专题04 化学反应的速率与限度(期末真题汇编,黑吉辽蒙专用)高一化学下学期
2026-05-26
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 化学反应速率,化学平衡 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 黑龙江省,吉林省,辽宁省,内蒙古自治区 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.33 MB |
| 发布时间 | 2026-05-26 |
| 更新时间 | 2026-05-26 |
| 作者 | 乘风培优工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58058388.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦化学反应速率与限度5大高频考点,精选黑龙江、辽宁等多地区高一下期末真题,融合CO₂催化氢化、汽车尾气处理等工业情境与实验数据,实现基础巩固与能力提升的有机统一。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|40题|5大考点全覆盖,侧重速率计算、平衡判断|结合图像(浓度-时间图、转化率-温度图)考查科学思维,如草酸与酸性KMnO₄反应速率分析|
|非选择题|10题|综合应用,涉及平衡常数计算、工业条件选择|以铅再生、甲醇合成为情境,设计多步设问,如键能计算热化学方程式、催化剂对反应速率影响的实验探究|
内容正文:
专题04 化学反应的速率与限度
5大高频考点概览
考点01 化学反应速率的定义、计算
考点02 影响化学反应速率的因素
考点03 化学平衡状态的判断方法
考点04 化学平衡常数
考点05 影响化学平衡的因素
地 城
考点01
化学反应速率的定义、计算
1.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学·期末)用下列实验装置进行相应实验,其中能达到实验目的的是
A.探究与的反应
B.保护钢闸门
C.测定锌与稀硫酸的反应速率
D.中和热的测定
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.强光下易发生爆炸,应适当光照,A不能达到实验目的;
B.若钢闸门与正极相连,则钢闸门为阳极,失去电子发生氧化反应,会加快腐蚀,所以为保护钢闸门,钢闸门应与外接电源的负极相连,B不能达到实验目的;
C.长颈漏斗会使锌与稀硫酸反应生成的氢气逸出,无法测定氢气的体积,则题给装置无法达到测定锌与稀硫酸反应的速率的实验目的,C不能达到实验目的;
D.中和热测定内外筒外沿相平,两筒之间添加隔热层,用杯盖减少热量损失,当酸碱加入后,用玻璃搅拌器搅拌,测定最高点温度,可以测定中和热,D能达到实验目的;
故选D。
2.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)在反应中,下列表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由方程式可知,A为固体,不能用于表示反应速率;由反应速率之比等于化学计量数之比可知,物质的反应速率与化学计量数之比越大,反应速率越大,
,,,,所以表示该反应速率最快的是,
故答案选B。
3.(24-25高一下·吉林白山五校·期末)近年,我国大力加强对温室气体CO2催化氢化合成甲醚(CH3OCH3)技术的工业化量产研究,实现可持续发展:。在不同情况下测得该反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.将v(CO2)=0.03 mol/(L·s)转换为mol/(L·min),,再转换为;
B.v(H2)=0.6 mol/(L·min)转换为;
C.v(CH3OCH3)=0.02 mol/(L·s)转换为mol/(L·min),;
D.v(H2O)=0.4 mol/(L·min)转换为;
转化为同一物质表达后,C项反应速率最大,故选C。
4.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)酸性溶液与(草酸,一种弱酸)溶液反应过程中,含Mn粒子的浓度随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A.反应的离子方程式为
B.内的平均反应速率为
C.实验过程中可以用盐酸酸化
D.乙醇、乙酸也可以使酸性溶液褪色
【答案】A
【详解】A.反应过程中被氧化为,内被还原为,根据电子转移守恒、原子守恒、电荷守恒可知反应的离子方程式为,A项正确;
B.根据图像可知内的浓度变化为,根据反应方程式可知的浓度变化为,所以的平均反应速率为,B项错误;
C.酸性条件具有强氧化性,可以氧化盐酸,所以不能用盐酸酸化,C项错误;
D.乙醇能被酸性高锰酸钾氧化为乙酸,使酸性溶液褪色;乙酸不能使酸性溶液褪色,D项错误;
故选A。
5.(24-25高一下·黑龙江大庆实验中学·期末)已知:。向2L恒容密闭容器中充入0.4molNO和0.6发生上述反应,测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.该反应正反应活化能<逆反应活化能
B.b点的反应速率为
C.化学反应速率:c点的点的
D.混合气体的颜色不变可以判断该反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.正反应为放热反应,∆H<0,故正逆反应活化能的大小关系为Ea(正)<Ea(逆),A正确;
B.反应为气体分子数不变的反应,b点NO含量为0.2,则此时剩余0.2molNO,故0~t1时间反应段内的平均速率为,不是b点的瞬时速率,B错误;
C.T1>T2,c点未达平衡,b点达平衡正逆反应速率相等,vc(正)>vb(正)=vb(逆),b点温度大于a点,反应速率大于a点,故化学反应速率vc(正)>vb(逆)>va(逆),C正确;
D.二氧化氮为红棕色气体,混合气体的颜色不变,说明平衡不再移动,可以判断该反应达到平衡状态,D正确;
故选B。
6.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)化学反应在4种不同情况下的化学反应速率分别为①;②;③;④。下列有关化学反应速率的比较正确的是
A.②<①<④<③ B.①<③<②=④
C.①>②=③>④ D.①>②>③>④
【答案】A
【详解】比较反应快慢转化为同一种物质表示进行比较。以CS2的反应速率为标准,
①;
②;
③;
④。
反应的快慢:②<①<④<③;
故选A。
7.(24-25高一下·黑龙江六校联考·期末)可逆反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.v(A)=0.15mol/(L·min);
B.v(B)=0.04mol/(L·s),转换为v(A):v(A)=v(B)=×0.04×60 mol/(L·min)=0.6mol/(L·min);
C.v(C)=0.4mol/(L·min),故v(A)=0.4mol/(L·min);
D.D为固体,其浓度恒定,反应速率无法通过固体衡量;
综上所述,选B;
8.(24-25高一下·黑龙江龙东联盟·期末)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应:,各物质的浓度随时间变化情况如图所示[阶段变化未画出]。下列说法正确的是
A. B.a点时,
C.,平均反应速率 D.时,反应容器中Y的浓度不为0
【答案】B
【详解】A.由图可知,,,,浓度变化量之比等于化学计量数之比,则,A错误;
B.a点后,c(X)继续减小至不变,a点时反应正向进行,所以,B正确;
C.,的平均反应速率为,C错误;
D.,的浓度增加,则Y的浓度增加,由图可知,平衡时Y的浓度为,故时,其浓度为0,D错误;
故选B。
9.(24-25高一下·辽宁部分高中联合体·期末)可逆反应,在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.v(A)=0.15mol·L⁻¹·min⁻¹;
B.v(B)=0.5mol·L⁻¹·min⁻¹,按系数比换算为=0.25mol·L⁻¹·min⁻¹;
C.v(C)=0.6mol·L⁻¹·min⁻¹,换算为=0.2mol·L⁻¹·min⁻¹;
D.v(D)=0.02mol·L⁻¹·s⁻¹,单位转换为0.02×60=1.2mol·L⁻¹·min⁻¹,再换算为=0.3mol·L⁻¹·min⁻¹;
故选D。
10.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)一定条件下,下列表示4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的反应速率中,最快的是
A.v(NH3)=0.8mol·L-1·s-1 B.v(O2)=0.9mol·L-1·s-1
C.v(NO)=0.6mol·L-1·s-1 D.v(H2O)=1.0mol·L-1·s-1
【答案】A
【详解】反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,则有:
A.;
B.;
C.;
D.;
综上,A选项中的化学反应速率最快;
答案选A。
地 城
考点02
影响化学反应速率的因素
11.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)已知某条件下反应的速率方程为, 在钨表面分解的实验数据如表所示。
0
20
40
60
80
100
0.100
0.080
0.060
a
0.020
0
已知:①k为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关。
②时,反应为0级反应,时,反应为1级反应,以此类推。n可以为整数,也可以为分数。
③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期。
下列说法正确的是
A.表格中
B.该反应为2级反应
C.该反应速率与的浓度有关,可能因为催化剂表面吸附的已达到饱和
D.保持其他条件不变,若起始浓度为,则半衰期为
【答案】D
【详解】A.由分析可知,该反应是匀速反应,则内,氨气的反应速率为,解得,A错误;
B.由分析可知:,该反应是级反应,B错误;
C.该反应速率与氨气的浓度无关,说明催化剂表面吸附的氨气已达到饱和,氨气的浓度为定值,C错误;
D.根据B分析,该反应为0级反应,,反应速率恒定,保持其他条件不变,若起始浓度为,半衰期为,D正确;
故选D。
12.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)一定温度下,在一个容积为的恒容密闭容器中发生反应:,10s时,反应达到平衡,消耗了,下列说法正确的是
A.内用C表示的平均反应速率为
B.时,的浓度为小于
C.升高温度逆反应速率减慢
D.向平衡体系中加入,体系压强增大,平衡不移动
【答案】D
【详解】A.C是固体,其浓度视为常数,不能用固体物质的量浓度变化计算反应速率,A错误;
B.根据反应式,10s时消耗2mol C,生成2mol CO2,故CO2浓度为=1mol·L-1,B错误;
C.升高温度会同时加快正、逆反应速率,C错误;
D.恒容条件下加入He,各反应物和产物的浓度不变,平衡不移动,D正确;
故选D。
13.(24-25高一下·黑龙江大庆实验中学·期末)以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料,通过不同过程a、b实现铅的再生利用。过程b涉及如下两个反应:
①
②
各过程的能量变化如图。
下列说法错误的是
A.过程a的反应为:
B.与过程a相比,过程b增大了活化分子百分数
C.过程b中,①为控速步骤
D.过程b中起催化作用,加快反应速率
【答案】D
【详解】A.反应a和反应b总反应相同,根据①+②得总反应,所以过程a的反应为:,A正确;
B.由图可知,过程b活化能低于过程a,以过程b使用了催化剂,降低反应的活化能,增大了活化分子百分数,B正确;
C.由图可知,①反应的活化能大于②,活化能越大,反应速率越慢,所以①反应速率比②慢,慢反应是控速步骤,C正确;
D.先生成,后消耗,为反应中间产物,不是催化剂,D错误;
故选D。
14.(24-25高一下·黑龙江大庆实验中学·期末)利用和酸性溶液反应探究外界条件对反应速率的影响,设计方案如下:
序号
温度T/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间
溶液(含硫酸)
溶液
①
293
4.0
0.02
6.0
0.1
0
6
②
293
4.0
0.02
4.0
0.1
8
③
4.0
0.02
6.0
0.1
0
5
下列说法错误的是
A.实验①和②探究浓度对反应速率的影响,则
B.实验①和③探究温度对反应速率的影响,则
C.反应的离子方程式为
D.实验③的平均反应速率
【答案】D
【详解】A.实验①和②的温度、KMnO4浓度和体积相同,H2C2O4初始浓度相同但体积不同,通过加水(V₁=2.0mL)使总液体体积均为10.0mL,从而保证仅H2C2O4浓度不同,A正确;
B.实验①和③的KMnO4、H2C2O4浓度和体积均相同,仅温度不同,实验③褪色时间更短,说明温度更高,故T1>293,B正确;
C.酸性条件下,被还原为Mn2+,H2C2O4被氧化为CO2,,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为:,C正确;
D.实验③中,KMnO4物质的量为0.02mol/L×0.004L=0.00008mol,根据反应比例,H2C2O4消耗量为0.00008mol×=0.0002mol,总溶液体积为10.0mL,浓度变化为=0.02mol/L,平均反应速率,D错误;
故答案选D。
15.(24-25高一下·黑龙江龙东联盟·期末)相同温度下,某同学向浓度分别为a、b、c、d的硫酸(过量)中各加入等质量的锌粒充分反应。反应过程中放出的体积(已折算为标准状况下)随时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.硫酸浓度:a>b>c>d
B.前,硫酸浓度为的反应体系中一定无气体产生
C.若加水稀释上述浓度为的硫酸,最终生成的体积不变
D.实验所用锌粒的质量为
【答案】D
【详解】A.分析曲线可知,浓度为的硫酸因浓度过大,故反应初始阶段被还原生成,随着反应的进行,硫酸浓度降低,与反应生成,浓度为、、的硫酸属于稀硫酸,浓度越大,生成速率越快,故硫酸浓度:,A错误;
B.浓硫酸可以与锌反应生成,B错误;
C.若加水稀释上述浓度为的硫酸,最终生成比之前多,C错误;
D.,分析曲线可知生成,所用锌粒的质量为,D正确;
故答案选D。
16.(24-25高一下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
实验
序号
初始浓度
溴颜色消失
所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.0010
290
②
1.60
0.20
0.0010
145
③
0.80
0.40
0.0010
145
④
0.80
0.20
0.0020
580
分析实验数据所得出的结论中,不正确的是
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大 B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)减小 D.增大c(Br2),v(Br2)不变
【答案】C
【详解】A.实验①→②中,增大丙酮浓度,溴消失时间减半,速率增大,A正确;
B.实验②和③的溴消失时间相同,初始Br2浓度相同,故v(Br2)相等,B正确;
C.实验①→③中,增大HCl浓度,溴消失时间缩短,v(Br2)速率增大,,C错误;
D.实验①→④中,Br2浓度加倍,时间也加倍,速率不变,D正确;
故选C。
17.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学·期末)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素,设计了如下表所示系列实验。
实验序号
反应温度/(℃)
硫代硫酸钠溶液
稀硫酸
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
10.0
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
下列说法错误的是
A.设计该实验的基本方法为控制变量法
B.若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则,
C.可用热的NaOH浓溶液或洗掉反应后仪器中的黄色固体,且原理相同
D.该实验的化学方程式为
【答案】C
【详解】A.实验设计通过改变单一变量来探究影响因素,属于控制变量法,A正确;
B.实验1和3需保持硫代硫酸钠浓度和体积一致,稀硫酸体积减少需通过加水补足总体积,故V3=10.0,V4=6.0,B正确;
C.热的NaOH通过化学反应溶解S,而CS2通过物理溶解,原理不同,C错误;
D.硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成S、SO2、Na2SO4和H2O,方程式正确,D正确;
故选C。
18.(24-25高一下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)某化学兴趣小组同学设计了三组实验,探究反应温度、反应物浓度对化学反应速率的影响,具体情况如表所示。
实验编号
溶液的体积/mL
溶液的体积/mL
水的体积/mL
反应温度/℃
1
10
0
25
2
10
5
25
3
10
0
60
下列有关说法错误的是
A.
B.
C.实验1和实验3是探究反应温度对反应速率的影响
D.实验1中发生反应的离子方程式为
【答案】A
【详解】A.实验1和实验2中加入NaHSO3溶液体积不同,是探究反应物浓度对化学反应速率的影响,为使总体积不变,则a=10,b=5,A错误;
B.实验1和实验3温度不同,是探究温度对化学反应速率的影响,故反应物浓度要相同,则c=a=10,B正确;
C.由分析可知,实验1和实验3是探究反应温度对反应速率的影响,C正确;
D.实验1中发生氧化还原反应,离子方程式为,D正确;
答案选A。
19.(24-25高一下·吉林白山五校·期末)NH3是一种重要的化工产品,可用于生产尿素、处理烟气等。
(1)工业上合成尿素的反应: △H
已知合成尿素的反应分两步进行:
其能量变化曲线如图所示,则△H、和由小到大的顺序为_______。
(2)某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应:,反应过程中混合气体中NH3的体积分数如图所示。
①A点的逆反应速率______B点的正反应速率(填“>”“<”或“=”)。
②下列能说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。
a.NH3、CO2、H2O的分子数之比为2:1:1
b.体系的压强保持不变
c.单位时间内消耗1molCO2同时生成2molNH3
d.
(3)某实验小组模拟汽车尾气CO与NO净化过程,向1L恒容密闭容器中充入2.0molCO和2.0molNO,在不同催化剂作用下,发生反应:,反应2min时NO的转化率随温度的变化如图所示:
已知:相同温度下,使用不同催化剂时,反应物的平衡转化率是相同的。
①在T1~T3温度下,催化剂效果最佳的是_____(填“催化剂I”“催化剂Ⅱ”或“催化剂Ⅲ”),理由是_______。
②在催化剂Ⅲ、T3下,0~2min内平均反应速率_______,a、b、c三点所对应的状态中一定未达平衡状态的是_____(填字母)。
【答案】(1)
(2)< bc
(3)催化剂I 相同温度下,相同时间内,在催化剂I的作用下NO的转化率最大(答案合理即可) 0.25mol·L-1·min-1 a
【详解】(1)根据能量图可知,2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(l)+H2O(g)为放热反应,所以∆H<0,2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)为放热反应,所以∆H1<0,并且∆H1<∆H<0,NH2COONH4(s)⇌CO(NH2)2(l)+H2O(g)为吸热反应,所以∆H2>0,所以∆H1<∆H<∆H2;
(2)①据图可知A点未达到平衡,此时平衡正向移动,B点开始氨气的体积分数不再改变,说明B点达到平衡,所以A点v逆(CO2)<B点v逆(CO2),而B点v逆(CO2)=B点v正(CO2),所以A点v逆(CO2)<B点v正(CO2);
②a.NH3、CO2、H2O的分子数之比与投料比和转化率有关,可能存在某一时刻NH3、CO2、H2O的分子数之比为2:1:1,但无法判断反应是否处于平衡状态,a错误;
b.该反应为气体体积减小的反应,容器恒容,未平衡时压强会变,所以当压强不变时,说明反应处于平衡状态,b正确;
c.单位时间内消耗1mol CO2同时生成2mol NH3,说明正逆反应速率相等,所以反应处于平衡状态,c正确;
d.2v正(NH3)=v逆(H2O),即4v正(H2O)=v逆(H2O),说明逆反应速率大于正反应速率,所以生未处于平衡状态,d错误;
故选:bc;
(3)①在温度下,反应2min时NO的转化率始终是加入催化剂I的体系最高,因此催化剂I效果最佳;
②在催化剂Ⅲ、下,反应2min时NO的转化率为50%,则此时生成氮气的物质的量为:,因此0~2min内平均反应速率;已知:相同温度下,使用不同催化剂时,反应物的平衡转化率是相同的,因此b点为三种催化剂在T4温度下,反应2min时NO的转化率相等的点,则b点为平衡点,c点为温度升高,平衡逆向移动导致反应2min时NO转化率减小,a点时,三种催化剂反应2min时NO的转化率不相等,则促使该反应未达到平衡,故a,b,c三点所对应的状态中一定未达平衡状态的是a。
20.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)460℃时,在的密闭容器中,(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)反应从开始至2min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为___________。X的转化率为___________。
(2)下列情况能说明该反应已达到化学平衡的是___________
①X的转化率达到 ②反应速率 ③混合气体的平均相对分子质量不再改变 ④容器内压强不再改变 ⑤Y的物质的量浓度不再改变 ⑥气体的密度保持不变
(3)已知体系中三种物质的总键能,则该反应的热化学方程式为:___________。
物质
X
Y
Z
总键能
436
946
1173
(4)上述反应在内反应速率与时间图象如图所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则回答下列问题
①下列说法正确的是___________(填字母)。
A.在时增大了压强 B.在时加入催化剂 C.在时降低温度
②在___________时刻反应物的转化率最高
【答案】(1) 30%
(2)③④⑤
(3)
(4) B
【详解】(1)反应从开始至2min,Z的物质的量变化量为0.2mol,则以Z表示的反应速率为:;反应达到平衡时,根据图可知X的物质的量变化量为0.3mol,起始量为1mol,达平衡时X的转化率为:,故答案为:;30%;
(2)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变;
①该反应为可逆反应,X的转化率不可能达到100%,故①不符合题意;
②反应速率未指明反应方向,不能据此说明反应达到平衡状态,故②不符合题意;
③该反应为气体体积减小的反应,气体总质量不变,则混合气体平均相对分子质量为变量,当混合气体平均相对分子质量不再改变时,说明该反应达到平衡状态,故③符合题意;
④该反应为气体体积减小的反应,压强为变量,当体系压强不再改变时,说明各组分的浓度不再改变,该反应达到平衡状态,故④符合题意;
⑤Y的物质的量浓度不再改变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故⑤符合题意;
⑥恒温恒容时,气体总质量不变,体积不变,混合气体的密度一直保持不变,因此不能根据混合气体的密度判断平衡状态,故⑥不符合题意;
故答案为:③④⑤;
(3)由分析可知,该反应的化学方程式为,反应热反应物的总键能-生成物的总键能,则,该反应的热化学方程式为:,故答案为:;
(4)①A.时逆反应速率瞬间增大,正反应逐渐增大,应当是增大反应物浓度,不是增大压强,故A错误;
B.时正逆反应速率同等增大,是加入催化剂,故B正确;
C.时,正逆反应速率均减小,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,该反应是气体体积减小的放热反应,平衡逆向移动可能是减小压强,也可能是降温,故C错误;
故选B;
②由图可知,反应在时达到平衡状态,时,平衡逆向移动,反应物的转化率减小,时,平衡不移动,反应物的转化率不变,时平衡逆向移动,反应物的转化率减小,则时刻反应物的转化率最高,故答案为:。
地 城
考点03
化学平衡状态的判断方法
21.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)在一定条件下,可逆反应达到平衡状态的标志是
A.的消耗速率等于的消耗速率
B.容器内气体的颜色不再变化
C.和的物质的量之比为
D.单位时间内消耗的同时生成
【答案】B
【详解】A.的消耗速率等于的消耗速率即v正(NO2)=v逆(N2O4),大小比≠计量数之比,反应未平衡,A不符题意;
B.NO2为红棕色,N2O4为无色,容器内气体颜色不再变化,说明NO2浓度不再变化,反应达到平衡,B符合题意;
C.和的物质的量之比为不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否已平衡,C不符题意;
D.单位时间内消耗的同时生成均体现逆反应,无法判断反应是否平衡,D不符题意;
故选B。
22.(24-25高一下·吉林吉林毓文中学·期末)研究等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。在一定条件下,将与以体积比置于恒容密闭容器中发生的反应。下列状态能说明反应达到平衡状态的是
A.和NO的体积比保持不变 B.混合气体的颜色保持不变
C.混合气体平均摩尔质量保持不变 D.体系压强保持不变
【答案】B
【详解】A.和NO 均为生成物,和NO的体积比始终为1:1,和NO的体积比保持不变,反应不一定平衡,故不选A;
B.NO2为红棕色气体,颜色不变说明其浓度不再变化,反应一定达到平衡,故选B;
C.反应前后气体总物质的量不变,总质量也不变,平均摩尔质量始终不变,混合气体平均摩尔质量保持不变,反应不一定平衡,故不选C;
D.反应前后气体物质的量相等,压强始终不变,压强不变,反应不一定平衡,故不选D;
选B。
23.(24-25高一下·辽宁重点中学协作校·期末)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示。山梨醇初始浓度为,后异山梨醇浓度不再变化。下列说法正确的是
A.随着山梨醇浓度减小,反应①和②速率均减小
B.3h时,反应②达到平衡状态
C.平均速率
D.加入反应①的催化剂,Y曲线最高点将向左上移动
【答案】D
【详解】A.在反应初期,1,4-失水山梨醇浓度迅速升高,所以对于反应②,相当于反应物浓度变大,反应②的速率也在增大,A错误;
B.化学平衡状态的特征是各物质的浓度不再随时间变化,由题干信息可知,后异山梨醇浓度不再变化,说明,3h时,反应②未达到平衡状态,B错误;
C.山梨醇通过反应①和反应②转化成异山梨醇,转化的山梨醇物质的量浓度应为1,4-失水山梨醇和异山梨醇两者浓度之和,0到3h平均速率为,,C错误;
D.反应初期1,4-失水山梨醇浓度达到高点,随后浓度降低,说明反应①大于反应②反应速率,加入反应①的催化剂,Y曲线最高点将向左上移动,D正确;
故答案选D。
24.(24-25高一下·辽宁部分高中联合体·期末)在恒温、恒容密闭容器中合成甲醇:,下列能判断该反应达到平衡状态的是
A.每消耗1molCO生成 B.
C. D.容器内混合气体压强不变
【答案】D
【详解】A.每消耗1mol CO生成1mol CH3OH是反应的固定计量关系,无论是否平衡均成立,无法判断该反应达到平衡状态,A错误;
B.v正(CO)=v逆(CO)=0意味着反应停止,化学平衡状态是一种动态平衡,速率不可能为零,无法判断该反应达到平衡状态,B错误;
C.物质的量比为,可能出现在某一时刻,但平衡时比例不一定等于计量数比,无法判断该反应达到平衡状态,C错误;
D.该反应为气体体积减小的反应,随着反应的发生压强逐渐减小,当压强不变时,压强不变说明该反应达到平衡状态,D正确;
故选D。
25.(24-25高一下·辽宁沈阳郊联体·期末)在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:。下列叙述中,能说明反应已达到化学平衡状态的是
A.Z的生成速率与Z的分解速率相等
B.单位时间内消耗amolX,同时生成3amolZ
C.容器内的压强不再变化
D.混合气体总的物质的量不再变化
【答案】A
【详解】A.Z的生成速率与Z的分解速率相等,即反应的正、逆反应速率相等,故达到化学平衡,A符合题意;
B.单位时间内消耗amolX,同时生成3amolZ,都表示正反应速率,不能说明反应达到平衡,B不合题意;
C.由于该反应前后气体的物质的量保持不变,故容器内的压强不再变化不能说明反应达到化学平衡,C不合题意;
D.由于该反应前后气体的物质的量保持不变,混合气体总的物质的量不再变化不能说明反应达到化学平衡,D不合题意;
故选A。
26.(24-25高一下·吉林吉林毓文中学·期末)一定温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g),12s时生成0.4molC,A、B物质的量变化如下图,下列说法不正确的是
A.b=1,c=1
B.平衡时B的转化率为40%
C.起始压强与平衡时气体总压强的比值为7:13
D.混合气体的密度不变时,该反应不一定达到平衡状态
【答案】C
【详解】A.12s时,反应达到平衡时,生成0.4molC,由图可知,A、B消耗的物质的量分别为(1.6-0.4)mol=1.2mol、(1.0-0.6)mol=0.4mol,由物质的转化量之比等于化学计量数之比可得:1.2:0.4:0.4=3:b:c,解得b=1、c=1,故A正确;
B.由图可知,反应达到平衡时,B消耗的物质的量为(1.0-0.6)mol=0.4mol,则B的转化率为×100%=40%,故B正确;
C.由图可知,起始总物质的量为2.6mol,平衡时混合气体总物质的量为0.4+0.6+0.4=1.4mol,根据压强比等于物质的量之比可知,起始压强与平衡时气体总压强的比值为2.6mol:1.4mol=13:7,故C错误;
D.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,该反应不一定达到平衡状态,故D正确;
故选C。
27.(24-25高一下·吉林友好学校第79届期末联考·期末)一定温度下,在容积为的密闭容器中发生反应:。的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.反应达到平衡状态时,的转化率为
B.前的平均反应速率为
C.混合气体密度不变,说明该反应达到平衡状态
D.其他条件保持不变,增大的用量,反应速率增大
【答案】D
【详解】A.反应达到平衡状态时,X的转化率为60%,A正确;
B.前X的平均反应速率为v(X),同一化学反应用不同物质表达的速率之比等于化学计量数之比,M的平均反应速率为:,B正确;
C.混合气体密度,V不变,m总变化,密度变化,当密度不再变化时,该反应达到平衡状态,C正确;
D.Y为固体,其他条件保持不变,增大Y的用量,不能改变反应速率,D错误;
故选D。
28.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)往一容积为2L的恒容密闭容器中通入2molCO2和6molH2,一定温度下发生反应:,下列达到化学平衡状态时的是
A.容器内气体压强不再发生改变 B.正、逆反应速率相等且均为零
C.气体密度不再发生改变 D.
【答案】A
【详解】A.反应前后气体分子数不同,压强是变量,当容器内气体压强不再发生改变时反应达到平衡状态,A正确;
B.化学反应达化学平衡状态时正、逆反应速率相等,但不为零,B错误;
C.反应前后体积和气体的质量均不发生变化,密度始终不变,C错误;
D.平衡时正、逆反应速率相等,因此有,D错误;
答案选A。
29.(24-25高一下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)一定温度下,在的恒容密闭容器中发生反应。反应过程中的部分数据如下表所示:
0
2.0
2.4
0
5
0.9
10
1.6
15
1.6
下列说法正确的是
A.用A表示的平均反应速率为
B.容器内压强不变,说明反应已达到平衡状态
C.平衡状态时且不再发生变化
D.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【详解】A.根据三段式一定温度下,在的恒容密闭容器中发生反应
起始量(mol) 2.0 2.4 0
0-5min变化量(mol) 0.3 0.6 0.9
剩余量(mol) 0.7 1.8 0.9
用A表示的平均反应速率为v==0.03molL-1min-1,故A错误;
B. 因为反应,两边计量数相等,所以容器内压强始终不变,所以不能说明反应已达到平衡状态,故B错误;
C. 根据三段式一定温度下,在的恒容密闭容器中发生反应
起始量(mol) 2.0 2.4 0
0-10min变化量(mol) 0.4 0.8 1.2
0-15min变化量(mol) 1.6 1.8 1.2
剩余量(mol) 1.6 1.8 1.2
10min时化学反应已经达到平衡了,平衡状态时c(C)==0.6mol/L,故C正确;
D. 升高温度,正逆反应速率均增大,故D错误;
答案:C。
30.(24-25高一下·内蒙古部分学校·期末)甲醇()被誉为“液态阳光”,以甲醇为载体,将间歇性可再生能源(太阳能、风能)转化为稳定、可运输的化学能,从而解决清洁能源存储与时空分布不均的难题。回答下列问题:反应原理:
ⅰ.;
ⅱ.(g代表气态)。
(1)下列图像能正确表示反应ⅰ中能量变化的是___________(填标号)。
A. B.
(2)300℃时,向恒容密闭容器中充入1molCO2和仅发生反应ⅱ,下列情况能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.气体密度不随时间变化 B.气体总压强不随时间变化
C.的体积分数不随时间变化 D.体系中H原子数目不随时间变化
(3)在体积可变的密闭反应器中充入适量的和,仅发生反应ⅱ,下列措施不能增大合成反应速率的是___________(填标号)。
A.增大压强 B.降低温度 C.加入催化剂 D.增大浓度
(4)250℃、条件下,向2L密闭容器中充入和,在催化剂作用下只发生反应ⅱ,测得、和的物质的量(n)与时间(t)的关系如图。
①甲代表___________(填化学式),___________。
②平衡时的体积分数为___________(保留两位有效数字)。
(5)甲醇-空气碱性(如KOH作为电解质)燃料电池放电效率较高,在___________(填“正”或“负”)极区充入空气,负极的电极反应式为___________(氧化产物为)。
【答案】(1)A
(2)BC
(3)B
(4) 0.76 6.8
(5)正
【详解】(1)为吸热反应,即反应物总能量小于生成物总能量,A图像为吸热反应,故答案为:A;
(2)A.体系中物质全是气体,气体总质量不变,恒容条件下体积不变,气体密度是不变的量,气体密度不随时间变化,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.该反应为气体分子总数变化的反应,恒温恒容,气体分子总数变化,气体的总物质的量变化,气体的总压强变化,气体总压强不随时间变化,能说明反应达到平衡,B正确;
C.的体积分数,水的正反应速率等于水的逆反应速率,说明反应达到了平衡,C正确;
D.根据原子守恒体系中H原子数目一直不变,体系中H原子数目不随时间变化,不能说明反应达到了平衡,D错误;
故答案为:BC;
(3)A.增大压强,体积变小,各组分浓度增大,反应速率增大,A不符合题意;
B.降低温度,减慢反应速率,B符合题意;
C.加入催化剂加快反应速率,C不符合题意;
D.增大氢气的浓度,加快反应速率,D不符合题意;
故答案为:B;
(4)①向2L密闭容器中充入和,在催化剂作用下只发生反应,反应正向进行建立平衡,从图中可知甲的起点是3mol,且逐渐减小至2.28mol保持不变,乙的起点是1mol,且逐渐减小至mmol保持不变,可知甲代表氢气物质的量变化曲线,乙代表二氧化碳物质的量的变化曲线;180min时,,此时, ,故答案为:H2; 0.76;
②a,b点反应处于平衡状态,平衡时,,,,气体总物质的量为,的体积分数为,故答案为:6.8;
(5)甲醇-空气碱性(如KOH作为电解质)燃料电池中通入还原剂甲醇的一极为负极,发生氧化反应,通入空气一极为正极,空气中的氧气为氧化剂发生还原反应,故答案为:正;。
地 城
考点04
化学平衡常数
31.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)乙醇—水蒸气制的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
①
②
时,的平衡产率与温度、起始时水醇比的关系如图所示,图中同一条曲线上的平衡产率相同。下列说法正确的是
A.的平衡产率:曲线曲线b
B.反应②的焓变
C.Q点处反应①的平衡常数K比P点处小
D.的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时,要降低水醇比
【答案】B
【详解】A.其它条件相同,增大水的浓度,反应②逆向移动,反应①正向移动,反应②逆向移动,则增大水醇比,的平衡产率增大,所以的平衡产率:曲线a>曲线b,故A错误;
B.其它条件相同,升高温度,反应①正向移动,的平衡产率减小,说明反应②正向移动,反应②的焓变,故B正确;
C.平衡常数只与温度有关,Q点处反应①的平衡常数K与P点处相同,故C错误;
D.的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时,的平衡产率增大,要增大水醇比,故D错误;
选B。
32.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)已知反应 。在体积可变的密闭容器中,按充入反应物进行反应,A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A.温度:
B.a点的分压平衡常数
C.平均摩尔质量:,
D.d点:
【答案】B
【详解】A.由于,升高温度,平衡逆向移动,A的平衡转化率减小,故温度:,A错误;
B.a点列三段式,n总=0.8mol+0.6mol+0.2mol=1.6mol,p(A)=0.5P0,p(B)=0.375P0,p(C)=0.125P0,,B正确;
C.由于,升高温度,平衡逆向移动,气体的总质量不变,但总物质的量增大,所以平均摩尔质量:,b点对应的压强大于d点,增大压强,平衡向正反应方向移动,气体的总物质的量减小,平均摩尔质量,C错误;
D.a、b、c、d点均已平衡,每个点都存在2,D错误;
故选B。
33.(24-25高一下·辽宁沈阳郊联体·期末)在容积不变的密闭容器中,将2.0mol CO与10mol 混合加热到830℃,达到下列平衡:。此时该反应的K为1.0。求达到平衡时CO转化为的转化率
A.30% B.60% C.75% D.83%
【答案】D
【详解】设的转化量为,根据三段式计算
,
平衡常数表达式为: CO的转化率为:,故D正确;
故答案为:D。
34.(24-25高一下·辽宁沈阳郊联体·期末)在容积不变的密闭容器中发生下列反应并达到平衡:。若反应前CO的物质的量为10mol,达到平衡时CO的物质的量为8mol,且化学平衡常数为0.1。下列说法正确的是
A.升高温度的浓度增大,表明该反应是吸热反应
B.通入CO后,正反应速率逐渐增大
C.反应前的物质的量为7mol
D.达到平衡时CO的转化率为80%
【答案】C
【详解】A.升高温度导致浓度增大,说明平衡逆向移动,逆反应吸热,故正反应为放热反应,故A错误;
B.通入瞬间正反应速率增大,但随后因反应物浓度逐渐降低,正反应速率会减小,故B错误;
C.通过三段式计算,设初始量为,平衡时,解得,故C正确;
D.转化量为,转化率为,故D错误;
故答案为:C。
35.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)在2L恒容密闭容器中发生反应: 。反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下表:
时间
0
2.0
2.0
0.0
5
1.2
1.2
1.6
10
0.8
0.8
2.4
15
0.8
0.8
2.4
下列说法错误的是
A.5min时,Y的转化率为
B.10min时,反应达到平衡状态
C.平衡时,X的正反应速率等于Z的逆反应速率
D.内,用Z表示的平均反应速率为
【答案】C
【详解】A.Y的初始物质的量为2.0mol,5min时减少到1.2mol,转化量0.8mol,转化率为×100%=40%,A正确;
B.10min到15min时各物质的量不再变化,说明反应在10min时已达到平衡,B正确;
C.根据反应式X+Y⇌2Z,正反应中X的消耗速率与Z的生成速率关系为v(X)=v(Z);逆反应中Z的消耗速率与X的生成速率关系为v逆(Z) =2逆v(X),平衡时v(X)正=v(X)逆,因此v正(X) =逆v(Z),而非等于v逆(Z),C错误;
D.0~5min内Z的物质的量增加1.6mol,反应速率==0.16mol·L⁻¹·min⁻¹,D正确;
故选C。
36.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)A、B均为1L的恒容密闭容器,向容器A中充入和,向容器B中充入1mol和mol,在催化剂存在下发生反应:,测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。已知温度为873K时,容器A中反应在5min时到达c点。下列说法正确的是
A.、两点对应的平衡常数:
B.扩大容器体积可以加快反应速率,并提高的转化率
C.873K时,容器A中内CO的化学反应速率为
D.容器B中充入的物质的量
【答案】D
【详解】A.化学平衡常数只与温度有关, 、两点对应的温度相同,平衡常数相等,即,A错误;
B.扩大容器体积,物质的量浓度减小,化学反应速率减慢,B错误;
C.由图可知,c点甲烷转化率为,由题意可建立如下“三段式”:
由“三段式”可知,内甲烷的反应速率为的化学反应速率为,C错误;
D.相同温度下容器B中甲烷的转化率更高,因此容器B中充入的物质的量大于容器A中的,D项正确;
故选D。
37.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)催化加氢制甲醇,在减少排放的同时实现了的资源化,该反应可表示为:。保持起始反应物,时随压强变化的曲线和p=时随温度变化的曲线如图。
已知:表示平衡体系中甲醇的物质的量分数。下列说法正确的是
A.由图可知,随压强增大,平衡常数K增大
B.曲线b为250℃时等温过程曲线
C.当时,达平衡后
D.当时,的平衡转化率约为
【答案】D
【详解】A.平衡常数K只与温度有关,压强变化不影响K,A选项错误;
B.该反应(放热反应),升高温度,平衡逆向移动,减小,所以时等温过程曲线应该是随压强增大而增大的曲线,不是曲线b,B选项错误;
C.由图可知,当,时,对应的点在0.05上方,即>0.05 ,C选项错误;
D.起始反应物,设起始、的物质的量分别为3 mol、1 mol,平衡时生成a mol甲醇,由题意建立三段式:
,由可得,解得,则反应了1 mol,故的平衡转化率为,D项正确;
故答案选D。
38.(24-25高一下·辽宁沈阳郊联体·期末)研究合成氨及、的转化具有重要的意义。回答下列问题:
(1)氨气加热时可催化氧化产生NO,是工业制硝酸的基础,该反应的化学方程式为:_______。
(2)在一定条件下,可与发生反应I: 。
已知解题所需共价键的键能
化学键
键能
632
946
750
463
则分子中的键能为_______。
(3)在2L恒容密闭容器,充入NO和CO气体各2.4mol,在催化剂作用下发生反应II:。分别在和下测得随时间(t)的变化曲线如图(a)所示。
①图(a)中_______(填“>”或“<”);反应Ⅱ是_______反应(填“放热”或“吸热”)。
②时,0~10s内的平均反应速率_______。
③时,反应II的化学平衡常数_______(用分数表示,不写单位)。
④在密闭容器中充入NO(g)和CO(g),改变外界条件,NO的平衡转化率变化关系如图(b)所示,则X可代表_______(填字母)。
a.反应温度的变化 b.反应压强的变化
c.加入CO物质的量变化 d.催化剂的接触面积大小
(4)某温度下 ,该温度下某时刻测得体系内的浓度分别为、、,则此时v(正)_______v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)
(2)413
(3) > 放热 0.025 bc
(4)<
【详解】(1)氨气加热时可催化氧化产生NO,是工业制硝酸的基础,则该反应是利用氨气的催化氧化,化学方程式为,故答案为:。
(2)设分子中的键能为a,根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则有,求得a=413,故答案为:413。
(3)①由图知,温度下先达到平衡,则反应温度;温度升高,二氧化碳的生产量下降,则说明升高温度,平衡逆向移动,则反应Ⅱ是放热反应,故答案为:>;放热。
②根据反应II:可知,,故答案为:0.025。
③在2L恒容密闭容器,充入NO和CO气体各2.4mol,时,生成二氧化碳的物质的量为1.2mol,根据三段式有:,则反应II的化学平衡常数,故答案为:。
④改变外界条件,NO的平衡转化率升高,说明反应正向移动。
a.反应II为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,a项不符合题意;
b.反应II为正反应方向体积减小,增大压强,平衡正向移动,b项符合题意;
c.CO为反应物,加入CO,平衡正向移动,NO的平衡转化率升高,c项符合题意;
d.增大反应物与催化剂的接触面积,反应速率加快,但是平衡不移动,d项不符合题意;
故答案为:bc。
(4) ,该温度下某时刻测得体系内的浓度分别为、、,则,当Q大于平衡常数K时,化学平衡会向逆反应方向移动,则v(正)<v(逆),故答案为:<。
39.(24-25高一下·黑龙江大庆研远联合考试·期末)研究含氮、含碳化合物的转化对资源利用和环境保护具有重要意义。以下是关于氮、碳化合物在能源、环境领域的系列问题:
(1)甲烷燃料电池与脱硝反应的关联
甲烷燃料电池在能源转换中应用广泛,其反应与氮氧化物的脱硝过程存在潜在联系。
①以CH4(g)为燃料的甲烷燃料电池,以稀H2SO4为电解质溶液,负极发生氧化反应,电极反应式为: ________。
②该电池能量转换效率为80%,甲烷的燃烧热为−890.3 kJ·mol-1。若消耗0.5 kg甲烷,理论上电池输出电能为 ________kW·h(结果保留1位小数,1 kW·h=3.6 × 106 J)。
③甲烷燃料电池产生的电能可驱动脱硝反应:O3氧化NO的NaOH溶液吸收法,主要产物为NaNO3和O2,反应的化学方程式为: ________。
(2)锂碳电池与CO2还原的耦合
锂碳电池(反应:LiMn2O4+6CLi1-xMn2O4+LixC6)可为CO2催化还原提供电能。
①电池的正极材料为________,放电时正极反应为:________。
②充电时阳极反应为:________。
(3)CO2转化率与反应平衡的分析
在磷化硼(BP)催化下,按n(H2):n(CO2)=3:1向密闭容器中通入原料气,发生以下反应:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) ⇌ CO(g)+H2O(g) ΔH4 > 0
维持压强为6.4 MPa,测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性(CH3OH选择性= )如图1所示。
①T1K时,若反应从开始到达到a点所用时间为10 min,则v(CH3OH)=_______MPa·min-1(用平衡分压计算,分压=总压×物质的量分数)。
②反应Ⅰ的平衡常数Kp(用平衡分压表示)为_______(结果用分数表示)。
(4)NO与Cl2反应的平衡分析与锂碳电池的关联
在恒温恒容密闭容器中,按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),发生反应:2NO(g)+Cl2(g)⇌ 2ClNO(g),平衡时ClNO(g)的体积分数随n(NO)/ n(Cl2)的变化如图2所示。
① 当n(NO)/ n(Cl2)=2.5时,平衡状态对应图中________点(填“D”“E”或“F”)。
② 若利用锂碳电池为该反应提供电能,使反应在非自发条件下进行,已知该电池的能量转换效率为80%,则消耗0.1 kg甲烷理论上可使该反应正向进行的最大程度对应图中的________点(填“D”“E”或“F”)。
【答案】(1) CH4 - 8e⁻+2H2O=CO2+8H+ 6.2 3O3+2NO+2NaOH=2NaNO3+3O2+H2O
(2)LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi++xe⁻=LiMn2O4 LiMn2O4- xe⁻= Li1-xMn2O4+xLi+
(3) 0.08
(4) F F
【详解】(1)①以CH4(g)为燃料的甲烷燃料电池,以稀H2SO4为电解质溶液,负极甲烷失去电子发生氧化反应,电极反应式为:CH4 - 8e⁻+2H2O=CO2+8H+。
②该电池能量转换效率为80%,甲烷的燃烧热为−890.3 kJ·mol-1,若消耗0.5 kg甲烷,理论上电池输出电能为6.2kW·h。
③O3氧化NO的NaOH溶液吸收法主要产物为NaNO3和O2,另外还生成水,反应的化学方程式为:3O3+2NO+2NaOH=2NaNO3+3O2+H2O。
(2)①对于LiMn2O4+6CLi1-xMn2O4+LixC6,充电时C为阴极,LiMn2O4为阳极,故电池的正极材料为LiMn2O4,放电时正极反应为:Li1-xMn2O4+xLi++xe⁻=LiMn2O4。
②充电时阳极反应为:LiMn2O4- xe⁻= Li1-xMn2O4+xLi+。
(3)T1 K时,根据图1可知,二氧化碳转化率为50%,甲醇的选择性为80%,设n(H2)=3mol,n(CO2)=1mol,则生成甲醇的物质的量为 =0.4mol,根据反应可知,a点时,各物质的物质的量分别为:n(CO2)=1mol-1mol=0.5mol,n(H2)=3mol-3mol0.4mol-0.1mol=1.7mol,n(CH3OH)=0.4mol,n(H2O)=0.4mol+0.1mol=0.5mol,n(CO)=0.1mol,n总=0.5+1.7+0.1+0.5+0.4=3.2mol,所以各物质的分压为:p(CO2)==1MPa,p(H2)= =3.4 MPa,p(CH3OH)= =0.8MPa,p(H2O)= =1MPa,p(CO)= =0.2 MPa,若反应从开始到达到a点所用时间为10 min,则v(CH3OH)==0.08 MPa·min-1;根据平衡常数表达式可知反应Ⅰ的Kp=。
(4)①由图2可知,随着投料比n(NO):n(Cl2)的增大,ClNO的体积分数增大,当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时,两种反应物的转化率相同,故此时生成物的百分含量最大,=2.5时,ClNO的体积分数可能为F点;
②若利用锂碳电池为该反应提供电能,使反应在非自发条件下进行,该反应为化合反应,属于放热反应,则甲烷提供能量导致升温,平衡逆向移动,转化率降低,则为F。
40.(24-25高一下·辽宁沈阳五校协作体·期末)汽车尾气主要含有一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一,请回答下列问题:
(1)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图1所示:
①Pt电极上发生的是___________反应(填“氧化”或“还原”)。
②NiO电极上的电极反应式为___________。
(2)℃下,在体积为2L的密闭容器中,分别充入2mol CO和2mol NO混合气体,发生如下反应:,时达到平衡,测得反应过程中的体积分数与时间的关系如图2所示。
①比较大小:a处___________b处(填“>”、“<”或“=”)。
②℃下,该反应的化学平衡常数K=___________;保持温度和容积不变,若初始CO、NO、、的物质的量分别为1mol、2mol、4mol、1mol,则反应向___________进行(填“正向”或“逆向”)。
③能说明上述反应已达化学平衡状态的是___________(填字母)。
A. B.混合气体密度保持不变
C.CO与NO的浓度之比不变 D.混合气体的平均摩尔质量不变
【答案】(1) 还原
(2) > 160 正向 D
【详解】(1)①据分析,Pt为正极,氧气得电子生成氧负离子:,属于还原反应;
②NiO电极为负极发生NO失电子结合氧负离子生成NO2:;
(2)①根据图示可知b点反应达到平衡,b处v逆=V正,a点未达到平衡,而在达到平衡前反应正向进行,V正>V逆,因此从a到b的过程中v正逐渐减小,v逆逐渐增大直至两者相等,因此a处v正>b处v逆;
②设达到平衡时N2的物质的量为xmol,根据反应,列三段式:
已知CO2的体积分数为50%,则=50%,解得 x=0.8。平衡时各物质的浓度分别为c(CO)=,同理可以计算出c(NO)=0.2mol/L,c(CO2)=0.8mol/L,c(N2)=0.4mol/L,根据化学平衡常数公式K===160;若初始CO、NO、CO2、N2的物质的量分别为1mol、2mol、4mol、1mol, Qc==<K,故反应正向进行;
③A.v(CO)=2v(N2)没有描述反应方向,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,A不选;
B.该反应过程中混合气体总质量和总体积是定值,混合气体密度始终不变,无法判断是否达到平衡,B不选;
C.在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO和NO混合气体,发生如下反应:,CO与NO的浓度之比始终为1,CO与NO的浓度之比不变时,不能说明反应达到平衡,C不选;
D.该反应过程中混合气体总质量是定值,总物质的量减小,混合气体的平均摩尔质量增大,当混合气体的平均摩尔质量不变时,说明反应达到平衡,D选;
故答案为:D。
地 城
考点05
影响化学平衡的因素
41.(24-25高一下·辽宁沈阳五校协作体·期末)科学家结合实验与计算机模拟结果,研究了合成氨的反应历程,如图所示。其中吸附在催化剂表面的物质用*表示,TS表示过渡态。下列说法正确的是
A.图示历程包含了9个基元反应
B.原料气,平衡时,氨气的体积分数为20%,则氮气的转化率约为33.3%
C.实际工业生产中,合成氨一般采用的温度为400~500℃,是为了提高氨气产率
D.反应的,说明H—H键断裂放出热量
【答案】B
【详解】A.根据反应历程图可知,该历程经历了的7 个基元反应,A错误;
B.原料气,平衡时,氨气的体积分数为20%,设,则,消耗的,列三段式:,因,
解得mol,则氮气的转化率约为,B正确;
C.合成氨反应为放热反应,高温平衡向左移动,氨气的产率降低,但实际工业生产中,合成氨一般采用的温度为400~500℃,是为了使催化剂的活性最大,提高反应速率,提高单位时间内氨气的产量,C错误;
D.化学键的断裂需要吸收热量,D错误;
故答案选B。
42.(24-25高一下·黑龙江大庆研远联合考试·期末)用H2还原NO的反应为。为研究H2和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为aL的刚性密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,实验结果如图。下列说法正确的是
A.反应温度T1、T2、T3从大到小的关系为T1>T2>T3
B.当n(H2)∶n(NO)=1.5时,NO的平衡转化率:T1>T2>T3
C.若容器体积变为2aL,T2温度下NO的平衡转化率将增大
D.该反应在T1温度下的平衡常数K比T3温度下的平衡常数小
【答案】B
【详解】A.该反应为放热反应,则H2和NO的起始投料比一定时,升高温度,平衡逆向移动,NO的平衡转化率降低,则由图可知,反应温度T1、T2、T3从大到小的关系为T3>T2>T1,A错误;
B.由图可知,当n(H2)∶n(NO)=1.5时,NO的平衡转化率:T1>T2>T3,B正确;
C.该反应是气体分子数减小的反应,容器体积由aL变为2aL,即增大容器体积,反应组分浓度减小,相当于减小压强,平衡逆向移动,则T2温度下NO的平衡转化率将减小,C错误;
D.由A选项可知,温度:T1<T3,该反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,平衡常数增大,则该反应在T1温度下的平衡常数K比T3温度下的平衡常数大,D错误;
故选B。
43.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示,三个容器最初的容积、温度相同,反应中甲、丙的容积不变,乙中的压强不变,在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是
A.平衡时的百分含量:乙>甲=丙
B.平衡时各容器内的大小顺序为乙=甲>丙
C.平衡时甲中与丙中的转化率一定相同
D.其它条件不变,向平衡后的丙容器中再加入少量,新平衡后的转化率变大
【答案】A
【详解】A.甲、丙为等效平衡,平衡时的百分含量甲=丙;乙与甲相比,乙相当于加压,平衡时的百分含量乙>甲=丙,所以平衡时的百分含量:乙>甲=丙,故A正确;
B.甲、丙为等效平衡,平衡时各容器内的大小顺序为甲=丙,乙与甲相比,乙相当于加压,的大小顺序为乙>甲,所以平衡时各容器内的大小顺序为乙>甲=丙,故B错误;
C.甲、丙为从正逆两个方向建立的等效平衡,平衡时甲中与丙中的转化率和等于1,但不一定相同,故C错误;
D.其它条件不变,向平衡后的丙容器中再加入少量,相当于加压,新平衡后的转化率减小,故D错误;
选A。
44.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)下列实验操作、现象、结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
麦芽糖与硫酸共热后,加氢氧化钠溶液调至碱性,再加新制氢氧化铜悬浊液并加热
有砖红色沉淀产生
麦芽糖已发生水解
B
取溶液于试管中,加热
加热后溶液变为黄绿色
反应的
C
向溶液中分别滴加5滴等浓度的和溶液
加入溶液的反应更剧烈
比催化效果好
D
溶液中滴加溶液
溶液由黄色变为橙色
减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.麦芽糖含有醛基,无需水解即可在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液加热生成砖红色沉淀,因此现象无法证明麦芽糖已水解,A错误;
B.加热CuCl2溶液后颜色变为黄绿色,说明平衡向生成[CuCl4]2-的方向移动,升温促进反应,表明该反应吸热(ΔH>0),B正确;
C.KMnO4与H2O2发生氧化还原反应:,剧烈反应是因KMnO4作为氧化剂,C错误;
D.K2Cr2O7溶液中加NaOH会中和H+,生成物浓度减小,平衡正向移动,溶液由橙色变为黄色,D错误;
故选B。
45.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)在某一初始温度下,在恒容绝热密闭容器中,发生反应:,测得各物质的量浓度和容器内温度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.,用物质Y表示的平均反应速率为
C.时,体系内两个反应均达到平衡状态
D.若改为恒温容器,则X、Z物质的量浓度相同的时刻要比提前
【答案】B
【详解】A.根据图像,40min前X明显减少,主要发生反应X(g) Y(g),40min后Z明显增多,主要发生反应Y(g)2Z(g),40min前温度升高、40min后温度降低,所以,故A错误;
B.,X的浓度降低40mmol/L,Z的浓度升高10mmol/L,X(g)Y(g)反应使Y的浓度增大40mmol/L,Y(g)2Z(g)使Y的浓度降低5mmol/L,用物质Y表示的平均反应速率为
C.后X、Z的浓度均发生改变,所以时,体系内两个反应均没有达到平衡状态,故C错误;
D.若改为恒温容器,相当于降低温度,反应速率减慢,则X、Z物质的量浓度相同的时刻要比推后,故D错误;
选B。
46.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A.除去中少量气体,采用饱和食盐水洗气
B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C.合成氨时,将氨液化分离,可提高原料利用率
D.,压缩体积,气体颜色变深
【答案】D
【详解】A.饱和食盐水中Cl⁻浓度高,抑制Cl2的溶解,而HCl易溶于水被吸收,应用了勒夏特列原理,A正确;
B.加入NaOH增加OH⁻浓度,促使NH3的生成,符合勒夏特列原理,B正确;
C.分离NH3减少产物浓度,使平衡右移,提高原料利用率,应用了该原理,C正确;
D.压缩体积,NO2浓度增大,因此颜色变深,与平衡移动无关,无法用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选D。
47.(24-25高一下·吉林吉林毓文中学·期末)二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
向10L的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2,不同温度下,测得5min时(反应均未达到平衡)的相关数据如下表,下列说法错误的是
温度/K
T1
T2
T3
乙烷转化率/%
2.0
12.0
20.0
乙烯选择性/%
95.0
75.0
60.0
注:乙烯选择性
A.反应Ⅰ的平衡常数:
B.温度升高对反应Ⅱ更有利
C.其他条件不变,容器内改为恒压,乙烷平衡转化率增大
D.T2 K时,0~5min内,
【答案】D
【详解】A.反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,均为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,乙烯的转化率升高,由表格数据可知T1<T2<T3,所以,故A正确;
B.由表格数据可知,升高温度,乙烷转化率增大,但是乙烯选择性降低,说明升高温度对反应Ⅱ更有利,故B正确;
C.其他条件不变,容器内改为恒压,相对于恒容容器,相当于减小压强,反应Ⅰ、反应Ⅱ平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大,故C正确;
D.T2 K时,乙烷的转化率为12.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2 mol×12.0%=0.24 mol,而此温度下乙烯的选择性为75%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.24 mol×75%=0.18 mol,反应Ⅰ生成的CO的物质的量为0.18 mol,故反应Ⅱ转化为CO的乙烷的物质的量为,根据反应方程式可得,反应Ⅱ生成的CO的物质的量为0.24 mol,则0~5min内,,故D错误;
故选D。
48.(24-25高一下·辽宁沈阳五校协作体·期末)回收和利用有助于实现“碳中和”。利用制备涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知反应Ⅱ的平衡常数与温度关系如下表所示:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
(1)反应的ΔH___________(填“>”或“<”)0.
(2)工业上,不采用下列反应制备,其原因是___________。
,。
(3)在反应器中充入适量和,发生上述反应Ⅰ合成,下列条件下能同时提高平衡转化率和反应速率的是___________(填字母)。
A.降低温度 B.缩小体积,增大压强
C.选择高效催化剂 D.增大浓度
(4)830℃,向恒容密闭容器中充入1mol 和1mol ,只发生上述反应Ⅱ.达到平衡时的转化率为___________。
(5)在总压5MPa,,催化剂为Cu-Zn-Al-Zr纳米纤维,反应相同时间时,甲醇产率与温度关系如图1所示。在520K,其他条件相同,甲醇体积分数与压强关系如图2所示(假设只发生上述反应Ⅰ、反应Ⅱ)。
图1中,温度高于520K时,甲醇产率降低的原因可能是___________。
图2中,当压强大于,体积分数急剧降低,其原因是___________。
(6)某温度下,在总压为100kPa恒压条件下,向反应器中充入1mol 和1.8mol ,发生上述反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时转化率为50%,选择性为80%。反应Ⅰ的平衡常数(分数表示即可,用分压计算平衡常数为压强平衡常数。气体分压=总压×物质的量分数,甲醇选择性)
【答案】(1)<
(2)该反应中,、,根据,故任何温度下,因此正反应在任何温度下均不能自发进行
(3)B
(4)50%
(5)520K时,反应Ⅰ、Ⅱ都达平衡,升温时反应Ⅰ平衡向左移动,反应Ⅱ平衡向右移动 甲醇已液化
(6)或
【详解】(1)已知反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: ;
反应Ⅱ的平衡常数随温度升高而增大,说明升温平衡右移,则正反应吸热,ΔH2>0,按盖斯定律,反应l-反应Ⅱ=ΔH,则ΔH=ΔH1-ΔH2,因ΔH1<0、ΔH2>0故ΔH<0;
(2) ,,则任何温度下该反应的ΔG=ΔH-TΔS>0,即在任何温度下该正反应不能自发进行,故不能选择此反应合成甲醇;
(3)A.反应l的正反应是气体分子数减小的放热反应,降低温度,CO2平衡转化率增大,但反应速率减小,A项不符合题意;
B.缩小体积,增大压强,反应速率增大,平衡向右移动,CO2平衡转化率增大,B项符合题意;
C.选择高效催化剂,增大反应速率,但平衡不移动,C项不符合题意;
D.增大CO2浓度,反应速率增大,但是CO2平衡转化率减小,D项不符合题意;
故答案为:B;
(4)830℃向恒容密闭容器中充入1mol CO2和1mol H2只发生上述反应Ⅱ。列三段式:
该温度下平衡常数K=1,即=1,解得x=0.5,即达到平衡时CO2的转化率为=50%;
(5)升温反应速率增大,同时升温使平衡朝着吸热方向移动。图1中520K之前未达到平衡,升温,反应速率增大,甲醇产率增大;520K时达到峰值(达到平衡),温度高于520K时,甲醇产率降低的原因可能是:高于520K时,升温,反应l平衡向左移动、反应Ⅱ平衡向右移动,使甲醇产率降低,或催化剂活性降低,一定时间内产率降低。
图2中甲醇体积分数与各物质状态有关,增大压强,反应速率加快,达到平衡时增大压强平衡向正方向移动,但同时增大压强,甲醇易液化,导致甲醇体积分数急剧降低;
(6)某温度下,在总压为100kPa恒压条件下,向反应器中充入1mol CO2和1.8mol H2,发生上述反应I、Ⅱ,平衡时CO2转化率为50%,CH3OH选择性为80%;
则可得平衡状态时各物质组成如下:n(CO2)=0.5mol,n(H2)=0.5mol,n(CH3OH)=0.4mol,n(CO)=0.1mol,n(H2O)=0.5mol,p(CO2) =p(H2)= p(CO)==25kPa,p(CH3OH)= =20kPa,反应Ⅰ的平衡常数==。
49.(24-25高一下·黑龙江大庆研远联合考试·期末)NO2是空气污染物之一,用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)⇌ N2(g)+2CO2(g) ΔH > 0。T°C时,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2,经t min,测得各容器中NO2的转化率与容器容积的关系如图所示。利用该反应产生的能量驱动甲醇燃料电池进行电解实验,相关装置如图2和图3。同时,反应生成的CO2可用于后续的铵盐制备实验。
(1)关于2NO2(g)+2C(s)⇌ N2(g)+2CO2(g)反应
①提高NO2平衡转化率可采取的措施是________(答出一种即可)。
②若c点对应的容器容积为V3,NO2转化率为c%,则t min内v(NO2)=________(用含字母的代数式表示)。
③ a、b、c三点中,已达平衡状态的有________。
(2)利用甲醇燃料电池进行电解实验
① 甲醇燃料电池中,负极的电极反应式为________。
② 电解CuSO4溶液(图2乙装置),B电极为________(填“阴极”或“阳极”),完全放电时,A电极上生成的气体在标准状况下的体积为________。
(3)铵盐计算
取用氨水脱除烟气中SO2得到的副产品[只含(NH4)2SO4和NH4HSO4] 36.2 g,与足量NaOH混合后加热充分反应,共收集到氨气8.96 L(已折合为标准状况),则该副产品中n[(NH4)2SO4] : n(NH4HSO4)=________。
【答案】(1)升高温度(或减小压强)(合理即可) ab
(2) CH3OH - 6e⁻+8OH⁻=+6H2O 阴极 1.12 L
(3)1:2
【详解】(1)①该反应是气体体积增大的吸热反应,则减小压强和升高温度,平衡正向移动,则提高NO2平衡转化率可采取的措施是升高温度(或减小压强)(合理即可);
②c点对应的容器,NO2的转化率为c%,则转化的物质的量∆n=1mol×c%= c%mol,t min内;
③由图示可知,增大容器的体积,即减小压强,平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大,但体积越大,浓度越小,反应速率越慢,tmin内不能达到平衡,NO2的转化率减小,故图中a、b、c三点中,已达平衡状态的有ab。
(2)① 甲醇燃料电池中,通入甲醇的为负极,通入氧气的为正极,甲醇在负极发生氧化反应,负极的电极反应式为CH3OH - 6e⁻+8OH⁻=+6H2O。
②通入甲醇的为负极,通入氧气的为正极,则AC为阳极,BD为阴极,电解CuSO4溶液(图2乙装置),电解100mL1mol/LCuSO4,铜离子完全生成Cu转移电子为0.2mol,A电极反应2H2O-4e-=4H++O2↑,生成的气体在标准状况下的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L。
(3)取用氨水脱除烟气中SO2得到的副产品[只含(NH4)2SO4和NH4HSO4]36.2g,与足量NaOH混合后加热充分反应,共收集到氨气8.96L(已折合为标准状况),氨气的物质的量为n(NH3)==0.4mol,根据质量守恒有132g•mol-1n[(NH4)2SO4]+115g•mol-1n(NH4HSO4)=36.2g①,根据氮原子守恒有2n[(NH4)2SO4]+n(NH4HSO4)=0.4mol②,由①②得:n[(NH4)2SO4]=0.1mol、n(NH4HSO4)=0.2mol,n[(NH4)2SO4]:n(NH4HSO4)=1:2。
50.(24-25高一下·吉林吉林毓文中学·期末)将作为资源进行再利用是重要的研究课题。工业上用生产燃料甲醇的化学方程式:。回答下列问题:
(1)由制备甲醇过程涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的化学平衡常数分别为、、,则_______(用、表示)。
(2)一定条件下,在1L恒容密闭容器中充入1mol和3mol,在一定条件下发生反应: 。
①测得和的浓度随时间变化如下图所示,从反应开始到平衡,用浓度变化表示化学反应速率为_______,的转化率为_______%。
②该反应能量变化如下图所示,则反应在_______条件能自发进行(填“低温”或“高温”)。
③下列措施能使增大的是_______。(填标号)
A.温度升高 B.将从体系中分离出去
C.再充入1mol和3mol D.充入使体系总压强增大
④该反应在该温度下的化学平衡常数为_______。若温度不变在此容器中开始充入0.3mol、0.9mol、0.6mol和0.6mol,则反应向_______方向进行(填“正反应”或“逆反应”)。
⑤该反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间后,的转化率随反应温度的变化如下图所示,其中d点在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下的转化率相同的原因是_______。
【答案】(1)
(2) 低温 BC 正反应 在此温度下反应均达到平衡状态,催化剂不影响平衡转化率
【详解】(1)根据化学平衡常数的定义,,,,则;
(2)①如图知,从开始到平衡,的变化量为,由变化量之比等于化学计量数之比可得,的变化量为,则用浓度变化表示化学反应速率为;的转化率为;
②由图知,该反应为放热反应,,有方程式知,该反应为分子数减少的反应,,由,该反应在低温下自发进行;
③要使增大,则平衡正向移动,
A.由于该反应是放热放,升高温度,平衡逆向移动,减小,A错误;
B.将从体系中分离出去,减小生成物浓度,平衡正向移动,增大,B正确;
C.再充入1mol和3mol,等效于在原来的基础上缩小一半的体积,压强增大,平衡正向移动,增大,C正确
D.充入使体系总压强增大,但对反应物质来说,浓度没有变化,平衡不移动,不变,D错误;
故选B;
④在该温度下,如图知,从开始到平衡,的变化量为,由变化量之比等于化学计量数之比可得,的变化量为,的变化量为0.75mol,为0.75mol,化学平衡常数为,若温度不变在此容器中开始充入0.3mol、0.9mol、0.6mol和0.6mol,则,则反应向正反应方向进行;
⑤由图知,d点反应均已经达到平衡状态,故d点在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下的转化率相同的原因是在此温度下反应均达到平衡状态,催化剂不影响平衡转化率。
试卷第1页,共3页
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专题04 化学反应的速率与限度
地 城
考点01
化学反应速率的定义、计算
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
A
B
A
B
B
D
A
地 城
考点02
影响化学反应速率的因素
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
答案
D
D
D
D
D
C
C
A
19.(1)
(2)< bc
(3)催化剂I 相同温度下,相同时间内,在催化剂I的作用下NO的转化率最大(答案合理即可) 0.25mol·L-1·min-1 a
20.(1) 30%
(2)③④⑤
(3)
(4) B
地 城
考点03
化学平衡状态的判断方法
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
答案
B
B
D
D
A
C
D
A
C
30.(1)A
(2)BC
(3)B
(4) 0.76 6.8
(5)正
地 城
考点04
化学平衡常数
题号
31
32
33
34
35
36
37
答案
B
B
D
C
C
D
D
38.(1)
(2)413
(3) > 放热 0.025 bc
(4)<
39.(1) CH4 - 8e⁻+2H2O=CO2+8H+ 6.2 3O3+2NO+2NaOH=2NaNO3+3O2+H2O
(2)LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi++xe⁻=LiMn2O4 LiMn2O4- xe⁻= Li1-xMn2O4+xLi+
(3) 0.08
(4) F F
40.(1) 还原
(2) > 160 正向 D
地 城
考点05
影响化学平衡的因素
题号
41
42
43
44
45
46
47
答案
B
B
A
B
B
D
D
48.(1)<
(2)该反应中,、,根据,故任何温度下,因此正反应在任何温度下均不能自发进行
(3)B
(4)50%
(5)520K时,反应Ⅰ、Ⅱ都达平衡,升温时反应Ⅰ平衡向左移动,反应Ⅱ平衡向右移动 甲醇已液化
(6)或
49.(1)升高温度(或减小压强)(合理即可) ab
(2) CH3OH - 6e⁻+8OH⁻=+6H2O 阴极 1.12 L
(3)1:2
50.(1)
(2) 低温 BC 正反应 在此温度下反应均达到平衡状态,催化剂不影响平衡转化率
试卷第1页,共3页
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专题04 化学反应的速率与限度
5大高频考点概览
考点01 化学反应速率的定义、计算
考点02 影响化学反应速率的因素
考点03 化学平衡状态的判断方法
考点04 化学平衡常数
考点05 影响化学平衡的因素
地 城
考点01
化学反应速率的定义、计算
1.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学·期末)用下列实验装置进行相应实验,其中能达到实验目的的是
A.探究与的反应
B.保护钢闸门
C.测定锌与稀硫酸的反应速率
D.中和热的测定
A.A B.B C.C D.D
2.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)在反应中,下列表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
3.(24-25高一下·吉林白山五校·期末)近年,我国大力加强对温室气体CO2催化氢化合成甲醚(CH3OCH3)技术的工业化量产研究,实现可持续发展:。在不同情况下测得该反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
4.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)酸性溶液与(草酸,一种弱酸)溶液反应过程中,含Mn粒子的浓度随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A.反应的离子方程式为
B.内的平均反应速率为
C.实验过程中可以用盐酸酸化
D.乙醇、乙酸也可以使酸性溶液褪色
5.(24-25高一下·黑龙江大庆实验中学·期末)已知:。向2L恒容密闭容器中充入0.4molNO和0.6发生上述反应,测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.该反应正反应活化能<逆反应活化能
B.b点的反应速率为
C.化学反应速率:c点的点的
D.混合气体的颜色不变可以判断该反应达到平衡状态
6.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)化学反应在4种不同情况下的化学反应速率分别为①;②;③;④。下列有关化学反应速率的比较正确的是
A.②<①<④<③ B.①<③<②=④
C.①>②=③>④ D.①>②>③>④
7.(24-25高一下·黑龙江六校联考·期末)可逆反应在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是
A. B.
C. D.
8.(24-25高一下·黑龙江龙东联盟·期末)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应:,各物质的浓度随时间变化情况如图所示[阶段变化未画出]。下列说法正确的是
A. B.a点时,
C.,平均反应速率 D.时,反应容器中Y的浓度不为0
9.(24-25高一下·辽宁部分高中联合体·期末)可逆反应,在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是
A. B.
C. D.
10.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)一定条件下,下列表示4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的反应速率中,最快的是
A.v(NH3)=0.8mol·L-1·s-1 B.v(O2)=0.9mol·L-1·s-1
C.v(NO)=0.6mol·L-1·s-1 D.v(H2O)=1.0mol·L-1·s-1
地 城
考点02
影响化学反应速率的因素
11.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)已知某条件下反应的速率方程为, 在钨表面分解的实验数据如表所示。
0
20
40
60
80
100
0.100
0.080
0.060
a
0.020
0
已知:①k为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关。
②时,反应为0级反应,时,反应为1级反应,以此类推。n可以为整数,也可以为分数。
③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期。
下列说法正确的是
A.表格中
B.该反应为2级反应
C.该反应速率与的浓度有关,可能因为催化剂表面吸附的已达到饱和
D.保持其他条件不变,若起始浓度为,则半衰期为
12.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)一定温度下,在一个容积为的恒容密闭容器中发生反应:,10s时,反应达到平衡,消耗了,下列说法正确的是
A.内用C表示的平均反应速率为
B.时,的浓度为小于
C.升高温度逆反应速率减慢
D.向平衡体系中加入,体系压强增大,平衡不移动
13.(24-25高一下·黑龙江大庆实验中学·期末)以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料,通过不同过程a、b实现铅的再生利用。过程b涉及如下两个反应:
①
②
各过程的能量变化如图。
下列说法错误的是
A.过程a的反应为:
B.与过程a相比,过程b增大了活化分子百分数
C.过程b中,①为控速步骤
D.过程b中起催化作用,加快反应速率
14.(24-25高一下·黑龙江大庆实验中学·期末)利用和酸性溶液反应探究外界条件对反应速率的影响,设计方案如下:
序号
温度T/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间
溶液(含硫酸)
溶液
①
293
4.0
0.02
6.0
0.1
0
6
②
293
4.0
0.02
4.0
0.1
8
③
4.0
0.02
6.0
0.1
0
5
下列说法错误的是
A.实验①和②探究浓度对反应速率的影响,则
B.实验①和③探究温度对反应速率的影响,则
C.反应的离子方程式为
D.实验③的平均反应速率
15.(24-25高一下·黑龙江龙东联盟·期末)相同温度下,某同学向浓度分别为a、b、c、d的硫酸(过量)中各加入等质量的锌粒充分反应。反应过程中放出的体积(已折算为标准状况下)随时间的变化如图所示,下列说法正确的是
A.硫酸浓度:a>b>c>d
B.前,硫酸浓度为的反应体系中一定无气体产生
C.若加水稀释上述浓度为的硫酸,最终生成的体积不变
D.实验所用锌粒的质量为
16.(24-25高一下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
实验
序号
初始浓度
溴颜色消失
所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.0010
290
②
1.60
0.20
0.0010
145
③
0.80
0.40
0.0010
145
④
0.80
0.20
0.0020
580
分析实验数据所得出的结论中,不正确的是
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大 B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)减小 D.增大c(Br2),v(Br2)不变
17.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学·期末)某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素,设计了如下表所示系列实验。
实验序号
反应温度/(℃)
硫代硫酸钠溶液
稀硫酸
1
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
2
40
0.10
10.0
0.50
3
20
0.10
4.0
0.50
下列说法错误的是
A.设计该实验的基本方法为控制变量法
B.若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响,则,
C.可用热的NaOH浓溶液或洗掉反应后仪器中的黄色固体,且原理相同
D.该实验的化学方程式为
18.(24-25高一下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)某化学兴趣小组同学设计了三组实验,探究反应温度、反应物浓度对化学反应速率的影响,具体情况如表所示。
实验编号
溶液的体积/mL
溶液的体积/mL
水的体积/mL
反应温度/℃
1
10
0
25
2
10
5
25
3
10
0
60
下列有关说法错误的是
A.
B.
C.实验1和实验3是探究反应温度对反应速率的影响
D.实验1中发生反应的离子方程式为
19.(24-25高一下·吉林白山五校·期末)NH3是一种重要的化工产品,可用于生产尿素、处理烟气等。
(1)工业上合成尿素的反应: △H
已知合成尿素的反应分两步进行:
其能量变化曲线如图所示,则△H、和由小到大的顺序为_______。
(2)某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应:,反应过程中混合气体中NH3的体积分数如图所示。
①A点的逆反应速率______B点的正反应速率(填“>”“<”或“=”)。
②下列能说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。
a.NH3、CO2、H2O的分子数之比为2:1:1
b.体系的压强保持不变
c.单位时间内消耗1molCO2同时生成2molNH3
d.
(3)某实验小组模拟汽车尾气CO与NO净化过程,向1L恒容密闭容器中充入2.0molCO和2.0molNO,在不同催化剂作用下,发生反应:,反应2min时NO的转化率随温度的变化如图所示:
已知:相同温度下,使用不同催化剂时,反应物的平衡转化率是相同的。
①在T1~T3温度下,催化剂效果最佳的是_____(填“催化剂I”“催化剂Ⅱ”或“催化剂Ⅲ”),理由是_______。
②在催化剂Ⅲ、T3下,0~2min内平均反应速率_______,a、b、c三点所对应的状态中一定未达平衡状态的是_____(填字母)。
20.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)460℃时,在的密闭容器中,(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)反应从开始至2min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为___________。X的转化率为___________。
(2)下列情况能说明该反应已达到化学平衡的是___________
①X的转化率达到 ②反应速率 ③混合气体的平均相对分子质量不再改变 ④容器内压强不再改变 ⑤Y的物质的量浓度不再改变 ⑥气体的密度保持不变
(3)已知体系中三种物质的总键能,则该反应的热化学方程式为:___________。
物质
X
Y
Z
总键能
436
946
1173
(4)上述反应在内反应速率与时间图象如图所示,在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则回答下列问题
①下列说法正确的是___________(填字母)。
A.在时增大了压强 B.在时加入催化剂 C.在时降低温度
②在___________时刻反应物的转化率最高
地 城
考点03
化学平衡状态的判断方法
21.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)在一定条件下,可逆反应达到平衡状态的标志是
A.的消耗速率等于的消耗速率
B.容器内气体的颜色不再变化
C.和的物质的量之比为
D.单位时间内消耗的同时生成
22.(24-25高一下·吉林吉林毓文中学·期末)研究等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。在一定条件下,将与以体积比置于恒容密闭容器中发生的反应。下列状态能说明反应达到平衡状态的是
A.和NO的体积比保持不变 B.混合气体的颜色保持不变
C.混合气体平均摩尔质量保持不变 D.体系压强保持不变
23.(24-25高一下·辽宁重点中学协作校·期末)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示。山梨醇初始浓度为,后异山梨醇浓度不再变化。下列说法正确的是
A.随着山梨醇浓度减小,反应①和②速率均减小
B.3h时,反应②达到平衡状态
C.平均速率
D.加入反应①的催化剂,Y曲线最高点将向左上移动
24.(24-25高一下·辽宁部分高中联合体·期末)在恒温、恒容密闭容器中合成甲醇:,下列能判断该反应达到平衡状态的是
A.每消耗1molCO生成 B.
C. D.容器内混合气体压强不变
25.(24-25高一下·辽宁沈阳郊联体·期末)在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:。下列叙述中,能说明反应已达到化学平衡状态的是
A.Z的生成速率与Z的分解速率相等
B.单位时间内消耗amolX,同时生成3amolZ
C.容器内的压强不再变化
D.混合气体总的物质的量不再变化
26.(24-25高一下·吉林吉林毓文中学·期末)一定温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g),12s时生成0.4molC,A、B物质的量变化如下图,下列说法不正确的是
A.b=1,c=1
B.平衡时B的转化率为40%
C.起始压强与平衡时气体总压强的比值为7:13
D.混合气体的密度不变时,该反应不一定达到平衡状态
27.(24-25高一下·吉林友好学校第79届期末联考·期末)一定温度下,在容积为的密闭容器中发生反应:。的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.反应达到平衡状态时,的转化率为
B.前的平均反应速率为
C.混合气体密度不变,说明该反应达到平衡状态
D.其他条件保持不变,增大的用量,反应速率增大
28.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)往一容积为2L的恒容密闭容器中通入2molCO2和6molH2,一定温度下发生反应:,下列达到化学平衡状态时的是
A.容器内气体压强不再发生改变 B.正、逆反应速率相等且均为零
C.气体密度不再发生改变 D.
29.(24-25高一下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)一定温度下,在的恒容密闭容器中发生反应。反应过程中的部分数据如下表所示:
0
2.0
2.4
0
5
0.9
10
1.6
15
1.6
下列说法正确的是
A.用A表示的平均反应速率为
B.容器内压强不变,说明反应已达到平衡状态
C.平衡状态时且不再发生变化
D.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
30.(24-25高一下·内蒙古部分学校·期末)甲醇()被誉为“液态阳光”,以甲醇为载体,将间歇性可再生能源(太阳能、风能)转化为稳定、可运输的化学能,从而解决清洁能源存储与时空分布不均的难题。回答下列问题:反应原理:
ⅰ.;
ⅱ.(g代表气态)。
(1)下列图像能正确表示反应ⅰ中能量变化的是___________(填标号)。
A. B.
(2)300℃时,向恒容密闭容器中充入1molCO2和仅发生反应ⅱ,下列情况能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.气体密度不随时间变化 B.气体总压强不随时间变化
C.的体积分数不随时间变化 D.体系中H原子数目不随时间变化
(3)在体积可变的密闭反应器中充入适量的和,仅发生反应ⅱ,下列措施不能增大合成反应速率的是___________(填标号)。
A.增大压强 B.降低温度 C.加入催化剂 D.增大浓度
(4)250℃、条件下,向2L密闭容器中充入和,在催化剂作用下只发生反应ⅱ,测得、和的物质的量(n)与时间(t)的关系如图。
①甲代表___________(填化学式),___________。
②平衡时的体积分数为___________(保留两位有效数字)。
(5)甲醇-空气碱性(如KOH作为电解质)燃料电池放电效率较高,在___________(填“正”或“负”)极区充入空气,负极的电极反应式为___________(氧化产物为)。
地 城
考点04
化学平衡常数
31.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)乙醇—水蒸气制的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
①
②
时,的平衡产率与温度、起始时水醇比的关系如图所示,图中同一条曲线上的平衡产率相同。下列说法正确的是
A.的平衡产率:曲线曲线b
B.反应②的焓变
C.Q点处反应①的平衡常数K比P点处小
D.的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时,要降低水醇比
32.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)已知反应 。在体积可变的密闭容器中,按充入反应物进行反应,A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A.温度:
B.a点的分压平衡常数
C.平均摩尔质量:,
D.d点:
33.(24-25高一下·辽宁沈阳郊联体·期末)在容积不变的密闭容器中,将2.0mol CO与10mol 混合加热到830℃,达到下列平衡:。此时该反应的K为1.0。求达到平衡时CO转化为的转化率
A.30% B.60% C.75% D.83%
34.(24-25高一下·辽宁沈阳郊联体·期末)在容积不变的密闭容器中发生下列反应并达到平衡:。若反应前CO的物质的量为10mol,达到平衡时CO的物质的量为8mol,且化学平衡常数为0.1。下列说法正确的是
A.升高温度的浓度增大,表明该反应是吸热反应
B.通入CO后,正反应速率逐渐增大
C.反应前的物质的量为7mol
D.达到平衡时CO的转化率为80%
35.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第一中学校·期末)在2L恒容密闭容器中发生反应: 。反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下表:
时间
0
2.0
2.0
0.0
5
1.2
1.2
1.6
10
0.8
0.8
2.4
15
0.8
0.8
2.4
下列说法错误的是
A.5min时,Y的转化率为
B.10min时,反应达到平衡状态
C.平衡时,X的正反应速率等于Z的逆反应速率
D.内,用Z表示的平均反应速率为
36.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)A、B均为1L的恒容密闭容器,向容器A中充入和,向容器B中充入1mol和mol,在催化剂存在下发生反应:,测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。已知温度为873K时,容器A中反应在5min时到达c点。下列说法正确的是
A.、两点对应的平衡常数:
B.扩大容器体积可以加快反应速率,并提高的转化率
C.873K时,容器A中内CO的化学反应速率为
D.容器B中充入的物质的量
37.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)催化加氢制甲醇,在减少排放的同时实现了的资源化,该反应可表示为:。保持起始反应物,时随压强变化的曲线和p=时随温度变化的曲线如图。
已知:表示平衡体系中甲醇的物质的量分数。下列说法正确的是
A.由图可知,随压强增大,平衡常数K增大
B.曲线b为250℃时等温过程曲线
C.当时,达平衡后
D.当时,的平衡转化率约为
38.(24-25高一下·辽宁沈阳郊联体·期末)研究合成氨及、的转化具有重要的意义。回答下列问题:
(1)氨气加热时可催化氧化产生NO,是工业制硝酸的基础,该反应的化学方程式为:_______。
(2)在一定条件下,可与发生反应I: 。
已知解题所需共价键的键能
化学键
键能
632
946
750
463
则分子中的键能为_______。
(3)在2L恒容密闭容器,充入NO和CO气体各2.4mol,在催化剂作用下发生反应II:。分别在和下测得随时间(t)的变化曲线如图(a)所示。
①图(a)中_______(填“>”或“<”);反应Ⅱ是_______反应(填“放热”或“吸热”)。
②时,0~10s内的平均反应速率_______。
③时,反应II的化学平衡常数_______(用分数表示,不写单位)。
④在密闭容器中充入NO(g)和CO(g),改变外界条件,NO的平衡转化率变化关系如图(b)所示,则X可代表_______(填字母)。
a.反应温度的变化 b.反应压强的变化
c.加入CO物质的量变化 d.催化剂的接触面积大小
(4)某温度下 ,该温度下某时刻测得体系内的浓度分别为、、,则此时v(正)_______v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
39.(24-25高一下·黑龙江大庆研远联合考试·期末)研究含氮、含碳化合物的转化对资源利用和环境保护具有重要意义。以下是关于氮、碳化合物在能源、环境领域的系列问题:
(1)甲烷燃料电池与脱硝反应的关联
甲烷燃料电池在能源转换中应用广泛,其反应与氮氧化物的脱硝过程存在潜在联系。
①以CH4(g)为燃料的甲烷燃料电池,以稀H2SO4为电解质溶液,负极发生氧化反应,电极反应式为: ________。
②该电池能量转换效率为80%,甲烷的燃烧热为−890.3 kJ·mol-1。若消耗0.5 kg甲烷,理论上电池输出电能为 ________kW·h(结果保留1位小数,1 kW·h=3.6 × 106 J)。
③甲烷燃料电池产生的电能可驱动脱硝反应:O3氧化NO的NaOH溶液吸收法,主要产物为NaNO3和O2,反应的化学方程式为: ________。
(2)锂碳电池与CO2还原的耦合
锂碳电池(反应:LiMn2O4+6CLi1-xMn2O4+LixC6)可为CO2催化还原提供电能。
①电池的正极材料为________,放电时正极反应为:________。
②充电时阳极反应为:________。
(3)CO2转化率与反应平衡的分析
在磷化硼(BP)催化下,按n(H2):n(CO2)=3:1向密闭容器中通入原料气,发生以下反应:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) ⇌ CO(g)+H2O(g) ΔH4 > 0
维持压强为6.4 MPa,测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性(CH3OH选择性= )如图1所示。
①T1K时,若反应从开始到达到a点所用时间为10 min,则v(CH3OH)=_______MPa·min-1(用平衡分压计算,分压=总压×物质的量分数)。
②反应Ⅰ的平衡常数Kp(用平衡分压表示)为_______(结果用分数表示)。
(4)NO与Cl2反应的平衡分析与锂碳电池的关联
在恒温恒容密闭容器中,按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),发生反应:2NO(g)+Cl2(g)⇌ 2ClNO(g),平衡时ClNO(g)的体积分数随n(NO)/ n(Cl2)的变化如图2所示。
① 当n(NO)/ n(Cl2)=2.5时,平衡状态对应图中________点(填“D”“E”或“F”)。
② 若利用锂碳电池为该反应提供电能,使反应在非自发条件下进行,已知该电池的能量转换效率为80%,则消耗0.1 kg甲烷理论上可使该反应正向进行的最大程度对应图中的________点(填“D”“E”或“F”)。
40.(24-25高一下·辽宁沈阳五校协作体·期末)汽车尾气主要含有一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一,请回答下列问题:
(1)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图1所示:
①Pt电极上发生的是___________反应(填“氧化”或“还原”)。
②NiO电极上的电极反应式为___________。
(2)℃下,在体积为2L的密闭容器中,分别充入2mol CO和2mol NO混合气体,发生如下反应:,时达到平衡,测得反应过程中的体积分数与时间的关系如图2所示。
①比较大小:a处___________b处(填“>”、“<”或“=”)。
②℃下,该反应的化学平衡常数K=___________;保持温度和容积不变,若初始CO、NO、、的物质的量分别为1mol、2mol、4mol、1mol,则反应向___________进行(填“正向”或“逆向”)。
③能说明上述反应已达化学平衡状态的是___________(填字母)。
A. B.混合气体密度保持不变
C.CO与NO的浓度之比不变 D.混合气体的平均摩尔质量不变
地 城
考点05
影响化学平衡的因素
41.(24-25高一下·辽宁沈阳五校协作体·期末)科学家结合实验与计算机模拟结果,研究了合成氨的反应历程,如图所示。其中吸附在催化剂表面的物质用*表示,TS表示过渡态。下列说法正确的是
A.图示历程包含了9个基元反应
B.原料气,平衡时,氨气的体积分数为20%,则氮气的转化率约为33.3%
C.实际工业生产中,合成氨一般采用的温度为400~500℃,是为了提高氨气产率
D.反应的,说明H—H键断裂放出热量
42.(24-25高一下·黑龙江大庆研远联合考试·期末)用H2还原NO的反应为。为研究H2和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为aL的刚性密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,实验结果如图。下列说法正确的是
A.反应温度T1、T2、T3从大到小的关系为T1>T2>T3
B.当n(H2)∶n(NO)=1.5时,NO的平衡转化率:T1>T2>T3
C.若容器体积变为2aL,T2温度下NO的平衡转化率将增大
D.该反应在T1温度下的平衡常数K比T3温度下的平衡常数小
43.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示,三个容器最初的容积、温度相同,反应中甲、丙的容积不变,乙中的压强不变,在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是
A.平衡时的百分含量:乙>甲=丙
B.平衡时各容器内的大小顺序为乙=甲>丙
C.平衡时甲中与丙中的转化率一定相同
D.其它条件不变,向平衡后的丙容器中再加入少量,新平衡后的转化率变大
44.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)下列实验操作、现象、结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
麦芽糖与硫酸共热后,加氢氧化钠溶液调至碱性,再加新制氢氧化铜悬浊液并加热
有砖红色沉淀产生
麦芽糖已发生水解
B
取溶液于试管中,加热
加热后溶液变为黄绿色
反应的
C
向溶液中分别滴加5滴等浓度的和溶液
加入溶液的反应更剧烈
比催化效果好
D
溶液中滴加溶液
溶液由黄色变为橙色
减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动
A.A B.B C.C D.D
45.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)在某一初始温度下,在恒容绝热密闭容器中,发生反应:,测得各物质的量浓度和容器内温度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.,用物质Y表示的平均反应速率为
C.时,体系内两个反应均达到平衡状态
D.若改为恒温容器,则X、Z物质的量浓度相同的时刻要比提前
46.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A.除去中少量气体,采用饱和食盐水洗气
B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C.合成氨时,将氨液化分离,可提高原料利用率
D.,压缩体积,气体颜色变深
47.(24-25高一下·吉林吉林毓文中学·期末)二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
向10L的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2,不同温度下,测得5min时(反应均未达到平衡)的相关数据如下表,下列说法错误的是
温度/K
T1
T2
T3
乙烷转化率/%
2.0
12.0
20.0
乙烯选择性/%
95.0
75.0
60.0
注:乙烯选择性
A.反应Ⅰ的平衡常数:
B.温度升高对反应Ⅱ更有利
C.其他条件不变,容器内改为恒压,乙烷平衡转化率增大
D.T2 K时,0~5min内,
48.(24-25高一下·辽宁沈阳五校协作体·期末)回收和利用有助于实现“碳中和”。利用制备涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
已知反应Ⅱ的平衡常数与温度关系如下表所示:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
(1)反应的ΔH___________(填“>”或“<”)0.
(2)工业上,不采用下列反应制备,其原因是___________。
,。
(3)在反应器中充入适量和,发生上述反应Ⅰ合成,下列条件下能同时提高平衡转化率和反应速率的是___________(填字母)。
A.降低温度 B.缩小体积,增大压强
C.选择高效催化剂 D.增大浓度
(4)830℃,向恒容密闭容器中充入1mol 和1mol ,只发生上述反应Ⅱ.达到平衡时的转化率为___________。
(5)在总压5MPa,,催化剂为Cu-Zn-Al-Zr纳米纤维,反应相同时间时,甲醇产率与温度关系如图1所示。在520K,其他条件相同,甲醇体积分数与压强关系如图2所示(假设只发生上述反应Ⅰ、反应Ⅱ)。
图1中,温度高于520K时,甲醇产率降低的原因可能是___________。
图2中,当压强大于,体积分数急剧降低,其原因是___________。
(6)某温度下,在总压为100kPa恒压条件下,向反应器中充入1mol 和1.8mol ,发生上述反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时转化率为50%,选择性为80%。反应Ⅰ的平衡常数(分数表示即可,用分压计算平衡常数为压强平衡常数。气体分压=总压×物质的量分数,甲醇选择性)
49.(24-25高一下·黑龙江大庆研远联合考试·期末)NO2是空气污染物之一,用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)⇌ N2(g)+2CO2(g) ΔH > 0。T°C时,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2,经t min,测得各容器中NO2的转化率与容器容积的关系如图所示。利用该反应产生的能量驱动甲醇燃料电池进行电解实验,相关装置如图2和图3。同时,反应生成的CO2可用于后续的铵盐制备实验。
(1)关于2NO2(g)+2C(s)⇌ N2(g)+2CO2(g)反应
①提高NO2平衡转化率可采取的措施是________(答出一种即可)。
②若c点对应的容器容积为V3,NO2转化率为c%,则t min内v(NO2)=________(用含字母的代数式表示)。
③ a、b、c三点中,已达平衡状态的有________。
(2)利用甲醇燃料电池进行电解实验
① 甲醇燃料电池中,负极的电极反应式为________。
② 电解CuSO4溶液(图2乙装置),B电极为________(填“阴极”或“阳极”),完全放电时,A电极上生成的气体在标准状况下的体积为________。
(3)铵盐计算
取用氨水脱除烟气中SO2得到的副产品[只含(NH4)2SO4和NH4HSO4] 36.2 g,与足量NaOH混合后加热充分反应,共收集到氨气8.96 L(已折合为标准状况),则该副产品中n[(NH4)2SO4] : n(NH4HSO4)=________。
50.(24-25高一下·吉林吉林毓文中学·期末)将作为资源进行再利用是重要的研究课题。工业上用生产燃料甲醇的化学方程式:。回答下列问题:
(1)由制备甲醇过程涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的化学平衡常数分别为、、,则_______(用、表示)。
(2)一定条件下,在1L恒容密闭容器中充入1mol和3mol,在一定条件下发生反应: 。
①测得和的浓度随时间变化如下图所示,从反应开始到平衡,用浓度变化表示化学反应速率为_______,的转化率为_______%。
②该反应能量变化如下图所示,则反应在_______条件能自发进行(填“低温”或“高温”)。
③下列措施能使增大的是_______。(填标号)
A.温度升高 B.将从体系中分离出去
C.再充入1mol和3mol D.充入使体系总压强增大
④该反应在该温度下的化学平衡常数为_______。若温度不变在此容器中开始充入0.3mol、0.9mol、0.6mol和0.6mol,则反应向_______方向进行(填“正反应”或“逆反应”)。
⑤该反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间后,的转化率随反应温度的变化如下图所示,其中d点在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下的转化率相同的原因是_______。
试卷第1页,共3页
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