6.2.2 化学反应的限度（课后三练）高一化学人教版必修第二册

第二节 化学反应的速率与限度 第2课时 化学反应的限度 1．（2025·四川省达州市期末）调控反应条件对生产和科研具有重要价值。下列措施可减慢化学反应速率的是 A．KClO3分解制氧气时，添加少量MnO2 B．将橡胶制品储存在干燥、阴凉、避光的环境中 C．工业合成氨时，控制压强为10 MPa～30 MPa(常压约为0.101 MPa) D．工业制硫酸时，向沸腾炉投入粉末状黄铁矿，并从炉底鼓入大量空气 2．（2025·天津市期中）对某温度下的可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列事实能说明该反应达到化学平衡状态的是 A．N2、H2、NH3的浓度均不变 B．体系中N2、H2、NH3的分子个数之比为1∶3∶2 C．NH3的生成速率与H2的生成速率相等 D．N2和H2的反应速率之比为1∶3 3．（2025·湖南省湘西湘西土家族苗族自治州期中）工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400～500℃下的催化氧化：2SO2＋O22SO3，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下列有关说法错误的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B．提高反应时的温度，可以实现SO2的完全转化 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．在上述条件下，SO2不可能100%转化为SO3 4．（2025·江苏省盐城市期末改编）在恒温、紫外光照射、催化剂作用下，体积为1 L的密闭容器中发生反应CO2(g)＋2H2O(g)CH4(g)＋2O2(g)，下列说法中能说明在上述条件下达到平衡状态的是 A．CH4体积分数不再变化 B．混合气体的压强不再变化 C．混合气体的密度保持不变 D．c(CO2)＝c(CH4) 5．（2025·福建省三明市期末）反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在恒温恒容的密闭容器中进行，下列叙述不能说明反应达到平衡状态的是 A．气体的密度不再改变 B．水蒸气的浓度不再改变 C．容器内压强保持不变 D．单位时间消耗2 mol H2O的同时消耗2 mol H2 6．下列说法正确的是 A．（2025·浙江省嘉兴市期末）密闭容器中1 mol SO2与1 mol O2充分反应，转移电子数目为2NA B．（2025·江苏省镇江市润州区期末3月调研）一定条件下，1 mol N2与足量H2充分反应，生成的NH3分子数为2NA C．（2026·河南省高三上月考）取两份新制氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉－KI溶液，前者有白色沉淀生成，后者溶液变蓝；则氯气与水的反应存在限度 D．（2025·福建省三明市期末）将1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液与3 mL同浓度的KI溶液混合，充分反应后，滴入KSCN溶液,若溶液变血红色；则FeCl3与KI的反应有一定的限度 7．（2025·江苏省扬州市邗江区期末）对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列说法正确的是 A．增大压强能使N2完全转化为NH3 B．使用高效的催化剂能缩短该反应达到平衡所需的时间 C．及时将体系中的NH3液化分离出来有利于加快正反应的速率 D．断裂1 mol N≡N键的同时形成6 mol N―H键，说明反应达到了平衡状态 8．（2025·辽宁省鞍山市期末）往一容积为2 L的恒容密闭容器中通入2 mol CO2和6 mol H2，一定温度下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，下列达到化学平衡状态时的是 A．容器内气体压强不再发生改变 B．正、逆反应速率相等且均为零 C．气体密度不再发生改变 D．2υ正(CO2)＝3υ逆(H2O) 9．（2025·江苏省连云港市期末）氮气及含氮化合物应用广泛。安全气囊内的叠氮化钠(NaN3)在汽车猛烈撞击时会分解产生大量N2充满气囊，从而保护驾驶员和乘客的安全。工业合成氨反应为N2＋3H22NH3 ∆H＝－92.4 kJ·mol－1。 下列有关合成氨反应的说法错误的是 A．适当升高温度能加快化学反应速率 B．达到化学平衡状态时，仍有N2与H2反应生成NH3 C．当NH3物质的量不再发生变化时，反应达到了化学平衡状态 D．向容器中充入1 mol N2和3 mol H2，达平衡状态时放出92.4 kJ的能量 10．（2025·辽宁省鞍山市期末）在体积都为2 L的恒容容器中，200℃和T℃时，发生如下反应A(g)2B(s)＋C(g)，A的物质的量浓度(单位：mol·L－1)随时间变化的有关实验数据见下表： 时间/min 温度/℃ 0 2 4 6 8 10 容器1 200 0.80 0.55 0.35 0.20 0.15 0.15 容器2 T 1.00 0.65 0.35 0.18 0.18 0.18 下列有关该反应的描述正确的是 A．在200℃时，6 min时用A表示的化学反应速率为0.1 mol·L－1·min－1 B．从表中可以看出T＞200℃ C．T℃下，6 min时反应刚好达到平衡状态 D．向容器1中通入氦气，容器中总压强增大，反应速率不变 11．（2025·北京市丰台区期末）某小组同学以SO2与O2反应生成SO3为例，探究可逆反应。 信息1：一定条件下向密闭容器中充入SO2与18O2，反应一段时间后，18O存在于SO2、O2、SO3中。 信息2：密闭容器中1 mol SO2与0.5 mol O2在一定条件下发生反应，反应过程中SO3的物质的量的变化趋势如图所示。 下列说法中不正确的是 A．逆向反应可以发生的证据是18O存在于SO2中 B．信息2能充分证明相同条件下，可逆反应同时向正、逆两个方向进行 C．t1时正反应速率大于逆反应速率 D．t2时，n(SO3)＜1 mol，说明在一定条件下，可逆反应存在限度 12．（2025·福建省宁德市期末）研究化学反应过程中能量的转化对于实际生产具有重要的意义。回答下列问题： （1）我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下： ①过程Ⅰ、过程Ⅱ均为___________过程(填“吸热”或“放热”)。 ②一定条件下，当CO(g)和H2O(g)反应未达到限度时，υ(正)______υ(逆)(填“＜”或“＞”)。 ③一定条件下，CO(g)和H2O(g)在体积一定的密闭容器中进行反应。下列能作为反应达到平衡状态的依据是___________(填字母标号)。 A．υ(正)(H2O)＞υ(逆)(H2) B．CO2(g)的物质的量浓度不再改变 C．混合气体的密度不再改变 D．容器中水蒸气与氢气的体积比为1∶1 （2）研究化学反应过程中能量的转化对于实际生产具有重要的意义。 在体积均为2 L的甲、乙两个恒容密闭容器中，分别加入相同质量的一定量炭粉和3.5 mol水蒸气发生反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，在不同温度下反应的过程如下图所示： ①反应过程中，两个容器温度：甲____乙(填“＜”或“＞”)，判断的理由是___________________ _____________________。 ②乙容器中，0～2 min内的平均反应速率υ(逆)(H2)______mol·L－1·min－1。 ③甲容器中，B点时CO的体积分数为___________。(已知某物质的体积分数＝×100%) （3）某氢气燃料电池的工作原理如图所示，a、b均为石墨电极。 ①b为原电池_____(填“正”或“负”)极。 ②a极的电极反应式为_______________________。 13．（2025·江苏省连云港市期中）燃煤电厂锅炉尾气中含有的NO，以氨还原法除去，发生的反应如下： 反应Ⅰ：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)＝4N2(g)＋6H2O(g) ∆H＜0 反应Ⅱ：4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g) ∆H＜0 在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下，反应相同时间，NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．4NO(g)＋6H2O(g)＝4NH3(g)＋5O2(g)的∆H＜0 B．在Y点所示条件下，使用催化剂A或催化剂B，反应均达平衡 C．在实际工业操作中，为了能高效节能除去尾气中的NO，应选择催化剂 D．其他条件相同，使用催化剂时，增大压强能使NO的转化率从X点到达Y点 14．（2025·江苏省扬州市邘江区期中）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面发生反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下NH3浓度(单位：10－3 mol·L－1)随时间的变化如下表所示，根据下表数据分析，下列说法不正确的是 编号 催化剂表面积 时间/min 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 0.19 0.19 ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验②中，反应体系压强不变时，反应达平衡状态 B．实验③中，达到平衡时，NH3的转化率约为83.3% C．其他条件不变时，增大氨气浓度，化学反应速率一定增大 D．其他条件不变时，0～40 min，增大催化剂的表面积，化学反应速率增大 15．（2025·江苏省淮安市淮安区期中）我国力争于2060年前实现碳中和。研发CO2利用的技术成为研究热点。 （1）300℃、催化剂条件下，以1mol CO2和3mol H2为原料，在恒容密闭容器中制备甲醇(CH3OH)过程的能量变化如图所示。 ①CH3OH的结构式为_________________。 ②写出制备CH3OH的热化学方程式为2CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝___________kJ·mol－1(∆H的数值用“a、b、c”中的字母表示)。 ③判断上述反应已经达到化学平衡状态的标志是___________(填字母)。 A．H2的物质的量浓度保持不变 B．每消耗1 mol CO2的同时消耗1 mol CH3OH C．混合气体的密度保持不变 （2）在一定条件下，向1 L恒容密闭的容器中，充入1 mol CO2和4 mol H2，发生反应：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g)，测得CO2(g)和CH4(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从3 min到8 min，υ(H2)＝___________mol·L－1·min－1，平衡时CO2的转化率为___________。 ②3 min时，υ(CO2)正___________υ(CO2)逆(填“大于”“等于”或“小于”)。 （3）CO2分解产生的CO和O2可作为CO－O2燃料电池的原料，题图为CO－O2燃料电池的构造示意图。X电极的电极反应式为__________________________，K＋向________极迁移(填“X”或“Y”)。 16．（2025·江苏省连云港市期中）利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。请回答下列问题： （1）反应过程的能量变化如图所示，则该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。 （2）恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是___________(填字母，下同)。 a．增加O2的浓度 b．选择高效催化剂 c．充入氦气 d．适当降低温度 （3）下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。 a．2υ正(O2)＝υ逆(SO2) b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化 c．SO3的物质的量不再变化 d．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2 （4）某次实验中，在容积为2 L的恒温密闭容器中通入10 mol SO2和a mol O2，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。 ①2 min时，υ正(SO2)_______υ逆(SO2)(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②用SO3的浓度变化表示0～5 min内反应的平均速率是___________mol·L－1·min－1。 ③反应达到平衡时，O2的转化率为50%，则a＝___________。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 化学反应的速率与限度 第2课时 化学反应的限度 1．（2025·四川省达州市期末）调控反应条件对生产和科研具有重要价值。下列措施可减慢化学反应速率的是 A．KClO3分解制氧气时，添加少量MnO2 B．将橡胶制品储存在干燥、阴凉、避光的环境中 C．工业合成氨时，控制压强为10 MPa～30 MPa(常压约为0.101 MPa) D．工业制硫酸时，向沸腾炉投入粉末状黄铁矿，并从炉底鼓入大量空气 【答案】B 【解析】A项，KClO3分解制氧气时，添加的MnO2作为催化剂，会加快反应速率，不合题意；B项，橡胶制品在干燥、阴凉、避光的环境中储存，可降低温度、避免光照和潮湿，从而减缓氧化速率，符合题意；C项，工业合成氨时增大压强(10～30MPa)，将增大反应物N2、H2的浓度，会加快气体反应的速率，不合题意；D项，投入粉末状黄铁矿和鼓入大量空气可以增大接触面积和氧气浓度，从而加快反应速率，不合题意。 2．（2025·天津市期中）对某温度下的可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列事实能说明该反应达到化学平衡状态的是 A．N2、H2、NH3的浓度均不变 B．体系中N2、H2、NH3的分子个数之比为1∶3∶2 C．NH3的生成速率与H2的生成速率相等 D．N2和H2的反应速率之比为1∶3 【答案】A 【解析】A项，反应中各物质浓度保持不变，可以说明反应达到平衡，符合题意；B项，体系中N2、H2、NH3的分子个数之比为1∶3∶2不能说明正反应速率是否相等，不一定处于平衡状态，不符合题意；C项，NH3的生成速率与H2的生成速率，表示不同方向的反应速率，反应速率之比等于相应的化学计量数之比，若为2∶3则反应达到平衡状态，不符合题意；D项，N2和H2的反应速率之比始终为1∶3，不能据此说明反应达到平衡状态，不符合题意。 3．（2025·湖南省湘西湘西土家族苗族自治州期中）工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400～500℃下的催化氧化：2SO2＋O22SO3，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下列有关说法错误的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B．提高反应时的温度，可以实现SO2的完全转化 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．在上述条件下，SO2不可能100%转化为SO3 【答案】B 【解析】A项，催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，提高单位时间内的生产效率，正确；B项，该反应是可逆反应，提高温度不能使SO2完全转化，错误；C项，通过调节温度、压强等条件，可使平衡正向移动，提高反应程度(如降低温度或增大压强)，正确；D项，可逆反应中反应物无法100%转化，SO2必然存在剩余，正确。 4．（2025·江苏省盐城市期末改编）在恒温、紫外光照射、催化剂作用下，体积为1 L的密闭容器中发生反应CO2(g)＋2H2O(g)CH4(g)＋2O2(g)，下列说法中能说明在上述条件下达到平衡状态的是 A．CH4体积分数不再变化 B．混合气体的压强不再变化 C．混合气体的密度保持不变 D．c(CO2)＝c(CH4) 【答案】A 【解析】A项，CH4体积分数不再变化，说明CH4的消耗等于生成，反应达到了平衡状态，符合题意；B项，该反应反应前后气体的总物质的量不变，恒温恒容下，容器内的压强一直不变，压强不变不能说明反应达到了平衡状态，不符合题意；C项，容器内混合气体的总质量不变，容器体积也不变，则混合气体的密度一直不变，密度不变不能说明反应达到了平衡状态，不符合题意；D项，c(CO2)＝c(CH4)不能说明反应进行到何种程度，不能说明反应达到了平衡状态，不符合题意。 5．（2025·福建省三明市期末）反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在恒温恒容的密闭容器中进行，下列叙述不能说明反应达到平衡状态的是 A．气体的密度不再改变 B．水蒸气的浓度不再改变 C．容器内压强保持不变 D．单位时间消耗2 mol H2O的同时消耗2 mol H2 【答案】C 【解析】A项，气体的密度由气体总质量决定，反应中固体质量变化导致气体总质量变化，当密度不变时说明反应停止，达到平衡，正确；B项，水蒸气的浓度不再改变，说明正逆反应速率相等，达到平衡，正确；C项，反应前后气体总物质的量均为4 mol(4H2O→4H2)，恒温恒容条件下压强始终不变，因此压强不变不能作为平衡判断依据，错误；D项，单位时间消耗2 mol H2O(正反应)和2mol H2(逆反应)，速率比为1∶1，符合反应系数关系，说明正逆反应速率相等，达到平衡，正确。 6．下列说法正确的是 A．（2025·浙江省嘉兴市期末）密闭容器中1 mol SO2与1 mol O2充分反应，转移电子数目为2NA B．（2025·江苏省镇江市润州区期末3月调研）一定条件下，1 mol N2与足量H2充分反应，生成的NH3分子数为2NA C．（2026·河南省高三上月考）取两份新制氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉－KI溶液，前者有白色沉淀生成，后者溶液变蓝；则氯气与水的反应存在限度 D．（2025·福建省三明市期末）将1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液与3 mL同浓度的KI溶液混合，充分反应后，滴入KSCN溶液,若溶液变血红色；则FeCl3与KI的反应有一定的限度 【答案】D 【解析】A项，该反应(2SO2＋O22SO3)为可逆反应，不能完全转化，则密闭容器中1 mol SO2与1 mol O2充分反应，转移电子数目为小于2NA，错误；B项，N2与H2反应是可逆反应，1 mol N2与足量H2充分反应，生成的NH3分子数小于2NA，错误；C项，氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸，取两份新制氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉－KI溶液，前者生成白色沉淀，说明氯水中含有氯离子，后者溶液变蓝色，说明氯水中存在能将碘离子氧化成碘单质的氧化剂，该氧化剂可以是Cl2或HClO，无法证明氯水中存在未反应完的Cl2，无法证明氯气与水的反应存在限度，错误；D项，FeCl3溶液与KI溶液混合，FeCl3溶液少量，溶液中滴加KSCN后变血红色，说明Fe3＋未完全反应，证明可逆反应存在限度，正确。 7．（2025·江苏省扬州市邗江区期末）对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列说法正确的是 A．增大压强能使N2完全转化为NH3 B．使用高效的催化剂能缩短该反应达到平衡所需的时间 C．及时将体系中的NH3液化分离出来有利于加快正反应的速率 D．断裂1 mol N≡N键的同时形成6 mol N―H键，说明反应达到了平衡状态 【答案】B 【解析】A项，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是可逆反应，增大压强不能使N2完全转化为NH3，错误；B项，催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，正确；C项，及时分离出NH3，反应正向移动，在建立新的平衡中，正反应速率减小，错误；D项，断裂1 mol N≡N键的同时形成6 mol N―H键，均表示正反应速率，不能说明达到平衡，错误。 8．（2025·辽宁省鞍山市期末）往一容积为2 L的恒容密闭容器中通入2 mol CO2和6 mol H2，一定温度下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，下列达到化学平衡状态时的是 A．容器内气体压强不再发生改变 B．正、逆反应速率相等且均为零 C．气体密度不再发生改变 D．2υ正(CO2)＝3υ逆(H2O) 【答案】A 【解析】A项，反应前后气体分子数不同，压强是变量，当容器内气体压强不再发生改变时反应达到平衡状态，正确；B项，化学反应达化学平衡状态时正、逆反应速率相等，但不为零，错误；C项，反应前后体积和气体的质量均不发生变化，密度始终不变，错误；D项，平衡时正、逆反应速率相等，因此有33υ正(CO2)＝2υ逆(H2O)，错误。 9．（2025·江苏省连云港市期末）氮气及含氮化合物应用广泛。安全气囊内的叠氮化钠(NaN3)在汽车猛烈撞击时会分解产生大量N2充满气囊，从而保护驾驶员和乘客的安全。工业合成氨反应为N2＋3H22NH3 ∆H＝－92.4 kJ·mol－1。 下列有关合成氨反应的说法错误的是 A．适当升高温度能加快化学反应速率 B．达到化学平衡状态时，仍有N2与H2反应生成NH3 C．当NH3物质的量不再发生变化时，反应达到了化学平衡状态 D．向容器中充入1 mol N2和3 mol H2，达平衡状态时放出92.4 kJ的能量 【答案】D 【解析】A项，升高温度，能化学反应速率加快，正确；B项，化学平衡状态为动态平衡，所以达到化学平衡状态时，仍有N2与H2反应生成NH3，正确；C项，当各组分物质的量不变时，可说明反应达到了化学平衡状态，正确；D项，向容器中充入1 mol N2和3 mol H2，可逆反应不能反应彻底，达平衡状态时放出的能量小于92.4 kJ，错误。 10．（2025·辽宁省鞍山市期末）在体积都为2 L的恒容容器中，200℃和T℃时，发生如下反应A(g)2B(s)＋C(g)，A的物质的量浓度(单位：mol·L－1)随时间变化的有关实验数据见下表： 时间/min 温度/℃ 0 2 4 6 8 10 容器1 200 0.80 0.55 0.35 0.20 0.15 0.15 容器2 T 1.00 0.65 0.35 0.18 0.18 0.18 下列有关该反应的描述正确的是 A．在200℃时，6 min时用A表示的化学反应速率为0.1 mol·L－1·min－1 B．从表中可以看出T＞200℃ C．T℃下，6 min时反应刚好达到平衡状态 D．向容器1中通入氦气，容器中总压强增大，反应速率不变 【答案】D 【解析】A项，在200℃时，0～6 min内用A表示的平均化学反应速率为＝0.1 mol·L－1·min－1，错误；B项，从表中可以看出，相同时间内容器2中A的变化量大于容器1，容器2反应速率快，所以T＞200℃，错误；C项，T℃下，可能是4～6 min内某一时刻反应刚好达到平衡状态，错误；D项，向容器1中通入氦气，容器中总压强增大，浓度不变，反应速率不变，正确。 11．（2025·北京市丰台区期末）某小组同学以SO2与O2反应生成SO3为例，探究可逆反应。 信息1：一定条件下向密闭容器中充入SO2与18O2，反应一段时间后，18O存在于SO2、O2、SO3中。 信息2：密闭容器中1 mol SO2与0.5 mol O2在一定条件下发生反应，反应过程中SO3的物质的量的变化趋势如图所示。 下列说法中不正确的是 A．逆向反应可以发生的证据是18O存在于SO2中 B．信息2能充分证明相同条件下，可逆反应同时向正、逆两个方向进行 C．t1时正反应速率大于逆反应速率 D．t2时，n(SO3)＜1 mol，说明在一定条件下，可逆反应存在限度 【答案】B 【解析】A项，题目中发生的反应为2SO2＋O22SO3，一段时间后18O存在于O2、SO2和SO3中，说明反应可逆，正确；B项，根据信息2可以得到反应发生，由于没有任何数据，无法证明相同条件下，可逆反应同时向正、逆两个方向进行，错误；C项，t1时反应未达到平衡还在正移，故正反应速率大于逆反应速率，正确；D项，题目发生的反应为2SO2＋O22SO3，若反应完全进行1 mol SO2与0.5 mol O2会生成1 mol SO3，题目说t2时n(SO3)＜1mol，说明在一定条件下，可逆反应存在限度，正确。 12．（2025·福建省宁德市期末）研究化学反应过程中能量的转化对于实际生产具有重要的意义。回答下列问题： （1）我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下： ①过程Ⅰ、过程Ⅱ均为___________过程(填“吸热”或“放热”)。 ②一定条件下，当CO(g)和H2O(g)反应未达到限度时，υ(正)______υ(逆)(填“＜”或“＞”)。 ③一定条件下，CO(g)和H2O(g)在体积一定的密闭容器中进行反应。下列能作为反应达到平衡状态的依据是___________(填字母标号)。 A．υ(正)(H2O)＞υ(逆)(H2) B．CO2(g)的物质的量浓度不再改变 C．混合气体的密度不再改变 D．容器中水蒸气与氢气的体积比为1∶1 （2）研究化学反应过程中能量的转化对于实际生产具有重要的意义。 在体积均为2 L的甲、乙两个恒容密闭容器中，分别加入相同质量的一定量炭粉和3.5 mol水蒸气发生反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，在不同温度下反应的过程如下图所示： ①反应过程中，两个容器温度：甲____乙(填“＜”或“＞”)，判断的理由是___________________ _____________________。 ②乙容器中，0～2 min内的平均反应速率υ(逆)(H2)______mol·L－1·min－1。 ③甲容器中，B点时CO的体积分数为___________。(已知某物质的体积分数＝×100%) （3）某氢气燃料电池的工作原理如图所示，a、b均为石墨电极。 ①b为原电池_____(填“正”或“负”)极。 ②a极的电极反应式为_______________________。 【答案】（1）①吸热 ②＜ ③B （2）①＞ 甲温度下反应速率更快或甲达到平衡所用时间少 ②0.3 ③ ×100%＝30% （3）①正极 ②H2－2e－＋2OH－＝2H2O 【解析】（1）①过程Ⅰ、过程Ⅱ中都存在水分子中O—H键的断裂，该过程为吸热过程；②未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率；③A项，正反应速率大于逆反应速率，未达到平衡，不符合题意；B项，二氧化碳浓度不变，则生成和消耗二氧化碳的反应速率相等，反应达到平衡，符合题意；C项，恒容容器中的混合气体密度始终保持不变，混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态，不符合题意；D基同，未知初始物质的量，不能判断是否达到平衡，不符合题意；故答案为B；（2）①甲温度下反应速率更快(或甲达到平衡所用时间少)）因此甲容器温度大于乙容器；②乙容器中2 min已达到平衡，则正、逆反应速率相等，根据反应速率比等于计量系数比，则有：υ(逆)(H2)＝υ(正)(H2)＝υ(正)(CO)＝＝0.3 mol·L－1·min－1；③甲容器初始有3.5 mol H2O(g)，B点平衡时生成1.5 mol CO(g)，则平衡时H2O(g)、CO(g)和H2(g)的物质的量分别为2 mol、1.5 mol、1.5 mol，B点时CO的体积分数为×100%＝30%；（3）①电子由a极经导线流向b极，则a极为负极，b极为正极；②a极的电极反应为氢气失电子生成水，电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O。 13．（2025·江苏省连云港市期中）燃煤电厂锅炉尾气中含有的NO，以氨还原法除去，发生的反应如下： 反应Ⅰ：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)＝4N2(g)＋6H2O(g) ∆H＜0 反应Ⅱ：4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g) ∆H＜0 在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下，反应相同时间，NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．4NO(g)＋6H2O(g)＝4NH3(g)＋5O2(g)的∆H＜0 B．在Y点所示条件下，使用催化剂A或催化剂B，反应均达平衡 C．在实际工业操作中，为了能高效节能除去尾气中的NO，应选择催化剂 D．其他条件相同，使用催化剂时，增大压强能使NO的转化率从X点到达Y点 【答案】D 【解析】A项，4NO(g)＋6H2O(g)＝4NH3(g)＋5O2(g)为反应Ⅱ的逆向反应，反应Ⅱ为放热反应，所以该反应为吸热反应，∆H＞0，错误；B项，根据图示可知：在使用催化剂B时，反应未达到平衡状态，错误；C项，由图示可知：在温度比较低条件下催化剂A的催化活性更强，所以高效节能除去尾气中的NO，应选择催化剂A，错误； D项，Y点未达平衡，其他条件相同，使用催化剂A时，增大压强能加快反应速率，使NO的转化率从X点到达Y点，正确。 14．（2025·江苏省扬州市邘江区期中）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面发生反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下NH3浓度(单位：10－3 mol·L－1)随时间的变化如下表所示，根据下表数据分析，下列说法不正确的是 编号 催化剂表面积 时间/min 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 0.19 0.19 ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验②中，反应体系压强不变时，反应达平衡状态 B．实验③中，达到平衡时，NH3的转化率约为83.3% C．其他条件不变时，增大氨气浓度，化学反应速率一定增大 D．其他条件不变时，0～40 min，增大催化剂的表面积，化学反应速率增大 【答案】C 【解析】A项，由于反应是气体体积缩小的反应，当气体压强不变，说明反应达到了平衡，正确； B项，实验③达到平衡时，c(NH3)＝0．4×10－3mol/L，则有 2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) 起始浓度/mol·L－1 2.4 0 0 转化浓度/mol·L－1 2 1 3 平衡浓度/mol·L－1 0.4 1 3 平衡时c(NH3)＝0.4×10－3 mol·L－1，c(N2)＝1×10－3 mol·L－1，c(H2)＝3×10－3 mol·L－1，则NH3的转化率约为×100%≈83.3%，正确；C项，实验①、实验②中0～20 min、20 min～40 min氨气浓度变化量都是4.00×10－4 mol·L－1，实验②中60 min时反应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①60 min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，错误；D项，结合①③的数据，催化剂表面积越大，反应速率越快，则相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，正确。 15．（2025·江苏省淮安市淮安区期中）我国力争于2060年前实现碳中和。研发CO2利用的技术成为研究热点。 （1）300℃、催化剂条件下，以1mol CO2和3mol H2为原料，在恒容密闭容器中制备甲醇(CH3OH)过程的能量变化如图所示。 ①CH3OH的结构式为_________________。 ②写出制备CH3OH的热化学方程式为2CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝___________kJ·mol－1(∆H的数值用“a、b、c”中的字母表示)。 ③判断上述反应已经达到化学平衡状态的标志是___________(填字母)。 A．H2的物质的量浓度保持不变 B．每消耗1 mol CO2的同时消耗1 mol CH3OH C．混合气体的密度保持不变 （2）在一定条件下，向1 L恒容密闭的容器中，充入1 mol CO2和4 mol H2，发生反应：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g)，测得CO2(g)和CH4(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从3 min到8 min，υ(H2)＝___________mol·L－1·min－1，平衡时CO2的转化率为___________。 ②3 min时，υ(CO2)正___________υ(CO2)逆(填“大于”“等于”或“小于”)。 （3）CO2分解产生的CO和O2可作为CO－O2燃料电池的原料，题图为CO－O2燃料电池的构造示意图。X电极的电极反应式为__________________________，K＋向________极迁移(填“X”或“Y”)。 【答案】（1）① ②a—b ③AB （2）①0.2 75% ②大于 （3）CO－2e－＋4OH－＝CO32－＋2H2O Y 【解析】（1）①CH3OH是甲醇，含一个C，结构式为；②根据图象反应热为反应物与生成物能量的差值，且反应为放热反应，则热化学方程式，2CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝a－b kJ·mol－1；③A项，当反应未达到平衡时，H2的物质的量会处于变化，H2的物质的量浓度保持不变，即达到平衡，正确；B项，消耗1 mol CO2代表的是正反应，消耗1mol CH3OH代表逆反应，且两者变化量与化学计量数成正比，则每消耗1 mol CO2的同时消耗1 mol CH3OH即达到平衡状态，正确；C项，混合气体的质量保持不变，体积保持不变，则密度一直保持不变，但无法确定是平衡状态，错误；故选AB；（2）①向1 L恒容密闭的容器中，充入1 mol CO2和4 mol H2，发生反应：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g)，则减少的为反应物，增加的为生成物，达到平衡时，c(CH4)＝0.75 mol·L－1，所以c(CO2)＝0.25 mol·L－1，根据起始投料，CO2为l mol，H2为4 mol，消耗的CO2和H2的物质的量之比为1∶4，υ(H2)＝υ(CH4)×4＝×4＝0.2 mol·L－1·min－1；8 min时达到平衡，平衡时CO2的转化率为 ×100%＝75%；②3 min时，未达到平衡，3 min之后CO2持续在减少，平衡正向移动，则υ(CO2)正大于υ(CO2)逆；（3）由图示可知，电子由X电极流出经过外电路，进入Y电极，则X电极失去电子、发生氧化反应为负极；Y电极得到电子、发生还原反应为正极。所以氧气应从b口通入，电极反应为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－；X为电池负极，电极反应为CO－2e－＋4OH－＝CO32－＋2H2O，根据阳离子移向正极，阴离子移向负极可知，K＋移向正极(Y极)。 16．（2025·江苏省连云港市期中）利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。请回答下列问题： （1）反应过程的能量变化如图所示，则该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。 （2）恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是___________(填字母，下同)。 a．增加O2的浓度 b．选择高效催化剂 c．充入氦气 d．适当降低温度 （3）下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。 a．2υ正(O2)＝υ逆(SO2) b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化 c．SO3的物质的量不再变化 d．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2 （4）某次实验中，在容积为2 L的恒温密闭容器中通入10 mol SO2和a mol O2，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。 ①2 min时，υ正(SO2)_______υ逆(SO2)(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②用SO3的浓度变化表示0～5 min内反应的平均速率是___________mol·L－1·min－1。 ③反应达到平衡时，O2的转化率为50%，则a＝___________。 【答案】（1）放热 （2）ab （3）ac （4）①＞ ②0.8 ③8 【解析】（1）根据反应过程的能量变化如图可知：反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应为放热反应；（2）根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0和影响化学反应速率的因素可知：a项，恒温恒容时，增加O2的浓度可以加快化学反应速率，符合题意；b项，催化剂能加快化学反应速率，符合题意；c项，恒温恒容充入氦气对反应物和生成物的浓度无影响，所以不会加快化学反应速率，不符合题意；d项，适当降低温度会降低化学反应速率，不符合题意；故选ab；（3）a项，根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)可知：2υ正(O2)＝υ逆(SO2)说明正逆反应速率相等，能够说明反应达到化学平衡状态，符合题意；b项，根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)可知：混合气体的总质量是不变的，恒温恒容时，混合气体的密度是恒定不变的，所以恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化不能说明反应达到化学平衡状态，不符合题意；c项，SO3的物质的量不再变化，说明反应达到化学平衡状态，符合题意；d项，SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2不能得出正逆反应速率相等，不能说明反应达到化学平衡状态，不符合题意；故选ac；（4）①2 min时，反应正在正向进行，故υ正(SO2)＞υ逆(SO2)；②用SO3的浓度变化表示0～5min内反应的平均速率是＝0.8 mol·L－1·min－1；③由图中可以读出平衡时二氧化硫减少8 mol，化学反应中各组分物质的量变化之比等于对应化学计量数之比，因此氧气减少4 mol，而转化率为50%，则氧气的起始量a mol＝8 mol。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $