专题04 化学反应的快慢和限度 -【期末复习·暑假提升】2024-2025学年高一化学下学期期末复习讲义（鲁科版2019必修第二册）

专题04 化学反应的快慢和限度 讲义包含两部分：核心考点回顾►期末真题演练（15道选择题+5道综合题） 【知识点1】化学反应速率 1．化学反应速率的概念及表示方法 (1)定义：描述化学反应快慢的物理量。 (2)表示方法：用单位时间某反应物浓度的减少量(绝对值)或某生成物浓度的增加量来表示。 v(A)＝＝ (3)单位：mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1、mol·L－1·h－1。 2．与化学计量数的关系 用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时，反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 例如，对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 3、化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的化学反应速率，则要换算成同一物质来表示化学反应速率；再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，比较与，若>，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 【知识点2】影响化学反应速率的因素 1．内因 反应物本身的内在性质是影响化学反应速率的主要因素。如卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2，镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。 2．外因(其他条件不变，只改变一个条件) 3．稀有气体对反应速率的影响 (1)恒温恒容时：充入“惰性气体”→总压强增大→反应物浓度不变→反应速率不变。 (2)恒温恒压时：充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减小。 【知识点3】可逆反应及反应限度 1． 概念 在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应。 2．特点 3．表示：在方程式中用“”表示。 4．典型的可逆反应有：H2+I22HI，2SO2+O22SO3，SO2+H2OH2SO3，NH3+H2ONH3·H2O等。 【知识点4】化学平衡状态的判断 1．化学平衡的特征 2．判断可逆反应达到平衡状态的标志 (1)微观标志(本质)：同一物质v正(X)=v逆(X)，不同物质v正(X)∶v逆(Y)=化学计量数之比。 (2)宏观标志：“变量”不变的状态。如各组分的浓度、物质的量、物质的量分数、气体体积分数等，“变量”如果不再变化，则为平衡状态。 3．反应类型分析（如下表所示） 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率之间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡 【知识点5】与化学反应速率有关的图像分析 1．物质的量(或浓度)—时间图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是生成物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝ mol·L－1·s－1；Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 2．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 【知识点6】化学反应限度的计算 1．计算方法——三段式 对于反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1，列三段式如下： 　　　　　　 　mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g） c始/（mol·L－1）　a　　 　 b　　　　0　　　 0 c转/（mol·L－1） mx　　　 nx　　　 px　　 qx c平/（mol·L－1）a－mx　 b－nx　　 px　 　 qx 2．牢记四个公式 （1）某气体组分的体积分数＝×100％。 （2）反应物的转化率＝×100％＝×100％。 （3）平衡混合物中某组分的百分含量＝×100％。 （4）平衡压强与起始压强之比：＝。 （5）混合气体的平均密度：ρ混＝ g·L－1。 （6）混合气体的平均摩尔质量：＝ g·mol－1。 1．（23-24高一下·黑龙江绥化·期末）关于反应，下列表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． 2．（23-24高一下·广东茂名·期末）下列措施中，不能增大化学反应速率的是 A．锌与稀硫酸反应制取时，加入蒸馏水 B．用溶液制取时，向溶液中加入少量粉末 C．Mg在中燃烧生成MgO，用镁粉代替镁条 D．与稀盐酸反应生成时，适当升高温度 3．（23-24高一下·湖南郴州·期末）消除的污染原理为：。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的和进行上述反应。下列情况能用来判断该反应达到化学平衡状态的是 A．和浓度相同 B． C．单位时间内，消耗同时生成 D．断裂四个C-H键的同时断裂四个O-H键 4．（23-24高一下·辽宁锦州·期末）下列实验装置不能达到实验目的的是 A．甲：探究的浓度对反应速率的影响 B．乙：验证铝作负极 C．丙：实验室制取 D．丁：验证易溶于水 5．（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 6．（23-24高一下·陕西宝鸡·期末）一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生可逆反应，若X、Y、Z的起始浓度分别为、、(均不为零)，达到平衡时X、Y、Z的浓度分别为、、，则下列判断正确的是 A．与的比值无法确定 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3 C．充入一定量的氦气，反应速率加快 D．的取值范围为 7．（23-24高一下·云南曲靖·期末）一定温度下，向恒容密闭容器中充入和发生反应：，末，的物质的量为。下列说法错误的是 A．末，的浓度为 B．内，用表示的平均反应速率为 C．末，的转化率为20% D．当容器内气体的密度不再随时间变化而变化时，反应就达到了化学平衡状态 8．（23-24高一下·吉林长春·期末）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：判断该分解反应已经达到化学平衡的是 ①     ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变    ④密闭容器中气体的平均摩尔质量不变 A．①② B．②③ C．②④ D．②③④ 9．（23-24高一下·四川凉山·期末）对可逆反应，下列叙述正确的是 A．达到化学平衡时， B．单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol ，则反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D．化学反应速率关系是： 10．（23-24高一下·福建福州·期末）为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响，某同学进行如下实验，并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 实验 序号 反应温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 褪色时间/s V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL Ⅰ 20 10 0.001 10 0.10 0 t1 Ⅱ 20 10 0.001 5 0.10 V1 t2 Ⅲ 40 10 0.001 10 0.10 V2 t3 A．V1=5，V2=0 B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率 C．实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响 D．反应的离子方程式为 11．（23-24高一下·内蒙古·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% 12．（24-25高一下·浙江·期末）根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释一定正确的 选项 实验操作及现象 实验结论 A 红热的木炭插入浓硝酸中，产生红棕色的气体 C与反应生成了 B 取两支试管各加入溶液；另取两支试管各加入溶液；将四支试管分成两组(各有一支盛有溶液和溶液的试管)，一组放入冷水，另一组放入热水，经过一段时间后，分别混合并震荡，热水条件下气泡出现的更快 热水中反应速率比冷水中快 C 取少量试样加水溶解，加稀硫酸酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为血红色 该试样已经变质 D 取溶液于试管中，加入溶液，充分反应后，用萃取分液后，向水层滴入KSCN溶液，观察溶液变为血红色 与的反应存在限度 A．A B．B C．C D．D 13．（23-24高一下·陕西渭南·期末）二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放，其反应为。某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入和，测得物质的量随时间变化如下图所示。下列说法错误的是 A．c点反应达到平衡状态 B．b点时，v(正)＞v(逆) C．0～4 min内， D．d点时，容器中有剩余 14．（23-24高一下·北京朝阳·期末）酸性溶液与（草酸，一种弱酸）溶液反应过程中，含粒子的浓度随时间变化如下图所示。 下列说法不正确的是 A．由图可知，能够氧化 B．，随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小 C．内的平均反应速率： D．总反应为 15．（23-24高一下·贵州遵义·期末）800℃时，在2L密闭容器中通入0.02molNO和0.01molO2发生反应，n(NO)随时间的变化如表所示，下列有关说法正确的是 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 A．图中表示NO2变化的曲线是a B．A点处， C．0~2 s内O2平均速率 D．恒容条件下，充入惰性气体Ar，化学反应速率增大 16．（23-24高一下·山西大同·期末）研究氮的氧化物的性质对环境保护有重要意义。回答下列问题： (1)用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。在酸性溶液中，HClO氧化NO生成和的离子方程式为 。 (2)如图为1mol 和1mol 充分反应生成2mol NO(g)的能量变化图。若断裂1mol 分子中的化学键，需要 能量。该反应中反应物所具有的总能量 (填“高于”“低于”或“等于”)生成物所具有的总能量。 (3)消除的反应原理为。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的和进行上述反应。下列情况能用来判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。 A．和浓度相同 B．容器中混合气体的平均密度不再变化 C．容器内的物质的量浓度不再变化 D．单位时间内，消耗2mol 同时生成2mol (4)一定条件下，在2L密闭容器内，发生反应，随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.040 0.014 0.008 0.005 0.005 0.005 ①用表示0～2s内该反应的平均速率 ，在第5s时，的转化率为 %。 ②根据上表可以看出，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 (5)、和熔融可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨电极上生成氧化物，可循环使用。已知该电池总反应式为。负极为 (填“石墨”或“石墨”)，正极电极反应式为 。 17．（23-24高一下·福建龙岩·期末）用下列反应处理航天员呼吸产生的，可实现空间站中的循环利用。 Sabatier反应： 光解水反应： (1)Sabatier反应的能量变化如图，该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。已知、、的键能分别为、、，则的键能为 。 (2)在恒温、恒容的密闭体系中，仅发生Sabatier反应，下列描述能说明该反应已经达到最大限度的是___________(填字母)。 A．的体积分数不再改变 B．、、、的物质的量之比为1：4：1：2 C．单位时间内，消耗同时生成 D．单位时间内，断裂键的同时断裂键 (3)120℃时将和通入的恒容密闭容器中发生Sabatier反应，测得部分物质的物质的量随时间的变化如图。 ①在0∼4min内， 。 ②4min末，消耗的速率 生成的速率(填“>”“<”或“=”)。 (4)光解水反应是采用新型复合光催化剂()，使水在太阳光下高效分解，原理如图。 该反应的能量转化形式为 。反应Ⅰ的化学方程式为 。 18．（23-24高一下·广东广州·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 。 19．（23-24高一下·四川成都·期末）甲醇作为具有燃烧高效能、排放清洁、可再生，是全世界公认的理想的新型能源。以下是液态阳光甲醇利用光伏、风电等清洁能源耦合CO2制取。 (1)写出图中可再生型能源的名称： 、 。 (2)CRI电能转换为液体燃料技术制甲醇，实验室模拟制甲醇，在恒温条件下，将6mol的H2(g)和2mol的CO2(g)充入1L恒容的密闭容器中发生如下反应： CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O。下图是CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化的关系图， 回答下列问题： ①用氢气表示前12分钟该反应的平均速率 mol/L·min，5min时，v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。 ②根据反应原理下列描述不正确的是 。 A．CO2(g)、CH3OH(g)的物质的量比为1∶1 B．混合气体的压强不随时间的变化而改变，说明反应达到最大限度 C．单位时间内每消耗3amolH2(g)，同时消耗amolCH3OH(g)，说明反应达到最大限度 D．提高反应的温度，可以实现CO2的完全转化 (3)CH3OH燃料电池的工作原理如下，质子交换膜只允许氢离子和水分子通过，Pt(a)是电池的 极，写出Pt(b)的电极反应方程式 ，电池工作时一段时间后电解质溶液的pH值 (填“增大”、“减小”或者“不变”)。 20．（23-24高一下·福建厦门·期末）某实验小组利用下图装置探究H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液的反应(夹持装置略去)。 查阅资料：①H2C2O4为二元弱酸。 ②溶液浓度越大，越不利于气体的扩散。 (1)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为 。 (2)仪器A的名称为 。 (3)检查装置气密性的方法为 。 (4)若以单位时间内生成的气体体积作为反应速率的观测指标，则量筒中的试剂为___________。 A．饱和NaHCO3溶液 B．饱和NaCl溶液 C．水 D．饱和Na2CO3溶液 (5)探究H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液的浓度对反应速率的影响，实验数据如下表所示： 实验 序号 KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 褪色时间 c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) t/s 1 0.005 4.0 0.2 2.0 0.120 307 2 0.020 4.0 0.2 2.0 0.120 545 3 0.010 4.0 0.5 2.0 0.120 201 4 0.010 4.0 0.7 2.0 0.120 163 5 0.010 4.0 0.9 2.0 0.120 360 6 0.010 4.0 1.0 2.0 c1 512 ①c1= 。 ②某同学从实验1和2的褪色时间分析出实验2的反应速率小于实验1，请分析该结论是否正确，并说明原因： 。 ③结合实验数据，下列说法错误的是 。(填标号) A．其他条件不变时，c(H2C2O4)浓度越高，反应速率越快 B．其他条件不变时，当c(H2C2O4)为0.8mol·L-1，褪色时间一定介于163s至360s之间 C．实验5中v(H2C2O4)=0.15mol·L-1·min-1 D．其他条件不变时，当c(H2C2O4)>0.9mol·L-1，溶液浓度增大，不利于CO2扩散，可能导致褪色时间延长 (6)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液生成的Mn2+对该反应有催化作用。请以实验1为对照组，设计实验方案证明Mn2+的催化作用 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 化学反应的快慢和限度 讲义包含两部分：核心考点回顾►期末真题演练（15道选择题+5道综合题） 【知识点1】化学反应速率 1．化学反应速率的概念及表示方法 (1)定义：描述化学反应快慢的物理量。 (2)表示方法：用单位时间某反应物浓度的减少量(绝对值)或某生成物浓度的增加量来表示。 v(A)＝＝ (3)单位：mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1、mol·L－1·h－1。 2．与化学计量数的关系 用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时，反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 例如，对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 3、化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的化学反应速率，则要换算成同一物质来表示化学反应速率；再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，比较与，若>，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 【知识点2】影响化学反应速率的因素 1．内因 反应物本身的内在性质是影响化学反应速率的主要因素。如卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2，镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。 2．外因(其他条件不变，只改变一个条件) 3．稀有气体对反应速率的影响 (1)恒温恒容时：充入“惰性气体”→总压强增大→反应物浓度不变→反应速率不变。 (2)恒温恒压时：充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减小。 【知识点3】可逆反应及反应限度 1． 概念 在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应。 2．特点 3．表示：在方程式中用“”表示。 4．典型的可逆反应有：H2+I22HI，2SO2+O22SO3，SO2+H2OH2SO3，NH3+H2ONH3·H2O等。 【知识点4】化学平衡状态的判断 1．化学平衡的特征 2．判断可逆反应达到平衡状态的标志 (1)微观标志(本质)：同一物质v正(X)=v逆(X)，不同物质v正(X)∶v逆(Y)=化学计量数之比。 (2)宏观标志：“变量”不变的状态。如各组分的浓度、物质的量、物质的量分数、气体体积分数等，“变量”如果不再变化，则为平衡状态。 3．反应类型分析（如下表所示） 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率之间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡 【知识点5】与化学反应速率有关的图像分析 1．物质的量(或浓度)—时间图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是生成物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝ mol·L－1·s－1；Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 2．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 【知识点6】化学反应限度的计算 1．计算方法——三段式 对于反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1，列三段式如下： 　　　　　　 　mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g） c始/（mol·L－1）　a　　 　 b　　　　0　　　 0 c转/（mol·L－1） mx　　　 nx　　　 px　　 qx c平/（mol·L－1）a－mx　 b－nx　　 px　 　 qx 2．牢记四个公式 （1）某气体组分的体积分数＝×100％。 （2）反应物的转化率＝×100％＝×100％。 （3）平衡混合物中某组分的百分含量＝×100％。 （4）平衡压强与起始压强之比：＝。 （5）混合气体的平均密度：ρ混＝ g·L－1。 （6）混合气体的平均摩尔质量：＝ g·mol－1。 1．（23-24高一下·黑龙江绥化·期末）关于反应，下列表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】关于反应，可以将不同物质表示的反应速率转化为以物质B表示的速率进行大小比较；当，则；当，则；当，则；因此表示的反应速率最快，答案选B。 2．（23-24高一下·广东茂名·期末）下列措施中，不能增大化学反应速率的是 A．锌与稀硫酸反应制取时，加入蒸馏水 B．用溶液制取时，向溶液中加入少量粉末 C．Mg在中燃烧生成MgO，用镁粉代替镁条 D．与稀盐酸反应生成时，适当升高温度 【答案】A 【详解】A．锌与稀硫酸反应制取时，加入蒸馏水，导致硫酸浓度降低，反应速率减慢，而不是速率加快，A符合题意； B．用溶液制取时，添加少量，起催化作用，化学反应速率加快，B不符合题意； C．Mg在中燃烧生成MgO，若用镁粉代替镁条，由于Mg与O2接触面积增大，反应速率大大加快，C不符合题意； D．在与稀盐酸反应生成时，适当升高温度，物质的内能增加，微粒之间有效碰撞次数增加，反应速率加快，D不符合题意； 故选A。 3．（23-24高一下·湖南郴州·期末）消除的污染原理为：。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的和进行上述反应。下列情况能用来判断该反应达到化学平衡状态的是 A．和浓度相同 B． C．单位时间内，消耗同时生成 D．断裂四个C-H键的同时断裂四个O-H键 【答案】D 【详解】A．化学反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再发生改变，因此和浓度相同，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．化学反应达到平衡状态时，不同物质表示的正、逆反应速率成比例，即，因此，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．单位时间内，消耗同时生成，均表示正反应速率，因此不能说明反应达到平衡状态，C错误； D．断裂四个C-H键的同时断裂四个O-H键，说明，可以证明反应达到平衡状态，D正确； 答案选D。 4．（23-24高一下·辽宁锦州·期末）下列实验装置不能达到实验目的的是 A．甲：探究的浓度对反应速率的影响 B．乙：验证铝作负极 C．丙：实验室制取 D．丁：验证易溶于水 【答案】A 【详解】A．溶液的总体积不同，反应物浓度均不同，不能探硫酸浓度对反应速率的影响，A项错误； B．虽然镁比铝活泼，但是镁和电解质溶液氢氧化钠溶液不反应，没有自发进行的氧化还原反应，铝能与氢氧化钠溶液反应，作原电池的负极，B项正确； C．70%的硫酸能与亚硫酸钠反应复分解反应生成二氧化硫，化学方程式为，C项正确； D．氨气易溶于水会导致烧瓶内压强减小，外界压强大，气球会变大，D项正确； 答案选A。 5．（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 【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。 6．（23-24高一下·陕西宝鸡·期末）一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生可逆反应，若X、Y、Z的起始浓度分别为、、(均不为零)，达到平衡时X、Y、Z的浓度分别为、、，则下列判断正确的是 A．与的比值无法确定 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3 C．充入一定量的氦气，反应速率加快 D．的取值范围为 【答案】D 【分析】根据题意可写出三段式： c1＝a+0.1、c2＝3a+0.3、c3＝0.08-2a，依次作答。 A．根据三段式可得：c1＝a+0.1、c2＝3a+0.3，c1：c2＝1：3，A错误； B．当Y和Z的生成速率之比为3：2时可说明反应达到平衡，B错误； C．该装置容积固定，充入一定量的氦气，物质的分压及浓度不会发生变化，故反应速率不变，C错误； D．c3＝0.08-2a，且c3不为0，则a＜0.04，又c1＝a+0.1，则c1的取值范围为0＜c1＜0.14mol·L－1，D正确； 答案选D。 7．（23-24高一下·云南曲靖·期末）一定温度下，向恒容密闭容器中充入和发生反应：，末，的物质的量为。下列说法错误的是 A．末，的浓度为 B．内，用表示的平均反应速率为 C．末，的转化率为20% D．当容器内气体的密度不再随时间变化而变化时，反应就达到了化学平衡状态 【答案】D 【分析】反应的三段式为：，由此分析解答。 A． 末，的浓度为 =，故A正确； B． 内，用表示的平均反应速率为，故B正确； C． 末，的转化率为=20%，故C正确； D． 反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，容器内气体的密度始终保持不变，当容器内气体的密度不再随时间变化而变化时，不能判断反应是否达到化学平衡状态，故D错误； 故选D。 8．（23-24高一下·吉林长春·期末）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：判断该分解反应已经达到化学平衡的是 ①     ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变    ④密闭容器中气体的平均摩尔质量不变 A．①② B．②③ C．②④ D．②③④ 【答案】B 【详解】①，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡；    ②反应后气体物质的量增加，容器体积不变，压强是变量，密闭容器中总压强不变，反应一定达到平衡状态； ③反应后气体质量增加，容器体积不变，密度是变量，密闭容器中混合气体的密度不变，反应一定达到平衡状态；     ④容器中只有氨气和二氧化碳两种气体，且物质的量比始终为2:1，气体的平均摩尔质量为，气体平均摩尔质量为定值，密闭容器中气体的平均摩尔质量不变，反应不一定平衡； 已经达到化学平衡的是②③，选B。 9．（23-24高一下·四川凉山·期末）对可逆反应，下列叙述正确的是 A．达到化学平衡时， B．单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol ，则反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D．化学反应速率关系是： 【答案】A 【详解】A．达到化学平衡时正逆反应速率相等，各物质化学反应速率之比等于其化学计量数之比， ，A正确； B．任何时间生成x mol NO的同时，消耗x mol ，不能说明反应达到平衡，B错误； C．达到化学平衡时增加容器体积，各组分浓度都减小，正逆反应速率都减小，C错误； D．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，，D错误； 故答案为：A。 10．（23-24高一下·福建福州·期末）为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响，某同学进行如下实验，并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 实验 序号 反应温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 褪色时间/s V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL Ⅰ 20 10 0.001 10 0.10 0 t1 Ⅱ 20 10 0.001 5 0.10 V1 t2 Ⅲ 40 10 0.001 10 0.10 V2 t3 A．V1=5，V2=0 B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率 C．实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响 D．反应的离子方程式为 【答案】B 【详解】A．根据对比实验的单一变量原则，溶液总体积为20mL，V1=20-10-5=5，V2=0，故A正确； B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率，故B错误； C．实验Ⅰ和实验Ⅲ的反应温度不同，其他条件相同，可探究温度对化学反应速率的影响，故C正确； D．结合反应原理，高锰酸钾和草酸发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳和水，反应的离子方程式为，故D正确； 故选B。 11．（23-24高一下·内蒙古·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。 12．（24-25高一下·浙江·期末）根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释一定正确的 选项 实验操作及现象 实验结论 A 红热的木炭插入浓硝酸中，产生红棕色的气体 C与反应生成了 B 取两支试管各加入溶液；另取两支试管各加入溶液；将四支试管分成两组(各有一支盛有溶液和溶液的试管)，一组放入冷水，另一组放入热水，经过一段时间后，分别混合并震荡，热水条件下气泡出现的更快 热水中反应速率比冷水中快 C 取少量试样加水溶解，加稀硫酸酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为血红色 该试样已经变质 D 取溶液于试管中，加入溶液，充分反应后，用萃取分液后，向水层滴入KSCN溶液，观察溶液变为血红色 与的反应存在限度 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．将红热的木炭加入浓硝酸中，产生红棕色气体，可能是浓硝酸在受热的条件下分解得到二氧化氮，不一定是碳与浓硝酸反应生成了，A错误； B．生成的气体是二氧化硫，易溶于水，现象不明显，应该看溶液变浑浊的时间，B错误； C．酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，可将亚铁离子氧化为铁离子，无法判断Fe(NO3)2试样是否变质，C错误； D．取5mL0.1mol/LKI溶液于试管中，加入1mL0.1mol/LFeCl3溶液，发生反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2，FeCl3溶液不足，充分反应后， 用萃取分液后，向水层滴入KSCN溶液，溶液变血红色，说明反应后的溶液中含有Fe3+，则KI与FeCl3的反应有一定限度，D正确； 故选D。 13．（23-24高一下·陕西渭南·期末）二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放，其反应为。某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入和，测得物质的量随时间变化如下图所示。下列说法错误的是 A．c点反应达到平衡状态 B．b点时，v(正)＞v(逆) C．0～4 min内， D．d点时，容器中有剩余 【答案】C 【分析】如图所示，c点开始氢气的物质的量不再发生变化，达到平衡状态。 A．根据分析，c点反应达到化学平衡状态，A正确； B．b点时反应未达到平衡状态，氢气仍在消耗，反应正向进行，v(正)＞v(逆)，B正确； C．0～4 min内，，C错误； D．到d点时消耗氢气6mol，则消耗二氧化碳2mol，剩余二氧化碳4mol，D正确； 故选C。 14．（23-24高一下·北京朝阳·期末）酸性溶液与（草酸，一种弱酸）溶液反应过程中，含粒子的浓度随时间变化如下图所示。 下列说法不正确的是 A．由图可知，能够氧化 B．，随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小 C．内的平均反应速率： D．总反应为 【答案】B 【分析】约13min前，随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0，Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(Ⅲ)；约13min后，随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少，Mn(Ⅱ)的浓度增大。 A．由图像可知，随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)， 所以Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A正确； B．随着反应物浓度的减小，到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)浓度增大，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，因此13min后反应速率会加快，B错误； C．内的平均反应速率，C正确； D．高锰酸根离子被还原为锰离子，H2C2O4被氧化为二氧化碳，H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留，故总反应为，D正确； 答案选B。 15．（23-24高一下·贵州遵义·期末）800℃时，在2L密闭容器中通入0.02molNO和0.01molO2发生反应，n(NO)随时间的变化如表所示，下列有关说法正确的是 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 A．图中表示NO2变化的曲线是a B．A点处， C．0~2 s内O2平均速率 D．恒容条件下，充入惰性气体Ar，化学反应速率增大 【答案】C 【分析】800℃时，在2L密闭容器中通入0.02molNO和0.01molO2发生反应，则c、d表示NO、O2的浓度随时间的变化曲线，再考虑相同时间内NO、O2的浓度变化量之比为2:1，可确定c曲线表示NO的浓度随时间的变化，d曲线表示O2的浓度随时间的变化；考虑到相同时间内NO2的浓度变化量与NO相同，可得出曲线b表示NO2的浓度随时间的变化曲线。 A．由分析可知，图中表示NO2变化的曲线是b，A不正确； B．A点之后，NO的浓度继续减小，则A点处，，B不正确； C．0~2 s内NO的物质的量的变化为0.020mol-0.008mol=0.012mol，则相同时间内O2的物质的量变化为0.006mol，O2平均速率，C正确； D．恒容条件下，充入惰性气体Ar，反应物和生成物的浓度都不变，化学反应速率不变，D不正确； 故选C。 16．（23-24高一下·山西大同·期末）研究氮的氧化物的性质对环境保护有重要意义。回答下列问题： (1)用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。在酸性溶液中，HClO氧化NO生成和的离子方程式为 。 (2)如图为1mol 和1mol 充分反应生成2mol NO(g)的能量变化图。若断裂1mol 分子中的化学键，需要 能量。该反应中反应物所具有的总能量 (填“高于”“低于”或“等于”)生成物所具有的总能量。 (3)消除的反应原理为。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的和进行上述反应。下列情况能用来判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。 A．和浓度相同 B．容器中混合气体的平均密度不再变化 C．容器内的物质的量浓度不再变化 D．单位时间内，消耗2mol 同时生成2mol (4)一定条件下，在2L密闭容器内，发生反应，随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.040 0.014 0.008 0.005 0.005 0.005 ①用表示0～2s内该反应的平均速率 ，在第5s时，的转化率为 %。 ②根据上表可以看出，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 (5)、和熔融可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨电极上生成氧化物，可循环使用。已知该电池总反应式为。负极为 (填“石墨”或“石墨”)，正极电极反应式为 。 【答案】 (1) (2)吸收498kJ 低于 (3)C (4) 87.5 随着反应进行，反应物浓度逐渐减小 (5)石墨 【详解】（1）在酸性溶液中，HClO氧化NO生成和的离子方程式为。 （2）断键吸热，根据图示可知断裂1mol分子中的化学键，需要吸收498kJ能量。断键吸收的总能量是946kJ+498kJ＝1444kJ，形成化学键放出的总能量是1264kJ＜1444kJ，因此是吸热反应，所以该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量。 （3）A. 和浓度相同不能说明正逆反应速率相等，不一定处于平衡状态，A不选； B. 反应前后混合气体的质量和容器容积均是不变，密度始终不变，所以容器中混合气体的平均密度不再变化，不能说明反应达到平衡状态，B不选； C. 容器内的物质的量浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，反应处于平衡状态，C选； D. 单位时间内，消耗2mol 同时生成2mol 均表示正反应速率，所以不能说明反应达到平衡状态，D不选； 答案选C。 （4）①0～2s内NO2减少了0.04mol－0.008mol＝0.032mol，生成N2O4是0.016mol，浓度是0.008mol/L，所以用表示0～2s内该反应的平均速率0.008mol/L÷2s＝，在第5s时NO2减少了0.04mol－0.005mol＝0.035mol，的转化率为＝87.5%。 ②由于随着反应进行，反应物浓度逐渐减小，所以随着反应的进行，反应速率逐渐减小。 （5）负极NO2失去电子转化为N2O5，负极为石墨，正极是氧气得到电子，由于是熔融的硝酸钠作电解质，所以正极电极反应式为。 17．（23-24高一下·福建龙岩·期末）用下列反应处理航天员呼吸产生的，可实现空间站中的循环利用。 Sabatier反应： 光解水反应： (1)Sabatier反应的能量变化如图，该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。已知、、的键能分别为、、，则的键能为 。 (2)在恒温、恒容的密闭体系中，仅发生Sabatier反应，下列描述能说明该反应已经达到最大限度的是___________(填字母)。 A．的体积分数不再改变 B．、、、的物质的量之比为1：4：1：2 C．单位时间内，消耗同时生成 D．单位时间内，断裂键的同时断裂键 (3)120℃时将和通入的恒容密闭容器中发生Sabatier反应，测得部分物质的物质的量随时间的变化如图。 ①在0∼4min内， 。 ②4min末，消耗的速率 生成的速率(填“>”“<”或“=”)。 (4)光解水反应是采用新型复合光催化剂()，使水在太阳光下高效分解，原理如图。 该反应的能量转化形式为 。反应Ⅰ的化学方程式为 。 【答案】 (1)放热 462 (2)AD (3) = (4)光能转化为化学能(或太阳能转化为化学能) 【详解】（1）该反应反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应；由图可知，Sabatier反应的反应热= -260kJ/mol=反应物总键能-生成物总键能，设O-H键的键能为xkJ/mol，故，解得x=462，故的键能为：462kJ/mol； （2）A. 的体积分数不再改变时，该反应达到最大限度，A正确； B. 、、、的物质的量之比为1：4：1：2，不能判断达到最大限度，B错误； C. 单位时间内，消耗同时生成，均为正反应方向，不能判断达到最大限度，C错误； D. 单位时间内，断裂(消耗1molH2)键的同时断裂键(消耗0.5mol H2O)，正逆反应速率相等，能判断达到最大限度，D正确； 故选AD； （3）①在0∼4min内，； ②4min末，消耗氢气4mol，生成甲烷1mol，10min时甲烷的物质的量仍为1mol，故4min已经达到平衡，正逆反应速率相等，故消耗的速率=生成的速率； （4）由图可知：反应I为，反应II为：。 水在太阳光下高效分解，能量转化形式为：光能转化为化学能(或太阳能转化为化学能)；反应Ⅰ的化学方程式为：。 18．（23-24高一下·广东广州·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+。 19．（23-24高一下·四川成都·期末）甲醇作为具有燃烧高效能、排放清洁、可再生，是全世界公认的理想的新型能源。以下是液态阳光甲醇利用光伏、风电等清洁能源耦合CO2制取。 (1)写出图中可再生型能源的名称： 、 。 (2)CRI电能转换为液体燃料技术制甲醇，实验室模拟制甲醇，在恒温条件下，将6mol的H2(g)和2mol的CO2(g)充入1L恒容的密闭容器中发生如下反应： CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O。下图是CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化的关系图， 回答下列问题： ①用氢气表示前12分钟该反应的平均速率 mol/L·min，5min时，v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。 ②根据反应原理下列描述不正确的是 。 A．CO2(g)、CH3OH(g)的物质的量比为1∶1 B．混合气体的压强不随时间的变化而改变，说明反应达到最大限度 C．单位时间内每消耗3amolH2(g)，同时消耗amolCH3OH(g)，说明反应达到最大限度 D．提高反应的温度，可以实现CO2的完全转化 (3)CH3OH燃料电池的工作原理如下，质子交换膜只允许氢离子和水分子通过，Pt(a)是电池的 极，写出Pt(b)的电极反应方程式 ，电池工作时一段时间后电解质溶液的pH值 (填“增大”、“减小”或者“不变”)。 【答案】 (1)太阳能 风能 (2)0.375 > AD (3)负极 O2+4e- +4H+ =2H2O 增大 【详解】（1）可再生能源是指太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等在自然界可以循环再生的能源，故答案为图中的风能、太阳能。 （2）①从图可知，前12分钟内，CO2的浓度从2mol/L减少到了0.5 mol/L，若用CO2表示该反应的平均速率为v(CO2)=0.125 mol·L-1·min-1，一个反应不同物质表示该反应速率时，数值之比等于化学计量数之比，则v(H2)=3 v(CO2)，则用氢气表示前12分钟该反应的平均速率为0.375 mol·L-1·min-1；5min后，反应物CO2还在减少，生成物CH3OH还在增加，故v正> v逆。 ②A．根据反应原理，CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量比只是在反应时，消耗和生成比为1∶1，其它情况可能不是，比如开始和平衡时，故A错误； B．根据反应原理，此反应前后气体总分子数发生变化，压强是个变量，当混合气体的压强不随时间的变化而改变则说明反应达到最大限度，故B正确； C．根据反应原理，单位时间内每消耗3amolH2(g)时，同时生成amolCH3OH(g)，若同时也消耗amolCH3OH(g)，则说明v正(CH3OH)= v逆(CH3OH)，反应达到最大限度，故C正确； D．根据反应原理，此反应是可逆反应，可逆反应有限度，不能百分百转化，故提高反应的温度，不能实现CO2的完全转化，故D错误； 答案AD。 （3）燃料电池装置中，燃料在反应中是还原剂，通入燃料的那侧电极是负极，通入氧气的那侧电极是正极，根据CH3OH燃料电池的装置图，可知Pt(a)是通CH3OH一侧的电极，故Pt(a)是电池的负极；Pt(b)是电池的正极，电解质溶液为稀硫酸，则Pt(b)电极的反应为O2 在电极上获得电子和4H+生成了H2O，故Pt(b)电极的电极反应式为O2+4e- +4H+ =2H2O；燃料电池工作中，不断有水生成，会稀释电解质溶液稀硫酸的浓度，故电池工作时一段时间后电解质溶液的pH值增大。 20．（23-24高一下·福建厦门·期末）某实验小组利用下图装置探究H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液的反应(夹持装置略去)。 查阅资料：①H2C2O4为二元弱酸。 ②溶液浓度越大，越不利于气体的扩散。 (1)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为 。 (2)仪器A的名称为 。 (3)检查装置气密性的方法为 。 (4)若以单位时间内生成的气体体积作为反应速率的观测指标，则量筒中的试剂为___________。 A．饱和NaHCO3溶液 B．饱和NaCl溶液 C．水 D．饱和Na2CO3溶液 (5)探究H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液的浓度对反应速率的影响，实验数据如下表所示： 实验 序号 KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 褪色时间 c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) t/s 1 0.005 4.0 0.2 2.0 0.120 307 2 0.020 4.0 0.2 2.0 0.120 545 3 0.010 4.0 0.5 2.0 0.120 201 4 0.010 4.0 0.7 2.0 0.120 163 5 0.010 4.0 0.9 2.0 0.120 360 6 0.010 4.0 1.0 2.0 c1 512 ①c1= 。 ②某同学从实验1和2的褪色时间分析出实验2的反应速率小于实验1，请分析该结论是否正确，并说明原因： 。 ③结合实验数据，下列说法错误的是 。(填标号) A．其他条件不变时，c(H2C2O4)浓度越高，反应速率越快 B．其他条件不变时，当c(H2C2O4)为0.8mol·L-1，褪色时间一定介于163s至360s之间 C．实验5中v(H2C2O4)=0.15mol·L-1·min-1 D．其他条件不变时，当c(H2C2O4)>0.9mol·L-1，溶液浓度增大，不利于CO2扩散，可能导致褪色时间延长 (6)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液生成的Mn2+对该反应有催化作用。请以实验1为对照组，设计实验方案证明Mn2+的催化作用 。 【答案】 (1) (2)分液漏斗 (3)关闭止水夹K，打开分液漏斗活塞，向其中加水。若一段时间后，水难以滴入，则证明该装置气密性良好。(其他合理答案均可) (4)A (5)0.120 不正确；实验1和2中KMnO4反应完全，并且实验1、2中c（KMnO4）之比为1：4，但褪色时间之比为307：545≈1：1.8，根据v=分析可知实验1的速率小于实验2 ABC (6)其他条件与实验1相同，添加少量MnSO4固体，对比记录褪色时间 【详解】（1）H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应Mn2+、CO2和H2O，反应的离子方程式为； （2）仪器A为分液漏斗； （3）液差法检查该装置气密性的方法为：关闭止水夹K，打开分液漏斗活塞，向其中加水。若一段时间后，水难以滴入，则证明该装置气密性良好； （4）通过测定单位时间内生成CO2的体积来测定反应速率，则CO2的量不能减少，并且CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解量较小，在饱和NaCl溶液、水中溶解度相对大，能与Na2CO3反应，所以量筒中的试剂为饱和NaHCO3溶液，故答案为：A； （5）①该实验目的是探究溶液浓度对反应速率的影响，根据可知变量法可知，实验5，6中c（H2C2O4）不同，则其他各量必须相同，即c1=0.120； ②实验1中n（H2C2O4）：n（KMnO4）=20：1，实验2中n（H2C2O4）：n（KMnO4）=5：1，结合反应可知KMnO4反应完全，并且实验1、2中c（KMnO4）之比为1：4，但褪色时间之比为307：545≈1：1.8，根据v=分析可知实验1的速率小于实验2，所以该结论不正确； ③A．由实验5、6数据可知，c（H2C2O4）增大时，溶液褪色时间数值增大，反应速率减慢，故A错误； B．由实验3、4数据可知，c（H2C2O4）增大时反应速率加快，溶液褪色时间缩短，据此可推理c（H2C2O4）=0.8mol•L-1时，溶液褪色时间可能小于163s，故B错误； C．实验5中n（H2C2O4）：n（KMnO4）=45：1，KMnO4反应完全，但溶液总体积未知，不能计算v（KMnO4）和v（H2C2O4），故C错误； D．由实验5、6数据可知，c（H2C2O4）＞0.9mol•L-1时，KMnO4溶液褪色时间延长，可能原因是溶液浓度增大，不利于CO2扩散，故D正确； 故答案为：ABC； （6）证明Mn2+对该反应有催化作用，可在实验1条件相同的溶液中加入少量MnSO4固体，对比记录褪色时间。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$