题型04 化学反应速率与平衡图像问题的分析（期末真题汇编，陕晋青宁专用）高一化学下学期

**基本信息** 聚焦化学反应速率与平衡图像分析，汇编陕西、山西等多地高一下期末真题，突出图像解读与数据处理能力考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|18道|含反应速率计算（第19题）、平衡状态判断（第2题v-t图）、条件对平衡影响（第8题温度影响）|图像类型多样（v-t、c-t、物质的量-时间图），结合工业情境（合成氨、甲醇制备）| |非选择题|5道|综合考查速率计算、平衡转化率（第21题CO₂转化率）、实验设计（第20题催化剂比表面积影响）|注重科学思维，要求从图像中提取证据（第22题物质的量变化曲线分析）|

题型04 化学反应速率与平衡图像问题的分析 1．(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)室温下，用溶液、溶液和蒸馏水混合进行如下表所示的5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化。下列说法不正确的是 实验编号 溶液 蒸馏水 浑浊度随时间变化的曲线 V／mL V／mL V／mL ① 1.5 3.5 10 ② 2.5 3.5 x ③ 3.5 3.5 8 ④ 3.5 2.5 9 ⑤ 3.5 y 10 A．， B．降低溶液浓度比降低溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大 C．实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率 D．将装有实验①的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线可能为a 【答案】B 【详解】A．实验②中，x＝15−2.5−3.5＝9，实验⑤中，y＝15−3.5−10＝1.5，A正确； B．Na2S2O3溶液浓度的改变对速率影响更大，该推断的证据是达到相同浑浊度时，实验①、②、③所需时间的改变量大于实验⑤、④、③所需时间的改变量，B错误； C．实验①、②、③的目的是探究其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度变化对Na2S2O3与H2SO4反应速率的影响，实验③、④、⑤的目的是探究其他条件相同时，H2SO4溶液浓度变化对Na2S2O3与H2SO4反应速率的影响，可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率，C正确； D．将实验①的试剂浸泡在热水中一段时间后再混合，则温度升高，反应速率变化，其浑浊度曲线可能为a，D正确； 故选B。 2．(24-25高一下·宁夏石嘴山平罗中学·期末)某温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的，发生反应(无色)。的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．曲线①表示正反应速率随时间的变化 B．时容器内气体的颜色比时的浅 C．时， D．其他条件不变，降低温度，反应达到平衡的时间增长 【答案】C 【详解】A．反应开始时正反应速率最大，逆反应速率为０，随着反应进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，所以曲线①表示正反应速率随时间的变化，A正确； B．时反应正向进行，时反应达到平衡，时的量比时的少，故时气体的颜色比时的浅，正确； C．时达到平衡状态，，C错误； D．其他条件不变，降低反应温度，反应速率减小，达到平衡的时间增长，D正确； 3．(24-25高一下·山西吕梁·期末)一定温度下在密闭容器中进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随时间变化的曲线如图，下列叙述正确的是 A．反应的化学方程式为： B．时，物质Y的转化率为60% C．时，反应物的正反应速率大于逆反应速率 D．时，反应达到平衡 【答案】C 【详解】A．由图可知，物质的量减小的Y为反应的反应物，物质的量增大的X为生成物，Y和X的物质的量之比为(10-3)mol：(5.5-2)mol=2：1，t3min时，X、Y的物质的量不变说明反应达到平衡，该反应为可逆反应，则反应的化学方程式为2Y⇌X，故A错误； B．由图可知，t1min时，物质Y的物质的量为6mol，则Y的转化率为×100%=40%，故B错误； C．由图可知，t2min时，X、Y的物质的量相等，但反应未达到平衡，是平衡的形成过程，所以反应物的正反应速率大于逆反应速率，故C正确； D．同一化学反应用不同物质表达的反应速率与物质的化学计量数成正比，故2v正(X)=2v逆(Y)时，反应达到平衡，D错误； 故选C。 4．(24-25高一下·山西部分学校·期末)一定条件下，将3 molA气体和1 mol B气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)4C(g)+ 2D(s)。2min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是 A．若混合气体的平均摩尔质量不再改变时，该反应一定达到平衡状态 B．平衡时的体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2 C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D．从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min) 【答案】A 【详解】A．混合气体的平均摩尔质量等于气体的总质量除以气体的总物质的量，反应有固体生成，气体总质量随时间减小至平衡时不变，该反应前后气体分子数不变，因此气体平均摩尔质量不再改变时，反应一定达到平衡状态，A正确； B．平衡时气体总物质的量为1.8+0.6+1.6=4mol，气体物质的量与起始相同，在一定条件下，体积恒定，平衡时的体系的压强与开始时体系的压强之比为1∶1，B错误； C．由分析可知A的转化率为=40%，B的转化率为=40%，A和B的转化率之比为1∶1，C错误； D．D为固体，不能用单位时间内浓度的变化率来表示反应速率，D错误； 故选A。 5．(24-25高一下·山西运城·期末)已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)；ΔH＜0。在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是 A．a、b、c、d四个点中，只有b、d点的化学反应处于平衡状态 B．前10min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.06mol/(L•min) C．25min时，导致平衡移动的原因是将密闭容器的体积缩小为1L D．图中的两条曲线，X是表示N2O4浓度随时间的变化曲线 【答案】A 【详解】A．a、b、c、d四个点中，只有b、d点的浓度不随时间的变化而变化，b、d点化学反应处于平衡状态，故A正确； B．由图象可知，10 min内用NO2的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L，所以v(NO2)= =0.04mol/(L·min)，故B错误； C．25min时，X的浓度增大，Y的浓度不变，只能是增大X的浓度，所以曲线发生变化的原因是增加NO2浓度，故C错误； D．由上述分析可知，X表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线，故D错误； 答案选A。 6．(24-25高一下·陕西咸阳·期末)一定温度下，将与充入恒容密闭容器中发生反应，各组分的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是 A．曲线Z表示物质B的浓度变化 B．物质C、D的物质的量浓度变化曲线重合，均为曲线X C．M点对应的状态为平衡状态 D．平衡时A的物质的量为0.5mol 【答案】D 【详解】A．根据以上分析，曲线Z表示物质A的浓度变化，曲线Y表示物质B的浓度变化，故A错误； B．物质C是固体，不可用浓度表示，曲线X只能表示物质D的浓度变化，故B错误； C．浓度保持不变，可逆反应达到平衡状态，M点后该物质浓度均发生改变，M点没有达到平衡状态，故C错误； D．反应达到平衡，则，由初始浓度可知，容器体积为1L，所以，平衡时A的物质的量为0.5mol，故D正确； 选D。 7．(24-25高一下·宁夏吴忠吴忠中学·期末)一定条件下，向容积为1.00L的密闭容器中通入一定量的和的混合气体，发生反应：（正反应吸热），体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．64s时，反应达到化学平衡状态 B．前100秒内，用浓度的变化表示的化学反应速率是 C．保持容器体积不变，充入氦气，反应速率增加 D．若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高 【答案】B 【详解】A．64s后，各物质浓度仍在改变，故64s时反应没有达到化学平衡状态，A错误； B．由图可知，前100秒内，用浓度的变化表示的化学反应速率是：，B正确； C．保持容器体积不变，充入氦气后各物质浓度不变，反应速率不变，C错误； D．由图可知，反应过程中N2O4浓度减小，NO2浓度增大，说明反应正向进行，该反应正向为吸热反应，若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降低，D错误； 故选B。 8．(24-25高一下·陕西咸阳·期末)已知是放热反应.向恒容密闭容器中充入和发生上述反应，测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．由图分析可知： B．反应中反应物的总能量小于生成物的总能量 C．温度下，用NO表示反应建立平衡的平均反应速率为 D．化学反应速率：c点的点的点的 【答案】D 【详解】A．根据先拐先平衡规律可知，，A错误； B．由于该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，B错误； C．题中未给出容器体积，不能用NO表示反应建立平衡的平均反应速率，C错误； D．，c点未达平衡状态，b点达平衡状态，正逆反应速率相等且：b点<c点，化学反应速率：c点的点的，b点温度和反应物浓度均大于a点，反应速率大于a点，故化学反应速率：c点的点的点的，D正确； 故选D。 9．(24-25高一下·山西名校联考·期末)工业合成氨是人类科学技术的重大突破。将2molN2和4molH2充入容积为1L的恒容密闭容器中，在高温、高压、催化剂条件下模拟工业合成氨，部分物质的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的化学反应方程式为 B．该反应条件下N2的转化率可达到50% C．反应在6min时达到化学平衡状态 D．反应开始至10min，H2的平均反应速率为0.3mol/(L·min) 【答案】C 【详解】A．工业合成氨的反应是可逆反应，其化学方程式为，A正确； B．从图像可知，反应达到平衡时生成n(NH3)=2.0mol，根据化学方程式，生成2molNH3消耗1molN2，N2的初始物质的量为2mol，则N2的转化率=×100% = 50%，B正确； C．6min后，各物质的物质的量还在继续变化，说明反应没有达到平衡状态，在10min时各物质的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，C错误； D．反应开始至10min，n(H2)=4mol - 1mol=3mol，容器体积V = 1L，根据化学反应速率公式v=，v(H2)= =0.3 mol/(L·min)，D正确； 故选C。 10．(24-25高一下·陕西商洛·期末)一定条件下，向10L恒温恒容密闭容器中充入X(g)、Y(g)和Z(g)，这三种物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．容器内发生反应的化学方程式为 B．4～5min内，容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．当反应达到平衡状态时，向容器中通入一定量的Ar(不参与反应)，该反应的化学反应速率增大 D．反应开始时与反应达到平衡状态时的容器内气体的总物质的量之比为9∶11 【答案】B 【详解】A．根据图示，X和Y是反应物，Z是生成物，X、Y、Z的变化量之比是0.4∶0.2∶0.2=2∶1∶1，最终三者同时存在，为可逆反应，反应的化学方程式为：，A错误； B．4～5min内，已达到平衡状态，容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变，B正确； C．恒容条件下，向容器中通入一定量的Ar(不参与反应)，反应物气体浓度不变，反应速率不变，C错误； D．反应开始时与反应达到平衡状态时的容器内气体的压强之比等于物质的量之比：，D错误； 答案选B。 11．(24-25高一下·陕西西安铁一中学·期末)向容积为1L的密闭容器中通入一定量的和，体系中各物质浓度随时间变化如图。下列有关说法错误的是 A．发生的反应为： B．到达化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变深 C．64s时，和的浓度相等，反应速率也相等 D．的平衡转化率为 【答案】C 【详解】A．由图可知，N2O4、NO2的初始浓度分别为1.20mol/L、0.20mol/L，平衡时，N2O4、NO2的浓度分别为0.80mol/L、1.00mol/L，浓度的变化量之比等于化学计量数之比，(1.20mol/L-0.80mol/L):( 1.00mol/L-0.20mol/L)=1:2，则反应的化学方程式为：N2O4(g)⇌2NO2(g)，故A正确； B．根据图示，达到平衡前，NO2的浓度在不断增大，因此混合气体的颜色逐渐变深，故B正确； C．64s时，N2O4和NO2的浓度相等，但N2O4、NO2浓度的变化量不相等，则反应速率不相等，故C错误； D．由图可知，达到平衡时，N2O4的浓度为0.80mol/L，初始浓度为1.20mol/L，则其转化率为：，故D正确； 故选C。 12．(24-25高一下·山西阳泉·期末)向某容积固定的密闭容器中加入A、C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示，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。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．A的平衡转化率为30% C．当容器内气体的压强不再变化时，反应达到平衡状态 D．物质B的起始物质的量为 【答案】D 【详解】A．由图可知，0～t1s内A的浓度减少0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，则A为反应物，C的浓度增加0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，则C为生成物，由物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比可知，A、C的化学计量数之比为0.09mol/L∶0.06mol/L=3∶2；由题意可知，反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化，则该反应是气体体积不变的反应，所以B为生成物，反应的化学方程式，A错误； B．由图可知，0～t1s内A的浓度减少0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，A的平衡转化率为，B错误； C．该反应是气体体积不变的反应，反应中容器内气体的压强始终不变，则容器内气体的压强不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，C错误； D．由反应的化学方程式可知，反应前后物质的量不变，则物质B的起始物质的量为（0.05+0.06+0.11-0.15-0.05）mol/L×2L=，D正确； 故选D。 13．(24-25高一下·陕西渭南·期末)在一定温度下，体积为的恒容密闭容器内发生某一反应，其中气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列表述正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．在时， C．容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为 D．时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态 【答案】C 【详解】A．达到平衡时Y减少8mol增加5mol，根据变化量之比是化学计量数之比可知该反应的化学方程式为，A错误； B．时，同方向反应速率比等于计量系数比，故；B错误； C．同温同压，气体压强比等于前后气体总物质的量之比，由图可知，反应前物质的量之和为10mol，平衡后物质的量之和为7mol，C正确； D．平衡时反应体系各组分的含量不变，t2之后，X、Y的量还在变化，反应未达到平衡状态，D错误； 答案选C。 14．(24-25高一下·山西太原·期末)T℃时在2L容积不变的密闭容器中发生反应：。反应过程中A、C、D的物质的量浓度变化如图所示。则下列结论不正确的是 A．曲线②代表物质C的变化 B．反应进行前2min内，用B表示的反应速率 C．a点 D．反应过程中体系压强逐渐增大 【答案】B 【详解】A．根据以上分析，曲线②代表物质C的变化，故A正确； B．B是固体，不能用B的浓度变化表示反应速率，故B错误； C．a点后，A的浓度继续减小，反应正向进行，，故C正确； D．正反应气体物质的量增多，容器体积不变、温度不变，所以反应过程中体系压强逐渐增大，故D正确； 选B。 15．(24-25高一下·山西运城·期末)某温度下，向2L恒容密闭容器中加入固体，发生反应(未配平)，反应过程如图所示，下列说法正确的是 A．向容器中再加入，正反应速率加快 B．第2min时，该反应的 C．反应达平衡时，的转化率为40% D．X是，0~3min用表示的反应速率为 【答案】D 【详解】A．是固体，其量增加，浓度并未改变，对化学反应速率影响不大，A错误； B．由图示信息可知，第2min时，的物质的量还在减小，的物质的量还在增大，即反应未达到平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，B错误； C．反应达平衡时， 的转化率为，C错误； D．由图分析在交叉点减少2mol，增加2mol，因此方程式中的系数和的系数相等，根据原子守恒X是，0~3min，用表示的反应速率为，D正确； 故答案选D。 16．(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放。一定条件下，向5L恒温恒容密闭容器中充入6mol和8mol，发生反应，测得的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．a点时的容器内气体的密度大于b点 B．b点时， C．c点时， D．反应开始时和d点时容器内混合气体的压强之比为7：5 【答案】D 【详解】A．根据质量守恒定律，恒容密闭容器中气体的总质量、总体积不变，则气体的密度为定值，因此a点时的容器内气体的密度等于b点，A错误； B．b点时反应未达到平衡状态，反应仍正向进行，则正反应速率大于逆反应速率，即，因此，B错误； C．c点时，的物质的量为2mol，则生成甲醇的物质的量为，因此，C错误； D．d点时，的物质的量为2mol，则的物质的量为，甲醇和水的物质的量为；反应开始时容器中充入6mol和8mol，则反应开始时和d点时容器内混合气体的压强之比为，D正确； 答案选D。 17．(24-25高一下·陕西部分学校·期末)在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．这段时间内，反应正向进行 B．这段时间内，反应物的物质的量逐渐减小 C．时刻，反应未达到化学平衡状态 D．时刻，若升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】D 【详解】A．这段时间内，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，A正确； B．这段时间内，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，反应物的物质的量逐渐减小，B正确； C．时刻正逆反应速率不相等，反应未达到化学平衡状态，C正确； D．时刻，若升高温度，正逆反应速率均增大，D错误； 故选D。 18．(24-25高一下·陕西汉中·期末)工业上利用合成气制备甲醇的反应为，向2L恒容密闭容器中通入一定量合成气，在催化剂作用下发生上述反应，反应过程中各物质的物质的量与时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示的物质的量与时间的变化关系 B．0~3min内的平均反应速率 C．a点两种物质的浓度相等，反应达到平衡状态 D．3min时，的物质的量之比为 【答案】C 【详解】A．先通入一定量合成气，故Ⅱ、Ⅲ为反应物Ⅰ为生成物，再结合化学方程式系数之比等于物质的量改变量之比，得Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示，A正确； B．内的平均反应速率，B正确； C．a点两种物质的浓度相等，但反应并未达到平衡状态，C错误； D．由图可知3min时，的物质的量之比为，D正确； 故答案选C。 19．(24-25高一下·山西大同·期末)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。现向体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图所示。 (1)计算3min内用氢气表示的该反应的反应速率v(H2)=___________；3min时，正反应速率___________逆反应速率(填：“>”“=”或“<”)。 (2)10min反应达平衡，氢气的转化率为___________。 (3)在其他条件不变的情况下，将体系体积压缩到原来的二分之一，下列说法正确的是___________ A．氢气的浓度减小 B．正反应速率增大 C．逆反应速率减小 D．达到平衡的时间不变 【答案】(1) 0.5mol/(L·min) > (2)75% (3)B 【详解】（1）0~3min，从1.00降至0.50mol/L，则，则；3min后浓度仍在减小，则3min时反应正向进行，故； （2）平衡时，则消耗浓度为，转化率=； （3）其他条件不变，体积压缩至： A．氢气浓度增大，A错误； B．反应物浓度增大，正反应速率增大，B正确； C．生成物浓度增大，逆反应速率增大，C错误； D．浓度增大，反应速率增大，达到平衡时间缩短，D错误； 答案选B。 20．(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。回答下列问题： (1)某温度时，在4L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体物质随时间的变化关系曲线如图所示。 ①该反应的化学方程式为___________。 ②反应开始至2min时，X的转化率为___________，0～5min内气体Y的平均反应速率为___________mol/(L•min)。 ③其他条件不变，6min后Z的生成速率___________(填“>”“<”或“=”)8min后Z的消耗速率。 (2)汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，一种新型催化剂用于NO和CO的反应：。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，如下表所示。 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/(/g) Ⅰ 280 82 Ⅱ 280 b 124 Ⅲ 350 a 82 ①a=___________，b=___________。 ②能验证催化剂的比表面积对化学反应速率影响的是实验___________(填实验编号)。 ③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅰ的是曲线___________(填“甲”或“乙”)。 (3)在容积固定的绝热容器中发生反应：，不能说明已达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．容器内混合气体温度不再变化 B．容器内的气体的总物质的量保持不变 C．容器内混合气体的密度不再变化 D． E． 【答案】(1)或 30% 0.01 = (2) Ⅰ和Ⅱ 甲 (3)CE 【详解】（1）①5min内X物质的量减少0.6mol、Y物质的量减少0.2mol，Z物质的量增加0.4mol，X、Y是反应物，Z是生成物，物质的量变化比等于系数比，该反应的化学方程式为。②反应开始至2min时，X的转化率为，0～5min Y的物质的量减少0.2mol，Y的平均反应速率为。③5min后反应达到了平衡，故6min时Z的生成速率等于8min后Z的消耗速率。故答案为：或；30%；0.01；=； （2）①验证温度对化学反应速率的影响，只能是温度不同，其他条件必须相同，对比实验Ⅰ和Ⅲ可知，验证催化剂的比表面积对反应速率的影响，对比实验Ⅰ和Ⅱ可知；②验证催化剂的比表面积对化学反应速率的影响，只有实验Ⅰ、Ⅱ的催化剂的比表面积不同，其他条件相同；③温度越高，反应速率越快，到达平衡的时间越短，实验Ⅰ中温度低，反应速率慢，由图可知，曲线甲的斜率小，反应慢。故答案为：；；Ⅰ和Ⅱ；甲； （3）A．反应中有热效应，导致混合气体温度随反应而变化，则容器内混合气体温度不再变化说明反应达到平衡，A不符合题意； B．容器内的气体总物质的量随反应发生变化，则当气体总物质的量保持不变说明反应已达到平衡状态，B不符合题意； C．容积固定，混合气体总质量不变，则混合气体密度为定值，不能说明反应已达到平衡状态，C符合题意； D．表示正逆反应，对不同物质来说，速率之比等于系数之比，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D不符合题意； E．，这个比例是化学计量数之比，浓度比可能在反应的任意时刻都成立，反应不一定达到了平衡，E符合题意； 故选CE。 21．(24-25高一下·宁夏·期末)CO2的转化可实现碳循环。在体积为1L的恒温恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，发生放热反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)从3min到8min，v(CO2)= ________ mol·L-1·min-1。 (2)下列说法正确的是________。 A．图中a点达到平衡状态 B．平衡时容器的压强与起始时的压强之比为5/8 C．混合气体密度不随时间变化，可以说明该反应达到了平衡状态 D．若已知生成1molCH3OH(g)时放出热量为akJ，则上述反应的放热总量为0.75akJ (3)第3min时 ________第8min时(填“>”、“<”、“=”或“无法比较”)。 (4)为加快上述化学反应速率，其它条件不变时，可采取的措施有________。 A．升高温度 B．加入催化剂 C．容积不变，再充入1molCO2和3molH2 D．保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大 (5)甲醇燃料电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过，其工作原理如图，写出正极的电极反应式________。 【答案】(1)0.05 (2)BD (3)> (4)ABC (5)O2+4H++4e-=2H2O 【详解】（1）根据图像信息可知：。 （2）A．图中a点是产物甲醇和反应物二氧化碳的浓度相等，不是平衡状态，A错误； B．根据方程式列出三段式：，剩余气体总物质的量为：，平衡时容器的压强与起始时的压强之比为：，B正确； C．由于反应物和产物均是气体，平衡前后气体质量不变，容器体积不变，平衡前后密度始终无变化，C错误； D．通过计算可知，二氧化碳反应了，生成了甲醇，按照比例关系，放出热量为，D正确； 故选BD。 （3）第时，虽然二氧化碳和甲醇浓度相同，但是此时未达到平衡，反应继续正向移动，故。 （4）A．升高温度，可以使反应速率加快，A符合题意； B．加入催化剂，可以使反应速率加快，B符合题意； C．容积不变，再充入1molCO2和3molH2，气体浓度增大，反应速率加快，C符合题意； D．保持体积不变，充入氮气，不参与反应，各成分气体浓度不变，反应速率不会加快，D不符合题意； 故选ABC。 （5）根据电池原理可知，通入燃料的一极是负极，通入氧气或空气的一极是正极，得到电子，由于电池为酸性环境，所以正极的电极反应式为：。 22．(24-25高一下·青海西宁·期末)Ⅰ．、CO是大气污染物，研究、CO等气体的无害化处理，对治理大气污染、建设生态文明有重要意义。某研究小组模拟反应，一定温度下，在容积为1.0L的恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO，测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。 (1)X代表的物质是______；点正反应速率______(填“>”“”或“”)逆反应速率。 (2)从反应开始至达到平衡时，_______。 (3)下列选项中，能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标号)。 a．当气体总物质的量不再变化时 b．NO和CO的浓度之比保持不变 c． Ⅱ．环境保护越来越受到重视，被视为绿色电源的燃料电池备受瞩目，下图是一种氢氧燃料电池的结构示意图，总反应为(电解质溶液是稀硫酸)。 (4)催化剂电极d是_______(填“正极”或“负极”)，催化剂电极c上的反应为_______；假设电池的能量转化效率为，若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为_______L。 【答案】(1)(或二氧化碳) > (2) (3)ac (4)正极 【详解】（1）平衡时生成1.6molX，消耗的NO和CO均是1.6mol，根据方程式可知X代表的物质是；a点反应向正反应方向进行，则正反应速率大于逆反应速率； （2）从反应开始到平衡时，生成了，，，； （3）a．该反应过程中混合气体的总物质的量减小，所以当气体总物质的量不再变化时，反应达到平衡，a符合题意； b．在恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO发生反应，NO和CO的浓度之比是定值，NO和CO的浓度之比不变时，不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意； c．不同物质表示的正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比时说明反应达到平衡状态，NO的消耗速率表示的是正反应速率，的消耗速率表示的是逆反应速率，而且，符合化学计量数之比，c符合题意； 故选ac； （4）电子流入的一极是正极，由图可知，催化剂电极d为正极，催化剂电极c为负极，发生反应：；假设标准状况下氧气的体积为，电池放电时，每摩尔得到4mol电子，所以，解得。 23．(24-25高一下·青海·期末)甲烷是最简单的有机物，以甲烷为原料合成含两个或多个碳原子的其他有机物，是一项具有重大实用价值的研究课题。请回答下列问题： I．天然气是一种清洁的化石燃料，其主要成分为甲烷。 (1)天然气燃烧是___________(填“吸热”或“放热”)反应；某灶具原本使用的燃料是煤气，如果改用天然气，其进风口应___________(填“改大”或“改小”)，原因是___________。 Ⅱ．利用甲烷作为原料合成丙烯的技术得到了广泛的关注。工业生产中通常将甲烷催化氧化成合成气体(和)，随后将合成气体在合成反应器中经过合成反应转化为丙烯。一定条件下，向体积为的恒温恒容密闭容器中通入和，发生反应，用传感器监测出容器内各组分物质的量随时间的变化情况并绘制如图所示曲线。 (2)表示物质的量随时间变化的曲线为___________(填“a”“b”“c”或“d”)。 (3)内，的平均反应速率为___________，密闭容器中混合气体的密度___________(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)。 (4)下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．容器内混合气体的压强不再变化 B．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 C． D． Ⅲ．一种甲烷-空气燃料电池的工作原理如图所示。 (5)该电池放电时，电极a发生的电极反应为___________；外电路每转移个电子，理论上需要消耗甲烷的质量为___________g。 【答案】(1)放热 改大 相同条件下，等体积的煤气和天然气完全燃烧，天然气消耗的氧气更多，所以要改大进风口让更多的氧气进入，使天然气完全燃烧 (2)d (3) 0.04 保持不变 (4)AB (5) 32 【详解】（1）天然气主要成分是CH4，其燃烧时会放出大量热量，因此天然气燃烧反应是放热反应；CH4燃烧反应的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O；煤气的主要成分是CO，其反应方程式为：2CO+O22CO2，根据二者燃烧的化学反应方程式可知：等体积的CH4比CO燃烧消耗更多O2，因此若某灶具原本使用的燃料是煤气，如果改用天然气，应该将其进风口改大，以保证让更多的氧气进入，使天然气充分完全燃烧；故答案为放热；改大；相同条件下，等体积的煤气和天然气完全燃烧，天然气消耗的氧气更多，所以要改大进风口让更多的氧气进入，使天然气完全燃烧。 （2）根据分析可知曲线d表示C3H6的物质的量随时间变化，故答案为d。 （3）根据分析可知曲线b表示CO，由图象可知：在0～5 minCO的物质的量反应消耗了2 mol，由于容器的容积是10 L，故用CO浓度变化表示的反应速率为v(CO)=；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，则混合气体的密度始终保持不变；故答案为0.04；保持不变。 （4）A．反应在恒容密闭容器中进行，该反应是气体物质的量改变的反应，气体的压强会发生变化，当混合气体的物质的量不变时，气体压强不再发生改变，反应就达到了平衡状态，A正确； B．反应混合物都是气体，气体的质量不变，该反应是气体物质的量改变的反应，当混合气体的物质的量不变时，气体的平均摩尔质量就不再改变，反应达到了平衡状态，B正确； C．未指明化学反应速率的正、逆，因此不能判断反应是否达到平衡状态，C错误；D．C3H6、H2O都是生成物，无论反应是否达到平衡状态，反应生成的C3H6、H2O的物质的量的比始终是1：3，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，D错误； 故选AB。 （5）根据分析可知，电极a发生的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；由负极的电极反应式CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+，可知每有1 molCH4反应，就会转移8 mol电子，故当外电路每转移16NA个电子，理论上需要消耗甲烷的物质的量为n(CH4)=(16NA/8NA)mol=2mol，其质量为m(CH4)=2 mol×16 g/mol=32 g；故答案为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；32 g。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型04 化学反应速率与平衡图像问题的分析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 B C C A A D B D C B C D C 题号 14 15 16 17 18 答案 B D D D C 19．(1) 0.5mol/(L·min) > (2)75% (3)B 20．(1)或 30% 0.01 = (2) Ⅰ和Ⅱ 甲 (3)CE 21．(1)0.05 (2)BD (3)> (4)ABC (5)O2+4H++4e-=2H2O 22．(1)(或二氧化碳) > (2) (3)ac (4)正极 23．(1)放热 改大 相同条件下，等体积的煤气和天然气完全燃烧，天然气消耗的氧气更多，所以要改大进风口让更多的氧气进入，使天然气完全燃烧 (2)d (3) 0.04 保持不变 (4)AB (5) 32 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型04 化学反应速率与平衡图像问题的分析 1．(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)室温下，用溶液、溶液和蒸馏水混合进行如下表所示的5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化。下列说法不正确的是 实验编号 溶液 蒸馏水 浑浊度随时间变化的曲线 V／mL V／mL V／mL ① 1.5 3.5 10 ② 2.5 3.5 x ③ 3.5 3.5 8 ④ 3.5 2.5 9 ⑤ 3.5 y 10 A．， B．降低溶液浓度比降低溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大 C．实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率 D．将装有实验①的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线可能为a 2．(24-25高一下·宁夏石嘴山平罗中学·期末)某温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的，发生反应(无色)。的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．曲线①表示正反应速率随时间的变化 B．时容器内气体的颜色比时的浅 C．时， D．其他条件不变，降低温度，反应达到平衡的时间增长 3．(24-25高一下·山西吕梁·期末)一定温度下在密闭容器中进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随时间变化的曲线如图，下列叙述正确的是 A．反应的化学方程式为： B．时，物质Y的转化率为60% C．时，反应物的正反应速率大于逆反应速率 D．时，反应达到平衡 4．(24-25高一下·山西部分学校·期末)一定条件下，将3 molA气体和1 mol B气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)4C(g)+ 2D(s)。2min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是 A．若混合气体的平均摩尔质量不再改变时，该反应一定达到平衡状态 B．平衡时的体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2 C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D．从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min) 5．(24-25高一下·山西运城·期末)已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)；ΔH＜0。在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是 A．a、b、c、d四个点中，只有b、d点的化学反应处于平衡状态 B．前10min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.06mol/(L•min) C．25min时，导致平衡移动的原因是将密闭容器的体积缩小为1L D．图中的两条曲线，X是表示N2O4浓度随时间的变化曲线 6．(24-25高一下·陕西咸阳·期末)一定温度下，将与充入恒容密闭容器中发生反应，各组分的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是 A．曲线Z表示物质B的浓度变化 B．物质C、D的物质的量浓度变化曲线重合，均为曲线X C．M点对应的状态为平衡状态 D．平衡时A的物质的量为0.5mol 7．(24-25高一下·宁夏吴忠吴忠中学·期末)一定条件下，向容积为1.00L的密闭容器中通入一定量的和的混合气体，发生反应：（正反应吸热），体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．64s时，反应达到化学平衡状态 B．前100秒内，用浓度的变化表示的化学反应速率是 C．保持容器体积不变，充入氦气，反应速率增加 D．若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高 8．(24-25高一下·陕西咸阳·期末)已知是放热反应.向恒容密闭容器中充入和发生上述反应，测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．由图分析可知： B．反应中反应物的总能量小于生成物的总能量 C．温度下，用NO表示反应建立平衡的平均反应速率为 D．化学反应速率：c点的点的点的 9．(24-25高一下·山西名校联考·期末)工业合成氨是人类科学技术的重大突破。将2molN2和4molH2充入容积为1L的恒容密闭容器中，在高温、高压、催化剂条件下模拟工业合成氨，部分物质的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的化学反应方程式为 B．该反应条件下N2的转化率可达到50% C．反应在6min时达到化学平衡状态 D．反应开始至10min，H2的平均反应速率为0.3mol/(L·min) 10．(24-25高一下·陕西商洛·期末)一定条件下，向10L恒温恒容密闭容器中充入X(g)、Y(g)和Z(g)，这三种物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．容器内发生反应的化学方程式为 B．4～5min内，容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．当反应达到平衡状态时，向容器中通入一定量的Ar(不参与反应)，该反应的化学反应速率增大 D．反应开始时与反应达到平衡状态时的容器内气体的总物质的量之比为9∶11 11．(24-25高一下·陕西西安铁一中学·期末)向容积为1L的密闭容器中通入一定量的和，体系中各物质浓度随时间变化如图。下列有关说法错误的是 A．发生的反应为： B．到达化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变深 C．64s时，和的浓度相等，反应速率也相等 D．的平衡转化率为 12．(24-25高一下·山西阳泉·期末)向某容积固定的密闭容器中加入A、C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示，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。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．A的平衡转化率为30% C．当容器内气体的压强不再变化时，反应达到平衡状态 D．物质B的起始物质的量为 13．(24-25高一下·陕西渭南·期末)在一定温度下，体积为的恒容密闭容器内发生某一反应，其中气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列表述正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．在时， C．容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为 D．时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态 14．(24-25高一下·山西太原·期末)T℃时在2L容积不变的密闭容器中发生反应：。反应过程中A、C、D的物质的量浓度变化如图所示。则下列结论不正确的是 A．曲线②代表物质C的变化 B．反应进行前2min内，用B表示的反应速率 C．a点 D．反应过程中体系压强逐渐增大 15．(24-25高一下·山西运城·期末)某温度下，向2L恒容密闭容器中加入固体，发生反应(未配平)，反应过程如图所示，下列说法正确的是 A．向容器中再加入，正反应速率加快 B．第2min时，该反应的 C．反应达平衡时，的转化率为40% D．X是，0~3min用表示的反应速率为 16．(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放。一定条件下，向5L恒温恒容密闭容器中充入6mol和8mol，发生反应，测得的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．a点时的容器内气体的密度大于b点 B．b点时， C．c点时， D．反应开始时和d点时容器内混合气体的压强之比为7：5 17．(24-25高一下·陕西部分学校·期末)在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．这段时间内，反应正向进行 B．这段时间内，反应物的物质的量逐渐减小 C．时刻，反应未达到化学平衡状态 D．时刻，若升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 18．(24-25高一下·陕西汉中·期末)工业上利用合成气制备甲醇的反应为，向2L恒容密闭容器中通入一定量合成气，在催化剂作用下发生上述反应，反应过程中各物质的物质的量与时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示的物质的量与时间的变化关系 B．0~3min内的平均反应速率 C．a点两种物质的浓度相等，反应达到平衡状态 D．3min时，的物质的量之比为 19．(24-25高一下·山西大同·期末)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。现向体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图所示。 (1)计算3min内用氢气表示的该反应的反应速率v(H2)=___________；3min时，正反应速率___________逆反应速率(填：“>”“=”或“<”)。 (2)10min反应达平衡，氢气的转化率为___________。 (3)在其他条件不变的情况下，将体系体积压缩到原来的二分之一，下列说法正确的是___________ A．氢气的浓度减小 B．正反应速率增大 C．逆反应速率减小 D．达到平衡的时间不变 20．(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。回答下列问题： (1)某温度时，在4L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体物质随时间的变化关系曲线如图所示。 ①该反应的化学方程式为___________。 ②反应开始至2min时，X的转化率为___________，0～5min内气体Y的平均反应速率为___________mol/(L•min)。 ③其他条件不变，6min后Z的生成速率___________(填“>”“<”或“=”)8min后Z的消耗速率。 (2)汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，一种新型催化剂用于NO和CO的反应：。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，如下表所示。 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/(/g) Ⅰ 280 82 Ⅱ 280 b 124 Ⅲ 350 a 82 ①a=___________，b=___________。 ②能验证催化剂的比表面积对化学反应速率影响的是实验___________(填实验编号)。 ③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅰ的是曲线___________(填“甲”或“乙”)。 (3)在容积固定的绝热容器中发生反应：，不能说明已达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．容器内混合气体温度不再变化 B．容器内的气体的总物质的量保持不变 C．容器内混合气体的密度不再变化 D． E． 21．(24-25高一下·宁夏·期末)CO2的转化可实现碳循环。在体积为1L的恒温恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，发生放热反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)从3min到8min，v(CO2)= ________ mol·L-1·min-1。 (2)下列说法正确的是________。 A．图中a点达到平衡状态 B．平衡时容器的压强与起始时的压强之比为5/8 C．混合气体密度不随时间变化，可以说明该反应达到了平衡状态 D．若已知生成1molCH3OH(g)时放出热量为akJ，则上述反应的放热总量为0.75akJ (3)第3min时 ________第8min时(填“>”、“<”、“=”或“无法比较”)。 (4)为加快上述化学反应速率，其它条件不变时，可采取的措施有________。 A．升高温度 B．加入催化剂 C．容积不变，再充入1molCO2和3molH2 D．保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大 (5)甲醇燃料电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过，其工作原理如图，写出正极的电极反应式________。 22．(24-25高一下·青海西宁·期末)Ⅰ．、CO是大气污染物，研究、CO等气体的无害化处理，对治理大气污染、建设生态文明有重要意义。某研究小组模拟反应，一定温度下，在容积为1.0L的恒容密闭容器中加入等物质的量的NO和CO，测得部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。 (1)X代表的物质是______；点正反应速率______(填“>”“”或“”)逆反应速率。 (2)从反应开始至达到平衡时，_______。 (3)下列选项中，能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填标号)。 a．当气体总物质的量不再变化时 b．NO和CO的浓度之比保持不变 c． Ⅱ．环境保护越来越受到重视，被视为绿色电源的燃料电池备受瞩目，下图是一种氢氧燃料电池的结构示意图，总反应为(电解质溶液是稀硫酸)。 (4)催化剂电极d是_______(填“正极”或“负极”)，催化剂电极c上的反应为_______；假设电池的能量转化效率为，若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为_______L。 23．(24-25高一下·青海·期末)甲烷是最简单的有机物，以甲烷为原料合成含两个或多个碳原子的其他有机物，是一项具有重大实用价值的研究课题。请回答下列问题： I．天然气是一种清洁的化石燃料，其主要成分为甲烷。 (1)天然气燃烧是___________(填“吸热”或“放热”)反应；某灶具原本使用的燃料是煤气，如果改用天然气，其进风口应___________(填“改大”或“改小”)，原因是___________。 Ⅱ．利用甲烷作为原料合成丙烯的技术得到了广泛的关注。工业生产中通常将甲烷催化氧化成合成气体(和)，随后将合成气体在合成反应器中经过合成反应转化为丙烯。一定条件下，向体积为的恒温恒容密闭容器中通入和，发生反应，用传感器监测出容器内各组分物质的量随时间的变化情况并绘制如图所示曲线。 (2)表示物质的量随时间变化的曲线为___________(填“a”“b”“c”或“d”)。 (3)内，的平均反应速率为___________，密闭容器中混合气体的密度___________(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)。 (4)下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．容器内混合气体的压强不再变化 B．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 C． D． Ⅲ．一种甲烷-空气燃料电池的工作原理如图所示。 (5)该电池放电时，电极a发生的电极反应为___________；外电路每转移个电子，理论上需要消耗甲烷的质量为___________g。 / 学科网（北京）股份有限公司 $