向 2 L 恒容密闭容器中加入 1 mol C3H8 (g)，发生PDH反应，H2 的物质的量随时间的变化如图所示。 ①0～3min 内的平均反应速率 v (C3H8) = 。 ②从反应开始到最后达到平衡状态这一段时间内，化学反应速率 (填序号)。 a．先慢后快       b．呈减小趋势        c． 呈增大趋势         d．先快后慢 ③保持其它条件不变，若起始时通入适量的 N2 (不参与反应)，则达到平衡所需要的时间 (填“大于”“小于”或“等于”) 3 min。 （3）PDH 反应的副产物能用于氢氧燃料电池，研究发现，以 Pt4Y/C 作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化电极反应，示意图如图所示。C 电极发生的电极反应式为 ；当电路中转移 0.6 mol 电子时，理论上 Pt4Y 电极通入的气体在标准状况下的体积为 L。 【答案】（1）吸热 不能 （2）0.125 mol∙L−1∙min−1 b 等于 （3）H2 +2OH−− 2e−=2H2O 3.36 【解析】（1）①信息可判断 ，生成物的总能量大于反应物的总能量 ，故 PDH 反应为吸热反应 。 ②一个反应是吸热或还是放热，可从宏观和微观两个角度解释 ， 与反应类型(比如分解反应) 和反应条件(比如 加热 、点燃) 无关 。 （2）①分析图表可知，0 ~ 3min内的平均反应速率 = 0.125 mol∙L−1∙min−1。 ②随着反应的进行，反应物浓度减小，故反应开始直至最后达到平衡状态，该时间段内化学反应速率呈减小趋势。 ③通入的 N2 (不参与反应)，不影响反应物的浓度，故对反应速率没有影响，达到平衡所需要的时间还是 3min。 （3）碱性溶液中，氢氧燃料电池C极中通入的氢气发生氧化反应，其电极反应H2 +2OH−− 2e−=2H2O； 通入的氧气发生还原反应 ，其电极反应 O2+H2O+4e-=4OH- ，当电路中转移 0.6 mol电子时 ，理论上正极通入的氧气为0.15 mol，在标准状况下的体积为 3.36 L。 15．汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。 （1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下： 该条件下，1mol N2和1mol O2完全反应生成NO，会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 （2）通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示： NiO电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)，写出该电极的电极反应式 。 （3）利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2.该反应的化学方程式为：2NO+2CO2CO2 + N2。 ①某温度下，在容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 …… c(CO) / ×10−3 mol·L−1 3.60 3.05 2.85 2.75 …… 用CO的浓度变化表示0~2 s的平均反应速率为 mol·L−1·s−1。 ②下列情况可说明该反应达到化学平衡状态的是 (填序号)。 a．CO的浓度不再改变 b．容器中的气体质量保持不变 c．NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2︰2︰2︰1 d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol N2 ③已知：增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。 为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。 实验编号 t (℃) NO初始浓度(mol·L−1) CO初始浓度(mol·L−1) 催化剂的比表面积(m2·g−1) 280 1.20×10-3 5.80×10-3 82 a 1.20×10-3 5.80×10-3 124 350 b 5.80×10-3 82 i．将表中数据补充完整：a ；b 。 ii．实验和实验中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t 的变化曲线如图所示，其中表示实验的是曲线 (填“甲”或“乙”)。 【答案】（1）吸收 180 （2）氧化 NO-2e-+O2-＝NO2 （3）3.7510-4 a、d 280 1.20×10-3 乙 【解析】（1）该条件下，1mol N2和1mol O2完全反应断键需要吸收的能量是946kJ+498kJ＝1444kJ，生成2molNO时形成化学键释放的能量是2×632kJ＝1264kJ＜1444kJ，所以会吸收1444kJ－1264kJ＝180kJ能量。 （2）NiO电极上NO转化为NO2，发生失去电子的氧化反应，即发生的是氧化反应，该电极的电极反应式为NO-2e-+O2-＝NO2。 （3）①0~2 s内CO浓度减少了3.6×10−3 mol·L−1－2.85×10−3 mol·L−1＝7.5×10−4 mol·L−1，则用CO的浓度变化表示0~2 s的平均反应速率为 mol·L−1·s−1＝3.7510-4 mol·L−1·s−1。 ②a．CO的浓度不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态； b．依据质量守恒定律可判断容器中的气体质量始终保持不变，不能据此说明反应达到化学平衡状态； c．NO、CO、CO2、N2的物质的量之比为2︰2︰2︰1，并不能说明正、逆反应速率相等，不能据此说明反应达到化学平衡状态； d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol N2，说明正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态； 答案选ad。 ③i．实验Ⅰ、Ⅱ中催化剂的比表面积是变量，因此其它条件是相同的，则a＝280；所以Ⅰ、Ⅲ中温度是变量，因此其它条件是相同的，则b＝1.20×10-3。 ii．实验Ⅱ中催化剂的比表面积大，反应速率快，达到平衡的时间短，则其中表示实验Ⅱ的是曲线乙。 16．以空气和钢铁酸洗废液(主要含有和)为原料合成，，原理如下图所示。 下列说法中，不正确的是 A．反应Ⅰ中做还原剂 B．反应Ⅱ后体系pH降低 C．为反应的催化剂，可加快反应速率 D．生成的总反应可表示为 【答案】B 【分析】由转化图可知反应为，可知反应为，其中为催化剂，前后保持不变，为中间产物， 制备的总反应方程式为：。 【解析】A．由转化图可知反应为，氧气得电子化合价降低为氧化剂，失电子化合价升高为还原剂，故A正确； B．反应反应为：，可知在消耗，浓度在降低，值在升高，故B错误； C．由转化图可知前后保持不变，为该反应催化剂，可加快反应速率，为中间产物， 故C正确； D．由转化图可知反应的反应物与生成物，生成的总反应可表示为，故D正确； 故选B。 17．我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意图如下所示。 下列说法不正确的是 A．该反应的原子利用率为 B．过程中有键发生断裂 C．①②的过程放出能量，形成了非极性键 D．该反应中没有元素化合价发生变化 【答案】D 【分析】从图中可以看出，CH4选择性活化，断裂C-H键，甲烷分子中的C原子、断键后产生的H原子与催化剂形成共价键；CO2中的C原子与甲基中的C原子间相互接近并形成C-C键；夺氢后H原子与催化剂间的共价键断裂，并形成O-H共价键，回答问题； 【解析】A．该反应总反应为CH4+CO2→CH3COOH，原子利用率为100%，该选项正确，A不符合题意； B．由分析可知，该反应中有C-H极性键的断裂，该选项正确，B不符合题意； C．根据图像可知①→②过程放出能量且形成了碳碳单键，而碳碳单键属于非极性键，该选项正确，C不符合题意； D．甲烷中碳元素-4价，乙酸分子甲基上的碳-3价，羧基上的碳+3价，该选项错误，D符合题意； 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$