综合02 化学反应原理综合（期末真题汇编，天津专用）高一化学下学期

**基本信息** 高一下学期化学反应原理期末试题汇编，精选天津多所中学2024-2025学年期末真题，聚焦化学平衡、反应热、电化学核心模块，强化真实情境与能力梯度设计。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |综合题|9道|化学平衡（转化率比较、平衡标志判断）、反应热（能量变化分析、焓变计算）、电化学（原电池电极反应、燃料电池原理）|结合CO₂催化氢化制二甲醚、甲醇燃料电池等工业情境，设置基础判断（如放热反应能量图识别）、能力计算（反应速率与转化率）、创新应用（电解装置电极反应书写）三级梯度，匹配天津期末命题趋势。|

综合02 化学反应原理 1．（2024-2025高一下·天津中学·期末）某研究组模拟三种已装固体催化剂的密闭容器装置，发生的反应为： （1）在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按投料，达平衡时，三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为___________(用“甲、乙、丙”表示)。 （2）下列均能作为容器甲和容器乙达平衡标志的是___________(填字母)。 A. 温度不变 B. 密度保持不变 C. 压强保持不变 D. O2浓度保持不变 （3）400℃，在容器丙中投入进行反应时，放出akJ热量；若在500℃，投入：进行反应，放出bkJ热量，则a___________2b(填“>”、“<”或“=”)。 （4）多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化还原为烃类(如的金属。电解装置中分别以多晶Cu和铂为电极材料，用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室，阴、阳极室的溶液的浓度(约0.1mol·L-1左右)基本保持不变。并向某极室内持续通入温度控制在10℃左右。通入的电极为___________(填“阴极”或“阳极”)，生成的电极反应式为___________。 【答案】（1）丙>甲>乙 （2）CD （3）> （4） ①. 阴极 ②. 【解析】 【小问1详解】 乙因为是绝热容器，该反应为放热反应，所以相对于甲，乙中温度比甲高，升高温度平衡逆向移动，的转化率降低；比较甲、丙，该反应为气体体积减小的反应，丙在恒压的条件下，甲相对于丙，相对于减小压强，平衡逆向移动，的转化率降低，综上所述，三个容器中的转化率从大到小的顺序为：丙>甲>乙； 【小问2详解】 A．甲为恒温恒容的密闭容器，所以温度一直保持不变，则温度不变不能用于判断该反应是否处于平衡状态，A错误； B．甲、乙均为恒容密闭容器，又由于该反全为气体参加的反应，所以在恒容的密闭容器中密度始终保持不变，B错误； C．在恒容的密闭容器中，该反应为非等体积反应，所以压强不变时，该反应处于平很状态，C正确； D．一定条件下，当时，反应体系中所有参加反应的物质的物质的量或浓度保持恒定不变，则O2浓度保持不变可用于判断该反应是否处于不平衡状态，D正确； 故选CD； 【小问3详解】 丙为恒温恒压的密闭体系，所以相同温度下在容器丙中分别投入4molSO2、2molO2和2molSO2、1molO2进行反应平衡不发生移动；则所释放的能量前者为后者的两倍；若前者反应温度为400℃，后者反应温度为500℃，且该反应为放热反应，所以平衡逆向移动，则前者释放的能量大于后者的两倍； 【小问4详解】 由题干知，还原为，故应通入阴极被还原；阴极室的电解质溶液为溶液，故生成的电极反应式为。 2．（2024-2025高一下·天津西青区·期末）化学反应中不仅有物质变化而且伴随着能量变化。 （1）图中，表示放热反应能量变化的是___________(填字母)。 （2）从微观角度分析化学反应中能量变化的原因： 图中①处 ___________(填“吸收”或“释放”)能量；②处 ___________(填“吸收”或“释放”)能量；氢气与氧气反应生成1mol水蒸气时，释放___________kJ能量。 （3）原电池是一种可将化学能直接转化为电能的装置。 如图所示的原电池装置中，锌片发生___________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为___________；铜片上能够观察到的现象是___________；电子流向：___________(填“锌片-导线-铜片”或“铜片-导线-锌片”)。 【答案】（1）A （2） ①. 吸收 ②. 释放 ③. 242 （3） ①. 氧化 ②. Zn-2e-=Zn2+ ③. 有气泡生成 ④. 锌片-导线-铜片 【解析】 【小问1详解】 反应物总能量高于生成物总能量，在反应过程中表现出放热现象，故属于放热反应能量变化的是A。 【小问2详解】 1mol H2转化成2mol H需要断裂化学键，化学键断裂时需要吸收能量，同理O2转化为O时也需要吸收能量，故图①处为吸收能量；图②处为H和O结合生成H2O，形成化学键需要释放能量，放出的热量为927kJ -(436kJ +249kJ)=242kJ，故生成1mol水蒸气时释放242kJ能量。 【小问3详解】 图示的装置为原电池装置，Zn电极为原电池的负极，失去电子，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e-=Zn2+，现象为Zn片逐渐溶解；Cu电极为原电池的正极，溶液中的H+得到电子，发生还原反应，电极方程式为2H++2e-=H2↑，现象为Cu表面有气泡生成；Zn电极失去的电子经导线转移至Cu电极，所以装置中电子的流向为：锌片-导线-铜片。 3．（2024-2025高一下·天津四校联考·期末）甲烷和甲醇既是重要的化工原料，又是未来重要的能源物质。 （1）通过和化合可制得甲醇。 反应为，反应过程中能量变化如图所示。则的总能量___________和的能量(填“>”，“<”或“=”)。 （2）将和通入恒容密闭容器中，恒温条件下发生。测得在时反应达到平衡，此时的物质的量浓度为，CO的物质的量为。则内，用CO表示该反应的平均反应速率___________；下列描述中能说明该反应已达平衡状态的是___________(填标号)。 A．断裂3molH-H键时，生成2molH-O键 B．容器内CO的含量保持不变 C．容器内混合气体的密度保持不变 D．容器内与的体积之比保持不变 （3）在容积为的恒容密闭容器中投入等物质的量的和，进行反应：。、的物质的量随时间变化关系如图所示： 用同一物质表示反应速率时，a、c两点的正反应速率：___________(填“>”、“<”或“=”)，该反应达到平衡时，的转化率___________(填“>”、“<”或“=”)。 （4）“甲醇()酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。电极为___________极(填“正”或“负”)；电极的电极反应式为___________。每消耗甲醇，外电路中通过导线的电子的物质的量为___________mol。 【答案】（1）< （2） ①. 0.08 ②. BD （3） ①. > ②. > （4） ①. 负 ②. ③. 0.3mol 【解析】 【小问1详解】 根据图中信息反应是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，因此1molCO(g)和2molH2(g)的总能量>1molCH3OH(g)的能量，故答案为：<。 【小问2详解】 将2.0molCH4(g)和3.0molH2O(g)通入容积为V的恒容密闭容器中，恒温条件下发生反应：，测得在时反应达到平衡，此时的物质的量浓度为，CO的物质的量为，根据反应计量数可知平衡时CH4消耗的物质的量为1.6mol，则CH4剩余物质的量为2mol-1.6mol=0.4mol，列三段式有；此时c(CH4)=，则V=2L，则0~10min内，用CO表示该反应的平均反应速率； A．断裂3mol H−H键时，反应逆向 ，生成2mol H−O键，反应逆向进行，同一个方向，不能作为判断平衡标志，A不符合题意； B．容器内CO的含量保持不变，说明各物质浓度不变，达到平衡，B符合题意； C．恒容容器内，该反应气体总质量不变，则密度始终不变，不能说明平衡，C不符合题意； D．起始时CH4与H2O物质的量之比为2：3，反应中计量数之比为1：1两者体积之比保持不变时，说明各物质浓度不变，达到平衡，D符合题意； 故选BD。 【小问3详解】 根据图示可知，a、b、c点都还正在建立平衡的点，用同一物质表示反应速率时，从a点到c点正向建立平衡，正反应速率不断减小，因此a、c两点的正反应速率：v(a)>v(c)； 该反应达到平衡时，根据图中信息二氧化碳平衡时的物质的量比原来一般还少，说明CO2的转化率>50%。 【小问4详解】 本题甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子，氧气在正极得电子，X电极通入甲醇，甲醇发生氧化反应，所以X为负极； Y电极为正极，电极反应式为：； 甲醇的物质的量为，根据反应2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，当消耗甲醇2mol时，转移电子为12mol，所以当0.05mol（1.6g）甲醇完全反应时，转移电子是。 4．（2024-2025高一下·天津红桥区·期末）反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图所示: （1）该反应为____(填“吸热”或“放热”)反应。 （2）若要使该反应的反应速率增大,下列措施可行的是____(填字母)。 A.改铁片为铁粉 B.改稀硫酸为98%的浓硫酸 C.升高温度 D.减小压强 （3）若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为____(填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为_________,该极上发生的电极反应为_______________,外电路中电子由____(填“正”或“负”,下同)极向____极移动。 【答案】 ①. 放热 ②. AC ③. 正 ④. 产生无色气泡 ⑤. 2H＋+2e－═H2↑ ⑥. 负极Fe ⑦. 正极Cu 【解析】 【详解】（1）由图：反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，故答案为：放热；  （2）A．将铁片改为铁粉，增大反应物接触面积，化学反应速率加快，故正确； B．将稀硫酸改为浓硫酸，浓硫酸和铁发生钝化现象而阻止进一步反应，所以化学反应速率减慢，故错误； C．升高温度增大活化分子百分数，化学反应速率加快，故正确； D．减小压强，反应速率降低，故错误； 故选AC； （3）Cu、Fe和稀硫酸构成原电池，易失电子的金属Fe作负极，另一种金属Cu作正极；Cu电极上氢离子得电子生成氢气，所以看到的现象是有无色气体生成，电极反应式为2H＋+2e－═H2↑，电子由负极Fe流向正极Cu， 故答案为：正；产生无色气泡；2H＋+2e－═H2↑；电子由负极Fe流向正极Cu。 5．（2024-2025高一下·天津双菱中学·期末）利用CO2催化氢化制备二甲醚（CH3OCH3）的反应原理如下： I． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： （1）△H3=______。 （2）向恒温2L密闭容器中充入2molCH3OH(g)，只发生反应Ⅲ。 ①5min后H2O的物质的量为0.4mol，求CH3OH的反应速率_______，转化率_______。 ②下列事实能说明反应Ⅲ已经达到平衡的是______（填标号）。 a．混合气体的密度不再发生变化 b．容器内混合气体的压强不再发生变化 c．CH3OH的消耗速率为H2O的消耗速率的2倍 d．CH3OCH3的体积分数不再发生变化 f．CH3OH与CH3OCH3的浓度之比为2：1 ③在有催化剂存在的条件下，反应Ⅲ的反应过程如下图所示，吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。该反应过程的决速步骤为______。（填“第一步”或“第二步） （3）某研究小组自制了熔融碳酸盐甲醇燃料电池，工作原理如图所示。 电极B为_______（填“正”或“负”）极，其电极反应式为_______。电极A上的电极反应式为_______。 【答案】（1） （2） ①. ②. 40% ③. cd ④. 第二步 （3） ①. 正 ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 由盖斯定律可知，，可得。 【小问2详解】 ①列出三段式： CH3OH的反应速率，转化率。 ②a．容器体积不变，由于所有物质均是气体，混合气体质量不变，所以混合气体的密度始终不变，混合气体密度不变，不能说明反应已经达到平衡，a不符合题意； b．反应过程中，气体分子数没有变化，温度不变时压强始终不变，所以当容器内压强不再发生变化时，不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意； c．根据方程式中化学计量数可知甲醇的消耗速率等于水的消耗速率的两倍时，反应达到平衡状态，c符合题意； d．随着反应开始进行，二甲醚的体积分数在不断变化，当二甲醚的体积分数不再发生变化，则说明反应达到平衡状态，d符合题意； f．平衡时各物质的物质的量浓度之比取决于物质的起始物质的量浓度和转化率，则c(CH3OH):c(CH3OCH3)=2:1，不能说明反应达到平衡状态，f不符合题意； 故答案选cd。 ②第二步反应活化能较高，反应速率较慢，是该反应过程的决速步骤。 【小问3详解】 由图可知，CH3OH在电极A失去电子生成CO2，则电极A为负极，O2在电极B得到电子且和CO2反应生成，电极B为正极，电极反应为；根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极A的电极方程式为：。 6．（2024-2025高一下·天津滨海新区·期末）反应的能量变化趋势如图甲所示。 （1）该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。 （2）若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为___________(填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为___________，该极的电极反应式为___________。 （3）某学生为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化，将表面被氧化的锌粒投入稀硫酸中，测得生成氢气的速率与反应时间t关系曲线如图乙所示。 ①曲线0~a段，反应的离子方程是为___________。 ②曲线b~c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是___________。 ③曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是___________。 【答案】（1）放热 （2） ①. 正 ②. 冒气泡 ③. 2H++2e-=H2↑ （3） ①. ZnO+2H+=Zn2++H2O ②. 反应放热，溶液温度升高 ③. 溶液中的氢离子浓度逐渐降低 【解析】 【小问1详解】 根据图象变化的能量分析，反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应； 【小问2详解】 反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，Zn为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-═Zn2+，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，铜片上冒气泡； 【小问3详解】 ①因锌的表面有一层氧化锌能与稀硫酸反应得到盐和水，无氢气放出，反应的离子方程式为：ZnO+2H+=Zn2++H2O； ②在反应过程中，浓度减小，反应速率减小，但反应放热，溶液温度升高，反应速率加快，所以b→c段产生氢气的速率增大较快的主要原因是反应放热，溶液温度升高； ③随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，所以反应速率逐渐减小。 7．（2024-2025高一下·天津第五中学·期末）化学反应中伴随能量变化，研究化学反应中的能量变化，可以帮助我们深刻地认识化学反应，更好地为生产和生活服务，请根据所学知识回答下面问题： （1）化学反应中断裂化学键需要___________能量(填“吸收”或“释放”)。 （2）为了探究化学反应中能量变化，某同学设计了如图两个实验(图I、图II中除连接的铜棒不同外，其他均相同)，有关实验现象，下列说法正确的是___________。 A. 图I中温度计的示数高于图II的示数 B. 图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温 C. 图I和图II的气泡均产生于锌棒表面 D. 图II中产生气体的速度比I快 （3）反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热)；②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是___________。 （4）在一定相同条件下，金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。 由图示可知：C(石墨)的燃烧热=___________。金刚石的稳定性___________石墨(填“>”、“=”或“<”)。 （5）已知，工业生产利用两步热循环制 第一步以太阳能为热源分解。 第二步：与水反应获得。 第一步： 请写出第二步反应的热化学方程式___________。 （6）甲烷是常见的燃料，加氢可制备甲烷，其反应为加氢制备甲烷的反应，有关说法正确的是___________。 A. 该反应理论上可以设计成原电池 B. 该反应过程中既有极性共价键的断裂，又有非极性共价键的生成 C. 干冰变为时破坏了内部的化学键 D. 反应结束，体系中物质的总能量降低 （7）将设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。 实验测得OH⁻向B电极定向移动，则___________(填“A”或“B”)处电极入口通甲烷，其电极反应式为___________。当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况)时，假设电池的能量转化率为80%，导线中转移电子的物质的量为___________。 【答案】（1）吸收 （2）AD （3）D （4） ①. ②. （5） （6）AD （7） ①. B ②. ③. 9.6mol 【解析】 【小问1详解】 化学反应中断裂化学键需要吸收能量。 【小问2详解】 图I发生锌与稀硫酸的反应，为放热反应，图II为原电池装置，电池总反应为，由于原电池将化学能转化为电能，故图I中温度计的示数高于图II的示数，铜作正极，氢离子在正极得电子生成氢气，则图II的气泡产生在铜棒表面，形成原电池后，化学反应速率加快，故答案选AD。 【小问3详解】 ①A+B→X(吸热)则反应物A+B的总能量低于X的能量，②X→C(放热)则X的能量高于C，A+B→C(放热)则A+B的总能量高于C的能量，故答案选D。 【小问4详解】 由图示可知：C(石墨)的燃烧热为:C(s)+O2(g)=CO2(g) =(-110.5-283.0)kJ⋅mol−1=-393.5KJ⋅mol−1；通过图示可知，金刚石的能量大于石墨，故金刚石的稳定性<石墨。 【小问5详解】 工业生产利用两步热循环制H₂，则根据第一步反应可知，第二步反应为H2O(1)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+H2(g) ，根据盖斯定律可知，  ΔH=[(+571.0)−(+604.8)]÷2=−16.9kJ⋅mol−1。 【小问6详解】 A.该反应为自发的氧化还原反应，故可以设计成原电池，A正确； B.该反应过程中碳、氧极性共价键断裂和氢气中的非极性共价键断裂，但形成的均为极性共价键，B错误； C.干冰变为二氧化碳为物理变化，内部的化学键未被破坏，C错误； D.该反应为放热反应，反应结束，体系中物质的总能量降低，D正确； 答案选AD。 【小问7详解】 在电池中，阴离子移向负极，故B为负极，A为正极，甲烷中碳的化合价升高发生氧化反应，故B处电极入口通甲烷，其电极反应式为CH4−8e−+10OH-=+7H2O。当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况)时，假设电池的能量转化率为80%，则有1.2molCH4失去电子，导线中转移电子的物质的量为9.6mol。 8．（2024-2025高一下·天津重点校联考·期末）完成下列问题 （1）燃料电池是一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇、肼等)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。如以反应为原理设计成燃料电池，其利用率高，装置如图所示。 ①A处加入的是___________，a处的电极反应式是___________。 ②当消耗标准状况下时，导线上转移的电子的物质的量是___________mol。 （2）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭真空容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。不能判断该反应已经达到化学平衡的是___________。 ① ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变 ④混合气体总质量不变 ⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变 ⑥密闭容器中的体积分数不变 ⑦密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 （3）一定条件下，在5L密闭容器内，反应，的物质的量随时间变化如表： 时间 0 1 2 3 4 5 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 用表示内该反应的平均速率为___________。在第5s时，的转化率为___________，在第2s时的体积分数为___________。 （4）已知：，不同温度(T)下，分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度消耗一半时所需的相应时间)，则___________(填“>”、“=”或“<”)。当温度为、起始压强为，反应至时，此时体系压强___________(用表示)。 【答案】（1） ① N2H4 ②. ③. 0.6 （2）⑥⑦ （3） ①. 0.015 ②. 87.5% ③. 60% （4） ①. > ②. 【解析】 【小问1详解】 该燃料电池中N2H4在负极发生反应，a极负极，A处通入N2H4，b为正极，B处通入O2。 ①A处加入的是：N2H4，a处的电极反应式是：； ②1mol氧气转移4mol电子，当消耗标准状况下时，导线上转移的电子的物质的量是：； 【小问2详解】 ①可以判断反应达到平衡状态，不符合题意； ②反应前后气体分子数增加，恒容条件下，密闭容器中总压强不变时可以判断反应达到平衡状态，不符合题意； ③该反应由固体分解产生气体，恒容条件下，密闭容器中混合气体的密度不变时可以判断达到化学平衡状态，不符合题意； ④该反应由固体分解产生气体，混合气体总质量不变时可以判断达到化学平衡状态，不符合题意； ⑤该反应由固体分解产生气体，密闭容器混合气体的总物质的量不变时可以判断达到化学平衡状态，不符合题意； ⑥该反应由固体分解产生气体，根据方程式，二氧化碳和氨气的体积分数恒定，故密闭容器中的体积分数一直不变，不能判断平衡状态，符合题意； ⑦该反应由固体分解产生气体，根据方程式，二氧化碳和氨气的体积分数恒定，密闭容器中混合气体的平均相对分子质量一直不变，不能判断平衡状态，符合题意； 故选⑥⑦； 【小问3详解】 ①内的物质的量变化量为：，化学反应速率为：； ②在第5s时，的转化率为； ③在第2s时，的物质的量为0.10mol，的物质的量为0.15mol，的体积分数为： ； 【小问4详解】 温度越高，反应速率越快，相同温度下，T1半衰期短，反应速率快，故T1>T2；根据题意可列出三段式： 反应至时，此时体系压强：。 9．（2024-2025高一下·天津杨柳青一中·期末）回答下列问题： Ⅰ．某温度时，在密闭容器中发生A、B两种气体间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如下图所示，M点的坐标为，请分析图中数据，回答下列问题。 （1）该化学方程式为为___________。 （2）反应从时，用B的浓度变化来表示的反应速率为___________。计算该反应达到平衡状态时，A的转化率为___________。 （3）下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是___________。 ①容器中压强不再改变 ②容器中气体密度不再改变 ③A的物质的量浓度不再改变 ④ （4）下图是该反应的能量变化的示意图。 ①该反应是___________(填吸热或放热)反应。 ②反应物断键需要吸收能量___________(填“>”“<”或“=”)生成物成键放出的能量。 Ⅱ．人们应用原电池原理制作了多种电池，电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，以满足不同的需要。 （5）某航天器上使用了一种新型装置，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，溶液中的向___________(填“a”或“b”极移动。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）②④ （4） ①. 放热 ②. ＜ （5）b 【解析】 【分析】（5）根据该装置图可知，a极氢气发生氧化反应作负极，b极氧气发生还原反应作正极； 【小问1详解】 由图可知，A为反应物，B为生成物，7min达平衡状态，4min内，，则反应计量数之比为2：1，反应方程式：； 【小问2详解】 内，；达到平衡时A转化率：； 【小问3详解】 ①该反应是气体体积减小的反应，反应过程中压强不再改变，说明达到平衡状态，故①正确； ②恒容条件说明气体总体积不变，各物质均为气体，气体总质量不变，根据，则容器中气体密度不再改变不能说明达到平衡状态，故②错误； ③反应过程中A不断消耗，物质的量浓度不断减小，当A的物质的量浓度不再改变，说明 达到平衡状态，故③正确； ④表明反应方向相反，但速率比不等于计量数之比，不能说明达到平衡状态，故④错误； 答案选②④； 【小问4详解】 ①由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应； ②反应物断键需要吸收的能量小于生成物成键放出的能量； 【小问5详解】 原电池装置中阳离子向着正极移动，即氢离子向b极移动； 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 综合02 化学反应原理 1．（2024-2025高一下·天津中学·期末）某研究组模拟三种已装固体催化剂的密闭容器装置，发生的反应为： （1）在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按投料，达平衡时，三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为___________(用“甲、乙、丙”表示)。 （2）下列均能作为容器甲和容器乙达平衡标志的是___________(填字母)。 A. 温度不变 B. 密度保持不变 C. 压强保持不变 D. O2浓度保持不变 （3）400℃，在容器丙中投入进行反应时，放出akJ热量；若在500℃，投入：进行反应，放出bkJ热量，则a___________2b(填“>”、“<”或“=”)。 （4）多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化还原为烃类(如的金属。电解装置中分别以多晶Cu和铂为电极材料，用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室，阴、阳极室的溶液的浓度(约0.1mol·L-1左右)基本保持不变。并向某极室内持续通入温度控制在10℃左右。通入的电极为___________(填“阴极”或“阳极”)，生成的电极反应式为___________。 2．（2024-2025高一下·天津西青区·期末）化学反应中不仅有物质变化而且伴随着能量变化。 （1）图中，表示放热反应能量变化的是___________(填字母)。 （2）从微观角度分析化学反应中能量变化的原因： 图中①处 ___________(填“吸收”或“释放”)能量；②处 ___________(填“吸收”或“释放”)能量；氢气与氧气反应生成1mol水蒸气时，释放___________kJ能量。 （3）原电池是一种可将化学能直接转化为电能的装置。 如图所示的原电池装置中，锌片发生___________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为___________；铜片上能够观察到的现象是___________；电子流向：___________(填“锌片-导线-铜片”或“铜片-导线-锌片”)。 3．（2024-2025高一下·天津四校联考·期末）甲烷和甲醇既是重要的化工原料，又是未来重要的能源物质。 （1）通过和化合可制得甲醇。 反应为，反应过程中能量变化如图所示。则的总能量___________和的能量(填“>”，“<”或“=”)。 （2）将和通入恒容密闭容器中，恒温条件下发生。测得在时反应达到平衡，此时的物质的量浓度为，CO的物质的量为。则内，用CO表示该反应的平均反应速率___________；下列描述中能说明该反应已达平衡状态的是___________(填标号)。 A．断裂3molH-H键时，生成2molH-O键 B．容器内CO的含量保持不变 C．容器内混合气体的密度保持不变 D．容器内与的体积之比保持不变 （3）在容积为的恒容密闭容器中投入等物质的量的和，进行反应：。、的物质的量随时间变化关系如图所示： 用同一物质表示反应速率时，a、c两点的正反应速率：___________(填“>”、“<”或“=”)，该反应达到平衡时，的转化率___________(填“>”、“<”或“=”)。 （4）“甲醇()酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。电极为___________极(填“正”或“负”)；电极的电极反应式为___________。每消耗甲醇，外电路中通过导线的电子的物质的量为___________mol。 4．（2024-2025高一下·天津红桥区·期末）反应Fe+H2SO4FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图所示: （1）该反应为____(填“吸热”或“放热”)反应。 （2）若要使该反应的反应速率增大,下列措施可行的是____(填字母)。 A.改铁片为铁粉 B.改稀硫酸为98%的浓硫酸 C.升高温度 D.减小压强 （3）若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为____(填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为_________,该极上发生的电极反应为_______________,外电路中电子由____(填“正”或“负”,下同)极向____极移动。 5．（2024-2025高一下·天津双菱中学·期末）利用CO2催化氢化制备二甲醚（CH3OCH3）的反应原理如下： I． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： （1）△H3=______。 （2）向恒温2L密闭容器中充入2molCH3OH(g)，只发生反应Ⅲ。 ①5min后H2O的物质的量为0.4mol，求CH3OH的反应速率_______，转化率_______。 ②下列事实能说明反应Ⅲ已经达到平衡的是______（填标号）。 a．混合气体的密度不再发生变化 b．容器内混合气体的压强不再发生变化 c．CH3OH的消耗速率为H2O的消耗速率的2倍 d．CH3OCH3的体积分数不再发生变化 f．CH3OH与CH3OCH3的浓度之比为2：1 ③在有催化剂存在的条件下，反应Ⅲ的反应过程如下图所示，吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。该反应过程的决速步骤为______。（填“第一步”或“第二步） （3）某研究小组自制了熔融碳酸盐甲醇燃料电池，工作原理如图所示。 电极B为_______（填“正”或“负”）极，其电极反应式为_______。电极A上的电极反应式为_______。 6．（2024-2025高一下·天津滨海新区·期末）反应的能量变化趋势如图甲所示。 （1）该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。 （2）若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为___________(填“正”或“负”)极。铜片上产生的现象为___________，该极的电极反应式为___________。 （3）某学生为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化，将表面被氧化的锌粒投入稀硫酸中，测得生成氢气的速率与反应时间t关系曲线如图乙所示。 ①曲线0~a段，反应的离子方程是为___________。 ②曲线b~c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是___________。 ③曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是___________。 7．（2024-2025高一下·天津第五中学·期末）化学反应中伴随能量变化，研究化学反应中的能量变化，可以帮助我们深刻地认识化学反应，更好地为生产和生活服务，请根据所学知识回答下面问题： （1）化学反应中断裂化学键需要___________能量(填“吸收”或“释放”)。 （2）为了探究化学反应中能量变化，某同学设计了如图两个实验(图I、图II中除连接的铜棒不同外，其他均相同)，有关实验现象，下列说法正确的是___________。 A. 图I中温度计的示数高于图II的示数 B. 图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温 C. 图I和图II的气泡均产生于锌棒表面 D. 图II中产生气体的速度比I快 （3）反应A+B→C(放热)分两步进行①A+B→X(吸热)；②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是___________。 （4）在一定相同条件下，金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。 由图示可知：C(石墨)的燃烧热=___________。金刚石的稳定性___________石墨(填“>”、“=”或“<”)。 （5）已知，工业生产利用两步热循环制 第一步以太阳能为热源分解。 第二步：与水反应获得。 第一步： 请写出第二步反应的热化学方程式___________。 （6）甲烷是常见的燃料，加氢可制备甲烷，其反应为加氢制备甲烷的反应，有关说法正确的是___________。 A. 该反应理论上可以设计成原电池 B. 该反应过程中既有极性共价键的断裂，又有非极性共价键的生成 C. 干冰变为时破坏了内部的化学键 D. 反应结束，体系中物质的总能量降低 （7）将设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。 实验测得OH⁻向B电极定向移动，则___________(填“A”或“B”)处电极入口通甲烷，其电极反应式为___________。当消耗甲烷的体积为33.6L(标准状况)时，假设电池的能量转化率为80%，导线中转移电子的物质的量为___________。 8．（2024-2025高一下·天津重点校联考·期末）完成下列问题 （1）燃料电池是一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇、肼等)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。如以反应为原理设计成燃料电池，其利用率高，装置如图所示。 ①A处加入的是___________，a处的电极反应式是___________。 ②当消耗标准状况下时，导线上转移的电子的物质的量是___________mol。 （2）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭真空容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。不能判断该反应已经达到化学平衡的是___________。 ① ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变 ④混合气体总质量不变 ⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变 ⑥密闭容器中的体积分数不变 ⑦密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 （3）一定条件下，在5L密闭容器内，反应，的物质的量随时间变化如表： 时间 0 1 2 3 4 5 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 用表示内该反应的平均速率为___________。在第5s时，的转化率为___________，在第2s时的体积分数为___________。 （4）已知：，不同温度(T)下，分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度消耗一半时所需的相应时间)，则___________(填“>”、“=”或“<”)。当温度为、起始压强为，反应至时，此时体系压强___________(用表示)。 9．（2024-2025高一下·天津杨柳青一中·期末）回答下列问题： Ⅰ．某温度时，在密闭容器中发生A、B两种气体间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如下图所示，M点的坐标为，请分析图中数据，回答下列问题。 （1）该化学方程式为为___________。 （2）反应从时，用B的浓度变化来表示的反应速率为___________。计算该反应达到平衡状态时，A的转化率为___________。 （3）下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是___________。 ①容器中压强不再改变 ②容器中气体密度不再改变 ③A的物质的量浓度不再改变 ④ （4）下图是该反应的能量变化的示意图。 ①该反应是___________(填吸热或放热)反应。 ②反应物断键需要吸收能量___________(填“>”“<”或“=”)生成物成键放出的能量。 Ⅱ．人们应用原电池原理制作了多种电池，电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，以满足不同的需要。 （5）某航天器上使用了一种新型装置，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，溶液中的向___________(填“a”或“b”极移动。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $