专题04 化学反应的速率与限度(期末真题汇编,四川专用)高一化学下学期
2026-05-27
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3份
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62页
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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) | 四川省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.69 MB |
| 发布时间 | 2026-05-27 |
| 更新时间 | 2026-05-27 |
| 作者 | Ping |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58068596.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
四川多地高一下期末化学试题汇编,聚焦化学反应速率与限度,涵盖基础计算、实验探究及工业应用(如CO₂转化、甲醇合成),注重真实情境与学科能力结合。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|约20题|速率影响因素(温度、催化剂)、平衡状态判断(压强、密度)|结合生活实例(食品包装防锈、面团发酵)|
|非选择题|约10题|速率计算(平均反应速率)、平衡移动(勒夏特列原理)、工业流程(合成氨、SO₂转化)|图表分析(浓度-时间曲线)、跨学科应用(燃料电池电极反应)|
内容正文:
专题04 化学反应的速率与限度
3大高频考点概览
考点01 化学反应的速率
考点02 化学反应的限度
考点03 化学反应条件的控制
地 城
考点01
化学反应的速率
1.(2024-2025高一下·四川雅安市·期末)2.日常生活中的下列做法,主要目的与调控化学反应速率无关的是
A.向门窗合页里注入机油 B.在铁制品表面刷漆
C.食品抽真空包装 D.在温度较高的条件下发馒头
【答案】A
【详解】A.向门窗合页注入机油的主要目的是润滑以减少摩擦,属于物理作用,与调控化学反应速率无关,A符合题意;
B.铁制品刷漆是为了隔绝氧气和水,减缓铁的氧化反应(生锈),属于调控反应速率,B不符合题意;
C.食品抽真空包装通过减少氧气浓度来抑制氧化反应和微生物繁殖,属于调控反应速率,C不符合题意;
D.高温下发馒头利用温度升高加快酵母菌的发酵速率,属于调控反应速率,D不符合题意;
故选A。
2.(2024-2025高一下·四川泸州市·期末)下列措施中,不能加快化学反应速率的是
A.Zn与稀盐酸反应制取H2时,加入浓盐酸
B.H2O2分解制O2时,加入少量FeCl3溶液
C.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应时,将晶体研细混匀
D.CaCO3与盐酸制取CO2时,将盐酸替换为硫酸
【答案】D
【详解】A.浓盐酸,氢离子的浓度升高,反应速率加快,故A不选;
B.FeCl3可以做催化剂,催化剂降低活化能,加速反应,故B不选;
C.将晶体研细混匀,增大表面积,能加快反应速率,故C不选;
D.将盐酸替换为硫酸,生成物CaSO4阻碍反应进行,导致速率降低,故D选;
答案选D。
3.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)化学反应速率对人类生产、生活有着显著的影响。下列说法错误的是
A.将食物放入冰箱可减缓食物腐败的速率
B.用金属制取氢气时,将稀硫酸改为浓硫酸可加快反应速率
C.在汽车尾气处理装置中,使用催化剂可显著提高反应速率
D.向炉膛内鼓风,用煤粉代替煤块可以使炉火更旺
【答案】B
【详解】A.降低温度会减缓反应速率,冰箱低温环境减缓食物腐败,A正确;
B.浓硫酸与金属(如Fe、Al)常温下发生钝化,反应停止,与其他金属不能生成氢气,无法加快制H2速率,B错误;
C.催化剂降低活化能,提高反应速率,尾气处理使用催化剂正确,C正确;
D.鼓风增加O2浓度,煤粉增大接触面积,均加快燃烧速率,D正确;
故选B。
4.(2024-2025高一下·四川巴中市·期末)一定温度下,向2L恒容密闭容器中加入一定量和发生反应: ,5min末,的物质的量为0.6mol。下列说法错误的是
A.5min末,的浓度为
B.5min末,的转化率为30%
C.0~5min内,用CO表示的平均反应速率为
D.当容器内气体的压强及平均相对分子质量均不再随时间变化而变化时,反应就达到了化学平衡状态
【答案】C
【详解】A.5 min末, 的物质的量为0.6 mol,则消耗的H2O物质的量为0.6 mol, H2O的浓度为,A正确;
B.H2O的转化率为,B正确;
C.0~5 min内,CO的物质的量变化为0.6 mol,平均速率为,C错误;
D.反应中气体总数增加,随着反应进行,压强不断增大,故容器内气体的压强是变量,反应前气体平均摩尔质量为18 g/mol,5 min末用三段式计算,,平均摩尔质量为,结合计算可知,容器内气体的压强、平均相对分子质量以及平均摩尔质量均会随时间变化而变化,则当容器内气体的压强及平均相对分子质量均不再随时间变化而变化时,反应就达到了化学平衡状态,D正确;
故选C。
5.(2024-2025高一下·四川雅安市·期末)下列探究影响化学反应速率因素的实验方案不合理的是
序号
影响因素
实验方案
A
温度
在两支大小相同的试管中均加入5mL5%H2O2溶液,待试管中均有适量气泡出现时,将两支试管同时分别浸入冷水和热水中,观察现象
B
浓度
常温下,在两支大小相同的试管中加入形状相同的锌片,再同时向上述两支试管中分别加入5mL0.5mol·L-1和5mL2.0mol·L-1硫酸,观察现象
C
催化剂(Fe3+)
相同温度下,在两支大小相同的试管中均加入5mL5%H2O2溶液,待试管中均有适量气泡出现时,向其中一支试管中加入1mL1.0mol·L-1FeCl3溶液,另一支试管不加任何试剂,观察现象
D
固体表面积
相同温度下,在两支大小相同的试管中均加入5mL1.0mol·L-1盐酸,再分别加入质量相同的大理石碎块和粉末,观察现象
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.实验通过改变温度观察H2O2分解速率,控制其他变量一致,设计合理,A正确;
B.使用不同浓度硫酸与锌反应,其他条件相同,浓度是唯一变量,设计合理,B正确;
C.加入FeCl3溶液会稀释H2O2浓度(总液量从5mL增至6mL),导致催化剂和浓度两个变量,无法单一验证催化剂影响,设计不合理,C错误;
D.通过改变大理石颗粒大小(表面积)观察反应速率,其他条件相同,设计合理,D正确;
答案选C。
6.(2024-2025高一下·四川成都市·期末)在一定温度时,将1molA和2molB放入容积为5L的某密闭容器中发生反应: ,经5min后,测得容器内B的浓度减少了下列叙述正确的是
A.5min时,容器内气体总的物质的量为2.5mol
B.在5min内,用A的浓度变化表示的该反应的速率为
C.当时,该反应已达到平衡状态
D.保持容器体积不变,充入氩气使压强增大,则反应速率增大
【答案】A
【详解】A.5min时,B的浓度减少,生成C和D的浓度分别为和,总气体物质的量为,A正确;
B.A为固体,无法用A的浓度变化表示反应速率,B错误;
C.平衡时正逆反应速率相等,正确关系应为当,该反应已达到平衡状态,C错误;
D.容器体积不变时充入氩气,参与反应的各物质浓度不变,反应速率不变,D错误;
故答案选A。
7.(2024-2025高一下·四川成都市龙泉驿区·期末)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、II对反应的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.无催化剂时,反应不能进行
B.催化剂II比催化剂I的效果好
C.a曲线表示使用催化剂II时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂I时,内,
【答案】D
【详解】A.催化剂只能加快反应速率,不能改变反应的发生与否,故A错误;
B.在相同时间内,催化剂Ⅰ的Y增加的浓度比Ⅱ多,催化剂Ⅰ效率更高,故B错误;
C.催化剂Ⅰ:0-2min,Y增加的浓度为4.0mol/L,a曲线浓度变化量为2.0mol/L,变化量之比符合系数之比,a曲线为X在催化剂Ⅰ下的变化曲线,故C错误;
D.使用催化剂I时,0-2min间Y的浓度变化量为4.0mol/L,则,故D正确;
答案选D。
8.(2024-2025高一下·四川巴中市·期末)将3.84g铜与200mL一定浓度的稀硝酸反应,5min时铜恰好完全溶解,产生无色气体NO。待产生的气体全部释放后,向溶液中加入200mL1.0mol/LNaOH溶液,恰好使溶液中Cu2+全部转化为沉淀。假设溶液体积不变,以下说法错误的是
A.生成沉淀的质量为5.88g
B.用硝酸表示前5min内反应的平均速率为
C.Cu与稀硝酸反应时,参加反应的硝酸与被还原的硝酸物质的量之比是
D.原稀硝酸的物质的量浓度是
【答案】C
【详解】A.由题干信息可知,Cu2+的物质的量等于铜的物质的量即为=0.06mol,生成Cu(OH)2的物质的量也为0.06mol,Cu(OH)2的摩尔质量为64 + 2×(17) = 98g/mol,质量为0.06×98 = 5.88g,A正确;
B.根据反应式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,0.06mol Cu消耗0.16mol HNO3,体积0.2L,时间5min,用硝酸表示的平均速率为0.16/(0.2×5) = 0.16mol/(L·min),B正确;
C.根据反应式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,参加反应的硝酸与被还原的硝酸物质的量之比为4:1而不为3:1,C错误;
D.加入NaOH溶液后,溶液中的溶质为。根据电荷守恒,。根据反应,可知。根据氮原子守恒,原硝酸的物质的量为。则原稀硝酸的浓度为,D正确;
故答案为C。
9.(2024-2025高一下·四川成都树德中学·期末)某小组利用溶液与稀反应探究反应条件对速率的影响,下列有关说法不正确的是
选项
反应温度
溶液
稀
①
25
10
0.1
10
0.1
0
②
25
5
0.1
10
0.1
x
③
50
10
0.1
5
0.2
5
④
50
10
0.1
10
0.1
0
A.该反应的化学方程式为:
B.可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢
C.①③两组实验可探究温度对反应速率的影响
D.若,①②两组实验可探究溶液浓度对反应速率的影响
【答案】B
【分析】探究反应条件对速率的影响需控制单一变量。
【详解】A.在酸性条件下分解生成,该反应的化学方程式正确,各元素原子守恒,符合反应事实,A正确;
B.在水中溶解度较大,受温度和酸度影响显著,无法准确通过气体体积判断反应快慢,但产生浑浊的时间可以反映速率,因此“单位时间内产生气体体积判断反应的快慢”的说法不准确,B错误;
C.①(25℃)和③(50℃)温度不同,其他条件(浓度、浓度)相同,可探究温度对反应速率的影响,C正确;
D.若,①②两组温度(25℃)相同,浓度不同(①为,②为),其他条件(浓度)相同,可探究浓度对反应速率的影响,D正确;
故选B。
10.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)二氧化碳综合利用有助于减少温室气体排放,实现碳减排,同时创造经济价值,推动可持续发展。
Ⅰ.已知与重整反应体系主要涉及以下反应:
①
②
(1)反应=_____,对该反应自发进行的判断正确的是_____。
a.高温自发 b.低温自发
c.任何温度均不能自发 d.任何温度均能自发
(2)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入2mol和2mol发生反应①和②,5min时测得CO浓度为,浓度为。0~5min,的反应速率为_____。5min时,的转化率为_____。
Ⅱ:通过高效催化剂,在温和条件下,可转化为乙醇、甲烷等有机物。
(3)加氢制反应为。
上述反应在一定条件下建立平衡,下列说法正确的是_____(填字母)。
A.恒温恒压,通入水蒸气,平衡逆向移动,正反应速率减慢
B.恒温恒压下通入氦气,平衡逆向移动,平衡常数减小
C.加入催化剂,可加快反应速率,提高平衡转化率
D.及时移出产物,平衡正向移动,提高和的转化率
(4)在一定条件下与发生氧再生反应:
恒压条件下,按投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度关系如图。
①曲线c表示的物质为_____(填化学式)。
②250℃时,该反应的平衡常数K=_____。
【答案】(1) b
(2)
(3)D
(4)
【详解】(1)由盖斯定律,②-①得反应 ,的反应能自发进行,该反应为放热的熵减反应,则b.低温自发;
(2)0~5min,反应①生成CO,则同时生成氢气、消耗二氧化碳,的反应速率为;反应②生成-=氢气,则消耗0.05mol/L甲烷,5min时,的转化率为。
(3)A.恒温恒压,通入水蒸气,平衡逆向移动,使得二氧化碳、氢气物质浓度增大,正反应速率增大,错误;
B.恒温恒压下通入氦气,容器体积增大,反应为气体分子数减小的反应,则平衡逆向移动,温度不变,平衡常数不变,错误;
C.加入催化剂,可加快反应速率,但是不影响平衡移动,不能提高平衡转化率,错误;
D.及时移出产物,促使平衡正向移动,提高反应物和的转化率,正确;
故选D;
(4)为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,生成物浓度增大、反应物浓度减小,结合反应中系数关系,abcd分别为水、二氧化碳、氧气、甲烷变化曲线;
①曲线c表示的物质为。
②250℃时,恒压条件下,按投料,假设二氧化碳、水投料分别为1mol、2mol,列三段式:
二氧化碳和氧气的浓度相等,则1-a=2a,a=,反应为气体分子数不变的反应,则该反应的平衡常数K=。
11.(2024-2025高一下·四川达州市·期末)研究化学反应原理具有重要意义。回答下列问题:
(1)在新型催化剂作用下,汽车尾气中的NO和CO可被转化为无污染的物质,在一定温度下,向体积为4L的恒容密闭容器中充入0.5molNO和0.5molCO,测得部分气体的物质的量随时间变化的曲线如图甲所示:
①该反应的化学方程式为_______。
②图甲中B表示_______(填“化学式”)。
③0∼5min,NO的平均反应速率为_______mol/(L·min)。上述条件下,该反应中NO的最大转化率为_______。
④下列有关该化学反应的表述正确的是_______(填选项编号)
A.反应至第3min时,正反应速率等于逆反应速率
B.保持条件不变,向上述容器中充入Ne,化学反应速率增大
C.当CO的质量分数保持不变时,反应达到化学平衡状态
D.当混合气体的密度不变时,反应达到化学平衡状态
(2)利用还原电化学法制备甲醇的工作原理如图乙所示。电池工作时,透过质子交换膜向_______移动(填“左”或“右”),正极上的电极反应式为_______。理论上,转移3mol电子时,生成甲醇的质量为_______g。
【答案】(1) 0.02 80% C
(2) 左 16
【详解】(1)①NO和CO转化为无污染物质,即生成N2和CO2,配平得;
②反应中NO、CO物质的量减少,N2、CO2物质的量增加,NO、CO和CO2计量数相同,变化量相同,N2计量数小,变化量小,故B为N2;
③由曲线A可知,0∼5min,NO物质的量变化为0.5mol-0.1mol=0.4mol,容器体积为4L,则;由图知该条件下,NO消耗量最多为0.4mol,则其转化率为;
④A.反应至第3min时,反应还未达到平衡状态,根据化学平衡的定义,平衡时正、逆反应速率才相等,所以此时正反应速率不等于逆反应速率,A错误;
B.因为容器体积固定(恒容),充入Ne后,NO、CO、N2、CO2这些反应相关气体的浓度都没有改变,根据反应速率的影响因素,浓度不变时,化学反应速率不变,B错误;
C.当CO的质量分数保持不变时,意味着CO的含量不再随时间而变化,在化学平衡状态下,各物质的含量保持不变,所以此时反应达到化学平衡状态,C正确;
D.该反应中,反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前后气体的总质量始终不变,又因为容器是恒容容器(体积固定),根据密度公式ρ=m/V,可知混合气体的密度始终不变,所以混合气体密度不变不能说明反应达到化学平衡状态,D错误;
故选C。
(2)在该原电池中,在右侧电极发生氧化反应H2-2e-=2H+,为负极,在左侧电极发生还原反应,为正极,阳离子向正极移动,即向左移动;正极上CO2得电子结合H+生成CH3OH和H2O,电极反应式为;由正极反应式可知,每转移6mol电子生成1molCH3OH(摩尔质量32g/mol),转移3mol电子时,生成0.5molCH3OH,质量为0.5mol×32g/mol=16g。
12.(2024-2025高一下·四川乐山市·期末)一种以为碳源,在催化剂作用下制备甲醇的反应为: 。
回答下列问题:
(1)下列条件改变,可以提高该反应速率的是___________(填编号)。
a.降低反应温度 b.使用高效催化剂
c.增大体系压强(改变体积) d.移走
(2)一定温度下,将 和 充入2L恒容密闭容器中发生上述反应,和的物质的量随时间变化关系如图所示:
①___________。
②min内,用表示的反应速率___________(用含的式子表示)。
③设起始压强为,平衡时压强为P,则___________。
④下列描述不能说明该反应达到最大限度的是___________(填编号)。
a.单位时间内每消耗 ,同时消耗
b.混合气体的密度保持不变
c.混合气体的总物质的量保持不变
d.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)一种双室微生物燃料电池可以处理含乙酸乙酯()废水,将乙酸乙酯转化为,后续将产生的集中处理,可实现环境治理和“减碳”目标,其中燃料电池工作原理如图所示。
①B为原电池的___________极,写出A极的电极反应式___________。
②若外电路通过电子,右侧溶液的质量变化为___________g。
【答案】(1)b、c
(2) 1.5 或 b
(3) 正 CH3COOC2H5-20e-+6H2O=4CO2↑+20H+ 18
【详解】(1)a.降低温度反应速率减慢,a不符合题意;
b.使用高效催化剂可以降低反应的活化能,加快反应速率,b符合题意;
c.增大体系压强(改变体积)可以增加单位体积内活化分子的数目,增大有效碰撞的概率,加快反应速率,c符合题意;
d.移走产物导致产物浓度减小,反应速率减慢,d不符合题意;
故选bc。
(2)①CO2为反应物,减小的曲线为CO2,增加的曲线为CH3OH,混合物中含C的物质只有CO2和CH3OH,根据C守恒,n(CO2)+n(CH3OH)=3mol,a点时n(CO2)=n(CH3OH),a=1.5mol;
②0-t2min内,∆n(CO2)=3mol-1mol=2mol,v(CO2)==mol/(L∙min),v(H2)=3v(CO2)=mol/(L∙min)
③由题意可得三段式:
,根据压强之比等于物质的量之比,==;
④a.单位时间内每消耗H2为正方向,消耗CH3OH为逆方向,3amolH2的同时消耗amolCH3OH符合系数比,即v正=v逆,可以判定平衡,a不符合题意;
b.混合气体的密度ρ=,根据质量守恒定律m为定值,容积V也是定值,因此ρ为定值,不能判定平衡,b符合题意;
c.该反应的正方向是物质的量减少的反应,混合气体的总物质的量保持不变说明达到平衡,c符合题意;
d.混合气体的平均相对分子质量M=,根据质量守恒定律m为定值,该反应的正方向是物质的量减少的反应,n为变量,因此M为变量,可以判定平衡,d不符合题意;
故选b。
(3)①氧气得电子生成水为正极,故B电极为正极;A为负极,乙酸乙酯失去电子生成二氧化碳,电极方程式为CH3COOC2H5-20e-+6H2O=4CO2↑+20H+;
②正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,转移4mol电子,增加2mol水的质量,因此外电路通过2mol电子,右侧溶液的质量增加1mol×18g/mol=18g。
13.(2024-2025高一下·四川遂宁市·期末)汽车尾气中的有害成分主要有CO、NO、、颗粒物和臭氧等,制硝酸尾气中也有NO等气体,硫酸工业尾气中存在等气体。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。NO分解生成1mol和lmol会___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ能量。
(2)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与NO反应生成和的离子方程式为___________。
(3)t℃时,将和充入容积为的密闭容器中,模拟汽车尾气转化,容器中的物质的量随时间变化如图所示。
、转化为两种无毒气体的化学方程式是___________。反应开始至,V(CO)___________。
(4)一定温度下,向容积为1 L的密闭容器中加入2 mol 和1 mol ,发生反应:,下列能说明此反应达到平衡状态的是___________。
A.
B.容器内压强不变
C.混合气体的密度不变
D.混合气体中、的物质的量之比为2:1
E.气体的平均相对分子质量不变
(5)CO可用于炼铁,但历史上曾出现过炼铁高炉尾气之谜,19世纪勒夏特列揭开谜底,在高炉中自下而上有焦炭的地方存在一个可逆反应___________,后来研究证明在高炉中Fe2O3和CO不能全部转化为Fe和CO2,请设计一个实验证明Fe2O3与足量的CO反应是有限度的___________。(可选用试剂稀硝酸溶液、稀盐酸溶液、KSCN溶液、KMnO4溶液)
【答案】(1) 放出 180
(2)3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2+5H+
(3) 2CO+2NON2+2CO2 0.02
(4)BE
(5) C+CO22CO 取混合均匀的反应后的固体少许,加入稀盐酸溶液溶解后,滴入KSCN溶液,若溶液变为红色,则证明之
【详解】(1)该条件下,消耗2molNO时形成化学键吸收的能量是2×632kJ=1264kJ,生成1mol N2和1mol O2释放的能量是946kJ+498kJ=1444kJ>1264kJ,所以会放出1444kJ-1264kJ=180kJ能量;
(2)在溶液中HClO氧化NO生成Cl-和,同时产生H+,根据转移电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2+5H+;
(3)NO、CO反应产生N2、CO2,然后根据原子守恒、电子守恒,可得反应方程式为2CO+2NON2+2CO2;v(CO)= v(NO)==0.02 mol/(L•min);
(4)A.反应速率之比等于化学计量数之比,因此平衡时v逆(SO3)=2v正(O2),A错误;
B.该反应为气体体积减小的反应,容器内压强不变说明各组分浓度不变,反应达到平衡状态,B正确;
C.混合气体的密度ρ=,反应物和生成物均为气体,根据质量守恒定律m不变,容积为1L不变,因此ρ是定值,ρ不变无法判定平衡,C错误;
D.SO2、O2按照1:2投入,反应消耗的SO2、O2为2:1,因此剩余的SO2、O2为2:1,是定值,因此混合气体中SO2、O2的物质的量之比为2:1时不能判定平衡,D错误;
E.气体的平均相对分子质量M=,根据质量守恒定律m不变,该反应为气体体积减小的反应n为变量,因此M为变量,M不变时可以判定平衡,E正确;
故选BE。
(5)C与CO2反应可生成CO,方程式为C+CO22CO;Fe2O3与足量的CO反应若有限度,则Fe2O3有剩余,可将Fe2O3转化为Fe3+,检验Fe3+的存在,检验Fe3+可以使用KSCN,方法为取混合均匀的反应后的固体少许,加入稀盐酸溶液溶解后,滴入KSCN溶液,若溶液变为红色,则证明之。
地 城
考点02
化学反应的限度
1.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)一定温度下,下列描述能判定已达到平衡状态的是
A.3molH-H键断裂的同时有2molO-H键形成
B.在容器中共存
C.压强一定时混合气体的密度不再改变
D.反应速率
【答案】C
【详解】A.H-H键的断裂和氧氢键的形成均为正反应过程的描述,不能通过比较两个正反应过程的速率关系来判断平衡状态,且3mol H-H键断裂(正反应)对应形成3mol O-H键(正反应),但选项A中形成2mol O-H键,关系不正确,A错误;
B.可逆反应中反应物与产物始终共存,无法判断是否平衡,B错误;
C.该反应是气体分子数改变的化学反应,一定温度下,压强一定时,随着反应进行导致容器体积变化,物质总质量不变,则体积变化导致密度变化,密度不再变化说明体系达平衡,C正确;
D.反应速率比等于系数比,平衡时,则反应速率时正逆反应速率不等,说明体系未达平衡,D错误;
故选C。
2.(2024-2025高一下·四川成都市华西中学·期末)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡
B.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气(Cl2+H2OHCl+HClO)
C.唾液可以使淀粉水解速率加快
D.工业上生产硫酸的过程中使用适当过量的空气以提高二氧化硫的利用率
【答案】C
【分析】勒夏特列原理适用于已平衡的可逆反应,解释因浓度、压力等变化导致的平衡移动。
【详解】A.因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启汽水瓶盖后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.氯气溶于水时存在平衡,饱和食盐水中有大量的氯离子,不利于平衡正向移动,降低氯气的溶解度,可以用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.唾液里含有唾液淀粉酶,它在常温下能很快使淀粉分解为葡萄糖,相当于加入催化剂使反应速率加快,不涉及平衡移动,不能用勒夏特列原理来解释,C符合题意;
D.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气,即增加氧气的投入量,促使平衡正向移动,以提高二氧化硫的利用率,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
3.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.新制氯水光照一段时间后颜色变浅
B.硫酸工业中反应,通入过量空气
C.对于反应平衡后,将体系容器容积扩大,颜色变浅
D.向溶液中加入少量固体,迅速产生大量气泡
【答案】A
【详解】A.光照新制氯水时发生反应,使平衡右移,氯水颜色变浅,可用平衡移动原理解释,A符合题意;
B.不是可逆反应,不涉及平衡移动,B不符合题意;
C.反应为等分子数的反应,体系容器容积扩大,平衡不移动,但是物质浓度减小导致颜色变浅,不能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.二氧化锰催化过氧化氢分解,不是平衡移动,D不符合题意;
故选A。
4.(2024-2025高一下·四川成都嘉祥外国语学校·期末)工业生产硫酸的一步重要反应是 ,如果该反应在容积不变的密闭容器中进行,图中表示当其他条件不变时,其中结论正确的是
A.图I可表示压强对化学平衡的影响,且甲压强小
B.图I也可表示温度对化学平衡的影响,且甲温度低
C.图II表示SO2平衡转化率与温度及压强的关系,可以判断T1>T2
D.图III表示t0时刻通入更多的氧气或增大压强对反应速率的影响
【答案】B
【详解】A.该反应气体分子数减小,增大压强平衡正移,的体积分数越大,若图I表示压强对化学平衡的影响,乙先达到平衡说明速率快,故乙的压强大,但乙图的体积分数小,A错误;
B.乙先达到平衡说明速率快,故乙的温度高,该反应为放热反应,温度升高反应逆向移动,的体积分数降低,图I可以表示温度对化学平衡的影响,且甲温度低,B正确;
C.在相同压强下,由于正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,的平衡转化率减小,由图可知T1<T2,C错误;
D.图III改变条件瞬间,正、逆速率都增大,正反应速率增大较大,平衡向正反应移动,改变的条件为增大压强;正反应放热,若是升高温度,平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率;若是通入更多的氧气,逆反应速率不能发生突变,D错误。
故选B。
5.(2024-2025高一下·四川乐山市·期末)某温度下,在2L恒容密闭容器中加入X,发生反应,有关数据见下表。下列说法正确的是
时间段
0~10s
0~20s
0~30s
0.05
0.03
0.02
A.5s时,Y的浓度等于
B.0~20s内,用X表示的平均速率为
C.反应到20s时,已经达到化学平衡状态
D.容器内气体Y的体积分数不再变化时,达到化学反应的限度
【答案】C
【详解】A.由可知,0~10s内Y的平均速率为,但5s时的瞬时速率更高,故5s时Y的浓度应大于,A错误;
B.X为固体,其浓度不参与速率计算,无法用X表示反应速率,B错误;
C.20s时Z的浓度为;30s时Z的浓度为。因20s后Z的浓度不再变化,故反应在20s时已达到平衡,C正确;
D.Y和Z的物质的量比始终为1:2,体积分数恒定,无法作为平衡标志,D错误;
故选C。
6.(2024-2025高一下·四川绵阳市·期末)科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.从物质分类的角度看,图中的物质属于酸性氧化物的有5种
B.1molSO2与足量的O2在一定条件下反应,生成1molSO3
C.实验室长期保存浓硝酸,需使用棕色试剂瓶,并放置在阴凉处
D.铜单质和稀HNO3反应的离子方程式:
【答案】C
【详解】A.图中属于酸性氧化物的只有3种,分别为,A错误;
B.二氧化硫与氧气的反应为可逆反应,1mol不能完全转化为1mol,B错误;
C.浓硝酸受热或者见光易分解,故需要使用棕色试剂瓶并放置在阴凉处保存,C正确;
D.铜单质和稀HNO3反应的离子方程式为,D错误;
故答案选C。
7.(2024-2025高一下·四川成都蓉城名校联盟·期末)一定温度下,在恒容密闭容器中,充入一定量的气体A和B,发生反应,三种气体物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线③表示气体B的物质的量随时间变化的曲线
B.M点时,
C.该反应达到平衡时,每消耗同时消耗
D.时容器内的气体压强与起始时压强之比为
【答案】B
【详解】A.曲线①③代表反应物,曲线②代表生成物,物质的量变化量之比等于化学计量数之比,2min内,①③②的改变值之比为1:3:3,故曲线①代表物质A,曲线②代表物质C,曲线③代表物质B,且,A正确;
B.M点时,反应没有达到平衡,在正向建立平衡的过程中,,B错误;
C.该反应达到平衡时,每消耗表示,同时消耗表示,且速率之比等于化学计量数之比,C正确;
D.恒温恒容时,气体压强之比等于气体物质的量之比,反应前气体总物质的量为时气体总物质的量为,故时容器内的气体压强与起始时压强之比为,D正确;
选B。
8.(2023-2024高一下·四川成都市五区·期末)一定条件下,恒容密闭容器中发生反应:。测得容器内的浓度随反应时间的变化如下表所示。下列说法正确的是
反应时间/s
0
10
20
30
40
50
60
70
100
6.0
3.5
2.3
1.5
0.9
0.6
0.6
0.6
0.6
A.20~40s内,CO平均反应速率为0.07
B.反应达到平衡状态时,的转化率为90%
C.其他条件不变时,充入He能加快反应速率
D.当混合气体密度保持不变时,表明反应已达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.20~40s内,CO2的平均反应速率为,因此CO的平均反应速率为,A错误;
B.CO2的初始浓度为6.0 mol/L,平衡时为0.6 mol/L,则转化率为,B正确;
C.恒容条件下充入He,各反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变,C错误;
D.该反应的反应物和产物均为气体,则反应前后气体总质量守恒,体积恒定,因此密度始终不变,当混合气体密度保持不变时,不能作为反应已达到平衡状态的依据,D错误;
故选B。
9.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)CO与气体均会造成环境污染,研究表明二者可在表面转化为无害气体,其反应过程及能量变化过程如图所示。下列说法错误的是
A.总反应为
B.为中间体、为催化剂
C.该总反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.有催化剂的条件下,对应的反应速率比慢
【答案】B
【分析】由图可知N2O和CO在表面转化为无害气体的总反应为两者催化生成氮气和二氧化碳:;
【详解】A.由分析,总反应为,A正确;
B.据流程图可知:是反应的催化剂,而是反应的中间体,B错误;
C.反应为放热反应,则该总反应正反应的活化能小于逆反应的活化能,C正确;
D.有催化剂条件下,基元反应的活化能E1大于E2,反应活化能越小,反应就越容易发生,化学反应速率越快,故E1时反应速率比E2慢,D正确;
故选B。
10.(2024-2025高一下·四川凉山州·期末)根据下列实验操作、现象,得出的结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将等浓度等体积的硫酸铁溶液与KI溶液混合,充分反应后滴入KSCN溶液
溶液变红
铁离子与碘离子的反应存在限度
B
向溶有的溶液中通入气体X
有白色沉淀生成
气体X一定有强氧化性
C
将某溶液与浓氢氧化钠溶液混合加热,用润湿的红色石蕊试纸靠近产生的气体。
试纸变蓝
该溶液中存在
D
向等浓度等体积的中分别加入等浓度等体积的溶液和溶液
前者产生气泡速率快
的催化效果比好
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.将等浓度等体积的溶液与KI溶液混合后发生反应:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,Fe3+与I-的物质的量比为2:1,Fe3+过量而剩余,无法证明反应存在限度,A错误;
B.向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,若X为NH3(无强氧化性),反应生成白色的BaSO3沉淀。白色沉淀的生成不一定需要X具有强氧化性,结论不成立,B错误;
C.某溶液与浓NaOH加热后产生气体使湿润红色石蕊试纸变蓝,说明气体为NH3,而NH3只能由与强碱反应生成,结论正确,C正确;
D.KMnO4与H2O2可能发生氧化还原反应,产生气泡快是因反应剧烈,不能说明其催化效果优于CuSO4,D错误;
故选C。
11.(2024-2025高一下·四川凉山州·期末)工业合成氨反应是人工固氮研究的重要领域,请回答下列问题:
(1)氨气可用于工业脱硝(NO),脱硝反应为:
已知:反应①:
反应②:
由反应①和脱硝反应可知反应②的。
(2)向起始体积为2L的恒温恒容密闭容器中充入1mol 和3mol ,在一定条件下发生反应,反应至 min时达到平衡状态,氮气的转化率(a)与时间(t)的关系如图所示。
①在内,该反应的平均反应速率___________mol/(L•min)(用含、的式子表示)。
②比较 min时___________min时(填“>”“<”或“=”)
③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填字母)。
a.单位时间内,消耗n mol 的同时生成2n mol
b.容器内压强不再改变
c.容器内、、之比为
d.混合气体的密度不再改变
e.
④如下图所示,起始时甲、乙两个装置的体积与温度均相同,则反应先达到化学平衡状态的是___________(填写“甲”或“乙”)装置。
(3)微生物脱盐电池既可以处理废水中的铵盐,同时又能实现海水的淡化,原理如图所示,其中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。
①Y离子交换膜为___________(填“阴”或者“阳”)离子交换膜。
②电极a的电极反应为___________。
③若处理含1mol 的铵盐,则电极a产生的物质的量为___________。
【答案】(1)-1269
(2) > b 乙
(3) 阳 CH3COOH+2H2O-8e-=2CO2↑+8H+ 或0.75mol
【详解】(1)根据盖斯定律,反应②可由所得,则其。
(2)向起始体积为2L的恒温恒容密闭容器中充入1mol 和3mol ,在一定条件下发生反应,反应至 min时达到平衡状态,转化率为50%,即消耗的物质的量为:0.5mol;
①在内,用表示的平均反应速率为:;
②在 min时,还未达到平衡状态,反应还在向正反应方向移动,则有;
③可以判断该反应达到化学平衡状态的依据有:
a.单位时间内,消耗n mol 为正反应速率,同时生成2n mol 也为正反应速率,无法证明反应已达到平衡状态,a错误;
b.恒温恒容密闭容器中反应为不等物质的量的反应,压强前后会发生改变,当容器内压强不再改变时,可以证明反应已达到平衡状态,b正确;
c.容器内、、之比为时,只代表3种物质的浓度关系,不能证明反应已达到平衡状态,c错误;
d.恒温恒容密闭容器体积不变,混合气体总质量不变,则混合气体的密度始终不发生改变,不能证明反应已达到平衡状态,d错误;
e. ,不符合反应速率之比=化学计量数之比,不能证明反应已达到平衡状态,e错误;
正确的答案为:b。
④甲容器的恒温恒容作为参照反应,该反应为气体体积减小的反应,随平衡进行,容器内压强变小;而乙容器为恒温恒压,随反应进行,气体体积减小,因压强不变,则容器被压缩,相当于甲来说可看作为增大压强,反应速率加快,先达到平衡状态。
(3)根据微生物脱盐电池的结构,电极a发生电极反应为:,电极a为负极;电极b为正极,电极反应式为:
①在电池工作中,可以将海水变为淡水,说明和通过离子交换膜进行了定向移动,根据原电池中,阳离子向正极移动,则Y离子交换膜为:阳离子交换膜;
②电极a的电极反应为:;
③在正极区中,根据N原子守恒,1mol可以转化为1mol,再根据正负极电极反应式可以得到关系,则最后处理含1mol 的铵盐,则电极a产生的物质的量为:或0.75mol。
12.(2024-2025高一下·四川成都嘉祥外国语学校·期末)I、CO2可用来生产燃料甲醇(CH3OH),发生反应:
①
在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和2molH2,一定条件下发生上述反应,测得CH3OH的浓度随时间的变化如表所示。
时间/min
0
3
5
10
15
浓度
0
0.3
0.45
0.5
0.5
(1)H2的平衡转化率=___________。该条件下上述反应的平衡常数K=___________。
(2)下列措施中能使平衡体系中增大且不减慢化学反应速率的是___________。
A.升高温度 B.充入氦气,使体系压强增大
C.再充入2molH2 D.将水蒸气从体系中分离出去
(3)反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,再向容器中加入一定量H2,反应再达平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1___________c2(填“>”、“<”或“=”)。
II.在一定条件下,CO2与H2还能发生如下反应:
②
T℃时,向恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,此时压强为4PkPa,若只发生反应②。在使用不同催化剂时,反应相同时间内测得CO2的转化率随温度的变化如下图所示。
(4)催化效果最佳的是催化剂___________(填“I”、“II”或“III”)。b点的v正___________v逆(填“>”“<”或“=”),c点转化率比a点低的原因是___________。
(5)温度为T5时,反应②的分压平衡常数Kp的计算表达式为___________(无需化简)。
【答案】(1) 75% 4
(2)C
(3)<
(4) Ⅰ > 该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动
(5)
【详解】(1)根据表中数据,甲醇平衡时的浓度为0.5mol/L,依据反应方程式可知,达到平衡时,消耗氢气的浓度为,氢气平衡时的转化率为,达到平衡时,,,平衡常数。
(2)A.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,甲醇的物质的量减小,二氧化碳物质的量增大,即升高温度,该比值减小,故A错误;
B.恒容状态下,充入He(g),体系压强增大,但组分浓度不变,化学平衡不移动,该比值不变,故B错误;
C.再充入1mol氢气,浓度增大,反应速率加快,增加反应物浓度,平衡向正反应方向移动,甲醇物质的量增大,二氧化碳物质的量减小,该比值增大,故C正确;
D.将水蒸气从体系中分离出来,化学反应速率减慢,故D错误;
故答案为C。
(3)达到平衡时,再通入氢气,虽然平衡向正反应方向移动,但氢气浓度比原平衡大,即c1<c2。
(4)根据图中可知,相同温度下,催化剂Ⅰ的催化效果最大,即催化效果最佳的是催化剂Ⅰ;a点具有最大的CO2转化率,则a点达到平衡,加入催化剂,对化学平衡移动无影响,b点没有达到平衡,二氧化碳转化率增大,说明反应向正反应方向进行,即v正>v逆;a点达到平衡,c点也是平衡点,但c点温度高于a点,该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,二氧化碳转化率降低。
(5)初始有1molCO2和3molH2,温度为T5时,CO2转化率为60%,消耗CO2的物质的量为0.6mol,则平衡时有0.4molCO2(g)、0.6molH2(g)、0.6molCH4(g)和1.2molH2O(g),总物质的量为2.8mol,则反应②的分压平衡常数Kp的计算表达式为:(或)。
13.(2024-2025高一下·四川成都树德中学·期末)氨是最重要的化学品之一,用途非常广泛,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)煤气化技术是合成氨生产的核心环节,通过将煤炭转化为水煤气,为后续的氨合成提供原料;
①煤气化的基础反应为,下列反应与该反应热效应相似的是_______;
A.盐酸与碳酸氢钠反应 B.与在光照条件下反应
C.铝热反应 D.与反应
②升高温度,该反应的逆反应速率将_______(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)和水蒸气在不同催化剂作用下发生高温变换、低温变换等过程,简称水煤气变换,该过程可大大减少的含量,从而提高的含量。水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理,某催化剂催化(*表示吸附态、表示活化能)步骤如下:
I.
II.
III.
IV.
①反应的决速步骤是_______(填序号)。
②能说明恒温恒容条件下,达到平衡状态的是_______。
A.
B.单位时间内消耗,同时消耗
C.单位时间内断裂的同时断裂
D.该条件下,气体的密度不变
(3)一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入一定量的和,模拟合成氨工业。测得各物质的浓度与时间的关系如图所示。
①已知:的燃烧热为的燃烧热为,请基于以上数据估算,写出工业合成氨的热化学方程式:_______。
②内,_______。
③反应容器中,反应前与反应达时的压强之比为_______。
(4)以和为原料也可通过外加电源电解的方式实现合成氨;现有一种高性能的碱性硼化钒空气电池可作为电解法合成氨的外加电源,其装置如图所示。
电池的总反应为:。
①复合碳电极是电池的_______(填“正极”或“负极”)。
②电极的电极反应式为_______。
③该电池在放电过程中,消耗112L(已折算为标准状况)空气,其中,的体积分数为,整个电路中转移的电子数约为_______。
【答案】(1) AD 增大
(2) I BC
(3) 4:3
(4) 正极 4NA
【详解】(1)①反应为吸热反应,
A.盐酸与碳酸氢钠反应为吸热反应,A正确;
B.与在光照条件下反应为放热反应,B错误;
C.铝热反应为放热反应,C错误;
D.与反应为吸热反应,D正确;
故答案为AD;
②升高温度,正、逆反应速率均增大;
(2)①的基元反应中活化能最大一步为,即决速步骤为I;
②A.未指明正、逆反应速率,A错误;
B.正、逆反应速率相等处于平衡,B正确;
C.正、逆反应速率相等处于平衡,C正确;
D.恒容反应气体密度保持不变,不能判断平衡,D错误;
故答案为BC;
(3)①根据已知:、,则;
②如图可知曲线乙表示氨气浓度与时间关系,则;
③如图可知反应前气体总物质的量浓度为4mol/L,12min时气体总物质的量浓度为3mol/L,则反应前与反应达时的压强之比为4:3;
(4)①根据电池反应式,复合碳电极附近发生氧气还原反应,则为正极;
②VB2电极发生氧化反应生成和,电极反应为;
③根据反应式有计量关系:,则消耗112L空气时转移的电子数约为。
地 城
考点03
化学反应条件的控制
1.(2024-2025高一下·四川达州市·期末)调控反应条件对生产和科研具有重要价值。下列措施可减慢化学反应速率的是
A.KClO3分解制氧气时,添加少量MnO2
B.将橡胶制品储存在干燥、阴凉、避光的环境中
C.工业合成氨时,控制压强为10MPa~30MPa(常压约为0.101MPa)
D.工业制硫酸时,向沸腾炉投入粉末状黄铁矿,并从炉底鼓入大量空气
【答案】B
【详解】A.KClO3分解制氧气时,添加的MnO2作为催化剂,会加快反应速率,A不合题意;
B.橡胶制品在干燥、阴凉、避光的环境中储存,可降低温度、避免光照和潮湿,从而减缓氧化速率,B符合题意;
C.工业合成氨时增大压强(10~30MPa),将增大反应物N2、H2的浓度,会加快气体反应的速率,C不合题意;
D.投入粉末状黄铁矿和鼓入大量空气可以增大接触面积和氧气浓度,从而加快反应速率,D不合题意;
故答案为:B。
2.(2023-2024高一下·四川凉山州宁南中学·期末)在体积为 5L 的恒温、恒容密闭容器中发生反应 C(s)+3CH3OH(g)=2C2H6(g)+O3(g),能说明反应已达到平衡状态的有 个。
① 混合气体的压强不随时间变化 ② 3v正(CH3OH)=v逆(O3)
③ 容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化 ④ 混合气体的密度保持不变
⑤容器内C2H6、O3的体积之比不变 ⑥CH3OH的浓度不变
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【详解】①该分子气体分子数不变,恒容条件下混合气体的压强不随时间变化,不能判断达到平衡状态;
②v正(CH3OH)= 3v逆(O3) 时达到化学平衡状态,题给3v正(CH3OH)=v逆(O3)并未达到化学平衡状态;
③容器中气体质量一直在发生变化,当混合气体的平均相对分子质量不随时间变化时达到化学平衡状态;
④容器中气体质量一直在发生变化,混合气体的密度保持不变时达到化学平衡状态;
⑤容器内C2H6、O3的体积之比一直保持不变,不能判断达到平衡状态;
⑥CH3OH的浓度不变,能判断达到平衡状态;
能判断达到化学平衡状态的有3个,故选B。
3.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)在体积为1L的恒容密闭容器中充入amol气体,发生反应,平衡时三种组分的物质的量与温度的关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应在温度下的平衡常数大于温度下的平衡常数
B.由图可知,a=3mol
C.向Y点容器中再充入mol的和mol的,重新平衡前
D.时,若起始时向容器中充入5mol气体,则平衡时的转化率大于50%
【答案】C
【分析】在体积为1L的恒容密闭容器中充入一定量的气体,可逆反应为,随着温度升高,平衡时反应物的物质的量降低,平衡正向移动,反应吸热,反应的△H>0;
【详解】A.由分析,随着温度升高,平衡正向移动,则温度下的平衡常数小于温度下的平衡常数,A错误;
B.由图,T1时,硫化氢和氢气的平衡时物质的量相同均为2mol,生成2mol氢气消耗2mol硫化氢,则初始H2S为2mol+2mol=4mol,B错误;
C.结合B分析,初始H2S为4mol,Y点硫化氢和物质的量相同,列三段式:
4-2a=a,a=,则硫化氢、、氢气分别为、、,,向Y点容器中再充入mol的和mol的,,则反应正向进行,重新平衡前,C正确;
D.结合B分析,时,硫化氢转化为50%;反应为气体分子数增大的反应,T1时,若起始时向容器中充入5mol,相当于增大压强,平衡时相当于在原平衡基础上逆向移动,的转化率小于50%,D错误;
故选C。
4.(2023-2024高一下·四川眉山市东坡区·期末)表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,11.2升在体系中的含氧原子总数为
B.常温下,与足量的浓硫酸充分反应,转移电子数为
C.常温常压下,晶体中含有的键数目为
D.在一定条件下,向恒容密闭容器中冲入和,发生反应,生成的数目为
【答案】C
【详解】A.标准状况下,是非气态,无法计算其物质的量,故A错误;
B.常温下,与足量的浓硫酸发生钝化反应,其转移电子数小于,故B错误;
C.二氧化硅晶体中一个硅周围与四个氧形成键,常温常压下,(物质的量为1mol)晶体中含有的键数目为,故C正确;
D.该反应是可逆反应,因此生成的数目小于,故D错误。
综上所述,答案为C。
5.(2024-2025高一下·四川雅安市·期末)煤化工产品在工业领域中有广泛的应用前景。
(1)煤与水蒸气生产水煤气的化学方程式为,在容积固定的密闭容器中发生上述反应,下列措施能加快反应速率的是___________(填写序号)。
A.加入固体碳 B.充入氩气增大压强
C.及时分离CO D.增大水蒸气浓度
(2)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,制备二甲醚的主要原理如下:。在2L的密闭容器中合成二甲醚,CO、H2和CH3OCH3(部分产物未标出)的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①达到平衡时,H2的转化率为___________(提示:反应物A的转化率= ×100%)。
②从反应开始到10s,用CO表示的反应速率为___________。
③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是___________。(填写序号)
A.v(CO)=3v(CH3OCH3) B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.混合气体的密度不变 D.CO的含量保持不变
(3)可将二甲醚设计成燃料电池。如图为某二甲醚燃料电池的工作原理示意图。a、b均为多孔性Pt电极。请填空:
①a电极是电池的___________极,电极反应为___________。
②若该电池的能量转化率为80%,当参与反应的二甲醚为6.9g时,电路中通过的电子数目为___________。
【答案】(1)D
(2)75% 0.15mol·L-1·s-1 BD
(3) 负
【详解】(1)A.加入固体碳,碳的浓度不变,反应速率不变,故A不选;
B.体积固定充入氩气,反应物浓度不变,则反应速率不变,故B不选;
C.分离CO生成物浓度减小,反应速率减小,故C不选;
D.增大水蒸气浓度能加快反应速率,故D选;
故答案为:D
(2)①由图像可知,达到平衡时,H2的转化率为=75%;
②从反应开始到10s,∆n(CO)=5-2=3mol,用CO表示的反应速率为==0.15mol·L-1·s-1;
③A.没有描述反应速率的方向,无法确定正逆反应速率相等,因此无法说明反应达到平衡状态,故A不选;
B.反应总物质的量发生变化,混合气体总质量不变,则混合气体的平均相对分子质量是一变量,当其不变时,能说明反应达到平衡状态,故B选;
C.混合气体总质量不变,体积固定,则混合气体的密度一直不变,不能说明反应达到平衡状态,故C不选;
D.各物质浓度不再发生变化时,反应达到平衡,则 CO的含量保持不变,能说明反应达到平衡状态,故D选;
答案选BD;
(3)①反应本质是二甲醚被氧气氧化,原电池负极发生氧化反应,二甲醚在负极放电,氧气在正极放电,b电极为正极,由图可知,a极为负极,二甲醚被氧化为碳酸根,a电极的电极反应式为;
②6.9g二甲醚的物质的量为,根据上述a极的反应式以及能量转化率为80%,可知电路中通过的电子为0.15mol=1.44mol,即1.44NA。
6.(2024-2025高一下·四川广元市·期末)甲醇是重要的化工原料。工业上合成甲醇的一种方法为。
(1)上述反应的能量变化如右图所示,则断裂和中化学键所需要吸收的能量___________(填“大于”或“小于”)断裂和中化学键所需要吸收的能量。
(2)时,向2L恒容密闭容器按充入两种气体进行上述反应,测得随时间t变化如下表所示:
t/min
0
2
4
6
8
10
12
14
2.00
1.40
1.00
0.76
0.58
0.50
0.50
0.50
①2~4min内,用表示该反应的平均速率___________。
②平衡时的产率为___________。
③下列能说明该反应已达到反应限度的是___________。(填字母)
a.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
b.容器内气体的密度保持不变
c.断裂键同时断裂键
d.容器内
④根据表格信息分析,的时间段为___________。
a.1~2min b.3~5min c.7~9min d.13~15min
(3)甲醇可制作燃料电池,一种甲醇燃料电池工作原理如图所示:
①甲醇中官能团的电子式为___________。
②电极A为电池的___________(填“正极”或“负极”),其电极反应式为___________。
③当有1mol电子通过灯泡时,理论上电极B上消耗标准状况下的体积为___________。
【答案】(1)小于
(2) 0.3 75.00% ac d
(3) 负极 5.6L
【详解】(1)根据能量图,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,从化学键的角度看,断裂和中化学键所需要吸收的能量小于断裂和中化学键所需要吸收的能量。
(2)在时,向2L恒容密闭容器按充入两种气体进行反应;根据表格中数据可知,在10min时已经达到平衡;
①2~4min内,消耗的,根据方程式可知消耗的,用表示该反应的平均速率为;
②平衡时,剩余的,则消耗的,理论上完全反应最多可得到的物质的量为2mol,则的产率为:;
③a.混合气体的质量不变,物质的量是变化的,则容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变说明反应达到平衡状态,a正确;
b.混合气体的质量和容器容积均是不变,则容器内气体的密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,b错误;
c.断裂键同时断裂键,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,c正确;
d.容器内时,不能说明正逆反应速率相等,不一定达到平衡状态,d错误;
故答案为:ac。
④当时,反应已经达到平衡状态,根据表格信息分析,时间从10min后反应一定处于平衡状态,则所给的四个选项中满足反应达到平衡状态时间段的为:d。
(3)①甲醇的结构简式为:,其中的官能团为羟基:,属于电中性基团,其电子式为:;
②根据电池中氢离子向电极B移动,则B为正极,A为负极,电极A中甲醇转化为二氧化碳,发生失去电子的氧化反应,其电极反应式为:;
③燃料电池中正极的电极反应式为:,当有1mol电子通过灯泡时,理论上电极B上消耗标准状况下的物质的量为:,体积为:。7.(2024-2025高一下·四川泸州市·期末)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:
已知:
(1)上述反应涉及的第三周期元素中,最高价氧化物对应的水化物酸性最弱的是_______(填化学式)。
(2)反应的_______。
(3)对于反应,在固定容积的密闭容器中,323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的关系如右图所示。
0~100min内,a、b线对应的平均反应速率大小:va_______vb(填“大于”、“小于”或“等于”),则a线对应的温度是_______,下列能说明该温度下反应到达平衡的是_______(选填序号)。
A.v(SiH2Cl2)=v(SiCl4) B.SiH2Cl2与SiCl4的产率相等
C. SiHCl3的转化率等于22% D.反应混合物的密度不再改变
(4)CO可回收利用,制作成燃料电池,装置如图。电极均为疏松多孔的Pt电极。Y极的电极反应式为_______。该电池中1molCO参与反应释放的电能_______283.0kJ(填“大于”、“小于”或“等于”。已知:CO的燃烧热)
【答案】(1)H2SiO3
(2)+3029.2
(3) 大于 343K C
(4) 小于
【详解】(1)上述反应涉及的第三周期元素有Si、Cl,同一周期,从左到右非金属性逐渐增强,则最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强,因此最高价氧化物对应的水化物酸性最弱的是H2SiO3。
(2)根据盖斯定律,反应可由①×4+②×4+③得到,因此 =。
(3)温度越高,反应越先达到平衡,根据图示,a曲线对应的温度为343K,b曲线对应的温度为323K,由于a曲线反应温度高于b,温度高反应速率快,所以a线对应的平均反应速率大于b线;
A.v(SiH2Cl2)与v(SiCl4)均指正反应速率,未体现正反应速率等于逆反应速率,不能说明反应达到平衡,A不符合题意;
B.SiH2Cl2与SiCl4的系数比为1:1,它们的产率在任意时刻均相等,不能说明反应达到平衡,B不符合题意;
C.由图可知,温度为343K,SiHCl3的转化率等于22%时,反应达到平衡状态,C符合题意;
D.该反应的反应物与产物均为气体,则气体质量守恒,且容积固定,则反应混合物的密度一直保持不变,因此反应混合物的密度不再改变不能说明反应达到平衡,D不符合题意;
故选C。
(4)X极由CO转化为CO2,碳元素化合价升高,发生氧化反应,作负极,则Y极为正极,发生还原反应,Y极的电极反应式为;原电池装置不能将化学能全部转化为电能,因此1molCO参与反应释放的电能小于283.0kJ。
8.(2023-2024高一下·四川广元市川师万达中学·期末)我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。的捕集利用已成为科学家们研究的重要课题。加氢可转化为二甲醚(),反应原理为。该反应的能量变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)该反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在固定体积的密闭容器中发生该反应,能说明该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.的含量保持不变
b.混合气体的密度不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.
(3)在体积为1L密闭容器中充入和,测得、的物质的量随时间变化如图所示。
①反应到达3min时,_______(填“>”“<”或“=”)。
②0~5min内,_______。
③反应达到平衡状态时,的体积分数为_______%(保留1位小数)。
④“二甲醚()酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。X电极为_______(填“正”或“负”)极;X电极的电极反应式为_______,Y电极的电极反应式为_______。
【答案】(1)放热
(2)ac
(3) > 0.5 17.9 负 3H2O+CH3OCH3-12e-=2CO2+12H+
【详解】(1)从图中可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应;
(2)a.随反应进行,H2含量不断减少,CO2含量不变可说明反应达到平衡状态,故a选;
b.该反应在恒容装置中进行,反应物和产物均为气体,混合气体密度始终不变,故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡,故b不选;
c.该反应是气体物质的量减小的反应,若正向进行时气体总物质的量减小,则混合气体的平均相对分子质量增大,故当混合气体的平均相对分子质量不变时可以说明该反应达到平衡状态,故c选:
d.,选项中并未指明反应速率的方向,故不能说明反应达到平衡,故d不选;
答案为ac;
(3)①反应达到3min时,尚未达到平衡,此时二氧化碳的物质的量仍处于减少的趋势,故 v正>v逆;
②0~5min内,CO 物质的量减少2.5mol,则v(CO2)==0.5;
③根据化学方程式列出起始、转化、平衡时的物质的量关系为:
平衡状态时,的体积分数为 17.9%。
④通入燃料二甲醚的电极为必极,则X电极为负极;X极失去电子,电极反应式为3H2O+CH3OCH3-12e-=2CO2+12H+,Y电极为正极,电极反应式为:。
9.(2023-2024高一下·四川凉山州·期末)我国科学家成功合成新型催化剂,将CO2和H2高效转化为甲醇( CH3OH)和另-种物质。
(1)写出该反应的化学方程式___________。
(2)上述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。经研究发现,催化剂中CuO的质量分数w对CH3OH的产率和CO2的转化率有明显影响。实验数据如表所示:
w(CuO)(%)
30
40
50
60
70
80
90
CH3OH的产率(%)
35
50
65
60
55
54
50
CO2的转化率(%)
15
20
45
42
40
36
30
根据数据表判断,催化剂中CuO的最佳质量分数为___________。
(3)向温度为500K、容积为10L的密闭容器中充入1molCO2(g)和3molH2(g),测得CH3OH(g)的物质的量随时间变化如表所示,
时间/min
0
2
4
6
8
n(CH3OH(g))/mol
0
0.4
0.7
0.8
0.8
①0~2min内,用H2表示化学反应速率v(H2)=___________。
②反应达到平衡时,CO2的转化率为___________,H2O的体积分数为___________% (保留一位小数)。
(4)燃料电池能有效提高能源利用率,写出甲醇-空气燃料电池在碱性条件(KOH溶液)中的负极电极反应式___________。工作时,电子从___________(填“a”或者“b”,下同)极经外电路流向___________极,当转移2NA电子时,消耗标准状况下氧气的体积是___________。
【答案】(1)CO2+3H2CH3OH+H2O
(2)50%
(3) 0.06mol·L-1·min-1 80%或0.8 33.3
(4) CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O a b 11.2L
【详解】(1)由图可知,另外一种物质为H2O,故方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。
(2)根据表中数据可知氧化铜的质量分数为50%时CO2的转化率和CH3OH的产率最高。
(3)反应达到平衡时,CH3OH的物质的量为0.8mol,列出三段式;
①0~2min,用H2表示化学反应速率v(H2)= = 0.06mol·L-1·min-1。
②6min时,反应达到平衡,CO2的转化率为×100% =80%,H2O(g)的体积分数等于物质的量分数, ×100%=33.3%。
(4)甲醇-空气燃料电池中甲醇在负极反应,碱性条件(KOH溶液)中的电极反应式是CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O;氧气在正极反应,电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-。电子由负极(a)经外电路流向正极(b),1mol氧气转移4mol电子,当外电路中转移2NA电子时,消耗0.5mol氧气,根据V=n·Vm标准状况下氧气的体积:0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
10.(2023-2024高一下·四川达州市·期末)通过化学方法调控化学反应的速率与限度,科学利用化学反应中的能量变化,对于人类生产、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)。
【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。
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
考点01 化学反应的速率
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
A
D
B
C
C
A
D
C
B
10.【答案】(1) -172.6 b
(2) 0.03mol/L/min 20%
(3)D
(4) O2 1/8
11.【答案】(1) N2 0.02 80% C
(2) 左 16
12.【答案】(1)b、c
(2) 1.5 或5:3 b
(3) 正 CH3COOC2H5-20e-+6H2O=4CO2↑+20H+ 18
13.【答案】(1) 放出 180
(2)3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO+5H+
(3) 2CO+2NO⥫⥬N2+2CO2 0.02mol/(L/min)
(4)BE
(5) C+CO22CO 取混合均匀的反应后的固体少许,加入稀盐酸溶液溶解后,滴入KSCN溶液,若溶液变为红色,则证明之
考点02 化学反应的限度
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
B
C
C
B
B
B
C
11.【答案】(1)-1269
(2) > b 乙
(3) 阳 CH3COOH+2H2O-8e-=2CO2↑+8H+ 3/4或0.75mol
12.【答案】(1) 75% 4
(2)C
(3)<
(4) Ⅰ > 该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动
(5)
13.【答案】(1) AD 增大
(2) I BC
(3) 4:3
(4) 正极 4NA
考点03 化学反应条件的控制
题号
1
2
3
4
答案
B
B
C
C
5.【答案】(1)D
(2)75% 0.15mol·L-1·s-1 BD
(3) 负 1.44NA
6.【答案】(1)小于
(2) 0.3 75.00% ac d
(3) 负极 5.6L
7.【答案】(1)H2SiO3
(2)+3029.2
(3) 大于 343K C
(4) 小于
8.【答案】(1)放热
(2)ac
(3) > 0.5 17.9 负 3H2O+CH3OCH3-12e-=2CO2+12H+
9.【答案】(1)CO2+3H2CH3OH+H2O
(2)50%
(3) 0.06mol·L-1·min-1 80%或0.8 33.3
(4) CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O a b 11.2L
10.【答案】(1) 0.1 20% B、C
(2) 正极 11.2
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专题04 化学反应的速率与限度
3大高频考点概览
考点01 化学反应的速率
考点02 化学反应的限度
考点03 化学反应条件的控制
地 城
考点01
化学反应的速率
1.(2024-2025高一下·四川雅安市·期末)2.日常生活中的下列做法,主要目的与调控化学反应速率无关的是
A.向门窗合页里注入机油 B.在铁制品表面刷漆
C.食品抽真空包装 D.在温度较高的条件下发馒头
2.(2024-2025高一下·四川泸州市·期末)下列措施中,不能加快化学反应速率的是
A.Zn与稀盐酸反应制取H2时,加入浓盐酸
B.H2O2分解制O2时,加入少量FeCl3溶液
C.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应时,将晶体研细混匀
D.CaCO3与盐酸制取CO2时,将盐酸替换为硫酸
3.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)化学反应速率对人类生产、生活有着显著的影响。下列说法错误的是
A.将食物放入冰箱可减缓食物腐败的速率
B.用金属制取氢气时,将稀硫酸改为浓硫酸可加快反应速率
C.在汽车尾气处理装置中,使用催化剂可显著提高反应速率
D.向炉膛内鼓风,用煤粉代替煤块可以使炉火更旺
4.(2024-2025高一下·四川巴中市·期末)一定温度下,向2L恒容密闭容器中加入一定量和发生反应: ,5min末,的物质的量为0.6mol。下列说法错误的是
A.5min末,的浓度为
B.5min末,的转化率为30%
C.0~5min内,用CO表示的平均反应速率为
D.当容器内气体的压强及平均相对分子质量均不再随时间变化而变化时,反应就达到了化学平衡状态
5.(2024-2025高一下·四川雅安市·期末)下列探究影响化学反应速率因素的实验方案不合理的是
序号
影响因素
实验方案
A
温度
在两支大小相同的试管中均加入5mL5%H2O2溶液,待试管中均有适量气泡出现时,将两支试管同时分别浸入冷水和热水中,观察现象
B
浓度
常温下,在两支大小相同的试管中加入形状相同的锌片,再同时向上述两支试管中分别加入5mL0.5mol·L-1和5mL2.0mol·L-1硫酸,观察现象
C
催化剂(Fe3+)
相同温度下,在两支大小相同的试管中均加入5mL5%H2O2溶液,待试管中均有适量气泡出现时,向其中一支试管中加入1mL1.0mol·L-1FeCl3溶液,另一支试管不加任何试剂,观察现象
D
固体表面积
相同温度下,在两支大小相同的试管中均加入5mL1.0mol·L-1盐酸,再分别加入质量相同的大理石碎块和粉末,观察现象
A.A B.B C.C D.D
6.(2024-2025高一下·四川成都市·期末)在一定温度时,将1molA和2molB放入容积为5L的某密闭容器中发生反应: ,经5min后,测得容器内B的浓度减少了下列叙述正确的是
A.5min时,容器内气体总的物质的量为2.5mol
B.在5min内,用A的浓度变化表示的该反应的速率为
C.当时,该反应已达到平衡状态
D.保持容器体积不变,充入氩气使压强增大,则反应速率增大
7.(2024-2025高一下·四川成都市龙泉驿区·期末)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、II对反应的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.无催化剂时,反应不能进行
B.催化剂II比催化剂I的效果好
C.a曲线表示使用催化剂II时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂I时,内,
8.(2024-2025高一下·四川巴中市·期末)将3.84g铜与200mL一定浓度的稀硝酸反应,5min时铜恰好完全溶解,产生无色气体NO。待产生的气体全部释放后,向溶液中加入200mL1.0mol/LNaOH溶液,恰好使溶液中Cu2+全部转化为沉淀。假设溶液体积不变,以下说法错误的是
A.生成沉淀的质量为5.88g
B.用硝酸表示前5min内反应的平均速率为
C.Cu与稀硝酸反应时,参加反应的硝酸与被还原的硝酸物质的量之比是
D.原稀硝酸的物质的量浓度是
9.(2024-2025高一下·四川成都树德中学·期末)某小组利用溶液与稀反应探究反应条件对速率的影响,下列有关说法不正确的是
选项
反应温度
溶液
稀
①
25
10
0.1
10
0.1
0
②
25
5
0.1
10
0.1
x
③
50
10
0.1
5
0.2
5
④
50
10
0.1
10
0.1
0
A.该反应的化学方程式为:
B.可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢
C.①③两组实验可探究温度对反应速率的影响
D.若,①②两组实验可探究溶液浓度对反应速率的影响
10.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)二氧化碳综合利用有助于减少温室气体排放,实现碳减排,同时创造经济价值,推动可持续发展。
Ⅰ.已知与重整反应体系主要涉及以下反应:
①
②
(1)反应=_____,对该反应自发进行的判断正确的是_____。
a.高温自发 b.低温自发
c.任何温度均不能自发 d.任何温度均能自发
(2)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入2mol和2mol发生反应①和②,5min时测得CO浓度为,浓度为。0~5min,的反应速率为_____。5min时,的转化率为_____。
Ⅱ:通过高效催化剂,在温和条件下,可转化为乙醇、甲烷等有机物。
(3)加氢制反应为。
上述反应在一定条件下建立平衡,下列说法正确的是_____(填字母)。
A.恒温恒压,通入水蒸气,平衡逆向移动,正反应速率减慢
B.恒温恒压下通入氦气,平衡逆向移动,平衡常数减小
C.加入催化剂,可加快反应速率,提高平衡转化率
D.及时移出产物,平衡正向移动,提高和的转化率
(4)在一定条件下与发生氧再生反应:
恒压条件下,按投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度关系如图。
①曲线c表示的物质为_____(填化学式)。
②250℃时,该反应的平衡常数K=_____。
11.(2024-2025高一下·四川达州市·期末)研究化学反应原理具有重要意义。回答下列问题:
(1)在新型催化剂作用下,汽车尾气中的NO和CO可被转化为无污染的物质,在一定温度下,向体积为4L的恒容密闭容器中充入0.5molNO和0.5molCO,测得部分气体的物质的量随时间变化的曲线如图甲所示:
①该反应的化学方程式为_______。
②图甲中B表示_______(填“化学式”)。
③0∼5min,NO的平均反应速率为_______mol/(L·min)。上述条件下,该反应中NO的最大转化率为_______。
④下列有关该化学反应的表述正确的是_______(填选项编号)
A.反应至第3min时,正反应速率等于逆反应速率
B.保持条件不变,向上述容器中充入Ne,化学反应速率增大
C.当CO的质量分数保持不变时,反应达到化学平衡状态
D.当混合气体的密度不变时,反应达到化学平衡状态
(2)利用还原电化学法制备甲醇的工作原理如图乙所示。电池工作时,透过质子交换膜向_______移动(填“左”或“右”),正极上的电极反应式为_______。理论上,转移3mol电子时,生成甲醇的质量为_______g。
12.(2024-2025高一下·四川乐山市·期末)一种以为碳源,在催化剂作用下制备甲醇的反应为: 。
回答下列问题:
(1)下列条件改变,可以提高该反应速率的是___________(填编号)。
a.降低反应温度 b.使用高效催化剂
c.增大体系压强(改变体积) d.移走
(2)一定温度下,将 和 充入2L恒容密闭容器中发生上述反应,和的物质的量随时间变化关系如图所示:
①___________。
②min内,用表示的反应速率___________(用含的式子表示)。
③设起始压强为,平衡时压强为P,则___________。
④下列描述不能说明该反应达到最大限度的是___________(填编号)。
a.单位时间内每消耗 ,同时消耗
b.混合气体的密度保持不变
c.混合气体的总物质的量保持不变
d.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)一种双室微生物燃料电池可以处理含乙酸乙酯()废水,将乙酸乙酯转化为,后续将产生的集中处理,可实现环境治理和“减碳”目标,其中燃料电池工作原理如图所示。
①B为原电池的___________极,写出A极的电极反应式___________。
②若外电路通过电子,右侧溶液的质量变化为___________g。
13.(2024-2025高一下·四川遂宁市·期末)汽车尾气中的有害成分主要有CO、NO、、颗粒物和臭氧等,制硝酸尾气中也有NO等气体,硫酸工业尾气中存在等气体。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。NO分解生成1mol和lmol会___________(填“吸收”或“放出”)___________kJ能量。
(2)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与NO反应生成和的离子方程式为___________。
(3)t℃时,将和充入容积为的密闭容器中,模拟汽车尾气转化,容器中的物质的量随时间变化如图所示。
、转化为两种无毒气体的化学方程式是___________。反应开始至,V(CO)___________。
(4)一定温度下,向容积为1 L的密闭容器中加入2 mol 和1 mol ,发生反应:,下列能说明此反应达到平衡状态的是___________。
A.
B.容器内压强不变
C.混合气体的密度不变
D.混合气体中、的物质的量之比为2:1
E.气体的平均相对分子质量不变
(5)CO可用于炼铁,但历史上曾出现过炼铁高炉尾气之谜,19世纪勒夏特列揭开谜底,在高炉中自下而上有焦炭的地方存在一个可逆反应___________,后来研究证明在高炉中Fe2O3和CO不能全部转化为Fe和CO2,请设计一个实验证明Fe2O3与足量的CO反应是有限度的___________。(可选用试剂稀硝酸溶液、稀盐酸溶液、KSCN溶液、KMnO4溶液)
地 城
考点02
化学反应的限度
1.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)一定温度下,下列描述能判定已达到平衡状态的是
A.3molH-H键断裂的同时有2molO-H键形成
B.在容器中共存
C.压强一定时混合气体的密度不再改变
D.反应速率
2.(2024-2025高一下·四川成都市华西中学·期末)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡
B.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气(Cl2+H2OHCl+HClO)
C.唾液可以使淀粉水解速率加快
D.工业上生产硫酸的过程中使用适当过量的空气以提高二氧化硫的利用率
3.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.新制氯水光照一段时间后颜色变浅
B.硫酸工业中反应,通入过量空气
C.对于反应平衡后,将体系容器容积扩大,颜色变浅
D.向溶液中加入少量固体,迅速产生大量气泡
4.(2024-2025高一下·四川成都嘉祥外国语学校·期末)工业生产硫酸的一步重要反应是 ,如果该反应在容积不变的密闭容器中进行,图中表示当其他条件不变时,其中结论正确的是
A.图I可表示压强对化学平衡的影响,且甲压强小
B.图I也可表示温度对化学平衡的影响,且甲温度低
C.图II表示SO2平衡转化率与温度及压强的关系,可以判断T1>T2
D.图III表示t0时刻通入更多的氧气或增大压强对反应速率的影响
5.(2024-2025高一下·四川乐山市·期末)某温度下,在2L恒容密闭容器中加入X,发生反应,有关数据见下表。下列说法正确的是
时间段
0~10s
0~20s
0~30s
0.05
0.03
0.02
A.5s时,Y的浓度等于
B.0~20s内,用X表示的平均速率为
C.反应到20s时,已经达到化学平衡状态
D.容器内气体Y的体积分数不再变化时,达到化学反应的限度
6.(2024-2025高一下·四川绵阳市·期末)科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.从物质分类的角度看,图中的物质属于酸性氧化物的有5种
B.1molSO2与足量的O2在一定条件下反应,生成1molSO3
C.实验室长期保存浓硝酸,需使用棕色试剂瓶,并放置在阴凉处
D.铜单质和稀HNO3反应的离子方程式:
7.(2024-2025高一下·四川成都蓉城名校联盟·期末)一定温度下,在恒容密闭容器中,充入一定量的气体A和B,发生反应,三种气体物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线③表示气体B的物质的量随时间变化的曲线
B.M点时,
C.该反应达到平衡时,每消耗同时消耗
D.时容器内的气体压强与起始时压强之比为
8.(2023-2024高一下·四川成都市五区·期末)一定条件下,恒容密闭容器中发生反应:。测得容器内的浓度随反应时间的变化如下表所示。下列说法正确的是
反应时间/s
0
10
20
30
40
50
60
70
100
6.0
3.5
2.3
1.5
0.9
0.6
0.6
0.6
0.6
A.20~40s内,CO平均反应速率为0.07
B.反应达到平衡状态时,的转化率为90%
C.其他条件不变时,充入He能加快反应速率
D.当混合气体密度保持不变时,表明反应已达到平衡状态
9.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)CO与气体均会造成环境污染,研究表明二者可在表面转化为无害气体,其反应过程及能量变化过程如图所示。下列说法错误的是
A.总反应为
B.为中间体、为催化剂
C.该总反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.有催化剂的条件下,对应的反应速率比慢
10.(2024-2025高一下·四川凉山州·期末)根据下列实验操作、现象,得出的结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将等浓度等体积的硫酸铁溶液与KI溶液混合,充分反应后滴入KSCN溶液
溶液变红
铁离子与碘离子的反应存在限度
B
向溶有的溶液中通入气体X
有白色沉淀生成
气体X一定有强氧化性
C
将某溶液与浓氢氧化钠溶液混合加热,用润湿的红色石蕊试纸靠近产生的气体。
试纸变蓝
该溶液中存在
D
向等浓度等体积的中分别加入等浓度等体积的溶液和溶液
前者产生气泡速率快
的催化效果比好
A.A B.B C.C D.D
11.(2024-2025高一下·四川凉山州·期末)工业合成氨反应是人工固氮研究的重要领域,请回答下列问题:
(1)氨气可用于工业脱硝(NO),脱硝反应为:
已知:反应①:
反应②:
由反应①和脱硝反应可知反应②的。
(2)向起始体积为2L的恒温恒容密闭容器中充入1mol 和3mol ,在一定条件下发生反应,反应至 min时达到平衡状态,氮气的转化率(a)与时间(t)的关系如图所示。
①在内,该反应的平均反应速率___________mol/(L•min)(用含、的式子表示)。
②比较 min时___________min时(填“>”“<”或“=”)
③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填字母)。
a.单位时间内,消耗n mol 的同时生成2n mol
b.容器内压强不再改变
c.容器内、、之比为
d.混合气体的密度不再改变
e.
④如下图所示,起始时甲、乙两个装置的体积与温度均相同,则反应先达到化学平衡状态的是___________(填写“甲”或“乙”)装置。
(3)微生物脱盐电池既可以处理废水中的铵盐,同时又能实现海水的淡化,原理如图所示,其中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。
①Y离子交换膜为___________(填“阴”或者“阳”)离子交换膜。
②电极a的电极反应为___________。
③若处理含1mol 的铵盐,则电极a产生的物质的量为___________。
12.(2024-2025高一下·四川成都嘉祥外国语学校·期末)I、CO2可用来生产燃料甲醇(CH3OH),发生反应:
①
在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和2molH2,一定条件下发生上述反应,测得CH3OH的浓度随时间的变化如表所示。
时间/min
0
3
5
10
15
浓度
0
0.3
0.45
0.5
0.5
(1)H2的平衡转化率=___________。该条件下上述反应的平衡常数K=___________。
(2)下列措施中能使平衡体系中增大且不减慢化学反应速率的是___________。
A.升高温度 B.充入氦气,使体系压强增大
C.再充入2molH2 D.将水蒸气从体系中分离出去
(3)反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,再向容器中加入一定量H2,反应再达平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1___________c2(填“>”、“<”或“=”)。
II.在一定条件下,CO2与H2还能发生如下反应:
②
T℃时,向恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,此时压强为4PkPa,若只发生反应②。在使用不同催化剂时,反应相同时间内测得CO2的转化率随温度的变化如下图所示。
(4)催化效果最佳的是催化剂___________(填“I”、“II”或“III”)。b点的v正___________v逆(填“>”“<”或“=”),c点转化率比a点低的原因是___________。
(5)温度为T5时,反应②的分压平衡常数Kp的计算表达式为___________(无需化简)。
13.(2024-2025高一下·四川成都树德中学·期末)氨是最重要的化学品之一,用途非常广泛,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)煤气化技术是合成氨生产的核心环节,通过将煤炭转化为水煤气,为后续的氨合成提供原料;
①煤气化的基础反应为,下列反应与该反应热效应相似的是_______;
A.盐酸与碳酸氢钠反应 B.与在光照条件下反应
C.铝热反应 D.与反应
②升高温度,该反应的逆反应速率将_______(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)和水蒸气在不同催化剂作用下发生高温变换、低温变换等过程,简称水煤气变换,该过程可大大减少的含量,从而提高的含量。水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理,某催化剂催化(*表示吸附态、表示活化能)步骤如下:
I.
II.
III.
IV.
①反应的决速步骤是_______(填序号)。
②能说明恒温恒容条件下,达到平衡状态的是_______。
A.
B.单位时间内消耗,同时消耗
C.单位时间内断裂的同时断裂
D.该条件下,气体的密度不变
(3)一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入一定量的和,模拟合成氨工业。测得各物质的浓度与时间的关系如图所示。
①已知:的燃烧热为的燃烧热为,请基于以上数据估算,写出工业合成氨的热化学方程式:_______。
②内,_______。
③反应容器中,反应前与反应达时的压强之比为_______。
(4)以和为原料也可通过外加电源电解的方式实现合成氨;现有一种高性能的碱性硼化钒空气电池可作为电解法合成氨的外加电源,其装置如图所示。
电池的总反应为:。
①复合碳电极是电池的_______(填“正极”或“负极”)。
②电极的电极反应式为_______。
③该电池在放电过程中,消耗112L(已折算为标准状况)空气,其中,的体积分数为,整个电路中转移的电子数约为_______。
地 城
考点03
化学反应条件的控制
1.(2024-2025高一下·四川达州市·期末)调控反应条件对生产和科研具有重要价值。下列措施可减慢化学反应速率的是
A.KClO3分解制氧气时,添加少量MnO2
B.将橡胶制品储存在干燥、阴凉、避光的环境中
C.工业合成氨时,控制压强为10MPa~30MPa(常压约为0.101MPa)
D.工业制硫酸时,向沸腾炉投入粉末状黄铁矿,并从炉底鼓入大量空气
2.(2023-2024高一下·四川凉山州宁南中学·期末)在体积为 5L 的恒温、恒容密闭容器中发生反应 C(s)+3CH3OH(g)=2C2H6(g)+O3(g),能说明反应已达到平衡状态的有 个。
① 混合气体的压强不随时间变化 ② 3v正(CH3OH)=v逆(O3)
③ 容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化 ④ 混合气体的密度保持不变
⑤容器内C2H6、O3的体积之比不变 ⑥CH3OH的浓度不变
A.2 B.3 C.4 D.5
3.(2024-2025高一下·四川自贡市·期末)在体积为1L的恒容密闭容器中充入amol气体,发生反应,平衡时三种组分的物质的量与温度的关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应在温度下的平衡常数大于温度下的平衡常数
B.由图可知,a=3mol
C.向Y点容器中再充入mol的和mol的,重新平衡前
D.时,若起始时向容器中充入5mol气体,则平衡时的转化率大于50%
4.(2023-2024高一下·四川眉山市东坡区·期末)表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,11.2升在体系中的含氧原子总数为
B.常温下,与足量的浓硫酸充分反应,转移电子数为
C.常温常压下,晶体中含有的键数目为
D.在一定条件下,向恒容密闭容器中冲入和,发生反应,生成的数目为
5.(2024-2025高一下·四川雅安市·期末)煤化工产品在工业领域中有广泛的应用前景。
(1)煤与水蒸气生产水煤气的化学方程式为,在容积固定的密闭容器中发生上述反应,下列措施能加快反应速率的是___________(填写序号)。
A.加入固体碳 B.充入氩气增大压强
C.及时分离CO D.增大水蒸气浓度
(2)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,制备二甲醚的主要原理如下:。在2L的密闭容器中合成二甲醚,CO、H2和CH3OCH3(部分产物未标出)的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①达到平衡时,H2的转化率为___________(提示:反应物A的转化率= ×100%)。
②从反应开始到10s,用CO表示的反应速率为___________。
③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是___________。(填写序号)
A.v(CO)=3v(CH3OCH3) B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.混合气体的密度不变 D.CO的含量保持不变
(3)可将二甲醚设计成燃料电池。如图为某二甲醚燃料电池的工作原理示意图。a、b均为多孔性Pt电极。请填空:
①a电极是电池的___________极,电极反应为___________。
②若该电池的能量转化率为80%,当参与反应的二甲醚为6.9g时,电路中通过的电子数目为___________。
6.(2024-2025高一下·四川广元市·期末)甲醇是重要的化工原料。工业上合成甲醇的一种方法为。
(1)上述反应的能量变化如右图所示,则断裂和中化学键所需要吸收的能量___________(填“大于”或“小于”)断裂和中化学键所需要吸收的能量。
(2)时,向2L恒容密闭容器按充入两种气体进行上述反应,测得随时间t变化如下表所示:
t/min
0
2
4
6
8
10
12
14
2.00
1.40
1.00
0.76
0.58
0.50
0.50
0.50
①2~4min内,用表示该反应的平均速率___________。
②平衡时的产率为___________。
③下列能说明该反应已达到反应限度的是___________。(填字母)
a.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
b.容器内气体的密度保持不变
c.断裂键同时断裂键
d.容器内
④根据表格信息分析,的时间段为___________。
a.1~2min b.3~5min c.7~9min d.13~15min
(3)甲醇可制作燃料电池,一种甲醇燃料电池工作原理如图所示:
①甲醇中官能团的电子式为___________。
②电极A为电池的___________(填“正极”或“负极”),其电极反应式为___________。
③当有1mol电子通过灯泡时,理论上电极B上消耗标准状况下的体积为___________。
7.(2024-2025高一下·四川泸州市·期末)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:
已知:
(1)上述反应涉及的第三周期元素中,最高价氧化物对应的水化物酸性最弱的是_______(填化学式)。
(2)反应的_______。
(3)对于反应,在固定容积的密闭容器中,323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的关系如右图所示。
0~100min内,a、b线对应的平均反应速率大小:va_______vb(填“大于”、“小于”或“等于”),则a线对应的温度是_______,下列能说明该温度下反应到达平衡的是_______(选填序号)。
A.v(SiH2Cl2)=v(SiCl4) B.SiH2Cl2与SiCl4的产率相等
C. SiHCl3的转化率等于22% D.反应混合物的密度不再改变
(4)CO可回收利用,制作成燃料电池,装置如图。电极均为疏松多孔的Pt电极。Y极的电极反应式为_______。该电池中1molCO参与反应释放的电能_______283.0kJ(填“大于”、“小于”或“等于”。已知:CO的燃烧热)
8.(2023-2024高一下·四川广元市川师万达中学·期末)我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。的捕集利用已成为科学家们研究的重要课题。加氢可转化为二甲醚(),反应原理为。该反应的能量变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)该反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在固定体积的密闭容器中发生该反应,能说明该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.的含量保持不变
b.混合气体的密度不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.
(3)在体积为1L密闭容器中充入和,测得、的物质的量随时间变化如图所示。
①反应到达3min时,_______(填“>”“<”或“=”)。
②0~5min内,_______。
③反应达到平衡状态时,的体积分数为_______%(保留1位小数)。
④“二甲醚()酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。X电极为_______(填“正”或“负”)极;X电极的电极反应式为_______,Y电极的电极反应式为_______。
9.(2023-2024高一下·四川凉山州·期末)我国科学家成功合成新型催化剂,将CO2和H2高效转化为甲醇( CH3OH)和另-种物质。
(1)写出该反应的化学方程式___________。
(2)上述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。经研究发现,催化剂中CuO的质量分数w对CH3OH的产率和CO2的转化率有明显影响。实验数据如表所示:
w(CuO)(%)
30
40
50
60
70
80
90
CH3OH的产率(%)
35
50
65
60
55
54
50
CO2的转化率(%)
15
20
45
42
40
36
30
根据数据表判断,催化剂中CuO的最佳质量分数为___________。
(3)向温度为500K、容积为10L的密闭容器中充入1molCO2(g)和3molH2(g),测得CH3OH(g)的物质的量随时间变化如表所示,
时间/min
0
2
4
6
8
n(CH3OH(g))/mol
0
0.4
0.7
0.8
0.8
①0~2min内,用H2表示化学反应速率v(H2)=___________。
②反应达到平衡时,CO2的转化率为___________,H2O的体积分数为___________% (保留一位小数)。
(4)燃料电池能有效提高能源利用率,写出甲醇-空气燃料电池在碱性条件(KOH溶液)中的负极电极反应式___________。工作时,电子从___________(填“a”或者“b”,下同)极经外电路流向___________极,当转移2NA电子时,消耗标准状况下氧气的体积是___________。
10.(2023-2024高一下·四川达州市·期末)通过化学方法调控化学反应的速率与限度,科学利用化学反应中的能量变化,对于人类生产、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)。
试卷第1页,共3页
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