2025-2026学年高一下学期期末二卷大题突破①理论综合题

**基本信息** 聚焦化学反应原理综合应用，以“平衡-能量-原电池”三维联动为核心，通过阶梯式题型设计构建系统化解题思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |原电池和平衡综合题|25题|图表分析/计算论证|从反应速率计算到平衡状态判断，递进培养动态平衡观念| |能量与平衡综合题|10题|能量曲线/键能计算|结合盖斯定律与平衡移动，深化能量转化与守恒思想| |能量、原电池和平衡综合题|20题|跨模块综合应用|通过实际情境问题，训练科学探究与证据推理能力|

2025-2026学年 高一下学期期末二卷大题突破①理论综合题 考向1原电池和平衡综合题 考向2能量与平衡综合题 考向3能量、原电池和平衡综合题 考向1原电池和平衡综合题 1、生产、生活及环境保护等具有重要意义。回答下列问题： (1)一定条件下的恒容密闭容器中，发生可逆反应：充入与各，其中的物质的量随时间的变化曲线如图甲所示。 ①内，用表示的平均反应速率为 的平衡转化率为 。 ②下列描述能说明合成氨的反应已达平衡状态的是 (填选项字母)。 A．混合气体的密度保持不变 B．的质量分数保持不变 C．混合气体的平均摩尔质量保持不变 D．单位时间内消耗，同时消耗 (2)一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池工作原理示意如图乙： ①则电极B是 (填“正极”或“负极”)，电极A的电极反应式为 。 ②若外电路转移电子，则该燃料电池理论上消耗的体积为 (换算成标准状况下)。 2、氮的化合物被广泛应用于工业、航天和医药等领域。请回答下面有关氮的化合物的问题： (1)一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中发生、两种气体间的转化反应，、的物质的量随时间的变化情况如图所示。 ①该反应 (填“是”或“不是”)可逆反应；判断的依据是 。 ②该反应的化学方程式为 。 ③4min时， (填“大于”“等于”或“小于”)。 ④若要增大该反应的速率，可采用的措施有 (写两条)。 ⑤反应从始至7min时，用表示的反应平均速率为 。 (2)肼()具有强还原性，在工业上有广泛的用途，液态肼、空气、KOH溶液构成的燃料电池装置如下图所示： ①b电极是电池的 (填“负”或“正”)极。 ②放电时，电子的流动方向是 。 ③该电池的负极反应式为 。 3、I．某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。回答下列问题： (1)该反应的化学方程式为 。 (2)反应开始至8min，Y的平均反应速率为 。4min时，反应是否达到化学平衡： (填“是”或“否”)，此时 (填“>”“<”或“=”)。 (3)恒温恒容条件下，能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标号)。 A．混合气体的密度不再变化 B．容器内的压强不再变化 C．X的体积分数保持不变 D． Ⅱ．用人工光合作用得到的甲烷、氧气和NaOH溶液制作燃料电池，装置如图所示。 (4)气体1应为 (填化学式)，外电路电子的移动方向为 (填“a→b”或“b→a”)。 (5)b电极上的反应类型为反应 (填“氧化”或“还原”)。 (6)当转移个电子时，消耗标准状况下的甲烷的体积为 L。 4、近年来，利用合成气(主要成分为、和)在催化剂作用下合成甲醇()技术取得重大突破，该项目研究的主要反应如下： Ⅰ．与反应合成甲醇： Ⅱ．与反应合成甲醇：，请回答下列问题： （1）上述反应符合原子经济性的是反应 (填“I”或“Ⅱ”) （2）采取下列措施，能使反应I的反应速率减小的是 (填字母) A．及时分离出甲醇        B．增大容器压强 C．升高温度        D．选择高效催化剂 E．恒温恒容，充入        F．恒温恒压，充入 （3）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，充入和，发生反应Ⅱ，充分反应5min达到平衡状态。 ①下列事实能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母) A．的体积分数不再发生变化 B．键断裂的同时断裂键 C．容器中混合气体平均相对分子质量不再变化 D．容器中混合气体的密度不再变化 E．容器中混合气体的总压强不再变化 ②测得平衡混合物中体积分数为30%，则0~5min内， ，反应体系开始时的压强与平衡时的压强之比为 。 （4）还原电化学法制备甲醇()的工作原理如图所示：    ①通入的一端是电池的 极(填“正”或“负”)。 ②通入的一端发生的电极反应式为 。 5、I．氮氧化物()的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等污染问题，其与悬浮在大气中的海盐粒子作用时发生反应：。请回答下列问题： （1）若反应在恒容密闭容器中进行，能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填序号)。 A． B． C．混合气体密度保持不变 D．和的物质的量之和保持不变 （2）上述反应可以视作分两步进行：①；② 。若反应②为吸热反应，则反应②中反应物的总键能 生成物的总键能(填“>”“<”或“=”)。 Ⅱ．在高效催化剂的作用下，与反应：。该反应可用于消除的污染，改善雾霾天气。若在2L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50和1.2NO2，测得随时间变化的有关实验数据如下表： 组别 温度    时间/min 0 10 20 40 50 60 ① 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 0.10 ② 0.50 0.30 0.18 …… 0.15 0.15 （3）在组别①中，0~20min内，的降解速率为 。 （4）由实验数据可知实验温度： (填“>”“<”或“=”)。 （5）组别②中CH4的平衡转化率为 。 Ⅲ．CH4—空气碱性燃料电池的能量转化率高，基甲烷燃料电池如图所示。放电时，电子由铂极流出，经电流表流向石墨电极。    （6）在石墨电极附近充入 (填“CH4—”或“空气”)。 (7)铂电极上发生反应的电极反应式为 。 6、由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有二种方法是用生产燃料甲醇：。该反应进行过程中能量的变化(单位为)如图1所示。    请回答下列问题： （1）观察图1可知上述反应过程中，断裂反应物中的化学键吸收的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”“不确定”)形成生成物中的化学键释放的总能量。 （2）在体积为的密闭容器中，充入和，一定条件下发生反应。测得和的物质的量随时间变化图2所示：    ①反应开始到，用表示反应速率为 。 ②达到平衡时，的转化率为 。 ③能说明上述反应达到平衡状态的是 (填序号)。 A． B．混合气体的密度不再发生变化 C．单位时间内消耗，同时生成 D．的体积分数在混合气体中保持不变 E．容器内压强保持不变 （3）甲醇燃料电池和氢气燃料电池在北京冬奥会上得到广泛应用。如下图是碱性氢氧燃料电池的模拟示意图：    ①a电极是 (填正、负)极，b电极发生的电极反应式是 。 ②当消耗标准状况下时，导线上转移的电子的物质的量是 mol。 ③将上图中的改为甲醇就构成了碱性甲醇燃料电池，a电极发生的电极反应式是 。 7、．为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量，有效地开发利用CO2，工业上可以用CO2来生产甲醇(CH3OH)燃料。在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：。经测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。 (1)从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率 。 (2)达到平衡时，H2的浓度为 。 (3)改变条件后，化学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．恒容下充入He (4)平衡时，CO2的体积分数为 %。 (5)工业上也可以用CO和H2为原料制备CH3OH，反应方程式为，在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H2进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。(填字母) A．反应中CO与CH3OH的物质的量之比为 B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内每消耗1molCO，同时生成1molCH3OH D．CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变 ．利用如图所示原电池的装置使NH3与NO2均转化为N2，既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，请回答下列问题： (6)原电池的负极为 (填“A”或“B”)，电极B上发生的电极反应为： 。 (7)阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。为使电池持续放电，离子交换膜应为 离子交换膜(填“阳”或“阴”)。 8、中国的地热能开发和利用过程中，硫磺温泉常伴有H2S气体生成。H2S为无色、有臭鸡蛋气味的剧毒气体，H2S脱硫技术是当前的重点研究方向。 (1)20世纪30年代，德国法本公司将H2S的氧化分两阶段完成。 第一阶段反应为H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH=−518.9kJ·mol−1， 第二阶段反应为2H2S(g)+SO2(g)=2H2O(g)+Sx(s) ΔH=−96.1kJ·mol−1。 19世纪英国化学家Claus开发了H2S氧化制硫的方法，即：3H2S(g)+O2(g)=Sx(s)+3H2O(g)，ΔH= kJ·mol−1。 (2)氧化锌法也是一种传统的脱硫方法，其反应原理如下：ZnO(s)+H2S(g)ZnS(s)+H2O(g) ΔH=−76.63kJ·mol−1，文献显示，工业上氧化锌法控制温度在300~400℃，分析控制此温度区间的原因：温度过低 ，温度过高 。 (3)热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应： Ⅰ.2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH1=+170kJ·mol−1 Ⅱ.CH4(g)+S2(g)CS2(g)+2H2(g) ΔH2=+64kJ·mol−1 总反应：Ⅲ.2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g) 投料按体积之比V(H2S)∶V(CH4)=2∶1，并用N2稀释。 ①反应Ⅱ能自发进行的条件是 (填“高温或低温”)。 ②恒温恒压下，增加N2的体积分数，H2的物质的量 (填“增大，减小或不变”)。 ③在TK、pkPa反应条件下，只充入H2S和Ar气体进行H2S热分解反应。已知反应一开始，c(H2S)∶c(Ar)=1∶3，平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，则平衡常数Kp= kPa。 (4)用CH4燃料电池连接成如图b装置。 ①乙池中X为钠离子交换膜(只允许钠离子通过)，石墨电极(C)作 极，写出乙池总反应的离子方程式 。 ②当甲池中消耗标准状况下4.48LO2时，丙中a、b均为惰性电极，W为足量硝酸银溶液，停止电解后要加入 克Ag2O才能复原。 (5)燃油汽车尾气中含有和氮氧化物，氮氧化物包括等，研究还原氮氧化物及氮氧化物的分解对环境的治理有重要意义。已知： ，的燃烧热为。 写出与催化转化成和的热化学方程式 。 9、　(即正反应为放热反应)。在容积为的恒温密闭容器中，充入和发生上述反应。和的物质的量随时间变化如图所示。回答下列问题： (1)图中 。 (2)0－内，的反应速率为 。 (3)下列叙述正确的是 (填序号)。 a．时的生成速率等于其分解速率 b．由保持不变，可判断该反应达到平衡状态 c．当时，该反应一定达到平衡状态 d．当的体积分数不再变化，可判断该反应达到平衡状态 (4)该温度下达到平衡时，混合气体中的体积分数为 ，此时体系压强与开始时的压强之比为 。 (5)其他条件不变时，下列措施不能使生成的反应速率增大的是 (填序号)。 a．增大的浓度             b．将容器的容积变为 c．恒容条件下充入一定量    d．将恒温恒容容器改为绝热恒容容器 (6)已知升高温度，平衡向吸热方向移动。降低温度，此反应再次达到平衡时体系中混合气体的平均摩尔质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (7)燃料电池的工作原理如图所示，a、b均为铂电极， A、B为燃料或氧气入口。 请写出A入口处电极反应方程式 。 10、甲醇(CH3OH)的合成与应用具有广阔的发展前景。 (1)工业上可以通过CO2(g)与H2(g)反应制备CH3OH(g)： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。 ①保持温度不变，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 a．c(CH3OH)=c(H2O)　　  b．容器内压强保持不变　　  c．3v逆(H2)=v正(CH3OH) ②在2 L恒容密闭容器中，反应过程中反应物和生成物的物质的量数据见下表： 反应时间 CO2(mol) H2(mol) CH3OH(mol) 0 min 2 6 0 5 min 1 15 min 1.5 20 min 1.5 0～5 min内的平均反应速率v(CH3OH)= ；反应达平衡时，H2的转化率为 ，c(CO2)：c(CH3OH)= 。 (2)“甲醇—氧气”燃料电池装置示意图如图所示。 ①通入甲醇的电极是燃料电池的 极(填“正”或“负”)。 ②该燃料电池的正极反应式为 。 11、甲醇(CH3OH)是重要的化工原料，应用前景广阔。回答下列问题： Ⅰ．某温度下，二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，将8 mol CO2和8 mol H2充入2 L的恒温刚性密闭容器中，测得氢气物质的量随时间变化如图所示。 (1)下列说法能表明该反应达到平衡状态的是 (填序号)。 A．容器内气体的压强保持不变          B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．υ逆(CO2)=3υ正(H2)                  D．混合气体的密度不变 E．n(CO2)：n(H2)保持不变                F．CO2的物质的量分数不变 (2)a点正反应速率 (填“大于”、“等于”或“小于”)b点逆反应速率。 (3)前12min，用CH3OH表示的反应速率为 。平衡时CO2 的转化率为 。(计算结果均保留两位有效数字) Ⅱ．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； (4)电极A为燃料电池的 (填“正”或“负”)极，该电极反应式为 。 (5)当电路中通过2mol电子时，消耗O2的体积为 L(标准状况)；电极B附近溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。 12、习近平总书记在浙江湖州市安吉县考察时提出了一个科学论断“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。请回答下列问题： (1)硫酸工业排出的尾气（主要含）可用软锰矿浆（）吸收，写出如图所示“反应”的化学方程式为 。 (2)治理汽车尾气中和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使和CO在催化剂作用下转化为无毒物质，发生反应．一定温度下，向容积固定的2L的密闭容器中充入一定量的CO和，的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 ①0~10min内该反应的平均速率 。 ②从11min起其他条件不变，压缩容器的容积变为1L，则的变化曲线可能为图中的 （填字母）。 ③恒温恒容条件下，不能说明该反应已经达到平衡状态的是 （填标号）。 A．容器内混合气体颜色不再变化 B．容器内的压强保持不变 C．容器内混合气体密度保持不变 D．容器内混合气体平均相对分子质量保持不变 (3)利用反应构成原电池的装置如图所示。此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，回答下列问题： 电极A是原电池的 （填“正极”或“负极”），发生 （填“氧化反应”或“还原反应”），电极B上发生的电极反应为 。 13、一定温度下，在2L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和2mol H2，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1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。 (1)1 min到3 min内，以CO表示的平均反应速率v(CO)= mol/(L·min)。 (2)改变下列条件对反应速率无影响的是___________ (填标号)。 A．升高温度 B．加入合适的催化剂 C．保持压强不变，充入氩气 D．保持体积不变，充入氩气 (3)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 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2 mol H2的同时生成1 mol CH3OH D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 (4)平衡时H2的转化率为 ，平衡时压强与起始时压强之比为 。 (5)已知断开1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1944 kJ，则断开1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收 kJ的能量。 (6)CH3OH和O2形成的燃料电池的结构如下图所示。则电极c的反应式为 ，若转移2 mol电子，则消耗的O2在标准状况下的体积为 L。 14.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)在2L的密闭绝热容器中，通入等物质的量的NO和O2气体，n(NO)随时间的变化如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.012 0.008 0.005 0.004 0.004 ①反应开始至第2s时，NO的平均反应速率为 。 ②在第5s时，O2的转化率为 。 ③下列能说明反应已达平衡的是 。 a．单位时间内，每生成一定物质的量浓度的NO，同时有相同物质的量浓度的NO2生成 b．气体混合物物质的量不再改变 c．气体混合物平均相对分子质量不再改变 d．容器内温度不再发生变化 e．密闭容器内气体颜色不再改变 f．混合气的密度不再改变 (2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为 。 A．铝片、铜片      B．铜片、铝片      C．铝片、铝片 (3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题： ①氢氧燃料电池的正极电极反应式为： 。 ②当有5mol电子通过外电路时，负极消耗的气体体积(标准状况下)为 。 15、I．已知在2L的密闭容器中进行如下可逆反应，各物质的有关数据如下：。 A B C 起始物质的量浓度/ 1.5 1 0 2s末物质的量浓度/ 0.9 0.8 0.4 请回答下列问题。 (1)该可逆反应的化学方程式可表示为 。 (2)用物质B来表示0～2s的平均反应速率为 。 (3)从反应开始到2s末，A的转化率为 。 (4)下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是 (填序号)。 A．(消耗)=(生成)         B．容器内气体的总压强保持不变 C．容器内气体的密度不变             D． E．容器内气体C的物质的量分数保持不变 (5)若平衡后改变温度，使得容器中气体的平均摩尔质量变大，则反应向 (填“反应物”或“生成物”)的方向移动。 II．潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示： (6)电极a是 。(填“正极”或“负极”) (7)电解质溶液中离子向 移动(填“电极a”或“电极b”)。 (8)电极b的电极反应式为 。 16、完成下列填空。 (1)温度一定，在一个2L的恒容密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白： ①该反应的化学方程式为 。从开始到平衡时C的反应速率为 ，A的转化率为 。 ②下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 (填序号)。 A．A与C的浓度相等 B．相同时间内消耗，同时生成 C．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 D．混合气体的密度不再发生变化 E．混合气体的压强不再发生变化 (2)“乙醇燃料电池”的工作原理为，装置如图所示。 ①在该电池中的移动方向为由 (填“A到B”或“B到A”)。写出A电极的电极反应式： 。 ②若标况下有参与反应，理论上通过质子交换膜的数目为 。 17、铝是一种重要的金属材料和化工原料，某些含铝化合物是有机合成的重要催化剂。回答下列问题： (1)工业上冶炼金属铝的原料是，该冶炼反应的化学方程式是 ；下列金属的冶炼方法与上述金属铝的冶炼方法相似的是 (填标号)。 a．    b．NaCl→Na    c．    d．CuO→Cu (2)沸石(含铝化合物)作为催化剂可促进甲烷、水蒸气合成甲醇：，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的甲烷、水蒸气混合气，在沸石催化剂和一定条件下发生该反应，能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。 a．体系中混合气体的密度不变 b．体系中混合气体的平均摩尔质量不变 c．反应速率 d．体系中混合气体的压强不变 (3)某同学在实验室中探究Al作为原电池电极的作用，实验设计及操作、现象如下(图示中电流表的M极为除Al之外的另外一个金属电极)： 实验序号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Al、Mg 稀盐酸 向右偏转 2 Al、Cu 稀盐酸 向左偏转 3 Al、Zn 浓硝酸 向右偏转 4 Al、Mg NaOH溶液 向左偏转 ①实验1中，负极反应式为 。 ②实验2中，Al电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。 ③实验3中，外电路中电子的移动方向：沿导线从 (填“Al移向Zn”或“Zn移向Al”)。 ④实验4中，Al电极反应式为 。 18、I．2024年4月25日“神舟十八号”载人飞船发射，飞行一段时间后与“天宫”空间站成功对接。空间站用水的一种制取方法是在催化剂作用下通过“萨巴蒂尔反应”]制取。图甲表示此反应过程中的能量变化。一定温度下，向容积为的密闭容器中通入和，反应过程中部分物质的浓度变化如图乙所示。 (1)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)，在较低温度下不利于该反应制取水的原因是 (不考虑化学平衡的移动)。 (2)图乙中B曲线代表物质 (填化学式)，m点正反应速率 n点逆反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。 (3)图乙中m、n、p、q四点达到化学平衡状态的是 ；其中p点 。 II．研究不同的催化剂和温度对“萨巴蒂尔反应”的影响。往三个恒容密闭容器中充入和，分别在催化剂I、II、III及不同温度下发生该反应，测得时甲烷浓度随温度变化关系如下图。 (4)通过对比催化剂I、II、III曲线的变化可知催化效果最好的是催化剂 (填“I”、“II”或“III”)，a、b、c三点中，生成甲烷反应速率最快的是 (填“a”、“b”或“c”)。 (5)时，在催化剂I作用下，内平均反应速率 。 19、研究合成氨的反应和氨气的用途具有重要意义。工业上合成氨的反应为：。回答下列问题： (1)合成氨反应过程片段的作用机理，可以用如下模拟示意图表示： 写出符合在催化剂表面合成氨反应过程的正确排序 (用字母标号表示)。 (2)某同学在实验室模拟工业合成氨的反应：恒温下，在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g)，催化剂存在下发生反应。 ①测得容器中压强(p)随时间(t)的变化图象如图所示，p2=0.8p1，反应开始至5 min，用NH3的浓度变化表示反应的平均速率为 mol/(L·min)，平衡时氢气的转化率为 。 ②下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 (填标号)。 A．每消耗n mol N2的同时生成2n mol NH3 B．3v正(H2)=2v逆(NH3) C．H2的体积分数保持不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 (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的电极反应式为 。 ②当有1 mol N2生成时，理论上电极b消耗氧气的体积为(换算为标准状况) L。 20、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。恒温恒容密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应，测得不同起始浓度和催化剂表面积下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 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 回答下列问题： (1)实验①中 。 (2)为提高该反应的速率，下列措施可行的是_______(填标号)。 A．适当提高反应的温度 B．恒温恒压充入 C．缩小容器的体积 D．恒温恒容充入使压强增大 (3)关于上述实验，下列说法正确的是_______(填序号)。 A．实验①，的反应速率：大于 B．实验②，x数值可能为0 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 (4)有人设想以和为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。 ①A化学式为 。 ②电池正极的电极反应式为 。 21、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) 22、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) 23、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______。 24、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)。 25、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_______。 考向2能量与平衡综合题 26、Ⅰ．如图甲是某烃的空间填充模型。请回答下列问题： (1)甲与氯气生成一氯代物的化学方程式 。 (2)碳原子个数为5的甲的同系物有 种同分异构体，其中一氯代物为一种的同分异构体结构简式为 。 Ⅱ．“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： ①    ②    请回答： (3)反应的 kJ·mol-1 (4)甲烷作为一种重要的燃料，已知断裂化学键要吸收的能量见下表： 化学键 C-H O-H C=O O=O 断裂1mol化学键吸收的能量/kJ 412 463 745 498 请写出32g甲烷在氧气中完全燃烧生成气态CO2和气态水的热化学方程式 。 Ⅲ．25℃时，将0.320molCH4和0.960molCO2充入2L的密闭容器中，发生反应 (5)测得CH4(g)的浓度随时间的变化如下表。 t/min 0 1 2 3 4 5 CH4/mol·L-1 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.040 则0-2min内，CH4的平均反应速率为 ，设起始压强为p，平衡时压强为p0，则的值为 。(填最简比) (6)可以判断反应已经达到化学平衡状态的是 。 a．CH4(g)、CO2(g)、CO(g)、H2O(g)物质的物质的量浓度比为1：3：4：2 b．v(CH4)：v(CO)=1：4 c．混合气体的密度不再改变 d．混合气体的压强不再改变 e．混合气体的总质量不再改变 f．CO2(g)的转化率不再改变 27、、化学反应是人类获取能量的重要途径，我们可以通过化学反应实现化学能向热能、电能的直接转化。氨气是一种重要的工业原料，可用于制取硝酸和肥料。 （1）已知：NH3(g)N2(g)+H2(g)ΔH=+46.2kJ · mol-1，则 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH= kJ·mol-1。 （2）在某恒容绝热容器中充入一定量的N2和H2，发生合成氨反应，化学反应速率随时间的变化关系如图所示，AB段化学反应速率增大的主要原因可能是 。    （3）某温度下，向2.0L的恒容密闭容器中充入20 mol N2和2.0mol H2，发生合成氨反应，实验数据如下表所示： t/s 0 50 150 250 350 n(NH3)/mol 0 0.24 0.36 0.40 0.40 ①0～50s内的平均反应速率v(N2)= mol·L-1·s-1，平衡时氢气的转化率为 ②为加快反应速率，可采取的措施是 (填标号)。 a．升高温度      b．增大容器体积        c．加入合适的催化剂 （4）若将合成氨反应设计原电池(如图)，则气体b是 (填化学式)，电极2发生的电极反应为 。        28、化学反应与生产研究息息相关，我们不仅要关注能量变化，还需关注化学反应的快慢和程度。甲烷()是一种清洁燃料，也是一种重要的化工原料；在一定条件下与可发生反应：。已知反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键 键能/() 436 1076 463 413 请根据要求，回答下列问题： (1)由和合成1mol和3mol (填“放出”或“吸收”)的热量为 kJ。 (2)保持其他条件不变，下列措施可加快该反应化学反应速率的是 (填字母)。 A．减小容器体积  B．恒容下充入He  C．降低温度  D．使用催化剂  E．增大的浓度 (3)T℃下，在容积为2L的恒容密闭容器中加入4mol和2mol发生该反应。 ①下列说法中能证明该反应已达到化学平衡状态的是 (填字母)。 A．容器中CO的质量保持不变    B． C．容器中混合气体的密度不再变化    D．CO与的物质的量之比1∶3 E．容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化 ②若该反应经达到化学平衡状态，平衡时的物质的量浓度为，求： 0~t min的平均生成速率 ：平衡转化率 %(计算结果保留一位小数，下同)；CO平衡体积分数 %。 29、.研究表明，在一定条件下，气态与两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。 (1)稳定性： (填“>”或“<”或“=”) (2)1 mol HCN(g)转化为1 mol CNH(g)需要吸收 的热量。 Ⅱ.某温度下，在一个2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，回答下列问题： (3)该反应的化学方程式为 。 (4)从开始至2 min，X的平均反应速率为 。 (5)2 min后气体Z的体积分数为 (保留两位有效数字)。 (6)下列能说明该反应已达平衡的是 (填字母)。 a．X、Y、Z三种气体的浓度相等 b．气体混合物平均相对分子质量不随时间变化 c．X、Y、Z三种气体的体积分数之比为3：1：2 d．反应速率 e． f．混合气体的密度不随时间变化 Ⅲ.理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。利用反应设计一种化学电池，回答下列问题： (7)正极上发生的电极反应式为 。 (8)若导线上转移的电子为1 mol，则消耗金属铜的质量为 。 30、“液态阳光”，即“清洁甲醇”，指生产过程中碳排放量极低或为零时制得的甲醇。加氢的实际化学过程包括下面三个主要的平衡反应： 反应1： 反应2： 反应3： (1)已知反应3的反应体系能量变化如图所示，下列说法正确的是 （填标号）。 A．该反应涉及极性键和非极性键的断裂和形成 B．若反应生成的为液态，则放出的能量大于90.77kJ C．1mol CO（g）和2mol （g）的总键能低于1mol （g）的总键能 D．1mol CO（g）和2mol （g）在容器中充分反应，放出的能量为90.77kJ (2)恒容绝热密闭容器中进行反应2，下列说法表明反应达到了平衡的是 （填标号）。 A．体系压强不再发生变化 B．的转化率不再变化 C．混合气体的密度不再发生变化 D．每断裂n mol的H—H键时，形成2n mol H—O键 (3)相关化学键的键能（常温常压下，断裂或形成1mol化学键需要吸收或放出的能量）数据如表所示： 化学键 C＝O（） H—H C—H C—O H—O 键能E/（） 803 436 414 326 464 反应1中，每生成1mol （g），会 （填“吸收”或“放出”） kJ能量。 (4)一定条件下，向1L密闭容器中加入1mol 和3mol 发生上述三个反应，t s后达到平衡，容器中各物质浓度如表所示： 物质 CO 浓度（） a b 0.48 0.8 c ①a＝ 。 ②t s时，的转化率为 （保留三位有效数字）%。 ③0～t s内，用CO表示的反应速率 。 31、在固相催化剂作用下加氢合成甲烷的反应可实现循环再利用：。 I．298K时已知相关物质的相对能量如图所示。 (1)当与反应生成和时 (填“吸收”或“释放”)的能量为 kJ。 Ⅱ．一定温度下，在1L恒容密闭容器中加入和4mol ，部分物质的体积分数()随时间(t)的变化如图所示。 (2)曲线a表示的是 的体积分数随时间的变化。 (3)0~min时间段内的平均反应速率为 。 (4)达平衡时，的转化率为 。 (5)下列能说明上述反应达到化学平衡状态的是 。 a．反应体系中 b．混合气体的压强不再改变 c． d．混合气体的密度不再改变 e．相同时间内，消耗4mol的同时消耗2mol 32、利用加氢制甲醇是实现碳中和较为可行的方法，其中是一种重要的方法。回答下列问题： (1)相关化学键的键能（常温常压下，断裂或形成1mol化学键需要吸收或放出的能量）数据如表所示： 化学键 键能 803 436 414 326 464 反应中，每生成，会放出 能量。 (2)恒温恒容的容器中发生上述反应，下列说法表明反应达到了平衡的是__________（填标号）。 A． B．气体密度不变 C．的体积分数保持不变 D．甲醇和水的物质的质量相同 (3)一定温度下，在2L的密闭容器中按物质的量比1：4.5充入和，测得和的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。 ①内，用表示的反应速率 。 ②反应达到化学平衡时，的物质的量为 ， 。 （已知：转化率） ③若初始总压强为，平衡时总压强为，则 。 33、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_____。 34、利用还原能有效促进“碳中和”。回答下列问题： （1）一定条件下发生反应：，如图表示该反应过程中能量(单位为)的变化，则该反应的 。 （2）不同温度、条件下，在固定容积的相同容器中分别投入和，发生上述反应，实验测得两容器中或的物质的量随时间的变化关系如图所示。 ①请判断： (填“>”、“<”或“=”，下同)，容器内的物质的量a c。 ②时，反应进行到时，气体的总压强是开始的 倍，ab段用的物质的量浓度表示平均反应速率为 ③反应开始后，下列描述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 A．容器中混合气体的密度不再改变    B． C．            D．容器内的压强保持不变 35、二氧化碳是生产甲醇、尿素、甲酸、水杨酸、环碳酸酯等有机物的基础材料，利用二氧化碳合成甲醇具有可行性。合成甲醇发生如下反应： Ⅰ．  正反应放热 Ⅱ．  正反应吸热 Ⅲ． 已知： ①中有三对共用电子； ②选择性； ③STY可衡量催化剂效率，数值越大效率越高。 回答下列问题： （1）已知反应Ⅲ中与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示： 断裂化学键所需的能量如表所示： 化学键 断裂化学键所需的“能量/” 436 1084 465 343 此反应每生成甲醇，释放 热量，甲醇中键的键能为 。 （2）在恒容密闭容器中，充入和，测得平衡时转化率和甲醇的选择性与温度关系如图所示。随温度的升高，甲醇选择性呈现如图所示变化的原因是 。时，经过反应到达平衡，该时间段内甲醇的平均反应速率 。 （3）恒容条件下，投入和，判断体系中化学反应达到平衡的标志是 。 a．体系中总压强不再改变 b．气体的平均摩尔质量不再改变 c．成键速率和的断键速率相等 （4）针对催化剂和，测定其在不同温度下的加氢制甲醇的性能如图所示，时选择 催化剂催化效果较好。选择不同催化剂 （填“影响”或“不影响”）该反应体系的平衡转化率。 考向3能量、原电池和平衡综合题 36、、甲烷()是一种清洁、高效、具有优良环保性能的能源，也是重要的化工原料。回答下列问题： （1）在中燃烧的反应是 热反应(填“吸”或“放”)，这是由于反应物的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。 （2）和在高温下反应可生成甲烷。在体积为的恒容密闭容器中，充入和，一定温度下发生反应：。测得和的转化率随时间变化如图1所示。    ①从反应开始到，用的浓度变化表示该反应的反应速率为 ，时，的转化率为 。 ②下列情况能说明反应达到化学平衡状态的是 (填标号)。 a．容器中混合气体的密度保持不变    b．容器中混合气体的总压强保持不变 c．容器中的体积分数保持不变    d．单位时间内每消耗同时生成 （3）甲烷燃料电池得到广泛的研究应用，电池装置如图2所示，电极材料均为。    ①通入的电极为电池的 (填“正极”或“负极”)。 ②通入的电极反应方程式为 。 ③若有(标准状况下)参与反应，转移电子的物质的量为 。 37、研究氮及其化合物的性质对改善人类的生存环境具有重要意义。 (1)人们发现土壤中的脱氧硫杆菌能够利用土壤中的硫化物来分解硝酸盐，其主要化学原理如下(未配平)：，配平上述反应的化学方程式，并用双线桥标出电子转移的方向和数目 。 (2)利用消除空气中的反应为；该反应为放热反应，下列图示正确的是 。 (3)向恒容密闭容器中充入和，发生反应。 ①反应进行到时，测得容器的压强变为原来的倍，则的转化率为 %(已知：转化率)；用表示的平均速率 。 ②下列说法中能表示上述反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A．容器内混合气的压强不再变化 B．容器内混合气的平均相对分子质量不再变化 C．容器内混合气的密度不再变化 D．断裂键的同时生成键 (4)某兴趣小组同学拟用原电池装置，将反应的化学能转化为电能，设计的燃料电池装置如图所示。 放电时，电极b的电极反应式为 。 38、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)如图为和充分反应生成的能量变化图。若断裂分子中的化学键，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，消耗同时生成 (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 用表示内该反应的平均速率 ，在第5s时，的转化率为 %。 (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Ⅰ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I”或“石墨II”)，正极电极反应式为 。 39、利用新型催化剂将CO2转化为C2H4、CH4，不仅可以获得高附加值的化学物质，还有利于实现碳达峰、碳中和目标。 已知：反应Ⅰ．2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H1   反应Ⅱ．CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)  △H2 请回答下列问题： (1)反应Ⅰ中，每生成1 mol H2O(g)，放出a(a＞0)kJ能量，则△H1 kJ/mol。 (2)向某绝热的恒容密闭容器中充入1 mol CO2(g)和4 mol H2(g)，只发生反应Ⅱ，一段时间后，密闭容器中的温度升高，说明△H2 (填“＞”或“＜”)0，下列说法能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A．容器内的压强不再发生变化 B．容器内混合气体的密度不再发生变化 C．容器内混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 D．每断裂1 mol C=O键的同时生成2 mol H-O键 (3)T℃时，向某容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2(g)和4 mol H2(g)，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，经过5 min后反应达到平衡，此时CO2的转化率[转化率 ]为60%，c(C2H4)=c(CH4)。 ①0～5 min内，v(H2) mol/(L·min)。 ②5 min时，c(H2O)= mol/L，CH4的体积分数为 。 (4)CH4或C2H4为燃料，设计的空气-燃料电池如图所示： CH4或C2H4从 (填“a”或“b”)口通入；以CH4为燃料，放电一段时间后，若消耗16 gCH4，则消耗的氧气体积(标准状况下)为 L。 40、回答下列问题。 (1)向某体积固定的密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量(未知)的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答： 若，该温度下化学平衡常数K为 (保留小数点后两位)；A的转化率为 ；平衡时体系内的压强为初始状态的 倍。 (2)已知：① ② ③ 则的 。 (3)肼()是一种高能燃料，在工业生产中用途广泛，其结构式如图所示：。 ①液态在中燃烧生成和水蒸气，完全反应放出热量为，则该反应的热化学方程式为 。 ②已知共价键键能如下： 键能 则中N-N的键能为 。 (4)十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。回答下列问题：电化学气敏传感器可用于监测环境中的含量，其工作原理示意图如图。 Pt电极(b)上的电极反应式为 。当消耗0.1mol 时，理论上转移电子数为 。 41、氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中起着重要的作用，试回答： (1)工业合成氨的反应是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂1 mol相应化学键需要的能量如下： 化学键 能量 436 kJ 391 kJ 946 kJ 若反应生成2 mol NH3，可 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ；实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10 mol NH3，则用NH3表示的化学反应速率是 。 (2)汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一，通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含量，其工作原理如图所示： Pt电极为 (填“正极”或“负极”)。NiO电极上发生的电极反应式为 。 (3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应。为验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下三组实验。 实验编号 T(℃) NO初始浓度(mol/L) CO初始浓度(mol/L) 催化剂的比表面积(m2/g) Ⅰ 280 82 Ⅱ 280 b 124 Ⅲ 350 a 82 ①b= 。 ②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是 (填实验编号)。 ③恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。 a．容器内的压强保持不变    b．容器内各气体的物质的量之比为2：2：2：1 c．    d．容器内混合气体密度不再改变 42、近年来，我国化工技术获得重大突破，利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂的作用下合成甲醇()是其中的一个研究项目，该研究发生的主要反应如下： I．CO与反应合成甲醇： Ⅱ．与反应合成甲醇： (1)上述最符合“原子经济性反应”的是 (填“I”或“Ⅱ”)。 (2)当其他条件不变时，下列措施能使反应I的速率增大的是___________。 A．升高温度 B．恒温恒容下，充入 C．恒温恒容下，充入Ne D．恒温恒压下，充入Ne (3)一定温度下，在容积固定的密闭容器中充入1mol 和3mol 发生反应Ⅱ，下列情况不能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 A．反应过程中保持不变             B．容器内气体密度保持不变 C．混合气体的平均摩尔质量不再变化                 D．混合气体的压强不再变化 E．的消耗速率和的生成速率之比为3∶1 (4)利用甲醇在氧气中的燃烧反应可设计成甲醇燃料电池。电池的工作原理如图所示： 通入a物质的一极是电池的 (填“正”或“负”)极；通入b物质一极的电极反应式为 ，该反应每消耗1.6g甲醇，外电路中通过的电子数为 。 43、氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。 (1)以下生成氢气的反应属于放热反应的是 (填序号)。 A．铝与盐酸反应      B．煤气化制氢      C．水分解制氢 (2)甲烷、水蒸气催化重整是制备高纯氢的反应之一，反应为： 一定温度下，向体积为的恒容密闭容器中充入和，反应过程中测得的浓度与反应时间的关系如下表所示： 时间 0 1 2 3 4 5 0.0 0.05 0.09 0.12 0.14 0.15 ①内用表示该反应的速率 ，反应到时，的转化率为 。 ②由表中数据可知该反应速率随时间的变化而逐渐 (填“增大”、“减小”或“不变”)，可能的原因是 。 (3)可以用于合成高纯度甲醇并应用于甲醇燃料电池，其原理如图所示。电解质溶液中向多孔金属 (填“a”或b”)移动，该电池负极的电极反应式为 。 44、汽车尾气中氮氧化合物、碳氧化合物的处理与利用是各国研究的热点。 (1)生成过程的能量变化如图所示。的能量变化示意图如下，该条件下，和完全反应生成会 (填“吸收”或“释放”) 的能量。 (2)与在催化剂作用下反应可实现汽车尾气净化：，某实验小组在、恒容密闭容器中充入等物质的量的与模拟该过程，的物质的量随时间变化如表所示。 0 10 20 30 40 50 0.40 0.35 0.31 0.30 0.30 0.30 ①反应进行到时，正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 ②该条件下，的最大转化率为 。 ③下列措施一定能增大该反应速率的是 (填序号)。 A．及时分离出、   B．适当升高温度   C．适当扩大容器的容积   D．充入 ④某同学在其它条件一定的情况下，分别用甲、乙两种催化剂完成该反应，绘出浓度随时间变化如图，催化剂 (填“甲”或“乙”)的催化效果更好。 (3)用电化学气敏传感器测定汽车尾气中含量，原理如图，根据燃料电池的原理，推测B电极是该电池的 (填“正极”或“负极”)，A电极上的电极反应式为 。 45、煤干馏获得的出炉煤气中含有、、等多种气体，均为重要的化工原料，可用于合成一系列化工产品。请回答下列问题： (1)已知断裂中的共价键吸收的能量为，断裂中的共价键吸收的能量为，形成键放出的能量为，则由和生成的能量变化为 ，下图能正确表示该反应中能量变化的是 (填“A”或“B”)。 (2)通过反应可制得富氢水煤气。一定温度下，在体积为恒容密闭容器中，充入和，发生如上反应，测得的物质的量随时间变化如表所示： 时间/min 0 2 4 6 8 2.0 1.2 0.8 0.5 0.5 ①下列措施能够加快该反应速率的是 (填标号)。 A．使用催化剂    B．降低温度    C．及时分离水 ②能说明上述反应已达到平衡状态的是 (填标号)。 A．                B．混合气体的密度保持不变 C．容器内气体的压强保持不变       D．单位时间内生成，同时消耗 ③4min时，的物质的量浓度为 。 ④反应达到平衡时，混合气体中的体积分数为 %(结果保留一位小数)。 (3)与反应可制备，由和构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。 电极的电极反应式为 ，若外电路转移电子，则理论上该燃料电池消耗的在标准状况下的体积为 。 46、氢气，二甲醚，乙醇都是极具发展潜力的绿色清洁能源。 Ⅰ．关于氢能，根据要求回答问题： 制备氢气常采用以下方法：①电解水法： ②水煤气法：， ③太阳能光催化分解水法： (1)三种方法中最节能的是 (填标号)。 (2)已知拆开1 mol H-H、1 mol O=O和1 mol H-O分别需要的能量依次为436 kJ、498 kJ和463 kJ，则理论上每3.6 g H2O(g)完全分解，需 (填“放出”或“吸收”)能量 kJ。下列能正确表示该过程的能量变化示意图的是 (填标号)。 A．  B． C．  D． Ⅱ．二甲醚(CH3OCH3)气体是一种可再生绿色新能源，被誉为“21世纪的清洁燃料”。 (3)写出二甲醚一种同分异构体的结构简式： 。 (4)工业上可用水煤气合成二甲醚： ①测得CO和CH3OCH3(g)的浓度随时间变化如图所示，则反应开始至平衡时的H2平均反应速率v(H2)= mol/(L·min)。 ②若该反应在恒容密闭容器中进行，下列叙述中正确的是 。 A．及时分离出CH3OCH3，可以加快化学反应速率 B．恒容时，充入He增大压强，化学反应速率不变 C．容器内压强不再变化，说明该反应已达到最大的限度 D．v正(CH3OCH3)=4v逆(H2O)，说明该反应已达到平衡状态 Ⅲ．甲醇和乙醇都应用于燃料电池，该电池采用可传导O2-的固体氧化物为电解质，其中甲醇燃料电池的工作原理如下图A所示。 (5)a极的电极反应式为 。 (6)乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图B，反应②的化学方程式为： 。 47、联氨()是一种应用广泛的化工原料，常用于火箭和燃料电池的燃料。 I．恒温条件下，在体积为的恒容密闭容器中充入和，发生反应：。(每生成可放出的热量) (1)上述反应充分发生后放出的热量 (填“<、>或=”)。 (2)反应第时测得浓度为，此时O2(g)的转化率为 ，反应开始至，的平均反应速率为 。 (3)其他条件不变，下列方法可使反应速率加快的是 。 a．增大的浓度        　　 b．将容器体积改为 c．将恒温恒容改为绝热恒容  　　 d．恒容条件下充入惰性气体 (4)下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 。 a．混合气体的压强不再变化                 　  b．混合气体的密度不再变化 c．每生成的同时消耗 　  d． e．混合气体的平均相对分子质量不再变化 Ⅱ．一种以联氨()为燃料的电池装置如图所示，工作时产生稳定无污染的物质。 (5)M极为电池的 (“正”或“负”)极，b处通入的物质为 。 (6)N极的电极反应为 。 48、氢气，二甲醚，乙醇都是极具发展潜力的绿色清洁能源。 Ⅰ．关于氢能，根据要求回答问题： 制备氢气常采用以下方法：①电解水法： ②水煤气法：， ③太阳能光催化分解水法： (1)三种方法中最节能的是 (填标号)。 (2)已知拆开1 mol H-H、1 mol O=O和1 mol H-O分别需要的能量依次为436 kJ、498 kJ和463 kJ，则理论上每3.6 g H2O(g)完全分解，需 (填“放出”或“吸收”)能量 kJ。下列能正确表示该过程的能量变化示意图的是 (填标号)。 A．  B． C．  D． Ⅱ．二甲醚(CH3OCH3)气体是一种可再生绿色新能源，被誉为“21世纪的清洁燃料”。 (3)写出二甲醚一种同分异构体的结构简式： 。 (4)工业上可用水煤气合成二甲醚： ①测得CO和CH3OCH3(g)的浓度随时间变化如图所示，则反应开始至平衡时的H2平均反应速率v(H2)= mol/(L·min)。 ②若该反应在恒容密闭容器中进行，下列叙述中正确的是 。 A．及时分离出CH3OCH3，可以加快化学反应速率 B．恒容时，充入He增大压强，化学反应速率不变 C．容器内压强不再变化，说明该反应已达到最大的限度 D．v正(CH3OCH3)=4v逆(H2O)，说明该反应已达到平衡状态 Ⅲ．甲醇和乙醇都应用于燃料电池，该电池采用可传导O2-的固体氧化物为电解质，其中甲醇燃料电池的工作原理如下图A所示。 (5)a极的电极反应式为 。 (6)乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图B，反应②的化学方程式为： 。 49、目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：，下图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。 (1)该反应为 反应(填吸热或放热)，原因是 。 (2)恒温在固定容积的密闭容器内，下列能说明上述反应已经达到平衡状态的是 (填字母，多选)。 A． B．容器内气体压强保持不变 C． D．容器内气体密度保持不变 E．1molCH3OH中H-O断裂的同时有2molC=O断裂 (3)在容积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡，用氢气的浓度变化表示的平均反应速率 。容器内平衡时与起始时的压强之比为 。 (4)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石墨1电极处发生的电极反应式为 。 ②若11.2L(标准状况)SO2参与反应，则电路中转移电子的物质的量为 。 50、煤的干馏获得的出炉煤气中，含有H2、CH4、CO、C2H2等多种气体，均为重要的化工原料，可用于合成一系列化工产品。请回答下列问题： (1)利用H2可以进行人工固氮，其反应原理为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。下表为该反应中部分化学键的键能(键能：断开1mol化学键所需吸收的能量或形成1mol化学键放出的能量)： 化学键 N≡N H-H N-H 键能(kJ∙mol-1) 946 436 391 若有0.5 mol N2发生上述反应，则 (填“吸收”或“放出”)的能量为 kJ。 (2)通过反应CH4(g)+H2O(g) 3H2(g)+CO(g)，可制得富氢水煤气。一定温度下，在体积为2L恒容密闭容器中，充入2.0 mol CH4(g)和4.0 mol H2O(g)，发生如上反应，测得CH4(g)的物质的量随时间变化如表所示： 时间/min 0 2 4 6 8 n(CH4)/mol 2.0 1.2 0.8 0.5 0.5 ① 2～4 min内，用CH4表示的化学反应速率v(CH4)= mol·L-1·min-1。 ② 4min时，H2O的消耗速率 CH4的生成速率(填“>”“<”或“=”)。 ③ 反应达到平衡时，混合气体中CO的体积分数为 %(小数点后保留一位)。 ④ 能说明上述反应已达到平衡状态的是 (填选项字母)。 A．容器内CH4、H2O的浓度之比为1∶1 B．3v(H2)=v(CO) C．混合气体的密度保持不变 D．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 E．混合气体的压强不随时间而变化 (3)CO与H2反应可制备CH3OH，由CH3OH和O2构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。    电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，则c电极是 (填“正极”或“负极”)，若外电路中转移2 mol电子，则上述燃料电池所消耗的O2在标准状况下的体积为 L。 51、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。 52、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_______。 53、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：________。 54、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___________。 55、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_______。 详解答案 1、答案 (1) 0.1 B、C (2) 正极 11.2 详解（1）①内，消耗0.6mol氢气，则同时消耗0.2mol氮气、生成0.4mol氨气，用表示的平均反应速率为的平衡转化率为。 ②A．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度保持不变，反应不一定平衡，故不选A； B．的质量分数保持不变，说明氮气的浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选B； C．气体总质量不变，反应后气体物质的量减小，平均摩尔质量是变量，混合气体的平均摩尔质量保持不变，反应一定达到平衡状态，故选C； D．单位时间内消耗，同时消耗，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选D； 选BC。 （2）①B电极氧气得电子发生还原反应，则电极B是正极；A电极氨气失电子生成氮气和水，电极A的电极反应式为。 ②正极反应式为，若外电路转移电子，则该燃料电池理论上消耗0.5mol，消耗氧气的体积为11.2。 2、 (1) 是 反应至7min 后反应物M和生成物N的物质的量不再发生变化，反应物M不能完全转化为生成物N 2NO2(g)N2O4(g) 大于 升高温度、增大压强、使用催化剂或升高NO2的浓度等 0.02mol/(L·min) (2) 正 a极经负载流向b极 详解（1）①由图可知，M为反应物，N为生成物，反应至7min 后反应物M和生成物N的物质的量不再发生变化，反应物M不能完全转化为生成物N，则该反应是可逆反应； ②该反应为二氧化氮转化为四氧化二氮的过程，化学方程式为2NO2(g)N2O4(g)； ③ M为，N为，第4min时反应未达到平衡，NO2继续转化为N2O4，则消耗NO2的速率大于生成N2O4的速率，故大于； ④若要增大该反应的速率，可采用的措施有升高温度、增大压强、使用催化剂或升高NO2的浓度等； ⑤； （2）肼——空气碱性燃料电池工作时，N2H4在负极a上失电子生成N2，空气中的O2在正极b上得电子生成OH-，则负极反应式为，放电过程中电子由负极流出，正极流入，即a极经负载流向b极。 3、 【答案】(1) (2) 否 ＞ (3)BC (4) CH4 a→b (5)还原 (6)11.2 【详解】（1）8min时，X减少了0.2mol，Y减少了0.4mol，Z增加了0.4mol，由此可知X、Y为反应物，Z为生成物，则化学方程式为：，故答案为：； （2）8min时，Y的平均反应速率，该反应8min时各物质浓度保持不变，达到平衡状态，则4min，未达到平衡状态，且反应物浓度大于生成物浓度，则正反应速率大于逆反应速率，故答案为：；否；＞； （3）A．混合气体的质量保持不变，体系是恒容容器，体积不变，故密度始终不变，则密度不再变化不能证明达到平衡状态，故A错误； B．该反应前后是体积可变的反应，容器内的压强不再变化则说明容器内各物质的浓度保持不变，则可以说明达到平衡状态，故B正确； C．X的体积分数保持不变，则说明X的浓度保持不变，可以说明达到平衡状态，故C正确； D．化学反应速率之比等于化学计量数之比，若； 则可以说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D错误； 故选BC。 （4）甲烷燃料电池中，通入甲烷的一端做负极，通入氧气的一端做正极，溶液环境为碱性，甲烷失去电子与溶液中氢氧根结合生成碳酸根，故a电极为原电池负极，电子从a电极流向b电极，故答案为CH4；a→b； （5）b电极为原电池正极，正极发生还原反应，故答案为：还原； （6）当转移个电子时，即转移4mol电子，根据电极方程式，当转移4mol电子时消耗甲烷0.5mol，则标准状况下的甲烷的体积为，故答案为11.2。 4、 【答案】（1）Ⅰ （2）AF （3）ACE 0.075 8：5 （4）负 【解析】（1）反应I只有一种生成物，即反应物原子利用率100%，符合原子经济性； （2）分离出甲醇生成物浓度减小，即反应速率减小，A正确；增大容器压强，容器容积减小，物质浓度增大，反应速率加快，B错误；升高温度反应速率加快，C错误；催化剂能加快反应速率，D错误；恒温恒容充入氩气，反应物和生成物浓度不变，反应速率不变，E错误；恒温恒压充入氩气，容器体积增大，反应物和生成物浓度减小，反应速率减小，F正确；故选AF； （3）①甲醇体积分数不再改变可以说明该反应达到平衡，A可以；断裂即消耗1mol二氧化碳，由于甲醇和水中均含有氢氧键，故同时断裂键无法判断反应是否达到平衡，B不可以；该反应属于气体物质的量改变的反应，又气体总质量不变，故可作为平衡标志，C可以；容器容积不变，气体总质量不变，即混合气体密度一直不变，D不可以；容器容积不变，但该反应属于气体体积改变的反应，故气体总压强不再改变可以说明反应达到平衡，E可以；故选ACE ； ②令达到平衡时消耗二氧化碳物质的量为xmol，则消耗的氢气物质的量为3xmol，生成甲醇物质的量为xmol，水蒸气物质的量为xmol；所以平衡时二氧化碳物质的量为（1-x）mol，氢气物质的量为（3-3x）mol，甲醇物质的量为xmol，水蒸气物质的量为xmol，又平衡时混合物中体积分数为30%，即，故x=0.75；则平衡时二氧化碳物质的量为0.25mol，氢气物质的量为0.75mol，甲醇物质的量为0.75mol，水蒸气物质的量为0.75mol，则0~5min内，；恒温恒容，压强之比等于物质的量之比，即反应体系开始时的压强与平衡时的压强之比为； （4）①该装置是原电池，根据总反应：CO+2H2=CH3OH可知，C的化合价降低，CO在正极得到电子，H的化合价升高，H2在负极失去电子，所以通入H2的一端是负极； ②通入CO的一端为正极，CO在酸性溶液中得到电子转变为CH3OH，电极反应式为CO+4e-+4H+=CH3OH。 5、 【答案】（1）CD （2） > （3）0.0125 （4）< （5）70% （6）空气 (7) 【解析】（1）A. ，不符合速率之比等于化学计量数之比，此时v逆<v正，反应未达平衡，故A错误； B. ，无法判断反应是否达平衡，故B错误； C. 恒容条件下，反应前后混合气体的总质量不等，当混合气体密度保持不变时，说明反应前后混合气体的总质量不变，反应达平衡，故C正确；     D. 随反应进行，物质的量的减少，的物质的量在增加，但二者的变化量不等，当和的物质的量之和保持不变时，反应达平衡，故D正确。 答案为：CD。 （2）总反应-①=②，故反应②为：；吸热反应中反应物的总键能大于生成物的总键能。 答案为：;>。 （3）组别①中，0~20min内，n(CH4)=0.25mol，根据反应方程式，则n(NO2)=0.5mol,则的降解速率=。 答案为：0.0125。 （4）由表格数据可知，相同时间段，实验②中甲烷的物质的量变化量大，说明反应速率快，说明反应温度高，故T1<T2。 答案为：<。 （5）根据表格数据可知，50min时反应达平衡状态，甲烷的转化率=。 答案为：70%。 （6）放电时，电子由铂极流出，经电流表流向石墨电极，说明铂极作负极，燃料电池中，负极通燃料，正极通空气。 答案为：空气。 （7）铂极发生的电极反应式为：。 答案为：。 6、 【答案】（1）小于 （2）0.0375 75% DE （3）负 0.6 【解析】（1）根据图像，反应物能量高于生成物，反应放热，说明反应物的键能之和小于生成物的键能之和，即断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成生成物中的化学键释放的总能量，故答案为：小于； （2）①反应开始到，用表示反应速率为=0.0375； ②根据反应可知，达到平衡时，改变的物质的量为1mol-0.25mol=0.5mol，改变的物质的量为0.5mol3=2.25mol，的转化率为； ③A．c(CO2) : c(CH3OH) = 1 : 1不能证明正逆反应速率相等,选项A错误； B．混合气体的密度等于质量和体积之比，是一个定值，当密度不再发生变化时，不能说明反,应达到了平衡，选项B错误； C．单位时间内消耗3mol H2，同时生成1molH2O，只能表示反应正向进行，不能说明正逆反应速率相等,选项C错误； D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变是化学平衡状态的特征，选项D正确； E．反应为气体体积缩小的反应，压强为变量，当容器内压强保持不变时则达平衡，选项E正确； 答案选DE； （3）氢气燃料电池中，氢气通入的电极a是负极，发生氧化反应，通入氧气的电极b是正极,发生还原反应: ； 故答案为:负；； ②当消耗标准状况下时，即0.15mol，根据电极反应可知，导线上转移的电子的物质的量是0.15mol 4=0.6mol； ③H2改为甲醇就构成了碱性甲醇燃料电池，在.负极.上是甲醇失电子的氧化反应，碱性环境下，电极反应为: ，故答案为: 。 7、 【答案】(1)0.0375 mol·L-1·min-1 (2)0.375 (3)AC (4)10 (5)BD (6)A 2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH- (7)阴 【解析】（1）从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率(CO2)=＝0.0375 mol⋅L-1⋅min-1，故答案为：0.0375 mol•L-1•min-1； （2）达到平衡时，生成0.75molCH3OH，消耗H2的物质的量为2.25mol，则H2的浓度为=0.375mol⋅L-1，故答案为：0.375； （3）A．降低温度，反应速率降低，A正确；B．加入催化剂反应速率加快，B错误；C．增大容器容积，反应物浓度降低，反应速率降低，C正确；D．恒容下充入He,体积不变，浓度不变，反应速率不变，D错误；故答案为：AC； （4）达到平衡时，生成0.75molCH3OH，平衡时CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的物质的量分别为0.25mol、0.75mol、0.75mol和0.75mol，则平衡时CO2的体积分数为×100%＝10%，故答案为：10； （5）A．反应中CO与CH3OH的物质的量之比为1：1，反应物的浓度是否发生变化未知，不能确定反应是否达到平衡状态，A错误；B．反应方程式计量数前后之和不相等，则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，B正确；C．单位时间内每消耗1molCO，同时生成1molCH3OH，但无法确定CO的浓度是否发生变化，无法确定反应是放否平衡，C错误；D．CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变，说明反应达到平衡，D正确；故答案为：BD； （6）由题干图示装置可知，氨气失电子生成氮气，发生氧化反应，则通入NH3的一极A为负极，则通入NO2的B电极，为原电池的正极，正极发生还原反应即NO2得电子生成N2，电极反应为：2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-，故答案为：A；2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-； （7）原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，负极反应式为2NH3-6e+6OH-=N2+6H2O，正极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-，负极需要消耗OH-，正极产生OH-，因此离子交换膜需选用阴离子交换膜，故答案为：阴。 8、 【答案】(1)−615.0 (2)反应速率太慢 该反应为放热反应，不利于反应向脱硫的方向进行 (3)高温 增大 (4)阳 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ 92.8 (5) 【解析】（1）①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH=−518.9kJ·mol−1， ②2H2S(g)+SO2(g)=2H2O(g)+Sx(s) ΔH=−96.1kJ·mol−1。 根据盖斯定律①+②得3H2S(g)+O2(g)=Sx(s)+3H2O(g)，ΔH=−(518.9+96.1)kJ·mol−1=−615.0 kJ·mol−1。 （2）温度过低反应速率太慢；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，温度过高不利于反应向脱硫的方向进行，所以工业上氧化锌法控制温度在300~400℃。 （3）①反应Ⅱ，ΔH>0，正反应气体物质的量增多，ΔS>0，能自发进行的条件是高温。 ②恒温恒压下，增加N2的体积分数，相当于减压，平衡正向移动，H2的物质的量增大。 ③在TK、pkPa反应条件下，只充入H2S和Ar气体进行H2S热分解反应。已知反应一开始，c(H2S)∶c(Ar)=1∶3，设c(H2S)=amol/L， 平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，则，解得x=0.5amol/L，则平衡常数Kp=kPa。 （4）氧气得电子发生还原反应，通入氧气的电极为正极、通入甲烷的电极为负极。 ①乙池为电解池，铁电极与甲烷燃料电池的负极连接，铁电极为阴极，X为阳离子交换膜，则石墨电极(C)作阳极，X为阳离子交换膜，Cl-失电子生成Cl2，Fe电极为阴极，水得电子生成H2和OH-，则乙池总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。 ②当甲池中消耗标准状况下4.48LO2时，O2的物质的量为0.2mol，由O2-4e-，可得出电路中转移电子的物质的量为0.2mol×4=0.8mol，根据得失电子守恒，丙中生成0.8molAg，根据银元素守恒，要加入0.4molAg2O，才能复原。 （5）①；的燃烧热为，热化学方程式：②； 根据盖斯定律：②×2-①得：。 9、　 【答案】(1)0.25 (2)0.25mol· L－1 ·min－1 (3)bd (4)30% 5：8 (5)bc (6)增大 (7)－6e－+8OH－=+7H2O 【分析】根据电子转移的方向，a为负极，b为正极，所以A通入CH3OH，B为氧气或者空气，A入口处电极反应方程式：，据此回答。 【解析】（1）根据题意，可列“三段式”如下： a为CO2的平衡物质的量，根据分析得a=0.25； （2）3 min时，参加反应的CO2为0.5mol，则H2的反应速率为==0.25mol·L－1·min－1； （3）a．3 min时，平衡向正方向进行，的生成速率大于其分解速率，a错误；b．随反应进行，增大，当保持不变时，反应到达平衡，b正确；c．任意情况下，均存在，因此不能判断平衡，c错误；d．的体积分数不再变化说明反应已达平衡，d正确；答案选bd。 （4）①平衡时，水的体积分数==30%； ②反应前后的压强之比=气体物质的量之比==； （5）a．增大反应物浓度，反应速率增大，a正确；b．增大容器体积，相当于减小压强，反应速率减小，b错误；c．恒容充入Ne，各物质浓度不变，反应速率不变，c错误；d．该反应为放热反应，绝热容器中，随反应进行，温度升高，反应速率增大，d正确；故答案选bc。 （6）该反应放热，降低温度，平衡正移，气体的物质的量减小，平均摩尔质量增大； （7）根据分析可知，A入口处电极反应方程式：。 10、 【答案】(1)b 0.1mol·L-1·min-1 75% 1：3 (2)负 O2+4e-+4H+=2H2O 【解析】（1）①a.甲醇和水蒸气都为生成物，二者的浓度始终相等，故a错误；b.反应正向气体减少，压强减小，逆行气体增多，压强增大，当压强不变时，可以判断反应达到平衡，故b正确；c.反应速率之比等于化学计量数之比，应为v逆(H2)= 3v正(CH3OH)，故c错误。 ②由题意可列出三段式为x=1.5mol, 0-5min时二氧化碳减少1mol，则甲醇增加物质的量变化量为1mol，v(CH3OH)=；氢气的转化率为；c(CO2)：c(CH3OH)=。 （2）①甲醇最终转变为二氧化碳，化合价升高，失去电子，故做负极； ②该燃料电池的正极为氧气的电子变成水，故反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。 11、 【答案】(1)ABE (2)大于 (3)0.083mol/(L·min)25%或0.25 (4)负 (5)11.2 增强 【解析】（1）A.反应前后气体的物质的量发生变化，容器的体积不变，反应过程中压强会发生变化，只有平衡时压强不变，故压强不变说明反应达到平衡状态，A正确。B.混合气体的平均相对分子质量在数值上等于摩尔质量(g/mol)，反应前后气体的质量不变，而气体的物质的量变化，故只有平衡时气体的平均摩尔质量才不变，即混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态，B正确。C.根据速率之比等于化学计量数之比，3υ逆(CO2)=υ正(H2)才表示达到平衡状态，C错误。D.气体的密度等于气体的质量除以容器的体积，根据质量守恒，气体的质量一直不变，而容器也恒容，故反应过程中气体的密度一直不变，故密度不变不能说明反应达到平衡状态，D错误。E.起始n(CO2):n(H2)=1:1，反应过程中CO2和H2按1:3消耗，故两者的比例在反应过程中会变化，不变化时即达到平衡状态，E正确。F. 依据三段式可知（单位/mol） CO2的物质的量分数为 反应过程中CO2的物质的量分数一直恒定为50%，CO2的物质的量分数不变不能判断是否达到平衡状态，F错误。 答案选ABE； （2）由图可知，c点达到平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，c点之前正反应速率大于逆反应速率。 （3）依据三段式可知（单位/mol） 用CH3OH表示的反应速率为 mol/(L·min)≈0.083 mol/(L·min)。平衡时CO2的转化率为 （4）电池的负极发生氧化反应。该燃料电池甲醇被氧气氧化，发生氧化反应，电解质溶液为碱性，氧化产物为碳酸根，故电极A为负极，电极反应式为。 （5）每消耗1molO2转移4mole－，现转移2mole－，则消耗0.5molO2即11.2L（标况）。电极B发生的电极反应为O2+2H2O+4e－＝4OH－，电极附近c（OH－）增大，故碱性增强。 12、 【答案】(1) (2) d C (3)负极 氧化反应 【解析】（1）由图示可得，用软锰矿浆(MnO2)吸收SO2生成MnSO4，化学反应方程式为。 （2）①，反应速率之比是化学计量数之比，则根据方程式； ②从11min起其他条件不变，压缩容器的体积为1L，瞬间浓度增大到原来的2倍，压强增大，平衡正向移动，NO2的物质的量减小，则曲线d符合的变化。 ③A.容器内混合气体颜色不再变化，说明二氧化氮的浓度不变，即反应达到平衡状态，A项正确；B.因反应前后的气体分子数不一样，所以容器内的压强保持不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，B项正确；C.反应前后容器容积和气体的物质的量均不变化，所以容器内混合气体密度始终保持不变，C项错误；D．反应前后气体的物质的量不同，气体总质量不变，当容器内混合气体平均相对分子质量保持不变，反应达到平衡状态，D项正确；答案选C。 （3）由反应可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，通入NO2的B电极为正极，NO2发生得电子的还原反应生成N2，电极反应式为。 13、 【答案】(1)0.125 (2)D (3)BD (4)75% 1:2 (5)2072.8 (6) 11.2 【分析】CH3OH和O2形成的燃料电池中，CH3OH作负极，O2作正极，根据电子从c到d，则a为CH3OH，b为O2，据此回答。 【解析】（1）1 min到3 min内，； （2）A．升高温度，反应速率增大，A错误；B．加入合适的催化剂，反应速率增大，B错误；C．保持压强不变，充入氩气，容器体积变大，反应物浓度减小，反应速率减小，C错误；D．保持体积不变，充入氩气，反应物浓度不变，反应速率不变，D正确；故选D。 （3）A．混合气体的密度为，反应前后都是气体且恒容，则密度不可变，不能说明达到平衡，A错误；B．混合气体的压强随反应的进行而减小，压强不随时间的变化而变化可以说明到达平衡，B正确；C．单位时间内消耗2 mol H2为正反应速率，的同时生成1 mol CH3OH，也是正反应速率，不能说明达到平衡，C错误；D．混合气体的平均相对分子质量，反应前后气体质量不变，但是混合气体的物质的量在减小，平均相对分子质量可变，平均相对分子质量不随时间的变化而变化可以说明达到平衡，D正确；故选BD。 （4）①根据图1可知，生成0.75mol的CH3OH，则消耗的H2为1.5mol，则转化率为； ②消耗了1.5molH2，余下0.5molH2，CH3OH为0.75mol，CO余下0.25mol，反应后气体的物质的量为0.75+0.5+0.25=1.5mol ，根据同温同压下，物质的量之比等于压强之比，所以平衡时压强与起始时压强之比为1.5:3=1:2； （5）根据图2可知，2molH2与1molCO反应生成1molCH3OH放128.8kJ热量，断开1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1944 kJ，则形成1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要放出热量为128.8+1944=2072.8kJ，则断开1 mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收2072.8kJ； （6）①c通入CH3OH，电子反应式为：； ②d极的反应式为：，转移2mol电子，消耗0.5molO2，则消耗的O2在标准状况下的体积为11.2L。 14. 【答案】(1)0.003mol·L−1·s−1 40% abcde (2)B (3) 56L 【解析】（1）①由表可知，反应开始至第2s时，NO的平均反应速率为。 ②反应为，则在第5s时，反应氧气，O2的转化率为。 ③a．单位时间内，每生成一定物质的量浓度的NO，同时有相同物质的量浓度的NO2生成，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，a符合题意；b．反应为气体分子数改变的反应，气体混合物物质的量不再改变，反应达到平衡状态，b符合题意；c．混合气体的平均摩尔质量为M=，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，反应达到平衡状态，c符合题意；d．反应为绝热容器，反应过程伴随能量的改变，容器内温度不再发生变化，反应达到平衡状态，d符合题意；e．生成的二氧化氮为红棕色气体，密闭容器内气体颜色不再改变，反应达到平衡状态，e符合题意；f．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，f不符合题意；故选abcde。 （2）铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，浓硝酸使铝片钝化后，反应中铜失去电子发生氧化反应，和稀硝酸生成硝酸铜，铜极为负极；一组插入烧碱溶液中，反应中铝失去电子发生氧化反应，和氢氧化钠生成偏铝酸根离子，铝极为负极；故选B。 （3）①氢氧燃料电池中，氧气得到电子发生还原反应生产水，为正极，正极电极反应式为：。 ②负极氢气失去电子生成氢离子，，当有5mol电子通过外电路时，负极消耗的2.5mol氢气，气体体积(标准状况下)为56L。 15、 【答案】(1) (2) (3) (4)BE (5)生成物 (6)负极 (7)电极a (8) 【详解】（1）0～2s内A、B、C物质的量浓度变化量之比=(1.5-0.9)mol/L：(1-0.8)mol/L：(0.4-0)mol/L=3：1：2，相同时间内不同物质物质的量浓度变化量之比等于其计量数之比，则a：b：c=3：1：2，该反应方程式为； （2）用物质B来表示0～2s的平均反应速率==mol/(L•s)=0.1mol/(L•s)； （3）从反应开始到2s末，A的转化率===40%； （4）A．无论反应是否达到平衡状态都不存在vB（消耗）=vC（生成），所以不能据此判断平衡状态，故A不选； B．恒温恒容条件下气体压强与气体物质的量成正比，反应前后气体物质的量减小，则压强减小，当容器内气体的总压强保持不变时反应达到平衡状态，故B选； C．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，则无论反应是否达到平衡状态容器内气体的密度始终不变，不能据此判断平衡状态，故C不选； D．反应方向未知，且无论反应是否达到平衡状态都存在同一个方向上vA：vB：vC=3：1：2，不能据此判断平衡状态，故D不选； E．容器内气体C的物质的量分数保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故E选； 故答案为：BE； （5）若平衡后改变温度，使得容器中气体的平均摩尔质量变大，则气体的物质的量变小，则反应向生成物的方向移动； （6）根据电池的装置示意图，通入O2的一极为正极，通入NH3的一极为负极，即电极a是负极； （7）电解质溶液中阴离子向负极移动，即离子向a电极移动； （8）电极b为正极，电极反应式为。 16、 【答案】(1) 3A(g)⇌3C(g)+B(g) 0.6mol⋅L-1⋅min-1 50% ABE (2) A到B C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+ 2NA 【详解】（1）①由图可知，A为反应物，B、C为生成物，A、B、C的变化量为分别为(2.4-1.2)mol/L=1.2mol/L、0.4mol/L、1.2mol/L，则A、B、C的系数比为1.2：0.4：1.2=3：1：3，该反应的化学方程式为3A(g)⇌3C(g)+B(g)；从开始到平衡时C的反应速率为=0.6mol⋅L-1⋅min-1；A的转化率为×100%=50%，故答案为：3A(g)⇌3C(g)+B(g)；0.6mol⋅L-1⋅min-1；50%； ②A．由图可知A与C的浓度相等时反应达到平衡，故该处可判断反应达到平衡状态，故A正确； B．相同时间内消耗3nmolA，同时生成3nmolA，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确； C．根据质量守恒定律，反应前后气体的总质量始终不变，故C错误； D．反应前后气体的总质量不变，容器容积不变，则混合气体的密度始终不变，故D错误； E．混合气体的压强不再发生变化，则混合气的总物质的量保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故E正确； 故答案为：ABE； （2）①在该电池中乙醇为燃料失电子为负极(A)，氧气为正极(B)，条件为酸性介质，阳离子向正极(B)移动，H+的移动方向为由A到B；A为负极，乙醇发生氧化反应，电极的电极反应式：C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+，故答案为：A到B；C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+； ②正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，若标况下有即物质的量参与反应，消耗2molH+，理论上通过质子交换膜的数目为2NA。 17、 【答案】(1) b (2)c (3) 负极 Zn移向Al 【详解】（1）Al为活泼金属，工业上采用电解熔融冶炼Al，化学方程式是；，只需加热分解即可，、均需加入还原剂(如焦炭、)，在加热条件下才能得到金属单质，Na为活泼金属，需通过电解熔融NaCl得到Na，b项符合题意，故答案为：b； （2）甲烷、水蒸气合成甲醇：，该反应为气态分子数不变的反应，且在恒温恒容密闭容器中进行。 a．体系中混合气体的密度，由于气体质量不变、体积不变，所以任意时刻密度为定值，体系中混合气体的密度不变，该反应不一定达到平衡状态，故a错误； b．体系中混合气体气体质量不变、n不变，所以任意时刻平均摩尔质量为定值，体系中混合气体的平均摩尔质量不变，该反应不一定达到平衡状态，故b错误； c．任意时刻，当反应速率说明，该反应达到平衡状态，故c正确； d．该反应为气态分子数不变的反应，在恒温恒容密闭容器中进行，体系中混合气体的压强始终不变，所以体系中混合气体的压强不变，该反应不一定达到平衡状态，故d错误； 故答案为：c； （3）①实验1中，Mg比Al活泼，负极为Mg失电子，电极反应式为； ②实验2中，Al比Cu活泼，Al失电子，是电池负极； ③实验3中，Al在浓硝酸中钝化，表面的氧化膜阻止了Al与浓硝酸进一步反应，故负极为Zn，则电子从Zn移向Al； ④实验4中，Al与NaOH溶液反应，负极为Al，Al电极反应式为。 18、 【答案】(1) 放热 温度低反应速率慢 (2) H2 大于 (3) n、q (4) I c (5) 【详解】（1）根据图象反应前后能量降低，故为放热反应，在较低温度下不利于该反应制取水的原因是温度降低，化学反应速率慢，单位时间内生成的水少； （2）图乙中A、C的物质的量增加为生成物，B的物质的量减少为反应物，，，，则B代表H2，A代表水；在40min时达到平衡，m点未达到平衡，继续向正向反应，m点正反应速率大于n点逆反应速率； （3）在40min时达到平衡，图乙中m、n、p、q四点达到化学平衡状态的是n、q；的密闭容器中通入和列三段式：其中p点1-4x=2x，x=，； （4）相同时间内，速率最快的，催化剂的效果最好，通过对比催化剂I、II、III曲线的变化可知催化效果最好的是催化剂I；温度越高，速率最快，则c的温度最高，速率最快； （5）时，在催化剂I作用下甲烷浓度为0.7， 19、 【答案】(1)cbead (2) 0.08 40% CD (3) 2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O 33.6 【详解】（1）催化剂表面合成氨反应过程是接触、吸附、断键、形成化学键、脱离几个步骤。a是形成氨分子，b吸附过程，c是接触过程，d是脱离过程，e是断键，因此顺序是cbead； （2）①根据图像，5 min后气体压强不再改变，说明反应达到平衡。假设达到平衡时消耗氮气的物质的量为x mol，则消耗氢气物质的量为3x mol，生成氨气物质的量为2x mol，达到平衡时氮气物质的量为(1-x)mol，氢气的物质的量为(3-3x)mol，利用相同条件下，压强之比等于气体物质的量之比，因此有关系式：，解得x=0.4，根据化学反应速率的数学表达式，可知v(NH3)=mol/(L·min)=0.08 mol/(L·min)，H2的转化率为×100%=40%； ②A．消耗N2，生成NH3，反应方向均是向正反应方向进行，因此每消耗n molN2的同时生成2n mol NH3，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，当2v正(H2)=3v逆(NH3)，说明反应达到平衡，3v正(H2)=2v逆(NH3)，不能说明反应达到平衡，B错误； C．根据化学平衡状态的定义，当组分浓度不再改变时，说明反应达到平衡状态，即当氢气的含量保持不变，说明反应达到平衡状态，C正确； D．组分均为气体，即混合气体总质量不变，该反应的正反应是气体物质的量减少的反应，混合气体的摩尔质量会发生改变，当混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡，D正确； 故合理选项是CD； （3）①根据图示可知：在装置a上通入NH3发生失去电子的氧化反应产生N2、H2O，所以电极a为负极，则电极a的电极反应式为：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O；电极b上通入O2，发生得到电子的还原反应，由于电解质溶液为碱性，则b电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-； ②根据电极a反应式可知：每有1 mol N2生成，反应过程中会转移6 mol电子，而每1 mol O2发生反应，会转移4 mol电子。根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知转移6 mol 电子，反应消耗O2的物质的量是n(O2)=mol=1.5 mol，则理论上电极b消耗氧气的体积为V(O2)=1.5 mol×22.4 L/mol=33.6 L。 20、 【答案】(1) (2)A (3)D (4) 【详解】（1）根据表格中实验①的数据可知：在20~40 min，NH3的浓度由2.00×10-3 mol/L变为1.60×10-3 mol/L，c(NH3)=(2.00-1.60)×10-3 mol/L=0.40×10-3 mol/L，则用NH3的浓度变化表示该时间段的化学反应速率为v(NH3)==2.00×10-5 mol/(L·min)； （2）A．适当提高反应的温度，可以提高反应速率，A正确； B．恒温恒压充入，容器体积增大，反应物浓度减小，对比实验①②，改变反应物，反应速率不变，B错误； C．缩小容器的体积，增大，对比实验①②，改变反应物，反应速率不变，C错误； D．恒温恒容充入使压强增大，容器体积不变，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误； 故选A； （3）A．实验①，时，根据，则，时，，的反应速率：等于错误； B．该反应为可逆反应，反应物不能完全转化，实验②，x数值不能为，B错误； C．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，实验②60 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①中60 min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，化学反应速率不变，C错误； D．对比实验①③，不变，则在相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正确； 故选D； （4）①该装置为新型燃料电池，反应原理为固氮，即，在酸性电解质溶液中，故A为； ②燃料电池通入的一极为正极，通入的一极为负极，正极反应物为，发生得电子的还原反应，生成物为，电极反应式为。 21、 【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。 22、 【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。 23、 【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。 24、 【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：。 25、 【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： 考向2能量与平衡综合题 26、 【答案】(1)CH4+Cl2CH3Cl+HCl (2) 3 (3)+329 (4) (5) 0.040mol/(L·s) 8：11 (6)df 【详解】（1）甲是甲烷，与氯气生成一氯代物的化学方程式：CH4+Cl2CH3Cl+HCl； （2） 碳原子个数为5的甲烷的同系物有3种同分异构体，即正戊烷、异戊烷、新戊烷，其中一氯代物为一种的同分异构体结构简式为； （3）根据盖斯定律，①+2②得，； （4）32g甲烷是2mol，根据焓变等于反应物键能之和减去生成物键能之和，； （5）0-2min内，CH4的平均反应速率为mol/(L·s) =0.040mol/(L·s)；，==（0.320+0.960）∶（0.080+0.240+0.960+0.480）=8∶11； （6）a．CH4(g)、CO2(g)、CO(g)、H2O(g)物质的物质的量浓度比为1：3：4：2，正反应速率不一定等于逆反应速率，不一定达平衡； b．v(CH4)：v(CO)=1：4，正反应速率不一定等于逆反应速率，不一定达平衡； c．混合气体的密度不是变量，即混合气体的密度一直不变，不一定达平衡； d．该反应是气体分子数变化的反应，即混合气体的压强是变量，当压强不再改变说明反应达平衡； e．混合气体的总质量一直不变，故混合气体的总质量不再改变，不一定达平衡； f．CO2(g)的转化率不再改变，则正反应速率等于逆反应速率，一定达平衡； 故选df。 27、 【答案】（1）—92.4 （2）该反应放热，使得体系温度升高，反应速率加快 （3）0.0012 30% ac （4）N2 【解析】（1）同一化学反应，若正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，由方程式可知，合成氨反应ΔH=—46.2kJ/ mol×2=—92.4kJ/mol，故答案为：—92.4； （2）反应中，反应物的浓度减小，反应速率减小，合成氨反应为放热反应，绝热容器中，反应放出的热量使反应温度升高，温度升高反应速率加快，则AB段化学反应速率增大说明反应温度升高对反应速率的影响大于浓度对反应速率的影响，故答案为：该反应放热，使得体系温度升高，反应速率加快； （3）①由表格数据可知，50s时氨气的物质的量为0.24mol，由方程式可知，0～50s内氮气的反应速率为=0.0012 mol/(L·s)；250s反应达到平衡时，氨气的物质的量为0.40mol，由方程式可知，氢气转化率为×100%=30%，故答案为：0.0012；30%； ②a．升高温度，化学反应速率加快，故符合题意； b．增大容器体积，容器中气体压强减小，反应速率变慢，故不符合题意； c．加入合适的催化剂，化学反应速率加快，故符合题意； 故选ac； （4）由电子的移动方向可知，通入氢气的电极1为原电池的负极，通入氮气的电极2为正极，水分子作用下氮气在正极得到电子发生还原反应生成氨气和氢氧根离子，电极反应式为，故答案为：N2；。 28、 【答案】(1)吸收 194 (2)ADE (3)AE 37.5% 16.7% 【解析】（1）由∆H=反应物的总键能-生成物的总键能，由和合成1mol和3mol的反应热∆H=413×4+2×463-(1076+3×436)=+194kJ/mol，则吸收194kJ热量； （2）A．减小容器体积，气体浓度增大，反应速率加快，A选；B．恒容下充入He，参与反应的气体浓度不变，反应速率不变，B不选；C．降低温度，活化分子百分数减小，活化分子有效碰撞次数减少，反应速率减慢，C不选； D．使用催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，D选；E．增大的浓度，反应物浓度增大，反应速率加快，E选；故选ADE； （3）①A．容器中CO的质量保持不变，说明消耗CO和生成CO的速率相等，反应达到平衡状态，A符合题意；B．不同物质的反应速率之比等于系数比，则才能说明正逆反应速率相等，B不符合题意；C．恒容情况下体积不变，由质量守恒定律，气体的总质量不变，则容器中混合气体的密度一直不变，不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；D．每生成1molCO同时也生成3mol氢气，则CO与的物质的量之比一直为1∶3，不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；E．混合气体总质量不变，该反应前后气体分子数不相等，则气体的总物质的量改变，当容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明反应达到平衡状态，E符合题意；故选AE； ②若该反应经达到化学平衡状态，平衡时的物质的量浓度为，0~t min的反应速率为，由反应速率之比等于系数比，则的平均生成速率，平衡时的物质的量为×2L=0.5mol，列三段式，，平衡转化率，CO平衡体积分数。 29、 【答案】(1)> (2)59.3 kJ (3) (4) (5)11% (6)be (7) (8)32 g 【解析】（1）能量越低越稳定，稳定性：>； （2）1 mol HCN(g)转化为1 mol CNH(g)需要吸收186.5kJ-127.2 kJ=59.3kJ的热量。 （3）X的物质的量由1mol减少为0.7mol、Y的物质的量由1mol减少为0.9mol，Z的物质的量由0增加为0.2mol，X、Y是反应物，Z是生成物，系数比等于变化量比，该反应的化学方程式为。 （4）从开始至2 min，X的物质的量减小0.3mol，X的平均反应速率为 ； （5）2 min后气体Z的体积分数为。 （6）a．X、Y、Z三种气体的浓度相等，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定平衡，故不选a；b．反应前后气体总质量不变、气体分子数减少，平均相对分子质量是变量，气体混合物平均相对分子质量不随时间变化，反应一定达到平衡状态，故选b；c．X、Y、Z三种气体的体积分数之比为3：1：2，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定平衡，故不选c；d．反应速率，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选d；e．，正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选e；f．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度不随时间变化，反应不一定平衡，故不选f；选be。 （7）Fe3+发生还原反应，正极发生还原反应，正极上发生的电极反应式为； （8）负极发生氧化反应，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，若导线上转移的电子为1 mol，则消耗金属铜0.5mol，消耗铜的质量为32g。 30、 【答案】(1)BC (2)AB (3)放出 46 (4)0.2 58.7 【解析】（1）A．该反应涉及碳氧键和氢氢键的断裂，但是没有非极性键的形成，A错误； B．气态到液体放热，根据图示信息可知，若反应生成的CH3OH为液态，则放出的能量大于90.77kJ，B正确；C．该反应为放热反应，则1molCO（g）和2molH2（g）的总键能低于1molCH3OH（g）的总键能，C正确；D．该反应为可逆反应，则1molCO（g）和2molH2（g）在容器中充分反应，放出的能量小于90.77kJ，D错误；故选BC； （2）A．恒容绝热密闭容器中体系的温度会发生变化，则体系压强是变量，则体系压强不再发生变化可以证明反应达到平衡，A正确；B．随着反应进行，二氧化碳转化率在增大，则当转化率不再变化时，可以证明反应达到平衡，B正确；C．该反应中气体质量不变，气体体积不变，则密度不是变量，则当混合气体的密度不再发生变化时，不可以证明反应达到平衡，C错误；D．每断裂n mol的H—H键时，形成2nmolH—O键，都是正反应，不能证明反应达到平衡，D错误；故选AB； （3）反应热=反应物键能和-生成物键能和，则△H=2×803kJ⋅mol−1+3×436kJ⋅mol−1-(3×414kJ⋅mol−1+326kJ⋅mol−1+464kJ⋅mol−1+2×464kJ⋅mol−1)=-46kJ⋅mol−1，故答案为：放出；46； （4）①根据碳守恒和氧守恒可知，a+c+0.48=1；2a+0.48+0.8+c=2，解得a=0.2；c=0.32； ②参加反应的氢气生成了甲醇和水，则t s时，的转化率为； ③根据①分析可知，c=0.32，则0～t s内，用CO表示的反应速率。 31、 【答案】(1) 释放 116 (2)H2O (3) (4)50% (5)be 【详解】（1）焓变=生成物总能量-反应物总能量，则=（-75-242×2+393）kJ/mol=-166kJ/mol； （2）在1L恒容密闭容器中加入1molCO2和4molH2，初始时，故曲线b表示H2，t1时反应达到平衡，设CO2反应了xmol，列出三段式为，平衡时氢气体积分数为0.5，则，水的体积分数为，故曲线a表示H2O的体积分数随时间的变化； （3）0~t1min时间段内的CO2平均反应速率为； （4）H2的转化率； （5）ａ．反应体系中c(CO2):c(H2)=1:4，不能说明反应达到平衡状态，a项错误； ｂ．该反应正反应为气体分子数减少的反应，故混合气体的压强不再改变能够说明反应达到平衡状态，b项正确； ｃ．速率之比等于化学计量数之比， 故时，反应达到平衡状态，c项错误； ｄ．反应前后全为气体，气体总质量为定值，密闭环境，体积为定值，故混合气体密度为定值，则混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态，d项错误； ｅ．相同时间内，消耗4molH2的同时消耗2molH2O，正逆反应速率比等于化学计量数之比，能够说明反应达到平衡状态，e项正确； 答案选be。 32、 【答案】(1)46 (2)AC (3) 0.5 1.5mol 50% 8：11 【详解】（1）根据反应，反应物断键吸收的能量为，生成物成键放出的能量为，因此，每生成，会放出能量。 （2）A．从反应速率的角度来说，正速率和逆速率之比等于系数比时，反应达到平衡，故A正确； B．组分都是气体，气体总质量不变，容器为恒容，气体体积不变，因此气体密度不变，不能说明反应达到平衡，故B错误； C．从化学平衡的定义考虑，某物质的浓度不变时可以证明反应达到平衡，故C正确； D．甲醇和水均为产物，计量数之比相同，因此生成的物质的质量一定相同，不能判断达到平衡，故D错误； 故答案选AC。 （3）①0～3min，消耗了，速率是，速率之比等于化学计量数之比，因此表示的反应速率是的三倍，即为； ②由图可知充入的二氧化碳的物质的量，按物质的量比1：4.5充入和，则氢气的物质的量为，由图可知参加反应的二氧化碳的物质的量，也是生成的水的物质的量，即水的物质的量为1.5mol； 根据方程式可知，参加反应的氢气的物质的量，故其转化率50%； ③根据差量法，反应平衡时，体系内气体的物质的量，开始时气体的物质的量为，压强之比等于气体的物质的量之比，为。 33、 【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。 34、 【答案】（1）E3 – E2 （2）> < 0.7 0.05 CD 【解析】（1）根据图像可知。 （2）①在固定容积的容器中投入和，说明在反应过程中，作为反应物在逐渐减少，而甲醇作为产物逐渐增大，因此T1对应的是的物质的量随时间的变化关系，根据图像可知平衡时，T2对应的是的物质的量随时间的变化关系，根据图像可知平衡时，达到平衡时，T2对应的甲醇的物质的量更大，该反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，反应速率减慢，因此温度为>； a点对应的温度为T1， c点对应的温度为T2，>，温度越高反应速率越快，因此未达到平衡之前，此时产生的，则T1时温度较高，对应的a点转化的H2更多，剩余的H2的物质的量就会减少，而T2时温度较少，对应c点转化的H2更少，剩余的H2的物质的量较多，即容器内的物质的量a < c； ②时，反应进行到时，图像中生成的甲醇为1.2mol，列出三段式： 同温同压下，有，，因此气体的总压强是开始的0.7倍； ab段用的物质的量浓度表示平均反应速率为； ③A．恒容下，体积不变，密闭容器中混合气体的总质量不变，则混合气体的密度一直不变，不能说明该反应达到平衡状态，A错误； B．各组分的浓度不变时说明达到平衡，因此不能说明该反应达到平衡状态，B错误； C．当正逆反应速率相等时化学反应达到平衡状态，由速率之比等于系数比，说明反应平衡，C正确； D．该反应前后气体分子数不相等，则压强是一变量，当容器中的压强不随时间变化，说明该反应达到平衡状态，D正确； 故选：CD。 35、 【答案】（1）91 413 （2）反应Ⅰ和Ⅲ生成甲醇且都是放热反应，升高温度平衡逆移或反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动 （3）ab （4） 不影响 【解析】（1）由图可知ΔH=419kJ/mol-510kJ/mol=-91kJ/mol，且焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，设甲醇中C-H键的键能为xkJ/mol，则1084+2×436-3x-465-343=-91，解得x=413。此反应每生成甲醇，释放91热量，甲醇中键的键能为413。故答案为：91；413； （2）随温度的升高，甲醇选择性呈现如图所示变化的原因是反应Ⅰ和Ⅲ生成甲醇且都是放热反应，升高温度平衡逆移或反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动。时，经过反应到达平衡，，该时间段内甲醇的平均反应速率 =。故答案为：反应Ⅰ和Ⅲ生成甲醇且都是放热反应，升高温度平衡逆移或反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动；； （3）a．反应是气体分子数改变的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，达到平衡状态，a符合； b．反应是气体分子数改变的化学反应，气体的总质量保持不变，气体的平均摩尔质量不再改变，，达到平衡状态，b符合； c．每断开2molC-O键形成3molC-H键，成键速率和的断键速率相等时，成键速率和的断键速率均为逆速率，且不满足3成键速率=2的成键速率或3断键速率和2的断键速率，故c不符； 故答案为：ab； （4）从图中可以看出：下的加氢制甲醇的性能约次330，最大，时选择催化剂催化效果较好。催化剂能改变反应历程，不能改变平衡，选择不同催化剂不影响该反应体系的平衡转化率。故答案为：；不影响。 36、 【答案】（1）放 大于 （2）0.05 36% b c （3）正极 2 【解析】（1）所有燃烧反应都是放热反应，CH4在O2中燃烧的反应是放热反应，这是由于反应物的总能量大于生成物的总能量，发生反应时会向环境释放能量； （2）①由图可知，6min时，CO的转化率为60%，则从反应开始到6min内消耗的CO为1mol×60%=0.6mol，从反应开始到6min，用CO的浓度变化表示的该反应的反应速率为=0.05mol/(L∙min)；从反应开始到6min中，消耗的H2物质的量为0.6mol×3=1.8mol，则6min时H2的转化率为×100%=36%； ②a．该反应中所有物质都呈气态，建立平衡的过程中混合气体的总质量始终不变，在恒容容器中，混合气体的密度始终不变，容器内混合气体的密度保持不变不能说明反应达到化学平衡状态，a项不符合题意； b．该反应的正反应气体分子数减小，建立平衡的过程中气体分子物质的量变化，在恒温恒容容器中，容器内混合气体的总压强变化，故容器内混合气体的总压强保持不变能说明反应达到化学平衡状态，b项符合题意； c．容器中CH4的体积分数保持不变是该反应达到化学平衡状态的特征标志，c项符合题意； d．单位时间内每消耗1molCO同时生成1molCH4仅指正反应方向，不能说明反应达到化学平衡状态，d项不符合题意； 答案选bc； （3）①通入CH4的电极上CH4发生失电子的氧化反应生成，通入CH4的电极为负极；通入O2的电极上O2发生得电子的还原反应，通入O2的电极为电池的正极； ②通入CH4的电极上CH4发生失电子的氧化反应生成，1molCH4失去8mol电子，则通入CH4的电极反应方程式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O； ③标准状况下11.2LO2物质的量为=0.5mol，通入O2的电极反应方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-，转移电子物质的量为0.5mol×4=2mol。 37、 【答案】(1) (2)BC (3) 40 0.14 AB (4) 【详解】（1） 在反应中、，根据化合价的变化求最小公倍数，根据原子守恒和电子守恒可得化学方程式为；根据化合价的变化运用双线桥法，标出电子转移数：。 （2）反应放热说明反应物的总能量高于生成物总能量，A错误，B正确；该反应正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，C正确。故答案为：BC； （3）①在恒容密闭容器中压强之比等于物质的量之比，反应前，则反应后。根据反应差量可得： 解得，则的转化率。根据化学方程式的化学计量数之比可得，反应进行到时，在内用表示的平均速率。故答案为：40；0.14； ②A．容器内混合气的压强不变，说明混合气的总物质的量不变，说明反应达到平衡，故A正确； B．混合气的平均相对分子质量，混合气的总质量不变，若不变说明总物质的量不变，反应达到平衡，故B正确； C．混合气的总质量不变，容器的容积不变，则混合气的密度始终不变，不能说明反应是否平衡，故C错误； D．断裂键表示，生成键也表示，不能说明正、逆反应速率的关系，无法判断反应是否达到平衡，故D错误； 故答案为：AB； （4）电极b上，发生氧化反应，故电极为负极，根据化合价的变化，结合碱性溶液，放电时，电极b的电极反应式为。 38、 【答案】(1) (2) 吸收498kJ 低于 (3)C (4) 0.004 87.5 (5) 石墨I 【详解】（1）HClO氧化NO的离子方程式为； （2）根据能量变化图可知，断裂1 mol O2(g)分子中的化学键，需要吸收498 kJ能量，该反应中ΔH=946 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2×632 kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1，则该反应为吸热反应，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量； （3）A．CH4和N2浓度相同不一定达到平衡，浓度不再改变才能说明平衡，A错误； B．气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，当容器中混合气体的平均密度不再变化，不能作为判断平衡的标志，B错误； C．正向反应，二氧化氮物质的量浓度不断减小，当容器内NO2的物质的量浓度不再变化，说明已达到平衡，C正确； D．单位时间内，消耗2 mol CH4，正向反应，同时生成2 mol CO2，都是正向反应，同一个方向，不能说明达到平衡，D错误； 故选C； （4）根据表格数据可知，0~2s内，v(NO2)=，根据反应速率之比等于化学计量数之比可得，v(N2O4)=，在第5s时，NO2的转化率为； （5）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，NO2作燃料、O2作氧化剂，所以石墨I为负极，石墨II为正极，则正极电极反应式为。 39、 【答案】(1)-4a (2) ＜ AC (3) 0.2 0.6 5% (4) b 44.8 【详解】（1）根据热化学方程式可知：在反应Ⅰ反应产生了4 mol H2O(g)，由于反应Ⅰ每生成1 mol H2O(g) 放出a(a＞0)kJ能量，则该反应的反应热△H1=-4a kJ/mol； （2）向某绝热的恒容密闭容器中充入1 mol CO2(g)和4 molH2(g)，只发生反应Ⅱ，一段时间后，密闭容器中的温度升高，说明发生反应放出热量，使体系的温度升高，因此该反应是放热反应，所以△H2＜0； A．反应Ⅱ的正反应是气体体积减小的放热反应。反应在恒容绝热条件下进行，若反应未达到平衡状态，则体系的压强会发生改变，当容器内的压强不再发生变化，说明气体的物质的量及反应体系的温度不变，反应达到了平衡状态，A符合题意； 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，气体的体积不变，则根据密度公式ρ=可知：容器内混合气体的密度始终不发生变化，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，B不符合题意； 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，则气体的平均相对分子质量会发生改变，当容器内混合气体的平均相对分子质量不再发生变化时，反应达到了平衡状态，C符合题意； D．根据反应方程式中物质反应转化关系可知：每断裂1 mol C=O键，即反应消耗0.5 mol CO2气体，就会生成1 mol H2O，即同时生成2 mol H-O键，这表示的都是化学反应正向进行，不能据此判断反应是否达到了平衡状态，D不符合题意； 故合理选项是AC； （3）①T℃时，向某容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2(g)和4 mol H2(g)，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，经过5 min后反应达到平衡，此时CO2的转化率[转化率 ]为60%，c(C2H4)=c(CH4)，假设反应产生CH4或C2H4的物质的量是x ，则发生反应Ⅰ消耗CO2的物质的量是2x，消耗H2的物质的量是6x，反应Ⅱ消耗CO2的物质的量是x，消耗H2的物质的量是4x，反应共消耗CO2的物质的量是△n(CO2)=2x+x=3x mol，共消耗H2的物质的量是△n(H2)=(6x+4x)mol=10x mol。由于CO2的转化率是60%，则×100%=60%，所以x=0.2 mol，则反应达到平衡时共消耗H2的物质的量是△n(H2)=10×0.2 mol=2 mol，容器的容积是2 L，反应时间是5 min，则用H2浓度变化表示的反应速率v(H2)==0.2 mol/(L·min)； ②根据步骤①计算可知反应达到平衡时产生CH4、C2H4的物质的量都是0.2 mol，结合物质发生两个反应中转化关系可知同时产生H2O的物质的量是n(H2O)=4×0.2 mol+2×0.2 mol=1.2 mol，容器的容积是2 L，则平衡时c(H2O)==0.6 mol/L； 反应进行到5 min达到平衡时，n(CH4)=0.2 mol，n(C2H4)=0.2 mol，n(H2O)=1.2 mol，n(CO2)=(1-0.6)×1 mol=0.4 mol， n(H2)=4 mol-2 mol=2 mol则平衡时混合气体总物质的量n(总)=0.4 mol+2 mol+0.2 mol+0.2 mol+1.2 mol=4.0 mol，则此时CH4的体积分数为×100%=5%； （4）在燃料电池中，通入燃料CH4或C2H4的电极为负极，通入空气的电极为正极。电解质溶液中的阳离子向负电荷较多的正极区移动，阴离子向正电荷较多的负极区移动。根据图示可知K+向M电极移动，则M电极为正极，a口通入空气；N电极为负极，b口通入燃料CH4或C2H4； 若是通入CH4为燃料，由于电解质溶液为碱性，则负极的电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O，正极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-。在同一闭合回路中电子转移数目相等。16 g CH4的物质的量是1 mol，则在反应过程中会转移8 mol电子，应该消耗2 mol O2，其在标准状况下的体积V(O2)=2 mol×22.4 L/mol=44.8 L。 40、 【答案】(1) 2.8 60% 1 (2)-80kJ/mol (3) 192 (4) (0.4NA) 【详解】（1）=(0.15-0.06)mol/L=0.09mo/L，=(0.11-0.05)mol/L=0.06mol/L；已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量()没有变化说明该反应是一个等体积反应，且化学方程式的化学计量系数之比等于浓度变化量之比。故该反应生成(0.09-0.06)mol/L=0.03mol/L的B气体，该反应的化学反应为3A2C+B。若，该温度下化学平衡常数K==；A的转化率为    ；相同的温度和容器内，压强之比等于物质的量之比，该反应为等体积反应，故平衡时体系内的压强与初始状态的相等； （2）目标方程可由③+2①-②获得，故(+141-2393.5+566)kJ/mol=-80 kJ/mol； （3）①即0.5mol完全反应放出热量为，故 ； ②设中N-N的键能为x，反应物总键能-生成物总键能=[4391+x+498-(936+4463)]kJ/mol=-534kJ/mol，故x=192kJ/mol； （4） 该装置是原电池，氨气在电池的负极发生失电子的氧化反应生成氮气，氧气在正极发生得电子的还原反应，电极反应式为，原电池中氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数=转移电子数，故当消耗0.1mol 时，理论上转移0.4mol电子，转移电子数为(0.4NA)。 41、 【答案】(1) 放出 92 0.5 mol/(L·min) (2) 正 NO-2e-+O2-=NO2 (3) 5.80×10-3 Ⅰ和Ⅲ bd 【详解】（1）反应过程的能量变化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，则形成2 mol NH3时能量变化为Q=946 kJ+3×436 kJ-6×391 kJ=-92 kJ，说明反应产生2 mol NH3时会放出热量92 kJ； 实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10 mol NH3，则用NH3表示的化学反应速率是v(NH3)=； （2）根据图示可知：在Pt电极上O2得到电子被还原为O2-，电极反应式为：O2+4e-=2O2-，NiO电极上NO失去电子，被氧化产生NO2，电极反应式为：NO-2e-+O2-=NO2，故NiO电极为负极，Pt电极为正极； （3）①根据表格数据可知：实验Ⅰ、Ⅱ催化剂表面积不同，其它反应条件应该相同，以探究催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，故应该保证反应物起始浓度一致，故a=1.20×10-3 mol/L ，b=5.80×10-3 mol/L； ②要验证温度对化学反应速率的影响规律，应该只有实验温度不同，其它条件相同。根据表格数据可知，相应的实验应该是实验Ⅰ和Ⅲ的催化剂的比表面积相同，能验证温度对化学反应速率影响规律，故答案为实验Ⅰ和Ⅲ； ③a．该反应在恒温恒容条件下进行，反应前后气体的物质的量发生改变，若容器内气体的压强不变，说明气体的物质的量不再发生改变，则反应达到平衡状态，a正确； b．根据反应方程式可知：该反应进行时反应物与生成物改变的物质的量的比是2：2：2：1，在反应混合物中容器内各气体的物质的量之比为2：2：2：1时，反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡状态，这与开始时加入反应物的物质的量有关，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，B错误； c．v逆(CO2) =v正(NO)，反应速率一正以逆，且满足系数比，可用来判断反应达到平衡状态，c正确； d．该反应在恒温恒容条件下进行，气体的体积不变；反应前后均为气体，气体总质量不变，则容器内气体的密度始终不变，因此不能根据密度不变判断反应是否达到平衡状态，d错误； 故合理选项是bd。 42、 【答案】(1)I (2)AB (3)ABE (4) 负 (或) 【详解】（1）CO与反应合成甲醇，没有副产物生成，则最符合“原子经济性反应”的是I。 （2）A．升高温度，反应速率加快，故选A；     B．恒温恒容下，充入，氢气浓度增大，反应速率加快，故选B； C．恒温恒容下，充入Ne，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选C；     D．恒温恒压下，充入Ne，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢，故不选D； 选AB。 （3）A．反应过程中始终为1:3，保持不变，反应不一定平衡，故选A；          B．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，容器内气体密度保持不变，反应不一定平衡，故选B； C．反应前后气体总质量不变，气体总物质的量减少，平均摩尔质量是变量，混合气体的平均摩尔质量不再变化，反应一定达到平衡状态，故不选C；                 D．反应后气体总物质的量减少，混合气体的压强减小，压强不再变化，反应一定达到平衡状态，故不选D； E．的消耗速率和的生成速率均表示正反应速率，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故选E； 选ABE。 （4）通入a物质的一极有电子流出，a是电池的负极，电极反应式为；通入b物质一极有电子流入，b是正极，正极氧气得电子生成水，电极反应式为；该反应每消耗1.6g甲醇，外电路中通过的电子数为。 43、 【答案】(1)A (2) 0.16 15% 减小 反应物浓度减小，反应速率减慢 (3) a CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O 【详解】（1）A．铝与盐酸发生置换反应产生AlCl3和H2，反应过程中会放出热量，因此该反应为放热反应，A符合题意； B．煤和水蒸气在高温下发生反应氢气和CO，该反应发生过程中会吸收热量，因此反应属于吸热反应，B不符合题意； C．水分解制氢气的反应过程中会吸收热量，因此反应属于吸热反应，C不符合题意； 故合理选项是A； （2）①根据题目表格数据可知：在0-3 s时反应产生CO2的浓度是0.12 mol/L，结合反应方程式中H2与CO2的反应转化关系可知，会同时产生H2的浓度是△c(H2)=4×0.12 mol/L=0.48 mol/L，则用H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)==0.16 mol/(L·s)； 反应在进行到第5 s时CO2的浓度增大了0.15 mol/L，根据CH4与CO2的反应转化关系可知会同时反应消耗CH4的浓度是0.15 mol/L，由于容器的容积是1 L，则反应消耗CH4的物质的量是n(CH4)=0.15 mol/L×1 L=0.15 mol，由于反应开始时加入CH4的物质的量是1 mol，则CH4的转化率为×100%=15%； ②根据表格数据可知：CO2的浓度变化是：在第1 s增加0.05 mol/L，在第2 s增加0.04 mol/L，在第3 s增加0.03 mol/L，在第4 s增加0.02 mol/L，在第5 s增加0.01 mol/L，说明随反应时间的延长，反应物的浓度越来越小，化学反应速率也越来越小； （3） 在CH3OH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，负极的电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；通入O2的电极为正极，正极上发生得到电子的还原反应，正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；电解质溶液中的OH-向正电荷较多的负极区移动，即OH-向多孔电极a移动。 44、 【答案】(1) 吸收 180 (2) > B 乙 (3) 正极 【详解】（1）根据能量变化示意图，和断键吸收能量，生成2mol成键放出能量，因此和完全反应生成会吸收能量。 （2）①后，NO的物质的量仍在减小，说明反应进行到时，反应正向进行，则正反应速率>逆反应速率； ②后，NO的物质的量不再变化，说明反应达到平衡状态，的最大转化率为； ③ A．及时分离出、，生成物浓度减小，之后反应物浓度也会减小，反应速率减小，A错误； B．温度越高反应速率越快，因此适当升高温度，可以加快反应速率，B正确； C．适当扩大容器的容积，反应物浓度减小，反应速率减慢，C错误； D．充入，反应物浓度不变，不能增大反应速率，D错误； 答案选B。 ④根据浓度随时间变化图可知，使用催化剂乙时，反应达到平衡所用的时间更短，因此催化剂乙的催化效果更好。 （3）根据图示及燃料电池的原理，A电极上CO转化为CO2，碳元素化合价升高失电子发生氧化反应，则A电极为负极，电极反应式为，B电极为正极。 45、 【答案】(1) 92 A (2) A C 1.8 16.7 (3) CH3OH+H2O—6e—═CO2+6H+ 11.2 【详解】（1）由题给数据可知，生成2mol氨气时，破坏反应物的共价键需要吸收的热量为946kJ+436 kJ×3=2254kJ，形成生成物的共价键放出的热量为391kJ×6=2346kJ，则反应放出的热量为2346kJ—2254kJ=92kJ，由图可知，图A表示的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，图B表示的反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，则能正确表示合成氨反应中能量变化的是图A，故答案为：92；A； （2）①A．使用催化剂，反应的活化能降低，活化分子的数目和百分数增大，有效碰撞次数增大，反应速率加快，故正确； B．降低温度，活化分子的数目和百分数减小，有效碰撞次数减小，反应速率变慢，故错误； C．及时分离水，反应物的浓度减小，单位体积内活化分子的数目减小，有效碰撞次数减小，反应速率变慢，故错误； 故选A； ②A．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中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正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； C．该反应是气体体积减小的反应，反应中容器内压强减小，则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确； D．单位时间内生成1mol一氧化碳，同时消耗3mol氢气都代表逆反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误； 故选C； ③由表格数据可知，4min时，甲烷的物质的量为0.8mol，则由方程式可知，氢气的浓度为=1.8mol/L，故答案为：1.8； ④由表格数据可知，6min反应达到平衡时，甲烷的物质的量为0.5mol，由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可知，平衡时混合气体中一氧化碳的体积分数为×100%≈16.7%，故答案为：16.7； （3）由电子移动方向可知，通入甲醇的电极c为燃料电池的负极，水分子作用下甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH+H2O—6e—═CO2+6H+，通入氧气的电极d为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4H++4e—═2H2O，则外电路转移2mol电子时，标准状况下消耗氧气的体积为2mol××22.4L/mol=11.2L，故答案为：CH3OH+H2O—6e—═CO2+6H+；11.2。 46、 【答案】(1)③ (2) 吸收 48.2 C (3)CH3CH2OH (4) 0.16 BC (5)CH3OH+6e-+3O2-=CO2+2H2O (6)CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+H2O+Cu 【详解】（1）①消耗大量的电能；②在高温下进行，消耗大量的燃料；③直接利用太阳能；综上所述，三种方法中最节能的是③； （2）反应过程中旧键的断裂吸收能量，新键的形成释放能量，则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)中断裂化学键吸收能量为Q吸=4×463 kJ=1852 kJ，形成化学键释放的能量为Q放=2×436 kJ+1×498 kJ=1370 kJ，断裂化学键吸收能量大于形成化学键释放的能量，因此该反应发生会吸收热量，吸收能量Q=4×463 kJ -2×436 kJ -1×498 kJ=+482 kJ， 2 mol H2O分解反应产生H2、O2的过程会吸收热量482 kJ。3.6 gH2O的物质的量n(H2O)==0.2 mol，则需吸收热量为：×482 kJ=48.2 kJ； 2H2O(g)→4H(g)+2O(g)是断裂化学键，吸收能量；即4H(g)+2O(g)的总能量大于2H2O(g)；4H(g)+2O(g)→2H2(g)+O2(g)是形成化学键，会放出热量，4H(g)+2O(g)的总能量大于2H2(g)+O2(g)的总能量，且2H2(g)+O2(g)的总能量大于2H2O(g)的总能量，故能够反应该反应过程中的能量变化图示为C； （3）同分异构体是分子式相同，结构不同的有机化合物，则二甲醚CH3OCH3的同分异构体为CH3CH2OH； （4）①根据图示可知：从反应开始至平衡时CH3OCH3的浓度增大了0.2 mol/L，根据反应方程式中中物质反应转化关系可知：反应会同时反应消耗H2的浓度是△c(H2)=4×0.2 mol/L=0.8 mol/L，反应时间是5 min，则用H2的浓度变化表示的平均反应速率v(H2)==0.16 mol/(L·min)； ②若该反应在恒容密闭容器中进行。 A．及时分离出CH3OCH3，生成物浓度瞬时减小，正反应速率瞬时不变，后来化学反应速率会逐渐减小，A错误； B．恒容时，充入He增大压强，由于不能改变反应混合物中任何物质的浓度，因此化学反应速率不变，B正确； C．反应在恒温恒容密闭容器中进行，容器的容积不变；反应前后气体的物质的量发生改变，若容器内压强不再变化，说明该反应已达到最大的限度，即反应达到平衡状态，C正确； D．在任何时刻都存在化学反应速率关系：v正(CH3OCH3)=v正(H2O)，若v正(CH3OCH3)=4v逆(H2O)，则v正(CH3OCH3)=v正(H2O)=4v逆(H2O)，由于正反应速率大于逆反应速率，因此化学反应正向进行，该反应未达到平衡状态，D错误； 故合理选项是BC； （5）根据原电池工作原理通入CH3OH的电极为负极，负极发生失去电子的氧化反应；通入O2的电极为正极，正极上发生得到电子的还原反应。溶液中阴离子移向负极；根据图示可知：O2-从b极移向a极；即b极为正极，a极为负极；正极反应式为O2+4e- =2O2-；a电极是负极，负极的反应式为：CH3OH+6e-+3O2-=CO2+2H2O； （6）乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图B，反应分步进行，反应①发生反应：2Cu+O22CuO；反应②的化学方程式为：CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+H2O+Cu。总反应方程式为：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。 47、 【答案】(1)< (2) /() (3)ac (4)ae (5) 负 联氨() (6) 【详解】（1）该反应为可逆反应，反应不完全，则放出的热量小于2bkJ； 故答案为：＜； （2）起始O2的物质的量为2mol，5min时O2的物质的量为0.4mol/L×2L=0.8mol，则O2的转化率为；速率之比为系数之比，； 故答案为：60%；0.12mol/(L·min)； （3）a．增大氧气浓度，增加活化分子数，反应速率加快，a符合题意； b．增加容器体积，压强减小，反应速率减慢，b不符合题意； c．绝热容器，因反应放热，对反应升温，活化分子百分数增加，反应速率加快，c符合题意； d．恒容条件下，通入不反应气体，则各物质浓度不变，反应速率不变，d不符合题意； 故答案为：ac； （4）a．该反应气体系数增大，故当混合气体的压强不再变化，反应达到平衡，a符合题意； b．，反应前后均为气体，则根据质量守恒定律，质量不变，该装置为恒容装置，则体积不变，则密度始终不变，b不符合题意； c．每生成1mol O2(g)说明反应逆向进行，消耗1mol N2(g)说明平衡逆向进行，则无法表示反应是否达到平衡，c不符合题意； d．任何时刻反应速率之比为系数之比，，d不符合题意； e．，反应前后均为气体，则根据质量守恒定律，质量不变，反应气体系数增大，则当混合气体的平均相对分子质量不再变化，达到化学平衡状态，e符合题意； 故答案为：ae； （5）根据原电池的原理，溶液中的阳离子移向正极，则N为氧气作正极，M为N2H4作负极； 故答案为：负；联氨(N2H4)； （6）N为氧气作正极，发生还原反应，； 故答案为：。 48、 【答案】(1)③ (2) 吸收 48.2 C (3)CH3CH2OH (4) 0.16 BC (5)CH3OH+6e-+3O2-=CO2+2H2O (6)CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+H2O+Cu 【详解】（1）①消耗大量的电能；②在高温下进行，消耗大量的燃料；③直接利用太阳能；综上所述，三种方法中最节能的是③； （2）反应过程中旧键的断裂吸收能量，新键的形成释放能量，则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)中断裂化学键吸收能量为Q吸=4×463 kJ=1852 kJ，形成化学键释放的能量为Q放=2×436 kJ+1×498 kJ=1370 kJ，断裂化学键吸收能量大于形成化学键释放的能量，因此该反应发生会吸收热量，吸收能量Q=4×463 kJ -2×436 kJ -1×498 kJ=+482 kJ， 2 mol H2O分解反应产生H2、O2的过程会吸收热量482 kJ。3.6 gH2O的物质的量n(H2O)==0.2 mol，则需吸收热量为：×482 kJ=48.2 kJ； 2H2O(g)→4H(g)+2O(g)是断裂化学键，吸收能量；即4H(g)+2O(g)的总能量大于2H2O(g)；4H(g)+2O(g)→2H2(g)+O2(g)是形成化学键，会放出热量，4H(g)+2O(g)的总能量大于2H2(g)+O2(g)的总能量，且2H2(g)+O2(g)的总能量大于2H2O(g)的总能量，故能够反应该反应过程中的能量变化图示为C； （3）同分异构体是分子式相同，结构不同的有机化合物，则二甲醚CH3OCH3的同分异构体为CH3CH2OH； （4）①根据图示可知：从反应开始至平衡时CH3OCH3的浓度增大了0.2 mol/L，根据反应方程式中中物质反应转化关系可知：反应会同时反应消耗H2的浓度是△c(H2)=4×0.2 mol/L=0.8 mol/L，反应时间是5 min，则用H2的浓度变化表示的平均反应速率v(H2)==0.16 mol/(L·min)； ②若该反应在恒容密闭容器中进行。 A．及时分离出CH3OCH3，生成物浓度瞬时减小，正反应速率瞬时不变，后来化学反应速率会逐渐减小，A错误； B．恒容时，充入He增大压强，由于不能改变反应混合物中任何物质的浓度，因此化学反应速率不变，B正确； C．反应在恒温恒容密闭容器中进行，容器的容积不变；反应前后气体的物质的量发生改变，若容器内压强不再变化，说明该反应已达到最大的限度，即反应达到平衡状态，C正确； D．在任何时刻都存在化学反应速率关系：v正(CH3OCH3)=v正(H2O)，若v正(CH3OCH3)=4v逆(H2O)，则v正(CH3OCH3)=v正(H2O)=4v逆(H2O)，由于正反应速率大于逆反应速率，因此化学反应正向进行，该反应未达到平衡状态，D错误； 故合理选项是BC； （5）根据原电池工作原理通入CH3OH的电极为负极，负极发生失去电子的氧化反应；通入O2的电极为正极，正极上发生得到电子的还原反应。溶液中阴离子移向负极；根据图示可知：O2-从b极移向a极；即b极为正极，a极为负极；正极反应式为O2+4e- =2O2-；a电极是负极，负极的反应式为：CH3OH+6e-+3O2-=CO2+2H2O； （6）乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图B，反应分步进行，反应①发生反应：2Cu+O22CuO；反应②的化学方程式为：CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+H2O+Cu。总反应方程式为：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。 49、 【答案】(1) 放热 反应物的总能量高于生成物的总能量 (2)BCE (3) 0.225mol/(L•min) 3∶4 (4) SO2+2H2O-2e-=+4H+ 1mol 【分析】(4)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，总反应为：H2O2+SO2=H2SO4，反应中SO2被氧化，即通入SO2的一极石墨1为负极，电极反应为：SO2+2H2O-2e-=+4H+，而加入H2O2的一极石墨2为正极，电极反应为：H2O2+2e-+2H+=2H2O，据此分析解题。 【详解】（1）由题干图像所示可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应为放热反应，故答案为：放热；反应物的总能量高于生成物的总能量； （2）A．化学平衡的特征之一为正逆反应速率相等，而题干中并未告知正逆反应速率，不能说明反应达到化学平衡，A不合题意； B．该反应是个气体体积减小的反应，容器内气体压强始终在变，当压强保持不变时，说明各物质的浓度保持不变，能判定到达平衡状态，B符合题意； C．逆(CO2)是指逆反应方向上的速率，正(CH3OH)是指正反应方向上的速率，且两者计量数相等，说明正逆反应速率相等，能判定到达平衡状态，C符合题意； D．容积固定时混合气体的密度不再改变的状态，说明气体的总质量保持不变；反应物、生成物都为气体，气体的总质量始终保持不变，不能判定到达平衡状态，D不合题意； E．1mol CH3OH中H-O键断裂说明1mol CH3OH向逆反应方向进行，同时2mol C=O键断裂说明1molCO2向正反应方向进行，即正逆反应速率相等，能判定到达平衡状态，E符合题意； 故答案为：BCE； （3）在容积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，由题干测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化图所示信息可知，由三段式分析：，从反应开始到平衡，用氢气的浓度变化表示的平均反应速率=0.225mol/(L•min)，恒温恒容下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，故容器内平衡时与起始时的压强之比为(0.25+0.75+0.75+0.75)mol/L×1L∶(1+3)mol/L×1L=3∶4，故答案为：0.225mol/(L•min)；3∶4； （4）①由分析可知，石墨1电极为负极，该电极上发生的电极反应式为SO2+2H2O-2e-=+4H+，故答案为：SO2+2H2O-2e-=+4H+； ②由分析可知，负极电极反应为：SO2+2H2O-2e-=+4H+，若11.2L(标准状况)即=0.5molSO2参与反应，则电路中转移电子的物质的量为0.5mol×2=1mol，故答案为：1mol。 50、 【答案】(1) 放出 46 (2) 0.1 > 16.7 DE (3) 负极 11.2 【详解】（1）断键吸收能量，成键要放出能量，0.5mol氮气对应1.5mol氢气和1mol氨气，0.5mol氮气参加反应时断键吸收的能量为kJ，生成1mol氨气放出的能量为kJ，吸收的能量小于放出的能量，故有0.5 mol N2发生上述反应，则放出的能量为kJ； （2）① 2～4 min内，用CH4表示的化学反应速率v(CH4)= ； ② 4min时，反应还未达到平衡，还在向正反应方向进行，故H2O的消耗速率大于CH4的生成速率； ③反应达到平衡时，甲烷的物质的量为0.5mol，列出三列式； 反应达到平衡时，混合气体中CO的体积分数为； ④ A．容器内CH4、H2O的浓度之比为1∶1与平衡并无必然关联，A错误； B．两个都代表正反应速率，不能说明平衡，B错误； C．由质量守恒可知气体的总质量不变，容器的体积又不变，故混合气体的密度始终都不变，故不能说明平衡，C错误； D．该反应是气体体积缩小的反应，故气体的总的物质的量在反应未平衡时始终在变化，由质量守恒可知气体的总质量不变，故容器中气体的平均相对分子质量在未平衡时始终在变化，所以当容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时可说明平衡，故D正确； E．恒温恒容时混合气体的压强取决于气体总的物质的量的变化，而该反应是气体体积缩小的反应，故在未平衡时气体的压强始终在变化，所以混合气体的压强不随时间而变化可说明平衡，E正确； 故选DE； （3）原电池中电子从负极流向正极，根据电子的流向可知c电极为负极；正极的电极反应式为，若外电路转移2mol电子，根据电子守恒可知，上述燃料电池所消耗的氧气在标况下的体积为。 51、 【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。 52、 【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。 53、 【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。 54、 【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。 55、 【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。 学科网（北京）股份有限公司 $