题型06 化学反应速率与速率图象（期末真题汇编，浙江专用）高一化学下学期

**基本信息** 汇编浙江省多地高一下学期期末真题，聚焦化学反应速率、速率图像及原理综合应用三大高频考点，注重真实情境与图像分析能力考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|11题|反应速率计算、平衡状态判断、速率影响因素|结合可逆反应（如N₂+3H₂⇌2NH₃）考查速率表示与平衡标志，融入恒压绝热等条件分析| |非选择题|5题|图像分析、综合应用、平衡常数计算|以CO₂合成甲醇等工业反应为情境，通过数据表格（物质的量随时间变化）和速率图像（c(Cl⁻)-t曲线）考查综合应用能力，体现科学探究与证据推理素养|

学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 题型06化学反应速率与速率图象 参考答案 目目 考点01 化学反应速率 1 2 心 4 D B B D 目目 考点02 化学反应速率图像 1 2 3 4 5 6 7 D D A B D 目目 考点03 化学反应原理综合应用 1.(1)b (2)0.0015molL-1.s (3)BD (4)CD 2.(1)CD (2)不是 反应未达平衡，c点温度高于b点，反应速率更快，转化率更高 K-c4CH,0H·cH,o) 40% cC02)·c3(H2】 (4)-90 A 3.(1)0.05 (2)BD (3)> (4)ABC (5)○2+4H+4e-2H2O 4.(1)C (2)BD (3)30 增大反应物浓度或增大压强或升高温度或使用高效的催化剂 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (4)O2+2H2O+4e=40H c 5.(1)0.05 36% (2)cde (3)正极 CHa-8e+10OH-=CO32-+7H2O 题型06 化学反应速率与速率图象 3大高频考点概览 考点01 化学反应速率 考点02 化学反应速率图像 考点03 化学反应原理综合应用 1．(2024-2025学年·浙江省湖州市高一下学期期末)对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，下列反应速率表示正确且最快的是( )地 城 考点01 化学反应速率 A．v(A)=0.5mol·L-1·min-1 B．v(B)=1.2mol·L-1·s-1 C．v(C)=0.4mol·L-1·min-1 D．v(D)=0.1mol·L-1·s-1 2．(2024-2025学年·浙江省衢州市高一下学期期末)在恒压绝热的密闭容器中，发生可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ，下列情况能说明反应一定达到化学平衡的是( ) A．容器内的压强不再变化 B．容器内的温度不再变化 C．容器内气体的浓度 D．相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等 3．(2024-2025学年·浙江省宁波市九校联考高一下学期期末)在一容积不变，绝热的密闭容器中发生可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是( ) A．容器内HF、SiF4、H2O物质的量之比等于4∶1∶2 B．容器内气体压强不再变化 C．相同时间内有4molH-O键断裂，同时有2molH-F键断裂 D．v正(H2O)=2v逆(HF) 4．(2024-2025学年·浙江省宁波市九校联考高一下学期期末)在一定温度下容积为5L的密闭容器中，三种气体X、Y、Z物质的量随时间的变化如下表所示。下列说法不正确的是( ) 时间/min n/mol 0 2 5 10 n(X) 1 0.5 0.2 n(Y) 1 0.75 0.6 n(Z) 0 0.5 0.8 A．达到平衡时X的转化率为80% B．反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为0.05 C．平衡时向容器内充入2molHe，反应速率不会发生变化 D．5min时，反应开始达到平衡 地 城 考点02 化学反应速率图像 1．(2024-2025学年·浙江省衢州市高一下学期期末)某化学小组欲测定酸性条件下KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的速率，所用的试剂为10mL0.1mol·L-1KClO3溶液和10mL0.3mol·L-1NaHSO3溶液，所得c(Cl-)随时间变化的曲线如图所示。已知：3HSO3-+ ClO3-=3H++3SO42-+Cl-，下列说法不正确的是( ) A．该反应在0~4min的化学反应速率 B．5min时，反应中 C．在反应过程中，随着反应物浓度的减小，该反应的反应速率在逐渐减小 D．该反应可能是放热反应 2．(2024-2025学年·浙江省台州市高一下学期期末)用10mL0.1mol•L-1KClO3溶液和10mL0.3mol•L-1NaHSO3溶液反应测定化学反应速率和探究影响因素，测得c(Cl-)与时间的关系如图所示，下列说法不正确的是( ) A．反应的离子方程式为：ClO3-+3HSO3-=2Cl-+3SO42-+ 3H+ B．该反应在0～4min的平均反应速率：v(NaHSO3)=7.5×10-3mol•L-1•min-1 C．该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小 D．初始反应慢，一段时间后速率增大，一定是反应放热使温度升高导致的结果 3．(2024-2025学年·浙江省宁波市三锋联盟高一下期末)为了探究反应速率的影响因素，某同学通过碳酸钙与稀盐酸的反应，绘制出收集到的 CO2体积与反应时间的关系图(0-t1、t1-t2、t2-t3的时间间隔相等)。下列说法正确的是 ( ) A．0-t1时间段，CO2的化学反应速率 v= mol/(L·min) B．t1-t2与 0-t1比较，反应速率加快的原因可能是产生的 CO2气体增多 C．t2-t4时间段，反应速率逐渐减慢的原因可能是盐酸浓度减小 D．在 t4 后，收集到的气体的体积不再增加说明碳酸钙消耗完全 4．(2024-2025学年·浙江省普通高中高一下学期学业水平适应性考试)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应：，下列说法正确的是( ) A．t1min时，反应达到了平衡 B．末， C．若保持容器压强不变，充入He，化学反应速率不变 D．后，CO的消耗速率与CO2的消耗速率相等 5．(2024-2025学年·浙江省温州市高一下学期期末)为了减轻大气污染，可将汽车尾气中CO和NO转化为无污染气体。在一定条件下，向一容积为2L的恒容密闭容器中充入10molCO、10molNO，使之在催化剂作用下发生反应，测得反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是( ) A．2min时， B．曲线Ⅱ表示n(N2)随t的变化 C．用同一物质表示反应速率时，b点的正反应速率大于c点的逆反应速率 D．0~5min内，v(CO)=0.8mol·L-1·min-1 6．(2024-2025学年·浙江省慈溪市高一下学期期末)一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：。反应时间与残留固体的质量关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．在0~10min内，v(CO)=0.005mol·L－1·min－1 B．随着反应的进行，混合气体的密度不变说明已达到平衡状态 C．升高温度或增加少量硫酸镁(忽略体积)均能使反应速率增大 D．向容器内增加CO时，正反应速率增大，逆反应速率减小 7．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市高一下学期期末)某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化设备，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用试剂如下： 序号 镁条质量/g 盐酸 实验结果 物质的量浓度/(mol/L) 体积/mL 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2 下列说法不正确的是( ) A．曲线a表示使用1.0mol/L盐酸时的压强随时间的变化 B．反应开始阶段，反应速率不断加快，可能是反应放热温度升高的原因 C．保持其他条件不变，改用相同质量的镁粉，单位时间内压强变化值将增大 D．理论上经历足够长时间，曲线a对应的实验生成氢气的体积更大 地 城 考点03 化学反应原理综合应用 1．(2024-2025学年·浙江省湖州市高一下学期期末)在2L密闭容器内发生反应：2SO2+O22SO3.500℃时测得(SO2)随时间的变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 (SO2)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 请回答： (1)图中表示SO3浓度变化的曲线是_____(填字母)。 (2)0~2s内，用O2表示的平均反应速率(O2)=_____。 (3)下列操作能使反应速率增大的是_____。 A．分离出SO3 B．适当升高温度 C．恒容下充入Ne使压强增大 D．选择更高效的催化剂 (4)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是_____。 A．(SO2)=(SO3) B．容器中气体的密度保持不变 C．容器中气体平均摩尔质量保持不变 D．容器中气体的总压强保持不变 2．(2024-2025学年·浙江省宁波市九校联考高一下学期期末)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-49kJ·mol−1。在一固定体积的容器中充入1molCO2和3molH2进行反应，达到平衡。 (1)下列措施下重新达到平衡，与原平衡相比增大的是_______(填编号) A．升高温度 B．恒温恒容充入He(g) C．将H2O(g)从体系中分离 D．恒温恒容再充入1molCO2和3molH2 (2)该反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后，CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。 ①I状态下a点所代表的状态_______(填“是”或“不是”)平衡状态。 ②c点CO2的转化率高于b点，原因是_______。 (3)一定温度下，在1L恒容密闭容器中，投入1molCO2和3molH2发生反应，一段时间后达到平衡。平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，反应的平衡常数表达式为_______，CO2的平衡转化率_______。 (4)进一步研究发现，二氧化碳合成甲醇反应一般认为通过如下步骤来实现： ①CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1 ②CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)        ΔH2 ΔH2＝_______kJ/mol；若反应①反应速率很慢，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)。 A B C D 3．(2024-2025学年·浙江省台州市高一下学期期末)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________。 4．(2024-2025学年·浙江省温州市高一下学期期末)实现“碳中和”，综合利用CO和CO2具有重要的意义。一定条件下，CO与H2制备气态甲醇CH3OH的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。 (1)已知该反应的体系能量变化如图所示，下列说法正确的是___________(填标号)。 A．1mol气态CH3OH所具有的能量比2mol氢气所具有的能量低 B．该反应为吸热反应 C．若反应生成的CH3OH为液态，则放出的能量大于90.77kJ D．1molCO(g)和2molH2(g)在容器中充分反应，放出的能量为90.77kJ (2)恒温条件下，向一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H2进行该反应，下列叙述中能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 A． B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．反应中CO与CH3OH的物质的量之比为1:1 D．混合气体中CH3OH的质量分数保持不变 (3)工业上也可以用CO2和H2为原料制备CH3OH，反应的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在容积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示： ①9min末，混合气体中的CH3OH物质的量分数为___________%(已知：B的物质的量分数) ②为提高反应的速率，缩短达到平衡的时间，可采取的措施有___________(任写一点)。 (4)氢氧燃料电池是短寿命载人航天器电源的一个合适选择。如图是一种碱性氢氧燃料电池结构示意图。 ①请写出正极的电极反应式___________。 ②电池工作时产生的水会以水蒸气的形式被反应物气体带出，在出口加装冷凝器可以将水回收。冷凝器应装在出口___________(填“c”或“d”)处。 5．(2024-2025学年·浙江省丽水市高一下学期期末)水煤气中的CO和H2在高温下反应生成甲烷：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。在一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中，充入1molCO和5molH2，测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示。 (1)从反应开始到6min，CO的平均反应速率为_______mol·L-1·min-1，6min时，H2的转化率为_______。 (2)下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。 a．3v正(H2)=v逆(CH4) b．容器中混合气体的密度保持不变 c．CO和H2物质的量之比不变 d．混合气体的平均摩尔质量保持不变 e．容器中CH4的质量分数保持不变 (3)甲烷燃料电池装置如图所示，电池总反应为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。通入氧气的电极为电池的_______(填“正极”或“负极”)；溶液中OH-向电极_______移动(填“a”或“b”)，通入CH4一端电极反应方程式为：_______。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型06 化学反应速率与速率图象 3大高频考点概览 考点01 化学反应速率 考点02 化学反应速率图像 考点03 化学反应原理综合应用 地 城 考点01 化学反应速率 一、化学反应速率 1．(2024-2025学年·浙江省湖州市高一下学期期末)对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，下列反应速率表示正确且最快的是( ) A．v(A)=0.5mol·L-1·min-1 B．v(B)=1.2mol·L-1·s-1 C．v(C)=0.4mol·L-1·min-1 D．v(D)=0.1mol·L-1·s-1 【答案】D 【解析】同一化学反应中，同一段时间内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比；先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率再进行比较。A项，v(A)=0.5mol·L-1·min-1；B项，B是固体，固体的浓度视为常数，故不能用固体的浓度变化来表示反应速率，故B错误；C项，v(C)=0.4mol·L-1·min-1，则；D项，v(D)=0.1mol·L-1·s-1，；对比ACD可知，D中最快；故选D。 2．(2024-2025学年·浙江省衢州市高一下学期期末)在恒压绝热的密闭容器中，发生可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ，下列情况能说明反应一定达到化学平衡的是( ) A．容器内的压强不再变化 B．容器内的温度不再变化 C．容器内气体的浓度 D．相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等 【答案】B 【解析】A项，在恒压条件下，容器体积会随反应变化以维持压强恒定，因此压强不变不能作为平衡标志，A错误；B项，绝热条件下，反应放热或吸热会导致温度变化，温度不变说明正逆反应速率相等，系统达平衡，B正确；C项，浓度比等于化学计量数比仅表示某一时刻的浓度关系，不能确定是否达平衡(如初始投料可能满足该比例但未反应)，C错误；D项，相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等，表示的都是正反应，且不满足计量数关系，无法判断是否达到平衡状态，D错误；故选B。 3．(2024-2025学年·浙江省宁波市九校联考高一下学期期末)在一容积不变，绝热的密闭容器中发生可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是( ) A．容器内HF、SiF4、H2O物质的量之比等于4∶1∶2 B．容器内气体压强不再变化 C．相同时间内有4molH-O键断裂，同时有2molH-F键断裂 D．v正(H2O)=2v逆(HF) 【答案】B 【解析】A项，容器内HF、SiF4、H2O物质的量之比等于4∶1∶2，这仅是化学计量数之比，不能说明各物质的量不再变化，因此无法判断是否达到平衡，A错误；B项，反应前后气体总物质的量从4mol变为3mol，压强变化，当压强不再变化时，说明气体总物质的量恒定，反应达到平衡，B正确；C项，正反应中每生成2mol H2O会形成4mol H-O键，逆反应中每分解2mol H2O会断裂4mol H-O键。平衡时，断裂4mol H-O键(逆反应)应对应断裂4mol H-F键(正反应)。选项C中4mol H-O键断裂对应2mol H-F键断裂，比例不符，说明正逆反应速率不等，C错误；D项，v正(H2O)=2v逆(HF)，其化学反应速率之比与计量数之比不相等，显然不是平衡状态，D错误；故选B。 4．(2024-2025学年·浙江省宁波市九校联考高一下学期期末)在一定温度下容积为5L的密闭容器中，三种气体X、Y、Z物质的量随时间的变化如下表所示。下列说法不正确的是( ) 时间/min n/mol 0 2 5 10 n(X) 1 0.5 0.2 n(Y) 1 0.75 0.6 n(Z) 0 0.5 0.8 A．达到平衡时X的转化率为80% B．反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为0.05 C．平衡时向容器内充入2molHe，反应速率不会发生变化 D．5min时，反应开始达到平衡 【答案】D 【解析】通过表格数据分析得出容器内发生的反应为2X(g)+Y(g)2Z(g)，5min时X、Y的物质的量不再变化，说明此时已平衡。A项，X的初始量为1mol，平衡时为0.2mol，转化量0.8mol，转化率80%，A正确；B项，2min内Z增加0.5mol，浓度变化0.1mol·L－1，速率0.05mol·L－1·min－1 ，B正确；C项，恒容下充入He，各反应物浓度不变，反应速率不变，C正确；D项，5min时X、Y的物质的量不再变化，说明此时已平衡，而非“开始达到”平衡，D错误；故选D。 地 城 考点02 化学反应速率图像 1．(2024-2025学年·浙江省衢州市高一下学期期末)某化学小组欲测定酸性条件下KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的速率，所用的试剂为10mL0.1mol·L-1KClO3溶液和10mL0.3mol·L-1NaHSO3溶液，所得c(Cl-)随时间变化的曲线如图所示。已知：3HSO3-+ ClO3-=3H++3SO42-+Cl-，下列说法不正确的是( ) A．该反应在0~4min的化学反应速率 B．5min时，反应中 C．在反应过程中，随着反应物浓度的减小，该反应的反应速率在逐渐减小 D．该反应可能是放热反应 【答案】C 【解析】A项，根据图像，0~4min内氯离子浓度增加0.01mol/L，则ClO3-的浓度减小0.01mol/L，该反应在0~4min的化学反应速率，故A正确；B项，用不同物质表示的反应速率比等于化学计量数之比，5min时反应中，故B正确；C项，根据图像，在反应过程中，该反应的反应速率先增大后减小(看斜率)，故C错误；D项，一段时间后反应速率明显增大，可能生成的氯离子或硫酸根离子作催化剂使反应速率加快，也可能是反应放热温度升高的结果，故D正确；选C。 2．(2024-2025学年·浙江省台州市高一下学期期末)用10mL0.1mol•L-1KClO3溶液和10mL0.3mol•L-1NaHSO3溶液反应测定化学反应速率和探究影响因素，测得c(Cl-)与时间的关系如图所示，下列说法不正确的是( ) A．反应的离子方程式为：ClO3-+3HSO3-=2Cl-+3SO42-+ 3H+ B．该反应在0～4min的平均反应速率：v(NaHSO3)=7.5×10-3mol•L-1•min-1 C．该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小 D．初始反应慢，一段时间后速率增大，一定是反应放热使温度升高导致的结果 【答案】D 【解析】A项，根据题意，KClO3溶液和NaHSO3溶液反应生成Cl-，Cl元素化合价降低，KClO3为氧化剂，则NaHSO3为还原剂，被氧化生成Na2SO4，该反应的离子方程式为 ClO3-+3HSO3-=2Cl-+3SO42-+ 3H+，故A正确；B项，由图中数据可知，该反应在0~4min的平均反应速率v(NaHSO3)= ，故B正确；C项，由图象可知：在反应过程中，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小，故C正确；D项，起初反应很慢，一段时间后反应速率明显增大，可能是温度升高，也可能生成的Cl-对反应有催化作用，也可能是溶液酸性增强，加快了化学反应速率，故D错误；故选D。 3．(2024-2025学年·浙江省宁波市三锋联盟高一下期末)为了探究反应速率的影响因素，某同学通过碳酸钙与稀盐酸的反应，绘制出收集到的 CO2体积与反应时间的关系图(0-t1、t1-t2、t2-t3的时间间隔相等)。下列说法正确的是 ( ) A．0-t1时间段，CO2的化学反应速率 v= mol/(L·min) B．t1-t2与 0-t1比较，反应速率加快的原因可能是产生的 CO2气体增多 C．t2-t4时间段，反应速率逐渐减慢的原因可能是盐酸浓度减小 D．在 t4 后，收集到的气体的体积不再增加说明碳酸钙消耗完全 【答案】C 【解析】A.0～t1内，CO2的化学反应速率为v==mol/min，故A错误；B项，t1～t2比0～t1反应速率快的原因是反应放热加快反应速率，故B错误；C项，随着反应进行，盐酸浓度降低，反应速率下降，故C正确；D项，气体体积不再增加也可能是盐酸被消耗完，故D错误；故选C。 4．(2024-2025学年·浙江省普通高中高一下学期学业水平适应性考试)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应：，下列说法正确的是( ) A．t1min时，反应达到了平衡 B．末， C．若保持容器压强不变，充入He，化学反应速率不变 D．后，CO的消耗速率与CO2的消耗速率相等 【答案】D 【解析】由图示可知，CO2的初始浓度为0.7mol/L，平衡浓度为0.2mol/L，浓度变化量为0.5mol/L，CO的初始浓度为0mol/L，平衡浓度为0.5mol/L，浓度变化量为0.5mol/L。A项，t1min时，CO2和CO浓度相等，但t1min后CO浓度仍在升高，CO2浓度仍在降低，反应并未达到平衡状态，A错误；B项，固体不能用来表示化学反应速率，且化学反应速率为平均反应速率而不是瞬时速率，B错误；C项，若保持容器压强不变，充入He，则体系的体积会变大，各物质浓度变小，反应速率减慢，C错误；D项，4min后，反应达到平衡状态，而CO和CO2的化学计量数之比为1:1，则CO的消耗速率与CO2的消耗速率相等，D正确；故选D。 5．(2024-2025学年·浙江省温州市高一下学期期末)为了减轻大气污染，可将汽车尾气中CO和NO转化为无污染气体。在一定条件下，向一容积为2L的恒容密闭容器中充入10molCO、10molNO，使之在催化剂作用下发生反应，测得反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是( ) A．2min时， B．曲线Ⅱ表示n(N2)随t的变化 C．用同一物质表示反应速率时，b点的正反应速率大于c点的逆反应速率 D．0~5min内，v(CO)=0.8mol·L-1·min-1 【答案】A 【解析】A项，2min时，各物质的物质的量都在变化，反应未达到平衡状态，因此，A错误；B项，由曲线可知，曲线I 、II随时间的增加物质的量逐渐增大，曲线Ⅲ随着时间的增加物质的量逐渐减小，则曲线I 、II代表生成物，曲线 III代表反应物，达到平衡时曲线Ⅰ、Ⅱ物质的量的变化量分别为8mol、4mol，物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，则曲线Ⅱ表示n(N2)随t的变化，B正确；C项，b、c两点反应均向正反应方向移动，c点比b点进行的程度大，则b点的正反应速率大于c点的正反应速率，c点的正反应速率大于c点的逆反应速率，则b点的正反应速率大于c点的逆反应速率，C正确；D项，0~5min内，，D正确；故选A。 6．(2024-2025学年·浙江省慈溪市高一下学期期末)一定条件下，在2L密闭容器中发生反应：。反应时间与残留固体的质量关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．在0~10min内，v(CO)=0.005mol·L－1·min－1 B．随着反应的进行，混合气体的密度不变说明已达到平衡状态 C．升高温度或增加少量硫酸镁(忽略体积)均能使反应速率增大 D．向容器内增加CO时，正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】B 【解析】由反应方程式可知，每消耗1molCO，固体质量减少120g-40g=80g，在0~10min内，固体质量减小4g，则反应0.05molCO。A项，在0~10min内，，A错误；B项，容器体积始终不变，而气体总质量为变量，则混合气体的密度不变时，说明反应已达平衡，B正确；C项，升高温度，正逆反应速率都增大，硫酸镁是固体，其浓度不变，增加其质量，反应速率不变，C错误；D项，向容器内增加CO时，物质浓度增大，正逆反应速率都增大，D错误；故选B。 7．(2024-2025学年·浙江省嘉兴市高一下学期期末)某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化设备，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用试剂如下： 序号 镁条质量/g 盐酸 实验结果 物质的量浓度/(mol/L) 体积/mL 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2 下列说法不正确的是( ) A．曲线a表示使用1.0mol/L盐酸时的压强随时间的变化 B．反应开始阶段，反应速率不断加快，可能是反应放热温度升高的原因 C．保持其他条件不变，改用相同质量的镁粉，单位时间内压强变化值将增大 D．理论上经历足够长时间，曲线a对应的实验生成氢气的体积更大 【答案】D 【解析】A项，其他条件不变，盐酸浓度越大，化学反应速率越快，根据图像可知，曲线a化学反应速率快，盐酸浓度大，即曲线a表示使用1.0mol/L盐酸时的压强随时间的变化，A项正确；B项，Mg与盐酸反应放热，随着反应的进行，温度升高，可使反应速率加快，B项正确；C项，将镁条换成镁粉，增大了反应物的接触面积，从而使反应速率加快，单位时间内生成的气体越多，单位时间内压强变化值将增大，C项正确；D项，根据反应方程式：Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑，可知，0.01g镁条完全反应需要1.0mol/L盐酸的体积为0.83mL，需要0.5mol/L盐酸的体积为1.67mL，题给盐酸均过量，则理论上经历足够长时间，曲线a、b对应的实验生成氢气的体积一样，D项错误；故选D。 地 城 考点03 化学反应原理综合应用 1．(2024-2025学年·浙江省湖州市高一下学期期末)在2L密闭容器内发生反应：2SO2+O22SO3.500℃时测得(SO2)随时间的变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 (SO2)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 请回答： (1)图中表示SO3浓度变化的曲线是_____(填字母)。 (2)0~2s内，用O2表示的平均反应速率(O2)=_____。 (3)下列操作能使反应速率增大的是_____。 A．分离出SO3 B．适当升高温度 C．恒容下充入Ne使压强增大 D．选择更高效的催化剂 (4)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是_____。 A．(SO2)=(SO3) B．容器中气体的密度保持不变 C．容器中气体平均摩尔质量保持不变 D．容器中气体的总压强保持不变 【答案】(1)b (2)0.0015 mol·L-1· s-1 (3)BD (4)CD 【解析】(1)根据反应可知，SO3为产物，随着反应进行，其物质的量逐渐增加。从表中数据可知，SO2的物质的量从0.020mol逐渐减少到0.007mol，转化的物质的量为0.013mol，则生成的SO3的物质的量也为0.013mol，由于容器体积为2L，所以SO3的浓度是从0到0.0065mol/L，结合图像中各曲线的变化趋势和数值范围，可判断表示SO3的变化曲线是b； (2)由表格数据可知0~2s内转化的SO2的物质的量是0.012mol，则转化的O2的物质的量是0.006mol，用O2表示的平均反应速率：； (3)A项，分离出SO3，会使生成物浓度减小，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，但反应速率减小，A错误；B项，适当升高温度，会使反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞几率增加，反应速率增大，B正确；C项，恒容下充入Ne使压强增大，但反应物和生成物的浓度都不变，所以反应速率不变，C错误；D项，选择更高效的催化剂，能降低反应的活化能，使更多的反应物分子成为活化分子，有效碰撞几率增大，反应速率增大，D正确；答案选BD； (4)A项，v(SO2)=v(SO3)无法证明正逆反应速率相等，无法判断是否达到平衡状态，A错误；B项，反应体系中各物质均为气体，气体质量不变，容器体积不变，所以密度始终保持不变，所以不能根据密度不变判断反应达到平衡状态，B错误；C项，反应体系中各物质均为气体，气体质量不变，反应前后气体的总物质的量发生变化，平均相对分子质量会发生变化，当容器中平均相对分子质量保持不变时，说明反应达到平衡状态，C正确；D项，反应前后气体的总物质的量发生变化，在恒温恒容条件下，压强与物质的量成正比，所以容器中气体的总压强保持不变时，说明反应达到平衡状态，D正确；答案选CD。 2．(2024-2025学年·浙江省宁波市九校联考高一下学期期末)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-49kJ·mol−1。在一固定体积的容器中充入1molCO2和3molH2进行反应，达到平衡。 (1)下列措施下重新达到平衡，与原平衡相比增大的是_______(填编号) A．升高温度 B．恒温恒容充入He(g) C．将H2O(g)从体系中分离 D．恒温恒容再充入1molCO2和3molH2 (2)该反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后，CO2的转化率随反应温度的变化如图所示。 ①I状态下a点所代表的状态_______(填“是”或“不是”)平衡状态。 ②c点CO2的转化率高于b点，原因是_______。 (3)一定温度下，在1L恒容密闭容器中，投入1molCO2和3molH2发生反应，一段时间后达到平衡。平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，反应的平衡常数表达式为_______，CO2的平衡转化率_______。 (4)进一步研究发现，二氧化碳合成甲醇反应一般认为通过如下步骤来实现： ①CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1 ②CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)        ΔH2 ΔH2＝_______kJ/mol；若反应①反应速率很慢，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)。 A B C D 【答案】(1)CD (2) 不是 反应未达平衡，c点温度高于b点，反应速率更快，转化率更高 (3) K= 40% (4) -90 A 【解析】(1)A项，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不符合题意；B项，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不符合题意；C项，将水蒸气从体系中分离出来，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小，该比值增大，故C符合题意；D项，恒温恒容再充入1molCO2和3molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小，该比值增大，故D符合题意；故答案为CD； (2)其他条件不变时，使用催化剂，对化学平衡移动无影响，a点CH4的转化率比相同温度下I的转化率小，推出a点所代表的状态不是平衡状态；b点和c点都未达到平衡，根据图像，c点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高；答案为不是；反应未达平衡，c点温度高于b点，反应速率更快，转化率更高； (3)反应的平衡常数表达式为K=； 设CO2的平衡转化率为x，根据三段式可知： 平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则，x=40%，故CO2的平衡转化率为40%； (4)已知：③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝-49kJ·mol−1；CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1；由盖斯定律可知，反应③-反应①得反应②方程式，则总反应的△H2=△H3-△H1=-49 kJ/mol -41kJ/mol=-90kJ/mol；该总反应是放热反应，生成物的总能量比反应物的总能量低，B、D错误；反应①为慢反应，是总反应的决速步骤，则反应①的活化能比反应②的大，A正确，C错误；故选A。 3．(2024-2025学年·浙江省台州市高一下学期期末)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 【解析】(1)根据图像信息可知：。 (2)A项，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项，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项，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项，通过计算可知，二氧化碳反应了0.75mol，生成了0.75mol甲醇，按照比例关系，放出热量为0.75akJ，D正确；故选BD。 (3)第3min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项，升高温度，可以使反应速率加快，A符合题意；B项，加入催化剂，可以使反应速率加快，B符合题意；C项，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项，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：O2＋4H＋＋4e-=2H2O。 4．(2024-2025学年·浙江省温州市高一下学期期末)实现“碳中和”，综合利用CO和CO2具有重要的意义。一定条件下，CO与H2制备气态甲醇CH3OH的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。 (1)已知该反应的体系能量变化如图所示，下列说法正确的是___________(填标号)。 A．1mol气态CH3OH所具有的能量比2mol氢气所具有的能量低 B．该反应为吸热反应 C．若反应生成的CH3OH为液态，则放出的能量大于90.77kJ D．1molCO(g)和2molH2(g)在容器中充分反应，放出的能量为90.77kJ (2)恒温条件下，向一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H2进行该反应，下列叙述中能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 A． B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．反应中CO与CH3OH的物质的量之比为1:1 D．混合气体中CH3OH的质量分数保持不变 (3)工业上也可以用CO2和H2为原料制备CH3OH，反应的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在容积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示： ①9min末，混合气体中的CH3OH物质的量分数为___________%(已知：B的物质的量分数) ②为提高反应的速率，缩短达到平衡的时间，可采取的措施有___________(任写一点)。 (4)氢氧燃料电池是短寿命载人航天器电源的一个合适选择。如图是一种碱性氢氧燃料电池结构示意图。 ①请写出正极的电极反应式___________。 ②电池工作时产生的水会以水蒸气的形式被反应物气体带出，在出口加装冷凝器可以将水回收。冷凝器应装在出口___________(填“c”或“d”)处。 【答案】(1)C (2)BD (3) 30 增大反应物浓度或增大压强或升高温度或使用高效的催化剂 (4) O2+2H2O+4e-=4OH- c 【解析】(1)A项，由图可知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)为放热反应，但无法判断1mol气态CH3OH所具有的能量与2mol氢气所具有的能量的高低，只能判断，1mol气态CH3OH所具有的能量比2mol氢气和1molCO所具有的总能量低，A错误；B项，由图可知该反应为放热反应，B错误；C项，气态到液体放热，根据图示信息可知，若反应生成的CH3OH为液态，则放出的能量大于90.77kJ，C正确；D项，该反应为可逆反应，不能进行完全，因此1molCO(g)和2molH2(g)在容器中充分反应，放出的能量小于90.77kJ，D错误；故选C； (2)A项，时才是正逆反应速率相等，时正逆反应速率不相等，反应没有达平衡状态，A错误；B项，反应正向进行时，混合气体的压强不断减小，当压强不随时间的变化而变化时，说明达到平衡状态，B正确；C项，若反应中CO与CH3OH的物质的量之比为1：1，不能说明各物质的浓度保持不变，故不能说明达到平衡状态，C错误；D项，反应正向进行时，混合气体中CH3OH的质量分数不断增加，当CH3OH质量分数保持不变时，达到平衡状态，D正确；故选BD； (3)①由图可知，9min末时反应达平衡，此时n(CH3OH)=0.75mol，n(CO2)=0.25mol，列出三段式： 9min末时，混合气体中CH3OH的物质的量分数为=30%；②影响反应速率的因素有浓度、压强、温度、催化剂等，因此为了提高反应的速率可采用的方法有增大反应物浓度、增大压强、升高温度、使用高效的催化剂等； (4)①由图可知，该燃料电池中b电极通入O2发生还原反应为正极，正极电极方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-；②由于负极反应生成H2O，冷凝器应装在出口c处。 5．(2024-2025学年·浙江省丽水市高一下学期期末)水煤气中的CO和H2在高温下反应生成甲烷：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。在一定温度下，体积为2L的恒容密闭容器中，充入1molCO和5molH2，测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示。 (1)从反应开始到6min，CO的平均反应速率为_______mol·L-1·min-1，6min时，H2的转化率为_______。 (2)下列叙述中能说明上述反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。 a．3v正(H2)=v逆(CH4) b．容器中混合气体的密度保持不变 c．CO和H2物质的量之比不变 d．混合气体的平均摩尔质量保持不变 e．容器中CH4的质量分数保持不变 (3)甲烷燃料电池装置如图所示，电池总反应为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。通入氧气的电极为电池的_______(填“正极”或“负极”)；溶液中OH-向电极_______移动(填“a”或“b”)，通入CH4一端电极反应方程式为：_______。 【答案】(1) 0.05 36% (2)cde (3) 正极 a CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 【解析】(1)从反应开始到6分钟，CO的转化率60%，结合三段式列式计算： 从反应开始到6min，CO的平均反应速率为 =0.05mol·L-1·min-1，6min时，H2的转化率为=36%。故答案为：0.05；36%； (2)A项，3v正(H2)=v逆(CH4)，速率之比不等于计量数之比，说明正逆反应速率不相等，不能说明达到平衡，故a不选；B项，反应前后气体质量和体积不变，容器中混合气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故b不选；C项，CO和H2物质的量之比不变，说明容器中CO和H2物质的量保持不变，说明反应达到平衡，故c选；D项，该反应是气体体积不等的反应，混合气体的平均摩尔质量保持不变，能说明达到平衡，故d选；e．该反应是气体体积不等的反应，容器中CH4的质量分数保持不变，能说明达到平衡，故e选；故答案为cde； (3)甲烷燃料电池中氧气在正极发生还原反应，通入氧气的电极为电池的正极；电解液中带负电的粒子向负极移动，溶液中OH-向电极a移动，通入甲烷的电极为负极，CH4失去电子结合氢氧根变成碳酸根，通入CH4一端电极反应方程式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $