综合02 化学反应原理综合（期中真题汇编，浙江专用）高一化学下学期

综合02化学反应原理综合 1．(2024-2025学年·浙江省宁波六校联盟高一下期中) CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的恒温密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2 (g)和CH3OH (g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)从3min到9min，v(CO2)=___________ mol·L－1·min－1 (计算保留2位有效数字)。 (2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点) B．单位时间内生成1mol H2，同时生成1mol CH3OH C．混合气体的压强不随时间的变化而变化 D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 (3)平衡时混合气体中H2与CH3OH的质量之为___________。 (4)第3分钟时___________第9分钟时(填“>”“<”“=”或“无法比较”)。 2．(2024-2025学年·浙江省新力量联盟高一下期中)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。 (1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积mL(标准状况) l00 240 464 576 620 ①哪一时间段反应速率最大？_______min(填"0~1，“1~2"，“2~3"，“3~4”或“4~5”)。 ②求3~4 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率：_______mol/(L·min)(设溶液体积不变) (2)另一学生为控制反应速率，防止反应过快难以准确测量氢气体积，为减慢反应速率，下列措施你认为可行的是_______(填字母)。 A．加入蒸馏水 B．加入同浓度的H2SO4溶液 C．在冷水浴中进行 D．锌粒改为等量的锌粉 (3)某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。 ①该反应的化学方程式是_______； ②能说明该反应已经达到平衡状态的是_______； 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3：1 C．容器内气体压强保持不变 D．单位时间内生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z 3．(2024-2025学年·浙江省衢州市五校联盟高一下期中)工业上非常重要的合成氨工业，主要反应是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。 (1)现在一个容积为2L的密闭容器中，充入2molN2和3 molH2，一定条件下发生反应，后，容器内有1molNH3生成。已知断开或形成3molN≡N、1molH-H和1molN-H所吸收或放出的热量分别为akJ、bkJ、ckJ。 ①内，用H2表示的化学反应速率为___________； ②时，反应共放出___________kJ的热量； ③下列能说明该反应已经到达化学平衡状态的是___________。 A．有3molH-H键形成的同时有2molN-H 键断裂 B． C．恒温恒容条件下，混合气体的密度保持不变 D．恒温恒容条件下，混合气体的平均相对分子质量保持不变 (2)氨气具有氢含量高、易液化、便于储存和运输等优点，可直接制成氨-氧气溶液燃料电池。已知该过程中氨气转化为一种无毒无污染的单质气体。 ①该电池负极电极反应式为___________； ②当通入标准状况下氨气时，外电路中共有电子通过，则该电池能量转换率为___________。(电池能量转换率是指电池工作时输出的电能占输入的化学能的百分比) 4．(2024-2025学年·浙江省9 +1联盟高一下期中)氢能具有清洁、高效的优点，是最具潜力的化石燃料替代能源。以下为常见的制H2的方法，请回答： (1)恒温恒容条件下，发生反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (吸热反应) ①下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是_______。 A．C(s)的质量保持不变 B．相同时间内，消耗H2O(g)的数目与生成H2(g)的数目相等 C．混合气体的密度保持不变 D．CO与H2的物质的量之比保持不变 ②工业生产水煤气(主要成分是CO和H2)时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与C(s)反应，其理由是_______。 (2)为探究利用原电池产生H2的实验，以铝、镁作为电极材料，NaOH溶液为电解质溶液尝试实验， ①试写出铝电极的电极反应式_______。 ②若仅将电解质溶液换成稀盐酸，铝电极的作用是否相同_______(填“相同”或“不相同”) (3)利用H2O分解也可制H2，已知：在相同条件下，断开1molH2中的化学键要吸收mkJ的能量，断开1molO2中的化学键要吸收nkJ的能量，而形成1molH-O键要释放pkJ的能量。试回答：在该条件下，1molH2O(g)分解生成H2(g)与O2(g)需要_______(填写“放出”或“吸收”)_______kJ能量。(用含有m、n、p的式子表示) 5．(2024-2025学年·浙江省丽水发展共同体联盟高一下期中)化学反应原理在指导实验和生产实际具有重要作用，请结合所学知识完成下列问题： (1)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，反应2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)可以设计成燃料电池。下图是电解质为稀烧碱溶液的燃料电池的工作原理示意图，回答下列问题。 ①a电极的反应式为：______。 ②当有4mol电子通过外电路时，d处通入的气体体积(标准状况下)至少为______L。 (2)在2L恒温恒容密闭容器中，通入等物质的量的CO和O2气体发生反应：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)，n(CO)随时间的变化如下表： 0 1 2 3 4 5 0.020 0.012 0.008 0.005 0.004 0.004 ①内，CO的平均反应速率为______ mol·L-1·s-1。 ②在第5s时，O2的转化率为______。 (3)平衡时容器中混合气体的压强与反应开始时的压强之比为______。 6．(2024-2025学年·浙江省杭州市西湖区学军紫金港、学军海创园、学军西溪高一下期中) CO2与H2可发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应为放热反应，恒温条件下，在体积为2L的密闭容器中，充入2mol CO2和6mol H2，发生上述反应，测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如下图所示。 (1)在4min到9 min时间段，v(H2)=___________。 (2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．与相等 B．CO2的体积分数在混合气体中保持不变 C．单位时间内每消耗3molH2，同时生成1mol CH3OH D．混合气体的平均相对分子质量不变 E．混合气体的密度保持不变 (3)下列措施能增大反应速率的是___________(填字母)。 A．升高温度 B．压强不变充入一定量氦气 C．体积不变充入一定量氦气 D．加入催化剂 (4)该反应达平衡时CO2的转化率为___________。 (5)容器内起始压强与达平衡时的压强之比是___________。 7．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)I.氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。开始时加入4molH2、6molN2、2molNH3，2min时达平衡，测得NH3的物质的量是1mol。回答下列问题： (1)NH3的结构式为_______；1min时，_______(填“”、“”或“) (2)在2min末，N2的浓度为_______。 Ⅱ.为比较和对分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。 (3)若图甲所示实验中反应速率①②，甲同学认为Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好，丙同学认为甲同学的结论不正确，请说明理由_______。 (4)改进后，用图乙装置测定反应速率，需要测定的数据为_______。 8．(2024-2025学年·浙江省杭州地区(含周边)重点中学高一下期中)700℃时，向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量的N2和CO2发生反应：N2(g)＋CO2(g)C(s)＋2NO(g)；其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如下图所示。请回答下列问题。 (1)0~10min内的CO2平均反应速率v=___________。 (2)图中A点___________(填“>”“<”或“=”)。 (3)第10min时，改变的条件可能是___________(填字母)。 A．加入催化剂 B．增大C(s)的物质的量 C．减小CO2的物质的量 D．升温 (4)判断该反应达到平衡的依据是___________(填字母)。 A．容器内气体密度恒定 B．容器内气体总压恒定 C．容器内各气体的分压恒定 D． (5)请在下图中画出0~10min内N2转化率随时间变化的示意图___________。 9．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)一定温度下，在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和3molH2，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。测得CO(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。 (1)改变下列条件对反应速率无影响的是___________(填字母)。 A．升高温度 B．加入合适的催化剂 C．保持体积不变，充入氩气 D．保持体积不变，充入CO (2)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．混合气体的密度不随时间的变化而变化 B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内消耗2molH2的同时生成1molCH3OH D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 (3)前1min内，H2转化率为___________ (4)达到平衡状态时，容器内气体的压强与起始时压强之比为___________。 10．(2024-2025学年·浙江省金砖高中联盟高一下期中)氨是重要的化工产品，其生产流程如图(1)所示。 (1)工业合成氨在合成塔中进行原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，已知断开1mol N≡N所需能量946kJ，断开所需能量436kJ，断开1mol N-H所需能量391kJ，该反应生成1mol NH3(g)放出___________kJ的热量。 (2)下列说法正确的是___________。 A．利用压缩机进行加压有利于更快更多的生产氨气 B．热交换器可以预热原料气，提高氨的平衡转化率 C．当断裂1mol N≡N键的同时生成2mol N-H键则说明合成氨反应已达平衡 D．催化剂既可以加快反应速率，也可以提高氨的平衡产率 (3)在2L恒容密闭容器中通入一定量的N2(g)和H2(g)，在一定条件下进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，测得部分气体的物质的量随时间变化关系如下图所示： X代表的物质是：___________；反应至25分钟时，用X表示反应的平均速率为：___________mol·L-1·min-1。 (4)研究表明，采用新型铁改性的镍金属陶瓷作电极，可以增强对氨利用的催化活性，提高质子陶瓷燃料电池的性能，工作原理如上图，质子固体电解质可以允许通过，请写出氨气这一极的电极方程式：___________；当消耗3molO2时，可产生氮气在标况下的体积为：___________L。 11．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。 (1)工业合成氨在合成塔中进行原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，合成塔中每产生2molNH3，放出92kJ热量。已知断开所需能量为436kJ、断开1molN≡N所需能量为946kJ，则断开1molN-H所需能量为_______kJ。 (2)在氧化炉中NH3催化氧化生成NO，反应为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。某温度下，在2L恒容密闭容器中充入4mol NH3和5molO2发生该反应，NH3的转化率随时间的变化关系如图。(转化率：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) ①A点的_______(填“>”、“＜”或“=”)。 ②0-5min内O2的平均反应速率v(O2)=_______ mol·L－1·min－1。 ③下列措施能加快反应速率的是_______。 A．升高温度    　　　　　　　　 B．将容器的体积减小一半 C．保持容器容积不变，充入He增大压强　　D．不断将H2O(g)从体系中分离出来 ④下列选项能说明上述反应已达到平衡的是_______。 A． B．单位时间内1molN-H键断裂的同时有1molO-H键断裂 C． D．容器内气体压强不再发生变化 (3)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境，可设计如图所示装置对NO2进行回收利用，装置中ab均为多孔石墨电极，质子交换膜只允许H+通过。 ①a是_______极(填“正”或“负”)，发生_______反应(填“氧化”或“还原”) ②写出正极的电极反应式_______。 12．(2024-2025学年·浙江省金台七校联盟高一下期中)某化学兴趣小组利用实验探究物质的性质和变化。 I．甲同学为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。用三支试管各取的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1 mol·L-1H2C2O4溶液，实验报告如表。 实验编号 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液 水 反应温度/℃ 溶液颜色褪至无色所需时间/s 1 5.0mL 5.0mL 0 20 125 2 5.0mL 4.0mL V1 20 320 3 V2 5.0mL 0 50 30 分析实验设计方案和表格中的数据，完成下面的问题： (1)实验1、3研究的是___________对反应速率的影响。 (2)表中V1=___________mL。 (3)实验3用KMnO4表示的反应速率为___________ mol·L-1·min-1。 (4)研究发现KMnO4溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响，用不同浓度的硫酸进行酸化，其余条件均相同时，测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅，透光率越高)随时间变化如图所示，由此得出的结论是___________。 II．某研究小组为探究SO2和Fe(NO3)3溶液反应的实验。设计了如图所示装置进行实验： 请回答： (5)装置A中仪器a名称为___________。 (6)下列能作为：SO2尾气处理试剂的有___________。 A．酸性KMnO4溶液        B．浓NaOH溶液        C．品红溶液        D．CaCl2溶液        E．浓HNO3 (7)装置B中产生了白色沉淀，推测B中产生白色沉淀的原因。 观点1：SO2与Fe3+反应； 观点2：在酸性条件下SO2与NO3-反应； 观点3：装置内的氧气将SO2氧化 ①若观点1正确，除产生白色沉淀外，还应观察到的现象是___________。 ②若观点2正确，装置B中反应的离子方程式是___________。 (8)若将装置B中的1.0 mol·L-1的Fe(NO3)3替换成浓氨水，写出B中发生的离子反应方程式___________。 13．(2024-2025学年·浙江省台州市山海协作体高一下期中)学习与研究氮元素及其化合物具有重要的意义。 (1)某小组依据反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)在恒容容器中进行了如表三个实验，和的起始浓度均为0，反应物NH3的浓度随反应时间的变化情况如表： 实验序号 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 1 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 2 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 3 1.0 0.75 0.54 0.43 0.43 0.43 0.43 ①实验1在内，v(N2)=_______ mol·L－1·min－1 。 ②在内，实验1比实验2的反应速率快，其原因可能是_______。 ③在实验3中，反应到达平衡时，_______(填、或)，_______ mol·L－1。 (2)含NO烟气需要处理后才能排放。湿法氧化法处理含NO烟气。酸性条件下，用NaClO2溶液将NO氧化为NO3-，并放出热量。该反应的离子方程式为_______。 (3)有氧条件下，NO在催化剂作用下可被NH3还原为N2。在钒基催化剂(V2O5)作用下的脱硝反应机理如图所示，按，与一定量O2混合投入反应容器，总反应的化学方程式为_______。 (4)在和101kPa条件下，断开H2、N2、NH3中的1mol化学键所需能量如下表： 共价键 H-H N≡N N-H 能量/(kJ) 436 946 391 常温常压下，若消耗2mol氨气，则要_______(填“放出”或“吸收”)_______kJ的能量。 (5)甲醇(CH3OH)是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如下图所示： 电极B为_______(填“正极”或“负极”)。电极A的反应式为_______。 14．(2024-2025学年·浙江省A9协作体高一下期中)一定温度下，在2L恒容密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。开始时加入3.0molN2、8.0mol2，反应到5min时测得NH3的物质的量是1.0mol。请回答下列问题： (1)用2浓度变化表示0~5min内反应的平均速率为________ mol·L－1·min－1 。 (2)反应经一定时间后，下列情况能说明已达到平衡状态的是________(填序号) A．单位时间内生成了amolN2时，消耗了2amolNH3 B．容器内H2的浓度保持不变 C．容器内气体的压强保持不变 D． E．N2和H2的物质的量之比保持不变 (3)已知某条件下断裂1mol下列化学键需要吸收的能量如下表所示： 化学键 能量/ 436 391 193 946 ①若在该条件下N2和H2发生反应，生成2molNH3能放出________kJ能量。 ②NH3比NH2-NH2更稳定的原因是________。 (4)充满NH3的试管倒插在滴有酚酞的水中的实验现象________。 (5)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如右图所示。请写出负极的电极反应式：________。 15．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)回答下列问题。 (1)某实验小组进行如图甲所示实验a和b，请判断b中温度_______(填“升高”或“降低”)。反应过程_______(填“a”或“b”)的能量变化可用图乙表示。 (2)化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的，图为和反应生成过程中的能量变化： ①该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)； ②该反应中，每生成，放出(或吸收)热量_______kJ。 (3)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示： ①电极a是_______。(填“正极”或“负极”) ②电解质溶液中离子向_______移动(填“电极a”或“电极b”). ③电极b的电极反应式为_______。 16．(2024-2025学年·浙江省强基联盟高一下期中)化学反应常伴随能量变化，是人类获得能量的重要途径。回答下列问题： (1)已知和101kPa时，相关物质的相对能量如表所示： 物质 H2(g) O2(g) H2O(g) 相对能量/(kJ·mol−1) 0 0 ①1 molH2完全燃烧生成1mol时H2O(g)放出热量___________kJ。 ②已知，H-O键能为463 kJ·mol−1，O=O键能为496 kJ·mol−1则H-H键能为___________ kJ·mol−1。 (2)某温度下可以用H2和CO2生产甲醇燃料，总反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3 molH2，测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。 ①a点正反应速率___________(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。 ②前，用CH3OH表示的反应速率为___________。(计算结果均保留两位有效数字) ③甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如下图所示，电极B为___________(填“正极”或“负极”)则A电极反应式为___________。 17．(2024-2025学年·浙江省G5联盟高一下期中)NO2 (g)和N2O4(g)之间存在如下转化：N2O4(g)2NO2 (g)。一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中，NO2 (g)和N2O4(g)之间发生反应，各组分物质的量与时间关系如图所示： (1)在0~3min内，用NO2 (g)表示的反应速率为_______。 (2)若在绝热容器中加入一定量NO2，反应一段时间后，混合气体温度升高，说明；2molNO2 (g)的能量比1molN2O4(g)的能量_______(填“高”或“低”)。 (3)恒温恒容条件下，下列能说明反应：N2O4(g)2NO2 (g)达到平衡状态的是_______(填字母)。 A． B． C．容器内气体的压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变 (4)某新能源汽车中使用的氢氧燃料电池，构造如图所示，其电池总反应为2H2+O2=2H2O。 b电极为该装置的_______(填“正极”或“负极”)，该电极反应式为_______。若电路中有1mol电子转移，则理论上a电极处消耗H2的体积为_______L(标况)。 18．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)氢气的用途广泛，由于其清洁、热值高等优点，近年来在能源、农业等领域展现出巨大潜力。 Ⅰ．(1)甲烷和水蒸气催化重整制氢反应为：CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) 某些化学键的键能数据如下表： 化学键 C—H H—H O—H C=O 键能/kJ 414 436 464 799 每生成1mol气态的CO2时，该反应_____(吸收/放出)的热量为_____kJ (2)对于上面这个反应，下列说法正确的是_____ A．CH4和H2O的总能量低于CO2和H2的总能量 B．将H2及时移除反应体系，化学反应速率减少 C．4molH—O键断裂的同时4molH—H键断裂，则反应达到最大限度 D．增加催化剂M的量，可以使CH4的转化率提升到100% (3)某温度下，向容积为2L的刚性容器中充入1molCH4(g)、2molH2O(g)和固体催化剂M(体积忽略不计)，发生催化重整制氢反应，用压强传感器时刻监测容器内的总压强。将不同时刻(t)下的总压强(p)记录在如下表： t/min 0 5 10 15 20 25 30 p/kpa 8 9.4 10.6 11.3 11.8 12.0 12.0 已知：同温同体积时，气体的压强之比等于分子数之比。请回答以下问题： ①30min时，容器中气体的总物质的量为_____；CH4的转化率为_____； ②在反应开始的25min内，H2O的平均反应速率为_____，现要提高该反应的反应速率，可采取的措施为_____(符合条件的一种) Ⅱ．乙醇也可以催化重整制备，其主要反应为C2H5OH(g)＋H2O(g)2CO(g)＋4H2(g)　△H=＋akJ/mol (4)某温度下，当生成2molCO时吸收的热量为akJ。在同温度下，将1molC2H5OH和1molH2O放入一密闭容器中发生上述反应，反应吸收的热量为bkJ，则b_____a(填“<”、“>”或“=”) Ⅲ．甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)C(s)＋2H2(g)，Ni作为该反应的催化剂。CH4在催化剂孔道表面反应，若孔道堵塞会导致催化剂失活。 (5)向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活，其原因是_____。 19．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。 (1)工业合成氨在合成塔中进行原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，合成塔中每产生2molNH3，放出92kJ热量。已知断开所需能量为436kJ、断开1molN≡N所需能量为946kJ，则断开1molN-H所需能量为_______kJ。 (2)在氧化炉中NH3催化氧化生成NO，反应为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。某温度下，在2L恒容密闭容器中充入4mol NH3和5molO2发生该反应，NH3的转化率随时间的变化关系如图。(转化率：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) ①A点的_______(填“>”、“＜”或“=”)。 ②0-5min内O2的平均反应速率v(O2)=_______ mol·L－1·min－1。 ③下列措施能加快反应速率的是_______。 A．升高温度    　　　　　　　　 B．将容器的体积减小一半 C．保持容器容积不变，充入He增大压强　　D．不断将H2O(g)从体系中分离出来 ④下列选项能说明上述反应已达到平衡的是_______。 A． B．单位时间内1molN-H键断裂的同时有1molO-H键断裂 C． D．容器内气体压强不再发生变化 (3)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境，可设计如图所示装置对NO2进行回收利用，装置中ab均为多孔石墨电极，质子交换膜只允许H+通过。 ①a是_______极(填“正”或“负”)，发生_______反应(填“氧化”或“还原”) ②写出正极的电极反应式_______。 20．(2024-2025学年·浙江省台州市六校高一下期中)氢能是一种非常清洁的能源，氨分解制备氢气是一种技术先进和经济可行的工艺。恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下NH3的浓度随时间的变化如下表所示： 编号 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.0 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 回答下列问题： (1)实验①中20～40min，v(NH3)=_______。 (2)判断该反应达到平衡的依据是_______。 A．容器的压强保持不变         B．NH3、N2、H2的浓度比为2：1：3 C．该条件下正、逆反应速率都为零     D．混合气体的平均分子量不再发生变化 E．混合气体的密度不再发生变化 (3)关于上述实验，下列说法正确的是_______(填序号)。 A．实验①，H2的反应速率：0～20min大于20～40min B．实验②，x数值可能为0 C．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 D．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 (4)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。负极的电极反应式为_______；标准状况下，消耗4.48L O2，外电路转移的电子数目为_______。 试卷第1页，共3页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 综合02化学反应原理综合 1．(1)0.042 (2)CD (3)1∶16 (4)> 2．(1) 2~3 0.025 (2)AC (3) 3X(g)+Y(g) 2Z(g) AC 3．(1)0.15 mol·L－1·min－1 BD (2) 2NH3-6OH--6e-=N2＋6H2O 80% 4．(1) BD 水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率 (2)Al-3e-＋4OH-=[Al(OH)4]－ 不相同 (3) 吸收 2p-m-0.5n 5．(1) O2+2H2O+4e-=4OH- 44.8 (2) 0.003 40% (3)4：5 6．(1)0.15 (2)BD (3)AD (4)75% (5)8∶5 7．(1) < (2)3.25mol·L－1 (3)未排除阴离子不同对实验产生的干扰 (4)气体体积和反应时间 8．(1)0.0125mol·L-1·min-1 (2)> (3)AD (4)AC (5) 9．(1)C (2)BD (3)1/3或33.3% (4)5∶8 10．(1)46 (2)A (3) H2 0.006 (4)2NH3-6e-=N2+6H+ 44.8 11．(1)391 (2) > 0.25 AB BD (3) 负 氧化 O2＋4H＋＋4e-=2H2O 12．(1)温度 (2)1.0 (3)0.01 (4)硫酸溶液的浓度越大，化学反应速率越快 (5)三颈烧瓶或三口烧瓶 (6)AB (7) 一段时间后，溶液由棕黄色变为浅绿色 3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+或3SO2+Ba2++2NO3-+2H2O=BaSO4↓+2SO42-+2NO↑+4H+ (8) SO2+2 NH3·H2O +Ba2+=BaSO3↓+2NH4++H2O 13．(1) 0.005 实验1使用了催化剂 ＜ 0.855 (2) 3ClO2+4NO+2H2O=4NO3-+3Cl-+4H+ (3) (4) 吸收 92 (5)正极 CH3OH+8OH--6e-=CO32-＋6H2O 14．(1)0.15 (2)BCE (3) 92 打断1mol的N—N共价键所需要的能量要比N-H共价键的能量低，N-N键比N-H不牢固，所以氨气要比肼稳定 (4)水充满整个试管，试管内溶液呈红色 (5)NH3+6OH--6e-=N2＋6H2O 15．(1) 降低 a (2)吸热 90 (3) 负极 电极a O2+2H2O+4e-=4OH- 16．(1) 242 436 (2)大于 0.083mol·L-1·min-1 正极 CH3OH+8OH--6e-=CO32-＋6H2O 17．(1)0.1 mol·L-1·min-1 (2)高 (3)C (4) 正极 O2+2H2O+4e-=4OH- 11.2 18．(1)吸收 170kJ (2)BC (3) 4.5mol 75% 0.03mol/(L·min) 加压(“升温”“更换更好的催化剂”等言之有理即可) (4)< (5)水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气，减少固体碳对孔道的堵塞 19．(1)391 (2) > 0.25 AB BD (3) 负 氧化 O2＋4H＋＋4e-=2H2O 20．(1) (2)AD (3)C (4) H2－2e-＋2OH-=2H2O 试卷第1页，共3页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 综合02化学反应原理综合 1．(2024-2025学年·浙江省宁波六校联盟高一下期中) CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的恒温密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2 (g)和CH3OH (g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)从3min到9min，v(CO2)=___________ mol·L－1·min－1 (计算保留2位有效数字)。 (2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点) B．单位时间内生成1mol H2，同时生成1mol CH3OH C．混合气体的压强不随时间的变化而变化 D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 (3)平衡时混合气体中H2与CH3OH的质量之为___________。 (4)第3分钟时___________第9分钟时(填“>”“<”“=”或“无法比较”)。 【答案】(1)0.042 (2)CD (3)1∶16 (4)> 【解析】(1)从3min到9min，=。 (2)A项，反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1(即图中交叉点)，之后各成分的浓度还在继续变化，不能说明反应达到平衡状态，A错误；B项，单位时间内生成3molH2同时生成1molCH3OH，正、逆反应速率才相等，单位时间内生成1molH2同时生成1molCH3OH时，正、逆反应速率不相等，B错误；C项，混合气体的物质的量为变量，则压强为变量，随着反应的进行，混合气体的压强不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，C正确；D项，混合气体的质量不变，混合气体的物质的量是变量，则平均相对分子质量不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，D正确;故选CD。 (3)平衡时CO2消耗0.75mol，则生成CH3OH为0.75mol，消耗H2为0.75mol×3=2.25mol，剩余H2为3mol-2.25mol=0.75mol，H2与CH3OH的质量之为(0.75mol×2g/mol)：(0.75mol×32g/mol)=1：16。 (4)第3分钟时反应未达到平衡，则，第9分钟时反应达到平衡状态，，所以。 2．(2024-2025学年·浙江省新力量联盟高一下期中)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。 (1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积mL(标准状况) l00 240 464 576 620 ①哪一时间段反应速率最大？_______min(填"0~1，“1~2"，“2~3"，“3~4”或“4~5”)。 ②求3~4 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率：_______mol/(L·min)(设溶液体积不变) (2)另一学生为控制反应速率，防止反应过快难以准确测量氢气体积，为减慢反应速率，下列措施你认为可行的是_______(填字母)。 A．加入蒸馏水 B．加入同浓度的H2SO4溶液 C．在冷水浴中进行 D．锌粒改为等量的锌粉 (3)某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。 ①该反应的化学方程式是_______； ②能说明该反应已经达到平衡状态的是_______； 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3：1 C．容器内气体压强保持不变 D．单位时间内生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z 【答案】(1) 2~3 0.025 (2)AC (3) 3X(g)+Y(g) 2Z(g) AC 【解析】(1)①0~1时间段，生成H2体积为100mL，1~2时间段，生成H2体积为140mL，2~3时间段，生成H2体积为224mL，3~4时间段，生成H2体积为112mL，4~5时间段，生成H2体积为44mL，则2~3min时间段，反应速率最大。②3~4 min时间段，生成H2体积为112mL，则消耗HCl的物质的量为=0.01mol，以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率为=0.025mol/(L·min)。答案为：2~3；0.025； (2)A项，加入蒸馏水，减小盐酸浓度，反应速率减慢，A可行；B项，加入同浓度的H2SO4溶液，溶液中c(H+)增大，反应速率加快，B不可行；C项，在冷水浴中进行，反应温度降低，反应速率减慢，C可行；D项，锌粒改为等量的锌粉，锌与盐酸的接触面积增大，反应速率加快，D不可行；故选AC； (3)①从图中可以看出，X、Y为反应物，Z为生成物；反应进行到5min时，各物质的物质的量不变，则反应达平衡状态；5min内，X、Y、Z物质的量的变化量分别为0.6mol、0.2mol、0.4mol，则X、Y、Z的化学计量数之比为3：1：2，该反应的化学方程式是3X(g)+Y(g) 2Z(g)；②A项，Y的体积分数在混合气体中保持不变，则正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，A符合题意；B项，达平衡前，不管反应进行到何种程度，X、Y的反应速率比都为3：1，则反应不一定达平衡状态，B不符合题意；C项，反应前后气体的分子数不等，则平衡前混合气的压强不断发生改变，当容器内气体压强保持不变时，反应达平衡状态，C符合题意；D项，单位时间内生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z，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AC。 3．(2024-2025学年·浙江省衢州市五校联盟高一下期中)工业上非常重要的合成氨工业，主要反应是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。 (1)现在一个容积为2L的密闭容器中，充入2molN2和3 molH2，一定条件下发生反应，后，容器内有1molNH3生成。已知断开或形成3molN≡N、1molH-H和1molN-H所吸收或放出的热量分别为akJ、bkJ、ckJ。 ①内，用H2表示的化学反应速率为___________； ②时，反应共放出___________kJ的热量； ③下列能说明该反应已经到达化学平衡状态的是___________。 A．有3molH-H键形成的同时有2molN-H 键断裂 B． C．恒温恒容条件下，混合气体的密度保持不变 D．恒温恒容条件下，混合气体的平均相对分子质量保持不变 (2)氨气具有氢含量高、易液化、便于储存和运输等优点，可直接制成氨-氧气溶液燃料电池。已知该过程中氨气转化为一种无毒无污染的单质气体。 ①该电池负极电极反应式为___________； ②当通入标准状况下氨气时，外电路中共有电子通过，则该电池能量转换率为___________。(电池能量转换率是指电池工作时输出的电能占输入的化学能的百分比) 【答案】(1)0.15 mol·L－1·min－1 BD (2) 2NH3-6OH--6e-=N2＋6H2O 80% 【解析】(1)①5min内，容器内有1molNH3生成，用H2表示的化学反应速率为==0.15 mol·L－1·min－1 ；②5min后，容器内有1molNH3生成，故5min时，反应共放出=的热量；③A项，有3molH-H键形成的同时有6molN-H键断裂，才是正逆反应速率相等，则A不符合；B项，，则正逆反应速率相等，反应达平衡，则B符合；C项，反应物均为气体，气体的总质量保持不变，体积不变则密度始终不变，恒温恒容条件下，混合气体的密度保持不变不能说明反应达平衡，则C不符合；D项，正反应为气体体积缩小的反应，恒温恒容条件下，混合气体的平均相对分子质量保持不变，则反应达平衡，则D符合；答案选BD； (2)①该电池负极上氨气失电子在碱性条件下转化为无毒无污染的单质气体氮气，电极反应式为2NH3-6OH--6e-=N2＋6H2O；②当通入标准状况下11.2L氨气时，即0.5mol，根据反应2NH3-6OH--6e-=N2＋6H2O，转移电子的物质的量为1.5mol，当外电路中共有1.2mol电子通过，则该电池能量转换率为。 4．(2024-2025学年·浙江省9 +1联盟高一下期中)氢能具有清洁、高效的优点，是最具潜力的化石燃料替代能源。以下为常见的制H2的方法，请回答： (1)恒温恒容条件下，发生反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (吸热反应) ①下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是_______。 A．C(s)的质量保持不变 B．相同时间内，消耗H2O(g)的数目与生成H2(g)的数目相等 C．混合气体的密度保持不变 D．CO与H2的物质的量之比保持不变 ②工业生产水煤气(主要成分是CO和H2)时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与C(s)反应，其理由是_______。 (2)为探究利用原电池产生H2的实验，以铝、镁作为电极材料，NaOH溶液为电解质溶液尝试实验， ①试写出铝电极的电极反应式_______。 ②若仅将电解质溶液换成稀盐酸，铝电极的作用是否相同_______(填“相同”或“不相同”) (3)利用H2O分解也可制H2，已知：在相同条件下，断开1molH2中的化学键要吸收mkJ的能量，断开1molO2中的化学键要吸收nkJ的能量，而形成1molH-O键要释放pkJ的能量。试回答：在该条件下，1molH2O(g)分解生成H2(g)与O2(g)需要_______(填写“放出”或“吸收”)_______kJ能量。(用含有m、n、p的式子表示) 【答案】(1) BD 水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率 (2)Al-3e-＋4OH-=[Al(OH)4]－ 不相同 (3) 吸收 2p-m-0.5n 【解析】(1)①A项，C(s)的质量保持不变，说明各物质的浓度均保持不变，反应一定达到平衡状态，故不选A；B项，相同时间内，消耗1molH2O(g)的数目与生成1molH2(g)的数目相等，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故选B；C项，C是固体，反应前后气体总质量是变量，容器体积不变，密度是变量，混合气体的密度保持不变，反应一定达到平衡状态，故不选C；D项，CO与H2都是生成物，CO与H2的物质的量之比始终为1：1，CO与H2的物质的量之比保持不变，反应不一定平衡，故选D；选BD。②水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率，所以工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与C(s)反应。 (2)①以铝、镁作为电极材料，NaOH溶液为电解质溶液，镁虽然比铝活泼，但镁与NaOH溶液不反应，铝与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，所以负极为铝，铝失电子转化为[Al(OH)4]－；铝电极的电极反应式Al-3e-＋4OH-=[Al(OH)4]－。②镁比铝活泼，若仅将电解质溶液换成稀盐酸，镁是负极、铝是正极，铝电极的作用不相同； (3)1molH2O分解生成1molH2和0.5molO2，水分解吸热，断开1molH2O(g)中的化学键吸收的总能量为2pkJ，形成1molH2中的化学键放出的能量为mkJ，形成0.5molO2中的化学键放出的能量为0.5nkJ，在该条件下，1molH2O(g)分解生成H2(g)与1molO2(g)需要吸收(2p-m-0.5n)kJ能量。 5．(2024-2025学年·浙江省丽水发展共同体联盟高一下期中)化学反应原理在指导实验和生产实际具有重要作用，请结合所学知识完成下列问题： (1)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，反应2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)可以设计成燃料电池。下图是电解质为稀烧碱溶液的燃料电池的工作原理示意图，回答下列问题。 ①a电极的反应式为：______。 ②当有4mol电子通过外电路时，d处通入的气体体积(标准状况下)至少为______L。 (2)在2L恒温恒容密闭容器中，通入等物质的量的CO和O2气体发生反应：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)，n(CO)随时间的变化如下表： 0 1 2 3 4 5 0.020 0.012 0.008 0.005 0.004 0.004 ①内，CO的平均反应速率为______ mol·L-1·s-1。 ②在第5s时，O2的转化率为______。 (3)平衡时容器中混合气体的压强与反应开始时的压强之比为______。 【答案】(1) O2+2H2O+4e-=4OH- 44.8 (2) 0.003 40% (3)4：5 【解析】(1)原电池中氢氧根离子向负极定向移动，所以b电极为负极、a电极为正极。 ①a电极为正极，正极发生还原反应，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-； ②b电极为负极，负极反应式为：CO+4OH--2e-=CO32-＋2H2O，当有4mol电子通过外电路时，c处消耗的CO的物质的量为2mol，则通入的气体的体积(标准状况下)至少为44.8L； (2)①由表可知反应开始至第2s时，CO的平均反应速率为； ②反应为2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)，在第5s时，消耗的O2的物质的量为，则O2的转化率为； (3)由表格数据可知，达平衡时CO的物质的量为0.004mol，则可得三段式 故初始时气体的总物质的量为0.020+0.020=0.040mol，平衡时气体的总物质的量为0.004+0.012+0.016=0.032mol，所以平衡时容器中混合气体的压强与反应开始时的压强之比为。 6．(2024-2025学年·浙江省杭州市西湖区学军紫金港、学军海创园、学军西溪高一下期中) CO2与H2可发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应为放热反应，恒温条件下，在体积为2L的密闭容器中，充入2mol CO2和6mol H2，发生上述反应，测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如下图所示。 (1)在4min到9 min时间段，v(H2)=___________。 (2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．与相等 B．CO2的体积分数在混合气体中保持不变 C．单位时间内每消耗3molH2，同时生成1mol CH3OH D．混合气体的平均相对分子质量不变 E．混合气体的密度保持不变 (3)下列措施能增大反应速率的是___________(填字母)。 A．升高温度 B．压强不变充入一定量氦气 C．体积不变充入一定量氦气 D．加入催化剂 (4)该反应达平衡时CO2的转化率为___________。 (5)容器内起始压强与达平衡时的压强之比是___________。 【答案】(1)0.15 (2)BD (3)AD (4)75% (5)8∶5 【解析】(1)从4min到9 min，CO2浓度变化为0.50 mol·L-1-0.25 mol·L-1=0.25 mol·L-1，CO2反应速率为=0.05 mol·L-1·min-1.；； (2)A项，与相等，不能证明正、逆速率相等，反应不一定平衡，A错误；B项，CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明其浓度不变，反应平衡，B正确；C项，单位时间内每消耗3mol H2，同时生成1mol CH3OH，反应都是正反应，不能证明正、逆速率相等，反应不一定平衡，C错误；D项，该反应前后气体分子数不一样，且所有的反应物和产物都是气体，结合质量守恒可知，总质量不变，则混合气体的平均相对分子质量是变量，当其不变时可以证明反应达到平衡，D正确；E项，反应在恒容容器中进行，反应物和产物都是气体，结合质量守恒可知，总质量不变，则密度不是变量，当其不变的时候，反应不一定平衡，E错误；故选BD； (3)A项，升高温度，活化分子数增多，反应速率增大，A正确；B项，压强不变充入一定量氦气，则容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小，B错误；C项，体积不变充入一定量氦气，反应物浓度不变，反应速率不变，C错误；D项，加入催化剂，活化能降低，反应速率增大，D正确；故选AD； (4)结合题给信息可知，该反应达平衡时CO2的转化率为； (5)恒温恒容时，压强之比等于气体的物质的量之比，也等于其浓度之比，结合题给信息可得三段式： 则容器内起始压强与达平衡时的压强之比是。 7．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)I.氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。开始时加入4molH2、6molN2、2molNH3，2min时达平衡，测得NH3的物质的量是1mol。回答下列问题： (1)NH3的结构式为_______；1min时，_______(填“”、“”或“) (2)在2min末，N2的浓度为_______。 Ⅱ.为比较和对分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。 (3)若图甲所示实验中反应速率①②，甲同学认为Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好，丙同学认为甲同学的结论不正确，请说明理由_______。 (4)改进后，用图乙装置测定反应速率，需要测定的数据为_______。 【答案】(1) < (2)3.25mol·L－1 (3)未排除阴离子不同对实验产生的干扰 (4)气体体积和反应时间 【解析】(1)NH3分子中N原子与三个H原子各共用一对电子，其结构式为；开始时加入2molNH3，2min时达平衡，测得NH3的物质的量是1mol，则1min时未平衡，且氨气物质的量继续减小至不变，平衡逆向进行，所以<； (2)反应速率比等于系数比，2min时达平衡，测得NH3的物质的量是1mol，则反应生成氮气0.5mol，2min末，N2的浓度为； (3)由于两种物质中阴离子也不同，未排除阴离子不同对实验产生的干扰，所以甲同学的结论不正确； (4)改进后，用图乙装置测定反应速率，反应中产生气体，则需要测定的数据为气体体积和反应时间。 8．(2024-2025学年·浙江省杭州地区(含周边)重点中学高一下期中)700℃时，向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量的N2和CO2发生反应：N2(g)＋CO2(g)C(s)＋2NO(g)；其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如下图所示。请回答下列问题。 (1)0~10min内的CO2平均反应速率v=___________。 (2)图中A点___________(填“>”“<”或“=”)。 (3)第10min时，改变的条件可能是___________(填字母)。 A．加入催化剂 B．增大C(s)的物质的量 C．减小CO2的物质的量 D．升温 (4)判断该反应达到平衡的依据是___________(填字母)。 A．容器内气体密度恒定 B．容器内气体总压恒定 C．容器内各气体的分压恒定 D． (5)请在下图中画出0~10min内N2转化率随时间变化的示意图___________。 【答案】(1)0.0125mol·L-1·min-1 (2)> (3)AD (4)AC (5) 【解析】(1)根据图像，0~10min内N2的物质的量变化为0.5mol-0.25mol=0.25mol，则CO2的物质的量变化为0.25mol，CO2平均反应速率v= mol·L-1·min-1； (2)图中A点后，N2的物质的量继续减少，可知反应正向进行，则>。 (3)根据图像，第10min时，反应速率突然加快。A项，催化剂能加快反应速率，改变的条件可能是加入催化剂，故选A；B项，C(s)是固体，增大C(s)的物质的量，浓度不变，反应速率不变，故不选B；C项，减小CO2的物质的量，CO2浓度突然减小，正反应速率突然减小，逆反应速率逐渐减小，故不选C；D项，升高温度反应速率加快，改变的条件可能是升温，故选D；选AD。 (4)A项，容器体积不变，反应后有固体生成，气体质量是变量，则密度是变量，容器内气体密度恒定，反应一定达到平衡状态，故选A；B项，反应前后气体计量数和相等，则压强是恒量，容器内气体总压恒定，反应不一定平衡，故不选B；C项，容器内各气体的分压恒定，说明各气体浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选C；D项，时，正逆反应速率比不等于化学计量数之比，反应没有达到平衡状态，故不选D；选AC。 (5)0~10min内，随反应进行，氮气的转化率逐渐增大，10min时N2的物质的量变化为0.25mol，氮气的转化率为，图像为。 9．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市八校高一下期中)一定温度下，在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和3molH2，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。测得CO(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。 (1)改变下列条件对反应速率无影响的是___________(填字母)。 A．升高温度 B．加入合适的催化剂 C．保持体积不变，充入氩气 D．保持体积不变，充入CO (2)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．混合气体的密度不随时间的变化而变化 B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内消耗2molH2的同时生成1molCH3OH D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 (3)前1min内，H2转化率为___________ (4)达到平衡状态时，容器内气体的压强与起始时压强之比为___________。 【答案】(1)C (2)BD (3)1/3或33.3% (4)5∶8 【解析】小问1：分析每个选项，判断改变条件是否会影响反应速率；小问2：平衡状态判断：根据化学平衡的判断标志(正逆反应速率相等，各组分浓度不变)，分析每个选项，判断是否能说明反应达到平衡状态；小问3：转化率计算：根据图像和三段式，计算前1min内H2的物质的量变化。利用公式计算转化率= (已转化的反应物量/初始反应物量)×100%；小问4：先计算起始和平衡时总物质的量，再利用公式，计算压强之比。 (1)A项，升高温度，反应速率加快，A错误；B项，加入合适的催化剂，反应速率加快，B错误；C项，保持体积不变，充入氮气，各反应物浓度不变，反应速率不变，C正确；D项，保持体积不变，充入CO，CO浓度增大，反应速率加快，D错误； (2)A项，混合气体的密度不随时间的变化而变化。反应前后都是气体，质量守恒，体积不变，所以密度一直不变，不能说明达到平衡状态，A错误；B项，混合气体的压强不随时间的变化而变化。反应前后气体分子数减少，当压强不变时，说明达到平衡状态，B正确；C项，单位时间内消耗2 molH2的同时生成1 molCH3OH，都是指正反应，所以无法判断是否达到平衡状态，C错误；D项，混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化。反应前后气体分子数减少，当平均相对分子质量不变时，说明达到平衡状态，D正确； (3)从图像可以看出，CO在前1min内，物质的量减少了0.25mol， 根据三段式计算各物质的转化量： 所以氢气减少了1mol，因此氢气的转化率为×100%=33.3%； (4)起始时总物质的量为4mol。从图像可以看出，CO减少了0.75mol，根据三段式计算各物质的转化量： 平衡时总物质的量为(1-0.75)+(3-1.5)+0.75=2.5 mol。根据，所以。 10．(2024-2025学年·浙江省金砖高中联盟高一下期中)氨是重要的化工产品，其生产流程如图(1)所示。 (1)工业合成氨在合成塔中进行原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，已知断开1mol N≡N所需能量946kJ，断开所需能量436kJ，断开1mol N-H所需能量391kJ，该反应生成1mol NH3(g)放出___________kJ的热量。 (2)下列说法正确的是___________。 A．利用压缩机进行加压有利于更快更多的生产氨气 B．热交换器可以预热原料气，提高氨的平衡转化率 C．当断裂1mol N≡N键的同时生成2mol N-H键则说明合成氨反应已达平衡 D．催化剂既可以加快反应速率，也可以提高氨的平衡产率 (3)在2L恒容密闭容器中通入一定量的N2(g)和H2(g)，在一定条件下进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，测得部分气体的物质的量随时间变化关系如下图所示： X代表的物质是：___________；反应至25分钟时，用X表示反应的平均速率为：___________mol·L-1·min-1。 (4)研究表明，采用新型铁改性的镍金属陶瓷作电极，可以增强对氨利用的催化活性，提高质子陶瓷燃料电池的性能，工作原理如上图，质子固体电解质可以允许通过，请写出氨气这一极的电极方程式：___________；当消耗3molO2时，可产生氮气在标况下的体积为：___________L。 【答案】(1)46 (2)A (3) H2 0.006 (4)2NH3-6e-=N2+6H+ 44.8 【解析】(1)结合数据计算，反应的焓变为，因此该反应生成放出46kJ的热量。 (2)A项，已知该反应的正反应是一个气体分子数减小的反应，利用压缩机进行加压，平衡正向移动且反应速率加快，因此有利于更快更多的生产氨气，故A正确；B项，热交换器可以预热原料气，已知该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，氨的平衡转化率会降低，预热原料气的目的是加快反应速率，故B错误；C项，当断裂1mol N≡N键的同时生成2mol N—H键，都描述的是正反应，不能说明正逆反应速率相等，因此无法说明合成氨反应已达平衡，故C错误；D项，使用催化剂，可加快反应速率，但是平衡不移动，因此氨的平衡产率不变，故D错误；故选A。 (3)在化学反应中，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，由图可得，，故X为H2；反应至25分钟时，H2转化了0.3mol，平均反应速率为。 (4)由图可知，NH3转化为N2，N元素化合价从-3价升高为0价，失去电子，则电极a为负极，负极的电极反应式为2NH3-6e-=N2+6H+；O2转化为H2O，O元素化合价从0价降低为-2价，得到电子，则电极b为正极，正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O，当消耗3molO2时，转移12mol电子，可产生氮气为2mol，在标况下的体积为。 11．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。 (1)工业合成氨在合成塔中进行原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，合成塔中每产生2molNH3，放出92kJ热量。已知断开所需能量为436kJ、断开1molN≡N所需能量为946kJ，则断开1molN-H所需能量为_______kJ。 (2)在氧化炉中NH3催化氧化生成NO，反应为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。某温度下，在2L恒容密闭容器中充入4mol NH3和5molO2发生该反应，NH3的转化率随时间的变化关系如图。(转化率：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) ①A点的_______(填“>”、“＜”或“=”)。 ②0-5min内O2的平均反应速率v(O2)=_______ mol·L－1·min－1。 ③下列措施能加快反应速率的是_______。 A．升高温度    　　　　　　　　 B．将容器的体积减小一半 C．保持容器容积不变，充入He增大压强　　D．不断将H2O(g)从体系中分离出来 ④下列选项能说明上述反应已达到平衡的是_______。 A． B．单位时间内1molN-H键断裂的同时有1molO-H键断裂 C． D．容器内气体压强不再发生变化 (3)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境，可设计如图所示装置对NO2进行回收利用，装置中ab均为多孔石墨电极，质子交换膜只允许H+通过。 ①a是_______极(填“正”或“负”)，发生_______反应(填“氧化”或“还原”) ②写出正极的电极反应式_______。 【答案】(1)391 (2) > 0.25 AB BD (3) 负 氧化 O2＋4H＋＋4e-=2H2O 【解析】(1)设N-H键键能为x，焓变=反应物总键能-生成物总键能，即，解得x=391kJ/mol，则断开1molN-H键所需能量为391kJ； (2)①由图可知，A点后，氨气的转化率仍在增大，说明反应向正反应方向进行，即A点v(NH3)正＞v(NH3)逆；②0~5min内氨气的转化率为50%，则消耗氨气的物质的量为4mol×50%=2mol，此时消耗氧气物质的量为2.5mol，该时间段内O2的平均速率v(O2)==0.25mol/(L·min)；③A项，升高温度，速率加快，A符合题意；B项，将容器的体积减小一半，压强增大，速率加快，B符合题意；C项，保持容器容积不变，充入He增大压强，但是各物质浓度不变，故速率不变，C不符合题意；D项，不断将H2O(g)从体系中分离出来，H2O(g)的浓度减小，速率减慢，D不符合题意；故选AB。④A项，时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，不符合题意；B项，单位时间内1molN-H键断裂的同时有1molH-O键断裂时，正逆反应速率相等，达到平衡，符合题意；C项，时，反应不一定达到了平衡，不符合题意；D项，恒容条件下，反应的物质的量变化，故容器内压强为变量，则容器内气体压强不再发生变化时，反应达到了平衡，符合题意；故选BD。 (3)①根据装置图可知，NO2发生失电子的氧化反应，为负极；②通入O2的b是正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。 12．(2024-2025学年·浙江省金台七校联盟高一下期中)某化学兴趣小组利用实验探究物质的性质和变化。 I．甲同学为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。用三支试管各取的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1 mol·L-1H2C2O4溶液，实验报告如表。 实验编号 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液 水 反应温度/℃ 溶液颜色褪至无色所需时间/s 1 5.0mL 5.0mL 0 20 125 2 5.0mL 4.0mL V1 20 320 3 V2 5.0mL 0 50 30 分析实验设计方案和表格中的数据，完成下面的问题： (1)实验1、3研究的是___________对反应速率的影响。 (2)表中V1=___________mL。 (3)实验3用KMnO4表示的反应速率为___________ mol·L-1·min-1。 (4)研究发现KMnO4溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响，用不同浓度的硫酸进行酸化，其余条件均相同时，测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅，透光率越高)随时间变化如图所示，由此得出的结论是___________。 II．某研究小组为探究SO2和Fe(NO3)3溶液反应的实验。设计了如图所示装置进行实验： 请回答： (5)装置A中仪器a名称为___________。 (6)下列能作为：SO2尾气处理试剂的有___________。 A．酸性KMnO4溶液        B．浓NaOH溶液        C．品红溶液        D．CaCl2溶液        E．浓HNO3 (7)装置B中产生了白色沉淀，推测B中产生白色沉淀的原因。 观点1：SO2与Fe3+反应； 观点2：在酸性条件下SO2与NO3-反应； 观点3：装置内的氧气将SO2氧化 ①若观点1正确，除产生白色沉淀外，还应观察到的现象是___________。 ②若观点2正确，装置B中反应的离子方程式是___________。 (8)若将装置B中的1.0 mol·L-1的Fe(NO3)3替换成浓氨水，写出B中发生的离子反应方程式___________。 【答案】(1)温度 (2)1.0 (3)0.01 (4)硫酸溶液的浓度越大，化学反应速率越快 (5)三颈烧瓶或三口烧瓶 (6)AB (7) 一段时间后，溶液由棕黄色变为浅绿色 3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+或3SO2+Ba2++2NO3-+2H2O=BaSO4↓+2SO42-+2NO↑+4H+ (8) SO2+2 NH3·H2O +Ba2+=BaSO3↓+2NH4++H2O 【解析】本题为实验探究题，通过高锰酸钾和草酸的反应，探究了高锰酸钾和草酸的浓度，以及温度对反应速率的影响，以此解题。 (1)实验1、3中，反应的温度不同，则反应物的浓度应相同，研究的是温度对反应速率的影响。 (2)实验1、2的温度相同，而H2C2O4溶液的体积不同，则混合溶液中KMnO4溶液的浓度应相同，溶液的总体积相同，所以表中V1=1mL。 (3)实验1、3是探究温度对化学反应速率的影响，反应物的浓度、体积应相同，所以V2=5mL。实验3用KMnO4表示的反应速率为=0.01mol•L-1•min-1。 (4)从图中可以看出，硫酸溶液的浓度越大，达到相同透光率所需的时间越短，表明反应速率越快。由此得出的结论是：硫酸溶液的浓度越大，化学反应速率越快。 (5)根据装置图，装置A中仪器a名称为三颈烧瓶或三口烧瓶； (6)A项，酸性KMnO4溶液能把二氧化硫氧化为硫酸，故选A；B项，浓NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠，故选B；C项，品红溶液用于检验二氧化硫，不能吸收二氧化硫，故不选C；D项，CaCl2溶液和二氧化硫不反应，故不选D；E项，浓HNO3和二氧化硫反应放出NO2气体，故不选E；选AB。 (7)Fe(NO3)3具有氧化性，能把二氧化硫氧化为硫酸根离子，装置B中产生了白色沉淀，其成分是BaSO4。①若观点1正确，Fe3+被还原为Fe2+，除产生白色沉淀外，还应观察到的现象是一段时间后，溶液由棕黄色变为浅绿色。②若观点2正确，SO2被NO3-氧化为硫酸根，NO3-被还原为NO，装置B中反应的离子方程式是3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+或3SO2+Ba2++2NO3-+2H2O=BaSO4↓+2SO42-+2NO↑+4H+； (8)若将装置B中的1.0mol/L的Fe(NO3)3替换成浓氨水，反应生成亚硫酸钡沉淀，B中发生的离子反应方程式为SO2+2 NH3·H2O +Ba2+=BaSO3↓+2NH4++H2O。 13．(2024-2025学年·浙江省台州市山海协作体高一下期中)学习与研究氮元素及其化合物具有重要的意义。 (1)某小组依据反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)在恒容容器中进行了如表三个实验，和的起始浓度均为0，反应物NH3的浓度随反应时间的变化情况如表： 实验序号 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 1 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 2 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 3 1.0 0.75 0.54 0.43 0.43 0.43 0.43 ①实验1在内，v(N2)=_______ mol·L－1·min－1 。 ②在内，实验1比实验2的反应速率快，其原因可能是_______。 ③在实验3中，反应到达平衡时，_______(填、或)，_______ mol·L－1。 (2)含NO烟气需要处理后才能排放。湿法氧化法处理含NO烟气。酸性条件下，用NaClO2溶液将NO氧化为NO3-，并放出热量。该反应的离子方程式为_______。 (3)有氧条件下，NO在催化剂作用下可被NH3还原为N2。在钒基催化剂(V2O5)作用下的脱硝反应机理如图所示，按，与一定量O2混合投入反应容器，总反应的化学方程式为_______。 (4)在和101kPa条件下，断开H2、N2、NH3中的1mol化学键所需能量如下表： 共价键 H-H N≡N N-H 能量/(kJ) 436 946 391 常温常压下，若消耗2mol氨气，则要_______(填“放出”或“吸收”)_______kJ的能量。 (5)甲醇(CH3OH)是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如下图所示： 电极B为_______(填“正极”或“负极”)。电极A的反应式为_______。 【答案】(1) 0.005 实验1使用了催化剂 ＜ 0.855 (2) 3ClO2+4NO+2H2O=4NO3-+3Cl-+4H+ (3) (4) 吸收 92 (5)正极 CH3OH+8OH--6e-=CO32-＋6H2O 【解析】(1)①实验1在10～20min内，；②在0～20min内，实验1比实验2的反应速率快，但实验1和实验2中NH3的平衡浓度相同，即两个实验的化学平衡状态相同，其原因可能是实验1使用了催化剂；③在实验3中，反应到达平衡时，，则；反应到达平衡时，； (2)酸性条件下，用NaClO2溶液将NO氧化为NO3-，NaClO2被还原生成NaCl，配平后可得该反应的离子方程式为：3ClO2+4NO+2H2O=4NO3-+3Cl-+4H+； (3)有氧条件下，NO在催化剂作用下可被NH3还原为N2，结合脱硝反应机理图可知，反应物为NH3、NO和O2，生成物为N2和H2O，则按，与一定量O2混合投入反应容器，总反应的化学方程式为：； (4)根据上表数据计算，一定条件下氮气与氢气生成2molNH3时，形成6molN-H放热6×391=2346kJ，同时1molN2、3molH2断裂化学键需要吸收热量(946 +3×436)kJ=2254kJ，即放出热量(2346 -2254)kJ=92kJ，若消耗2mol氨气，则要吸收92kJ的能量； (5)在碱性甲醇燃料电池中，通入燃料CH3OH的电极A为负极，通入O2的电极B为正极。碱性环境下，电极A上CH3OH被氧化生成CO32-，则电极A的反应式为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-＋6H2O。 14．(2024-2025学年·浙江省A9协作体高一下期中)一定温度下，在2L恒容密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。开始时加入3.0molN2、8.0mol2，反应到5min时测得NH3的物质的量是1.0mol。请回答下列问题： (1)用2浓度变化表示0~5min内反应的平均速率为________ mol·L－1·min－1 。 (2)反应经一定时间后，下列情况能说明已达到平衡状态的是________(填序号) A．单位时间内生成了amolN2时，消耗了2amolNH3 B．容器内H2的浓度保持不变 C．容器内气体的压强保持不变 D． E．N2和H2的物质的量之比保持不变 (3)已知某条件下断裂1mol下列化学键需要吸收的能量如下表所示： 化学键 能量/ 436 391 193 946 ①若在该条件下N2和H2发生反应，生成2molNH3能放出________kJ能量。 ②NH3比NH2-NH2更稳定的原因是________。 (4)充满NH3的试管倒插在滴有酚酞的水中的实验现象________。 (5)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如右图所示。请写出负极的电极反应式：________。 【答案】(1)0.15 (2)BCE (3) 92 打断1mol的N—N共价键所需要的能量要比N-H共价键的能量低，N-N键比N-H不牢固，所以氨气要比肼稳定 (4)水充满整个试管，试管内溶液呈红色 (5)NH3+6OH--6e-=N2＋6H2O 【解析】(1)反应速率比等于系数比，用H2浓度变化表示0~5min内反应的平均速率为。 (2)A项，反应速率比等于系数比，单位时间内生成了amolN2时，消耗了2amolNH3，描述的都是逆反应，不能说明反应平衡；B项，容器内H2的浓度保持不变，说明平衡不再移动，反应达到平衡状态；C项，恒容密闭容器中发生反应，反应为气体分子数改变的反应，容器内气体的压强保持不变，说明平衡不再移动，反应达到平衡状态；D项，反应速率比等于系数比，，则正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态；E项，N2和H2的投料比不等于反应中系数比，则其物质的量之比保持不变，说明平衡不再移动，反应达到平衡状态；故选BCE； (3)①反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，则若在该条件下N2和H2发生反应，生成2molNH3能放出92kJ能量。②打断1mol的N—N共价键所需要的能量要比N-H共价键的能量低，N-N键比N-H不牢固，导致氨气要比肼稳定； (4)氨气极易溶于水，和水生成碱一水合氨，使得溶液显碱性，故现象为：水充满整个试管，试管内溶液呈红色； (5)由图，该装置中a为负极、b为正极，负极反应为氨气在碱性条件下失去电子发生氧化反应生成氮气：NH3+6OH--6e-=N2＋6H2O。 15．(2024-2025学年·浙江省S9联盟高一下期中)回答下列问题。 (1)某实验小组进行如图甲所示实验a和b，请判断b中温度_______(填“升高”或“降低”)。反应过程_______(填“a”或“b”)的能量变化可用图乙表示。 (2)化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的，图为和反应生成过程中的能量变化： ①该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)； ②该反应中，每生成，放出(或吸收)热量_______kJ。 (3)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示： ①电极a是_______。(填“正极”或“负极”) ②电解质溶液中离子向_______移动(填“电极a”或“电极b”). ③电极b的电极反应式为_______。 【答案】(1) 降低 a (2)吸热 90 (3) 负极 电极a O2+2H2O+4e-=4OH- 【解析】(1)铝和盐酸反应放热，实验a是放热反应；铵盐和碱反应吸热，实验b是吸热反应，b中温度降低。图乙表示放热反应，反应过程a的能量变化可用图乙表示。 (2)①该反应断键吸收的能量为(946+498) kJ/mol，形成化学键放出的总能量为2×632kJ/mol，断键吸收的能量大于成键放出的能量，该反应为吸热反应；②该反应中，每生成1molNO(g)，放出(或吸收)热量kJ。 (3)①根据图示，氨气在a电极失电子生成氨气，电极a是负极；②电池中阴离子向负极移动，所以电解质溶液中OH-离子向电极a移动。③电极b是正极，氧气在b电极得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。 16．(2024-2025学年·浙江省强基联盟高一下期中)化学反应常伴随能量变化，是人类获得能量的重要途径。回答下列问题： (1)已知和101kPa时，相关物质的相对能量如表所示： 物质 H2(g) O2(g) H2O(g) 相对能量/(kJ·mol−1) 0 0 ①1 molH2完全燃烧生成1mol时H2O(g)放出热量___________kJ。 ②已知，H-O键能为463 kJ·mol−1，O=O键能为496 kJ·mol−1则H-H键能为___________ kJ·mol−1。 (2)某温度下可以用H2和CO2生产甲醇燃料，总反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3 molH2，测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。 ①a点正反应速率___________(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。 ②前，用CH3OH表示的反应速率为___________。(计算结果均保留两位有效数字) ③甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，工作原理如下图所示，电极B为___________(填“正极”或“负极”)则A电极反应式为___________。 【答案】(1) 242 436 (2)大于 0.083mol·L-1·min-1 正极 CH3OH+8OH--6e-=CO32-＋6H2O 【解析】(1)①已知H2和O2相对能量为0，1molH2O(g)的能量为-242kJ，则生成1molH2O(g)时会放出242kJ的热量；②已知键能：H-O：463kJ·mol−1 ，O=O：496kJ·mol−1 ，设H-H键能xkJ·mol−1 ，生成2molH2O(g)时会放出484kJ的热量，则，则x=436，则H-H键能为436kJ·mol−1 ； (2)①由图像可知，a点未达平衡，反应物仍在消耗，正在从正向建立平衡的过程中，故正反应速率大于逆反应速率；②由图像可知，开始到3min时，生成了0.50molCH3OH，用CH3OH表示的反应速率为；；③该燃料电池为原电池装置，通入氧气的电极为正极，B为正极，A通入甲醇，为负极，甲醇在碱性介质中变为碳酸根，电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-＋6H2O。 17．(2024-2025学年·浙江省G5联盟高一下期中)NO2 (g)和N2O4(g)之间存在如下转化：N2O4(g)2NO2 (g)。一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中，NO2 (g)和N2O4(g)之间发生反应，各组分物质的量与时间关系如图所示： (1)在0~3min内，用NO2 (g)表示的反应速率为_______。 (2)若在绝热容器中加入一定量NO2，反应一段时间后，混合气体温度升高，说明；2molNO2 (g)的能量比1molN2O4(g)的能量_______(填“高”或“低”)。 (3)恒温恒容条件下，下列能说明反应：N2O4(g)2NO2 (g)达到平衡状态的是_______(填字母)。 A． B． C．容器内气体的压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变 (4)某新能源汽车中使用的氢氧燃料电池，构造如图所示，其电池总反应为2H2+O2=2H2O。 b电极为该装置的_______(填“正极”或“负极”)，该电极反应式为_______。若电路中有1mol电子转移，则理论上a电极处消耗H2的体积为_______L(标况)。 【答案】(1)0.1 mol·L-1·min-1 (2)高 (3)C (4) 正极 O2+2H2O+4e-=4OH- 11.2 【解析】已知反应：N2O4(g)2NO2 (g)，由图可知，在0~3min内，X、Y的物质的量的变化量之比为0.6：0.3=2：1，根据变化量之比等于其化学计量系数之比可知：X是NO2，Y是N2O4。 (1)X是NO2，在0~3min内，NO2的物质的量减小0.6mol，则； (2)若在绝热容器中加入一定量NO2，NO2浓度增大，平衡逆向移动，反应一段时间后，混合气体温度升高，说明逆反应为放热反应，则2molNO2的能量比1molNO2的能量高； (3)A项，当时，并未体现同一物质的正、逆反应速率相等，不能说明该反应达到平衡状态，A不符合题意；B项，由反应式可得：，当时有，即同一物质的正、逆反应速率不相等，不能说明该反应达到平衡状态，B不符合题意；C项，该反应为气体分子数增加的反应，当容器内气体的压强保持不变时，容器内气体分子数也不变，能说明该反应达到平衡状态，C符合题意；D项，反应物和生成物均是气体，混合气体质量不变，且容器体积不变，混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变，不能说明该反应达到平衡状态，D不符合题意；故选C。(4)b电极通入氧气，得到电子生成氢氧根离子，则b电极为该装置的正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。a电极通入氢气，失去电子生成氢离子，a电极为负极，电极反应式为：H2－2e-=2H＋，若电路中有1mol电子转移，则反应消耗0.5molH2，标准状况下其体积为：。 18．(2024-2025学年·浙江省金兰教育联盟高一下期中)氢气的用途广泛，由于其清洁、热值高等优点，近年来在能源、农业等领域展现出巨大潜力。 Ⅰ．(1)甲烷和水蒸气催化重整制氢反应为：CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) 某些化学键的键能数据如下表： 化学键 C—H H—H O—H C=O 键能/kJ 414 436 464 799 每生成1mol气态的CO2时，该反应_____(吸收/放出)的热量为_____kJ (2)对于上面这个反应，下列说法正确的是_____ A．CH4和H2O的总能量低于CO2和H2的总能量 B．将H2及时移除反应体系，化学反应速率减少 C．4molH—O键断裂的同时4molH—H键断裂，则反应达到最大限度 D．增加催化剂M的量，可以使CH4的转化率提升到100% (3)某温度下，向容积为2L的刚性容器中充入1molCH4(g)、2molH2O(g)和固体催化剂M(体积忽略不计)，发生催化重整制氢反应，用压强传感器时刻监测容器内的总压强。将不同时刻(t)下的总压强(p)记录在如下表： t/min 0 5 10 15 20 25 30 p/kpa 8 9.4 10.6 11.3 11.8 12.0 12.0 已知：同温同体积时，气体的压强之比等于分子数之比。请回答以下问题： ①30min时，容器中气体的总物质的量为_____；CH4的转化率为_____； ②在反应开始的25min内，H2O的平均反应速率为_____，现要提高该反应的反应速率，可采取的措施为_____(符合条件的一种) Ⅱ．乙醇也可以催化重整制备，其主要反应为C2H5OH(g)＋H2O(g)2CO(g)＋4H2(g)　△H=＋akJ/mol (4)某温度下，当生成2molCO时吸收的热量为akJ。在同温度下，将1molC2H5OH和1molH2O放入一密闭容器中发生上述反应，反应吸收的热量为bkJ，则b_____a(填“<”、“>”或“=”) Ⅲ．甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)C(s)＋2H2(g)，Ni作为该反应的催化剂。CH4在催化剂孔道表面反应，若孔道堵塞会导致催化剂失活。 (5)向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活，其原因是_____。 【答案】(1)吸收 170kJ (2)BC (3) 4.5mol 75% 0.03mol/(L·min) 加压(“升温”“更换更好的催化剂”等言之有理即可) (4)< (5)水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气，减少固体碳对孔道的堵塞 【解析】(1)每生成1mol气态的CO2时，该催化重整反应断开反应物中的化学键吸收的能量为4×464kJ+4×414kJ=3512kJ，形成生成物中的化学键放出的能量4×436kJ+2×799kJ=3342kJ，吸收的能量大于放出的能量，吸热的能量为3512kJ-3342kJ=170kJ； (2)A项，未指明各物质的物质的量，不能确定CH4和H2O的总能量是否低于CO2和H2的总能量，根据(1)，甲烷和水蒸气催化重整制氢反应为吸热反应，则1molCH4和2molH2O(g)的总能量低于1molCO2和4molH2的总能量，A错误；B项，将H2及时移除反应体系，逆反应速率减小，将导致正反应速率减小，B正确；C项，4molH—O键断裂的同时4molH—H键断裂，则正逆反应速率相等，达到平衡状态，故反应达到最大限度，C正确；D项，该反应可逆，增加催化剂M的量，不能影响化学平衡、不改变CH4的平衡转化率，CH4的转化率不可能达到100%，D错误；故选BC。 (3)①30min时，存在三段式： 同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，则，得容器中气体的总物质的量为4.5mol；，，则CH4的转化率为；②由表可知，25min时已经处于平衡状态，则在反应开始的25min内，H2O的平均反应速率为，现要提高该反应的反应速率，可采取的措施为：加压(“升温”“更换更好的催化剂”等言之有理即可)。 (4)某温度下，当消耗1molC2H5OH和1molH2O才生成2molCO，吸收的热量为akJ。在同温度下，将1molC2H5OH和1molH2O放入一密闭容器中发生上述反应，该反应可逆，则生成CO小于2mol，吸收的热量小于akJ，已知反应吸收的热量为bkJ，则b＜a。 (5)裂解产生氢气的同时会产生碳颗粒，已知CH4在催化剂孔道表面反应，若孔道堵塞会导致催化剂失活，则向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活，其原因是：水蒸气与碳反应生成CO或CO2与氢气，减少固体碳对孔道的堵塞。 19．(2024-2025学年·浙江省三锋联盟高一下期中)氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。 (1)工业合成氨在合成塔中进行原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，合成塔中每产生2molNH3，放出92kJ热量。已知断开所需能量为436kJ、断开1molN≡N所需能量为946kJ，则断开1molN-H所需能量为_______kJ。 (2)在氧化炉中NH3催化氧化生成NO，反应为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。某温度下，在2L恒容密闭容器中充入4mol NH3和5molO2发生该反应，NH3的转化率随时间的变化关系如图。(转化率：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) ①A点的_______(填“>”、“＜”或“=”)。 ②0-5min内O2的平均反应速率v(O2)=_______ mol·L－1·min－1。 ③下列措施能加快反应速率的是_______。 A．升高温度    　　　　　　　　 B．将容器的体积减小一半 C．保持容器容积不变，充入He增大压强　　D．不断将H2O(g)从体系中分离出来 ④下列选项能说明上述反应已达到平衡的是_______。 A． B．单位时间内1molN-H键断裂的同时有1molO-H键断裂 C． D．容器内气体压强不再发生变化 (3)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境，可设计如图所示装置对NO2进行回收利用，装置中ab均为多孔石墨电极，质子交换膜只允许H+通过。 ①a是_______极(填“正”或“负”)，发生_______反应(填“氧化”或“还原”) ②写出正极的电极反应式_______。 【答案】(1)391 (2) > 0.25 AB BD (3) 负 氧化 O2＋4H＋＋4e-=2H2O 【解析】(1)设N-H键键能为x，焓变=反应物总键能-生成物总键能，即，解得x=391kJ/mol，则断开1molN-H键所需能量为391kJ； (2)①由图可知，A点后，氨气的转化率仍在增大，说明反应向正反应方向进行，即A点v(NH3)正＞v(NH3)逆；②0~5min内氨气的转化率为50%，则消耗氨气的物质的量为4mol×50%=2mol，此时消耗氧气物质的量为2.5mol，该时间段内O2的平均速率v(O2)==0.25mol/(L·min)；③A项，升高温度，速率加快，A符合题意；B项，将容器的体积减小一半，压强增大，速率加快，B符合题意；C项，保持容器容积不变，充入He增大压强，但是各物质浓度不变，故速率不变，C不符合题意；D项，不断将H2O(g)从体系中分离出来，H2O(g)的浓度减小，速率减慢，D不符合题意；故选AB。④A项，时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，不符合题意；B项，单位时间内1molN-H键断裂的同时有1molH-O键断裂时，正逆反应速率相等，达到平衡，符合题意；C项，时，反应不一定达到了平衡，不符合题意；D项，恒容条件下，反应的物质的量变化，故容器内压强为变量，则容器内气体压强不再发生变化时，反应达到了平衡，符合题意；故选BD。 (3)①根据装置图可知，NO2发生失电子的氧化反应，为负极；②通入O2的b是正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。 20．(2024-2025学年·浙江省台州市六校高一下期中)氢能是一种非常清洁的能源，氨分解制备氢气是一种技术先进和经济可行的工艺。恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下NH3的浓度随时间的变化如下表所示： 编号 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.0 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 回答下列问题： (1)实验①中20～40min，v(NH3)=_______。 (2)判断该反应达到平衡的依据是_______。 A．容器的压强保持不变         B．NH3、N2、H2的浓度比为2：1：3 C．该条件下正、逆反应速率都为零     D．混合气体的平均分子量不再发生变化 E．混合气体的密度不再发生变化 (3)关于上述实验，下列说法正确的是_______(填序号)。 A．实验①，H2的反应速率：0～20min大于20～40min B．实验②，x数值可能为0 C．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 D．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 (4)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。负极的电极反应式为_______；标准状况下，消耗4.48L O2，外电路转移的电子数目为_______。 【答案】(1) (2)AD (3)C (4) H2－2e-＋2OH-=2H2O 【解析】(1)实验①中20～40min， (2)A项，该反应前后气体分子数减少，恒容条件下容器的压强保持不变时反应达到平衡状态，A正确； B项，NH3、N2、H2的浓度比为2：1：3不一定达到平衡，与初始反应的投料比有很大关系，B错误；C项，该条件下正、逆反应速率相等时达到平衡状态，正、逆反应速率都为零时不能判断达到平衡状态，C错误；  D项，该反应前后气体分子数减少，混合气体的平均分子量：，气体的总质量不变，气体总物质的量不变时，混合气体的平均分子量不再发生变化，可以判断达到平衡状态，D正确；E．反应前后混合气体的总质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不变，不能判断达到平衡状态，E错误；故选AD。 (3)A项，根据表格中数据，0～20min、20～40min时NH3的浓度变化量相同，故生成H2的浓度变化量相同，H2的反应速率相同，A错误；B项，该反应为可逆反应，实验②中x数值不可能为0，B错误；C项，相同条件下，增加催化剂的表面积，增大催化剂与反应的接触面积，反应速率增大，C正确；D项，对比实验①和②，0～20minNH3的浓度变化量相同，反应物浓度增大并未增大反应速率，D错误；故选C。 (4)该装置为原电池装置，通入H2的电极为负极，通入O2的电极为正极，负极的电极反应式为：H2－2e-＋2OH-=2H2O；正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，标准状况下，消耗4.48LO2时外电路转移的电子数目为：。 试卷第1页，共3页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $