题型02 化学反应速率与平衡图像问题的分析（期末真题汇编，福建专用）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，汇编福建多地高一下期末试题，含12道选择与8道综合题，注重图像数据解读与实际应用（如CO₂转化、燃料电池）。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|反应速率计算、平衡状态判断、图像分析|结合表格数据（如HI分解时间-浓度表），考查科学思维| |非选择题|8题|热化学方程式、燃料电池、平衡转化率|联系“双碳”热点（CO₂合成甲醇），设计综合探究（如反应能量变化与电极反应）|

题型02 化学反应速率与平衡图像问题的分析 1．(24-25高一下·福建福州时代华威中学·期末)一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体并使其发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．内， C．内，各物质的平均反应速率相等 D．内，的平均反应速率为 【答案】D 【详解】A．由图可知，B、C的物质的量减少，B、C为反应物，A、D的物质的量增加，则A、D为生成物，平衡时B、C、A、D的△n之比为(1.0-0.4)：(1.0-0.2)：(1.2-0)：(0.4-0)=3：4：6：2，结合△n之比等于化学计量数之比可知化学方程式为3B+4C⇌6A+2D，故A错误； B．根据反应方程式3B+4C⇌6A+2D，内，，故B错误； C．化学反应速率之比等于其化学计量数之比，因此内，各物质的反应速率不相等，故C错误； D．内，v(B)===0.05mol/(L•s)，故D正确； 答案选D。 2．(24-25高一下·福建龙岩·期末)ToC时，某兴趣小组将和的混合溶液与乙醛()溶液混合后，得到随时间变化的关系如图，已知反应原理为。下列说法正确的是 A．可将替换为 B．反应到30.0s时减少了 C．30.0∼50.0s内乙醛的平均速率为 D．由以上数据可判断出对该反应具有催化作用 【答案】B 【详解】A．高锰酸钾能氧化氯离子，不能将替换为，A错误； B．初始时：，反应到30.0s时减少了，B正确； C．化学反应速率之比等于化学计量数之比，30.0∼50.0s内乙醛的平均速率v(CH3CHO)=，C错误； D．以上数据不能判断出对该反应具有催化作用，D错误； 故选B。 3．(23-24高一下·福建三明·期末)往恒容密闭容器中加入和固体，在不同的温度下发生反应：，平衡时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A．点：再充入，正反应速率增大 B．点：的气体体积分数为 C．曲线为随温度的变化曲线 D．若改为，则反应更快达到平衡 【答案】D 【详解】A．点：再充入，反应物浓度增大，正反应速率增大，A正确； B．点：的物质的量为0.4mol，根据分析，气体总物质的量为4mol，故氢气体积分数为，B正确； C．根据分析，曲线为随温度的变化曲线，C正确； D．为固体，不影响反应速率，不影响达到平衡时间，D错误； 故选D。 4．(23-24高一下·福建福州闽清县第一中学·期末)某温度下，向2L的恒容密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应推断不正确的是    A．该反应的化学方程式为 B．反应进行到6s时，B的平均反应速率为 C．若体系压强不变，则可以判断反应已经达到平衡 D．平衡时，再向容器中通入Ar，则反应速率增大 【答案】D 【详解】A．从图分析，从开始到6秒，A增加1.2mol，B减少1.0-0.4=0.6mol，C减少1.0-0.2=0.8mol，D增加0.4mol，故反应方程式为：，A正确； B．反应进行到6s时，B的平均反应速率为=，B正确； C．反应前后气体的物质的量不同，若体系压强不变，说明反应到平衡，C正确； D．恒容条件下通入氩气，压强变大，但各物质的浓度不变，反应速率不变，D错误； 故选D。 5．(24-25高一下·福建福州福九联盟·期末)一定条件下，乙酸在、、条件下的催化降解率的影响如图所示，其降解产物为无污染物质。下列判断错误的是 A．温度越高，、、的催化降解率越大 B．离子浓度相同时，的催化效果最好 C．的浓度对乙酸降解率的影响不大 D．乙酸的降解产物可能是和 【答案】A 【详解】A．、、均可作乙酸降解的催化剂，要使催化剂达到最佳催化效果，需在一定温度下进行，并不是温度越高越好，A错误； B．根据图示可知，相同浓度下，a线表示的降解率最大，B正确； C．根据图示可知，的浓度对乙酸降解率的影响不大，C正确； D．乙酸的降解产物为无污染物质，其产物可能为、，D正确； 故答案为：A。 6．(23-24高一下·福建宁德·期末)以CO2和NH3为原料合成尿素有利于实现“碳达峰、碳中和”。在一定温度下的密闭容器中2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)达到化学平衡。下列说法不正确的是 A．v正(NH3)=2v逆(H2O) B．升高温度，正、逆反应速率都加快 C．体系中NH3、CO2、H2O的物质的量之比为2：1：1时，反应一定达到平衡状态 D．体系中NH3、CO2、H2O的百分组成不再改变时，反应达到平衡状态 【答案】C 【详解】A．任意时刻2 v正(H2O) =v正(NH3)，若v正(NH3)= 2 v逆(H2O)，则v正(H2O)= v逆(H2O)，能说明反应达到平衡，A项正确； B．温度越高，反应速率越快，故升高温度，正、逆反应速率都加快，B项正确； C．体系中NH3、CO2、H2O的物质的量之比为2：1：1时，反应不一定达到平衡状态，C项错误； D．当体系中各物质的百分组成不再改变时，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D项正确； 答案选C。 7．(24-25高一下·福建福州九县（、区）一中（高中）·期末)向恒温恒容密闭容器中通入和，发生反应，反应达到平衡状态，测得平衡时体积分数为20％。下列说法正确的是 A．CO和的平衡转化率均为60％ B． C．混合气体的平均相对分子质量始终保持不变 D．若保持不变，可判断该反应已达到平衡状态 【答案】C 【详解】A．CO的平衡转化率为， 的平衡转化率均为，故A错误； B．，故C错误； C．反应前后气体总质量不变、气体总物质的量不变，所以混合气体的平均相对分子质量始终保持不变，故C正确； D．COS、H2都是生成物，始终等于1，保持不变，反应不一定达到平衡状态，故D错误； 选C。 8．(23-24高一下·福建福建师范大学附属中学·期末)HI是一种常用的试剂，其受热会发生分解反应。已知时：。向密闭容器中充入，在时，体系中与反应时间t的关系如下表： 0 20 40 120 140 1.00 0.91 0.85 0.78 0.78 下列说法中，正确的是 A．内的平均反应速率可表示为 B．反应进行时，体系吸收的热量约为 C．气体颜色不再加深也可以作为反应达到平衡的标志 D．延长反应时间，容器内能生成 【答案】C 【详解】A．时HI浓度改变量为，则内的平均反应速率可表示为，故A错误； B．反应进行时，HI浓度改变量为，再根据，则体系吸收的热量约为，故B错误； C．该反应正向移动，单质碘浓度不断增大，颜色不断加深，当气体颜色不再加深，可以作为反应达到平衡的标志，故C正确； D．达到平衡是HI浓度改变量为，I2物质的量改变量为，延长反应时间，由于该反应是可逆反应，因此容器内不能增加，只能是原来平衡的量即0.22mol ，故D错误。 综上所述，答案为C。 9．(23-24高一下·福建武夷山第一中学·期末)某温度时，在一个容积固定的密闭容器中进行如下反应：，该反应达到化学平衡状态的标志是 A．反应停止了 B．混合气体的密度不再改变 C．混合气体的颜色不再改变 D． 【答案】C 【详解】A．反应达到化学平衡状态时，反应没有停止，故不选A；     B．反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度不再改变，反应不一定平衡，故不选B； C．混合气体的颜色不再改变，说明I2的浓度不变，反应一定平衡，故选C；     D．，正逆反应速率比不等于系数比，反应不平衡，故不选D； 选C。 10．(23-24高一下·福建福州第八中学·期末)向一定温度下的2L密闭容器中通入发生反应：  。的物质的量随时间(t)变化的曲线如图所示(图中的X、Y两条线代表有、无催化剂)，下列叙述正确的是    A．Y线表示无催化剂 B．c点时的 C．X线上a点时的转化率为75％ D．X线前内的平均反应速率可表示为 【答案】B 【详解】A．该图像表示的是的物质的量随时间(t)变化的曲线，曲线Y先达到拐点，说明反应先达到化学平衡，速率较快，有催化剂催化，故A错误； B．c点不再变化，说明该反应达到平衡状态，此时，故B正确； C．到达a点时，的物质的量转化量为0.1mol，则转化率，故C错误； D．X线前内的平均反应速率可表示为，则，故D错误； 答案选B。 11．(23-24高一下·福建福州第二中学·期末)一定条件下，A、B、C三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，各气体的浓度随时间变化的曲线如图所示。0～2min内该反应共吸收了a(a＞0)kJ能量。下列说法错误的是 A．反应的化学方程式为 B．该条件下，0.8molA(g)的总能量大于0.4molB(g)和1.2molC(g)的总能量 C．0~2min内，A的平均反应速率是0.4mol/(L·min) D．2min后，混合气体的平均相对分子质量不再改变 【答案】B 【详解】A．从图中可以看出，A为反应物，B、C为生成物，2min后反应达平衡，由各物质的浓度的变化量之比等于化学计量数之比，可确定反应的化学方程式为，A正确； B．由“0～2min内该反应共吸收了a(a＞0)kJ能量”可知，该反应为吸热反应，所以该条件下，0.8molA(g)的总能量小于0.4molB(g)和1.2molC(g)的总能量，B错误； C．0~2min内，A的平均反应速率是=0.4mol/(L·min)，C正确； D．2min后，反应达平衡，此时混合气体的物质的量不变，质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量不再改变，D正确； 故选B。 12．(23-24高一下·福建宁德·期末)某兴趣小组拟测定+3=Cl-+3+3H+的反应速率，用10mL0.1mol/LKClO3溶液和10mL0.3mol/LNaHSO3溶液进行实验，所得实验数据如图所示。下列说法不正确的是 A．增大KClO3溶液的浓度可以加快反应速率 B．0~4min反应速率v(Cl-)=0.0025mol/(L·min) C．0~12min反应速率加快的原因可能是反应放热，温度升高，反应速率加快 D．由图中曲线可以预测后期的反应速率仍持续增大，但增大的幅度变小 【答案】D 【详解】A．增大反应物浓度可以加快反应速率，A项正确； B．由图中数据可知，该反应在0~4min的平均反应速率为，B项正确； C．0~12min反应速率加快的原因可能是该反应为放热反应，温度升高，导致反应速率加快，可能生成的Cl-对反应有催化作用，可能溶液酸性增强，加快了化学反应速率，C项正确； D．由图象可知：在反应过程中，随着反应物浓度减小，该反应的化学反应速率（曲线斜率）变化趋势为先增大后减小，D项错误； 答案选D。 13．(24-25高一下·福建宁德·期末)、、等都是重要的能源，也是重要的化工原料。 (1)为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中的含量，有效地开发利用，工业上可以用来生产甲醇燃料。在体积为2L的密闭容器中，充入1mol和3mol，一定条件下发生反应：。经测得和的物质的量随时间变化如图所示。 ①从反应开始到平衡，的平均反应速率___________。 ②达到平衡时，的浓度为___________。 (2)工业上也可以用和为原料制备，反应方程式为：，在一体积固定的密闭容器中投入一定量的和进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。 A．反应中与的物质的量之比为1：1 B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内每消耗1mol，同时生成1mol D．的质量分数在混合气体中保持不变 (3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图为燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。 ①使用时，氧气从___________口通入(填“A”或“B”)； ②b极的电极反应为___________。 【答案】(1) 0.375 (2)BD (3) B O2+4e-+2H2O=4OH- 【详解】（1）①10min时反应达到平衡状态，从反应开始到平衡，的平均反应速率 。 ②达到平衡时，消耗0.75mol二氧化碳，根据方程式，反应消耗2.25mol，H2的浓度为。 （2）A．反应中与的物质的量之比为1：1，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定平衡，故不选A； B．反应前后气体系数和不同，压强是变量，混合气体的压强不随时间的变化而变化，反应一定达到平衡状态，故选B； C．单位时间内每消耗1mol，同时生成1mol，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选C； D．的质量分数在混合气体中保持不变，说明甲醇浓度不再改变，反应一定达到平衡状态，故选D； 选BD。 （3）①根据图示，电子由a极流向b极，a是负极、b是正极，正极氧气得电子发生还原反应，使用时，氧气从B口通入； ②b是正极，正极氧气得电子发生还原反应，b极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。 14．(23-24高一下·福建福州六校·期末)CO2催化加氢合成新能源甲醇，既实现了碳资源充分利用，又可有效减少CO2排放。反应过程中能量变化如图所示： (1)写出该反应的热化学方程式：_______。 (2)在体积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2，一定条件下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)=_______。 ②达到平衡时，H2的浓度为_______mol⋅L-1。 ③能说明上述反应达到平衡状态的是_______； A．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化 B．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度相等 C．有2个C=O键断裂的同时，有3个H-H键生成 D．当v正(CO2)=3v逆(H2) (3)甲醇既可以直接作为燃料提供动力，也可以设计成甲醇燃料电池，具有理论能量效率高的优点，甲醇燃料电池工作原理如图所示：a、b均为惰性电极。 ①使用时空气从 _______(填“A”或“B”)口通入。 ②若此燃料电池电路中转移2mol电子，则消耗的O2在标准状况下的体积为_______L ；电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性_______(填“增强”、“减弱”或“不变”)。 【答案】(1)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(E1-E2 )kJ·mol-1 (2) 0.0375 0.375 C (3) B 11.2 减弱 【详解】（1）根据图可知，该反应的热化学方程式：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(E1-E2 )kJ·mol-1； （2）①从反应开始到平衡，由图知10min时达到平衡，二氧化碳减少了1.00mol-0.25mol=0.75mol，CO2的平均反应速率v(CO2)= 0.0375； ②达到平衡时，二氧化碳减少了1.00mol-0.25mol=0.75mol，反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，则消耗氢气为0.75mol×3=2.25mol，剩余氢气为3mol-2.25mol=0.75mol，H2的浓度为； ③A．恒温、恒容时，体积不变，参与反应的物质都是气体，根据质量守恒定律，气体的总质量不变，则容器内混合气体的密度一直不变，不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意； B．达到平衡时各物质的浓度不再发生变化，反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度相等不能说明反应达到平衡状态，B不符合题意； C．每消耗1mol二氧化碳时必然消耗3mol氢气，若有3mol氢气生成说明正逆反应速率相等，则有2个C=O键断裂的同时断裂3个H-H键，有3个H-H键生成，正逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，C符合题意； D．当3v正(CO2)=v逆(H2) 时才能说明正逆反应速率相等，当v正(CO2)=3v逆(H2)说明反应未达到平衡状态，D不符合题意； 故选C； （3）①甲醇燃料电池是原电池装置，氧气得电子发生还原反应，通入氧气得一极为正极，由图可知电子由a极流向b极，原电池中电子由负极流向正极，故空气从B口通入； ②若此燃料电池的正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，电路中转移2mol电子时消耗0.5mol氧气，则消耗的O2在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L；电池的总反应为，消耗电解液中OH-，电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性减弱。 15．(23-24高一下·福建三明·期末)2023年全国政府工作报告提出要推动重点领域节能降碳减污工作。 Ⅰ．是大气污染物的主要成分之一，消除对改善环境具有重要意义。 (1)一定条件下，用可把还原为无污染物质，反应的化学方程式为_____。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和，发生反应：随时间变化情况如下表所示。 时间 0 5 10 15 20 25 2.00 1.80 1.50 1.44 1.40 1.40 ①内的平均反应速率____。 ②时，____ (填“”“”或“”)。 ③达平衡时的转化率为______。 Ⅱ．工业上将转化为燃料可实现节能降碳，涉及的反应为： (3)提高该反应速率的措施有_____(写出一条)。 (4)恒温恒容条件下，能说明反应达到平衡状态的是_____(填标号)。 a．                   b．容器内的压强保持不变 c．气体密度保持不变                    d．和的物质的量之比保持不变 (5)甲烷燃料电池符合绿色化学理念，装置如图所示，电池正极通入的气体是______(填“”或“”)，其电极反应式为______。 【答案】(1) (2) 0.06 (3)加入催化剂、升高温度等 (4) (5) 【详解】（1）一定条件下，用可把还原为无污染物质，反应的化学方程式为：； （2）①化学反应速率之比等于化学计量数之比，内的平均反应速率； ②时，还未达到平衡状态，向正反应方向进行，故>； ③由表格数据可知，20min达平衡，的转化率为：； （3）提高该反应速率的措施有：加入催化剂、升高温度等（任写一条）； （4）a．速率之比始终等于化学计量数之比，不能说明正逆反应速率相等，不能判断放大到平衡状态； b．该反应前后气体分子数变化，恒容时，容器内的压强保持不变，达到化学平衡状态； c．该反应前后气体质量不变，容器体积不变，气体密度一直不变，不能判断达到化学平衡状态； d．和的物质的量之比保持不变说明各物质浓度均不变，达到化学平衡状态； 故选bd； （5）该装置为原电池装置，通入甲烷的电极为负极，通入O2的电极为正极，正极的电极反应式为：。 16．(23-24高一下·福建漳州·期末)等都是重要的能源和化工原料。 (1)工业上通常采用和催化合成。在2L的恒容密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：，测得和的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。 ①从反应开始至3min，以表示平均反应速率___，下列措施能增大反应速率的是___ (填标号)。 A．升高温度        B．降低压强 C．减小的物质的量浓度    D．加入合适的催化剂 ②下列能说明上述反应达到平衡状态的是___ (填标号)。 A．正反应速率等于0 B．和各物质的物质的量浓度相等 C．的物质的量浓度不再随时间的变化而变化 D．单位时间内消耗的同时生成 ③已知断开和中的化学键需要吸收的能量为，则断开中的化学键需要吸收___kJ的能量。 (2)一种航天器能量储存系统原理如图。 ①装置X能实现燃料和氧化剂再生，其能量转化形式为____。 ②装置Y工作时，通入该装置的____极(填“正”或“负”)。 【答案】(1) 0.25 AD C 2052.8 (2)电能转变为化学能 负 【详解】（1）①从反应开始至达到平衡，可以列三段式，以表示的反应的平均反应速率；多种因素能影响化学反应速率，其中增大反应物的浓度、增大气体压强、使用正催化剂、升温等均能加快反应速率。则能增大反应速率的是A(升高温度)和 D(加入合适的催化剂) ，故AD符合； ②A．正反应速率为零，说明没反应，反应达到平衡是正逆反应速率相等，A不符合； B．某瞬间的含量跟起始状态有关、和三种物质的浓度相等、不一定说明它们不再改变、不能说明已达平衡，B不符合； C．反应中，气体的物质的量会随着反应而变化，故物质的量不随时间的变化而变化说明反应已达平衡，C符合； D． 单位时间内消耗的同时生成，均指正反应速率，不能说明已达平衡，D不符合； 能说明上述反应达到平衡状态的是C； ③由图知：，则等于反应物总键能减去生成物总键能，已知断开和中的化学键需要吸收的能量为，则断开中的化学键所需要吸收的能量。 （2）观察图可知能量转化形式是电能转变为化学能；装置构成燃料电池，失电子做还原剂，发生氧化反应，通入该装置的负极。 17．(23-24高一下·福建福州八县（）协作校·期末)H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。 (1)25℃，101kPa时，8.0gCH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量。写出该反应的热化学反应方程式：_______。 (2)水煤气中的CO和H2在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1molCO和5molH2，一定温度下发生反应：。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_________，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．容器中混合气体的密度保持不变         b．容器中混合气体的总压强保持不变 c．容器中CH4的体积分数保持不变         d．单位时间内每消耗1molCO，同时生成1molCH4 (3)甲烷燃料电池装置如图，电池总反应为。通入CH4一端电极反应方程式为：__________；通入氧气的电极为电池的_________（填“正极”或“负极”），若通入0.1molCH4充分反应，计算用此燃料电池电解饱和食盐水，理论上得到氢气的体积（标准状况下）__________。 【答案】(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.2kJ/mol (2) 0.05mol·L-1·min-1 36% bc (3) CH4-8e-+10OH-=+7H2O 正极 8.96L 【详解】（1）8gCH4物质的量为0.5mol，完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ的热量，则该反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.2kJ/mol。 （2）①从反应开始到6min，CO的转化率为60%，即有0.6molCO被反应掉，则v(CO)==0.05mol·L-1·min-1。6min时反应掉CO0.6mol，则反应掉H21.8mol，则H2的转化率为1.8mol÷5mol=36%。 ②a．反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和生成物都是气体，无论是否达到平衡，混合气体的密度始终不变，a错误； b．该反应不是等体积反应，且在恒容密闭容器中进行，随着反应进行，容器内压强不断变化，容器内压强不变说明反应达到平衡，b正确； c．随着反应进行，容器内CH4的体积分数不断变化，容器内CH4的体积分数保持不变说明反应达到平衡，c正确； d．单位时间内消耗1molCO生成1molCH4，两者均表示正反应速率，无法说明反应达到平衡，d错误； 故答案选bc。 （3）甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极为负极，甲烷失电子结合氢氧根离子生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O。通入氧气的电极为电池的正极，通入0.1molCH4充分反应，转移0.8mol电子，电解饱和食盐水时阴极上电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，转移0.8mol电子生成0.4mol氢气，标况下体积为8.96L。 18．(23-24高一下·福建武夷山第一中学·期末)在 4L 恒温恒容密闭容器中投入 2molSO2和 1molO2 在一定条件下充分反应，如图SO2和SO3随时间的变化曲线。 (1)前 10minSO3的平均反应速率为___________； 平衡时，SO2的转化率为___________。 (2)下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是___________(填序号) ①容器中压强不再改变 ②容器中气体密度不再改变 ③SO3的质量不再改变 ④O2 的物质的量浓度不再改变 ⑤SO2 的消耗速率和 SO3的生成速率相等 (3)以下操作会引起化学反应速率变快的是___________(填字母)。 A．向容器中通入氦气        B． 升高温度        C．扩大容器的容积 D．向容器中通入O2        E．使用催化剂 (4)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示： ①电极 b 是___________。(填“正极”或“负极”)。 ②电解质溶液中 OH⁻离子向___________移动(填“电极 a”或“电极 b”)。 ③电极 b 的电极反应式为 ___________。 【答案】(1)0.025mol•L-1•min-1 70% (2)①③④ (3)BDE (4)正极 电极a O2+4e-+2H2O=4OH- 【详解】（1）（SO3）===0.025mol•L-1•min-1，可逆反应在25min达到平衡，SO2开始时2.0mol，平衡时物质的量0.6，则SO2的转化率=×100%=70%，故答案为：0.025mol•L-1•min-1；70%； （2）①化学反应前后化学计量数之和变化，在恒容容器中，容器内压强不再改变可以判定平衡，①符合题意； ②气体密度ρ=，气体质量不变，容器容积固定不变，密度始终不变，②不合题意； ③SO3的质量不再改变，可以判定平衡，③符合题意； ④O2的物质的量浓度不再改变，可以判定平衡，④符合题意； ⑤化学平衡的本质特征为正、逆反应速率相等，SO2 的消耗速率和 SO3的生成速率均表示正反应速率，二者相等不能说明反应达到化学平衡，⑤不合题意； 故答案为：①③④； （3）A．向容器中通入氦气，容积不变，反应物浓度不变则速率不变，A不合题意； B．升高温度，化学反应速率加快，B符合题意； C．扩大容器的体积，反应物浓度降低，反应速率减慢，C不合题意； D．向容器中通入O2，增大反应物浓度，加快反应速率，D符合题意； E．使用催化剂，降低反应的活化能，从而加快反应速率，E符合题意； 故答案为：BDE； （4）①由分析可知，通氧气的b极为正极，故答案为：正极； ②通氧气的b极为正极，通氨气的a极为负极，原电池工作时，溶液中的阳离子移向正极、阴离子移向负极，即电解质溶液中OH⁻离子向电极a，故答案为：电极a； ③由分析可知，b是正极，碱性条件下，O2在正极上生成OH-，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-。 19．(23-24高一下·福建福州第三中学·期末)时将和通入的恒容密闭容器中，此时容器内总压强为(已知分压=总压×物质的量分数)，反应生成甲醇蒸汽和，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示，达平衡时反应放出的热量为。回答下列问题： (1)写出上述条件下该反应的热化学方程___________。 (2)在内的平均化学反应速率为___________。 (3)内的转化率为___________。 (4)平衡时，容器内的压强为___________，的分压为___________(均保留2位有效数字)。 (5)以(1)中反应设计成原电池(用硫酸作电解质溶液)，则正极反应式为___________。 【答案】(1)CO2+3H2CH3OH+H2O∆H=-10 (2) (3)60% (4) (5) 【详解】（1）H2和CO2反应生成甲醇蒸汽(CH3OH)和H2O，由图象可知，3min时达到平衡状态，0～3 min CO2、H2和CH3OH的变化量分别为：0.1mol、0.3mol、0.1mol，化学反应中变化量之比等于化学计量数之比，则方程式中CO、H2和CH3OH系数比为1:3:1，因此该反应方程式可表示为CO2+3H2CH3OH+xH2O，根据原子守恒，得x=1，达平衡时反应放出的热量为，则1mol二氧化碳完全反应放热10，所以该反应的热化学化学方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O∆H=-10； （2）在0～3 min内H2的平均化学反应速率； （3）内的转化率为； （4）该反应为CO2+3H2CH3OH+H2O，反应为气体分子数减小2的反应，反应中消耗0.1mol二氧化碳，则平衡时总的物质的量为0.5mol+1mol-0.1mol×2=1.3mol，则平衡时，容器内的压强为，的分压为； （5）该反应为CO2+3H2CH3OH+H2O，反应中二氧化碳在酸性条件下得到电子发生还原反应生成甲醇，为正极，反应：。 20．(23-24高一下·福建福州第一中学·期末)氮的化合物被广泛应用于工业、航天和医药等领域。请回答下而有关氮的化合物的问题： (1)一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中发生NO2(g)、N2O4(g)两种气体间的转化反应，NO2(g)、N2O4(g)的物质的量随时间的变化情况如图a所示。 ①该反应的化学方程式为_______。 ②4min时，_______(填“大于”“等于”或“小于”)。 ③反应从始至7min时，用N2O4表示的反应平均速率为_______。 (2)肼(N2H4)具有强还原性，在工业上有广泛的用途，液态肼、空气、KOH溶液构成的燃料电池装置如图b所示。 ①放电时，电子的流动方向是_______。 ②该电池的负极反应式为_______。 【答案】(1) 2NO2(g)N2O4(g) 大于 0.02mol/(L•min) (2)电极a经导线流向电极b N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O 【详解】（1）①由分析可知，该反应的化学方程式为2NO2(g)N2O4(g)，故答案为：2NO2(g)N2O4(g)； ②根据反应速率之比等于化学计量系数之比，故4min时，=2，即大于，故答案为：大于； ③由题干图像信息可知，反应从始至7min时，NO2的物质的量减少了0.8mol-0.24mol=0.56mol，根据方程式可知，N2O4增加了0.28mol，用N2O4表示的反应平均速率为：=0.02mol/(L•min)，故答案为：0.02mol/(L•min)； （2）①由分析可知，a为负极，b为正极，则放电时，电子的流动方向是电极a经导线流向电极b，故答案为：电极a经导线流向电极b； ②由分析可知，该电池的负极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故答案为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O。 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 题型02化学反应速率与平衡图像问题的分析 题号 2 3 4 5 6 8 10 11 12 答案 D B D D A C C B B D 13.(1)0.0375 mol.L.min- 0.375 (2)BD (3)B O2+4e+2H2O=4OH- 14.(1)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AH=(E1-E2 )kJ.mol-1 (2)0.0375moL.min 0.375 (3)B 11.2 减弱 定条件 15.(1)8NH3+6N0, 7N,+12H,0 (2)0.06 > 30% (3)加入催化剂、升高温度等 (4)bd (5)02 02+2H,0+4e=40H 16.(1)0.25 AD C 2052.8 (②)电能转变为化学能 负 17.(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O①△H=-890.2kJ/mol (2)0.05mol L-1.min-1 36% be (3)CH4-8e+10OH=C0}+7H2O 正极 8.96L 18.(1)0.025moL-1.min-1 70% (2)①③④ (3)BDE (4)正极 电极a O,+4e+2H2O=40H 19.(1)CO2+3H2-CH3OH+H2OAH=-10QkJ (2)0.05mol.L'.min (3)60% 1.3 (4P×15 0.6P (5)C0,+6e+6H=CH,0H+H,0 20.(1)2NO2(g)=N2O4(g) 大于 0.02mol/(L-min) (2)电极a经导线流向电极b N2H-4e+4OH--N2+4H2O 题型02 化学反应速率与平衡图像问题的分析 1．(24-25高一下·福建福州时代华威中学·期末)一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体并使其发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．内， C．内，各物质的平均反应速率相等 D．内，的平均反应速率为 2．(24-25高一下·福建龙岩·期末)ToC时，某兴趣小组将和的混合溶液与乙醛()溶液混合后，得到随时间变化的关系如图，已知反应原理为。下列说法正确的是 A．可将替换为 B．反应到30.0s时减少了 C．30.0∼50.0s内乙醛的平均速率为 D．由以上数据可判断出对该反应具有催化作用 3．(23-24高一下·福建三明·期末)往恒容密闭容器中加入和固体，在不同的温度下发生反应：，平衡时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A．点：再充入，正反应速率增大 B．点：的气体体积分数为 C．曲线为随温度的变化曲线 D．若改为，则反应更快达到平衡 4．(23-24高一下·福建福州闽清县第一中学·期末)某温度下，向2L的恒容密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应推断不正确的是    A．该反应的化学方程式为 B．反应进行到6s时，B的平均反应速率为 C．若体系压强不变，则可以判断反应已经达到平衡 D．平衡时，再向容器中通入Ar，则反应速率增大 5．(24-25高一下·福建福州福九联盟·期末)一定条件下，乙酸在、、条件下的催化降解率的影响如图所示，其降解产物为无污染物质。下列判断错误的是 A．温度越高，、、的催化降解率越大 B．离子浓度相同时，的催化效果最好 C．的浓度对乙酸降解率的影响不大 D．乙酸的降解产物可能是和 6．(23-24高一下·福建宁德·期末)以CO2和NH3为原料合成尿素有利于实现“碳达峰、碳中和”。在一定温度下的密闭容器中2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)达到化学平衡。下列说法不正确的是 A．v正(NH3)=2v逆(H2O) B．升高温度，正、逆反应速率都加快 C．体系中NH3、CO2、H2O的物质的量之比为2：1：1时，反应一定达到平衡状态 D．体系中NH3、CO2、H2O的百分组成不再改变时，反应达到平衡状态 7．(24-25高一下·福建福州九县（、区）一中（高中）·期末)向恒温恒容密闭容器中通入和，发生反应，反应达到平衡状态，测得平衡时体积分数为20％。下列说法正确的是 A．CO和的平衡转化率均为60％ B． C．混合气体的平均相对分子质量始终保持不变 D．若保持不变，可判断该反应已达到平衡状态 8．(23-24高一下·福建福建师范大学附属中学·期末)HI是一种常用的试剂，其受热会发生分解反应。已知时：。向密闭容器中充入，在时，体系中与反应时间t的关系如下表： 0 20 40 120 140 1.00 0.91 0.85 0.78 0.78 下列说法中，正确的是 A．内的平均反应速率可表示为 B．反应进行时，体系吸收的热量约为 C．气体颜色不再加深也可以作为反应达到平衡的标志 D．延长反应时间，容器内能生成 9．(23-24高一下·福建武夷山第一中学·期末)某温度时，在一个容积固定的密闭容器中进行如下反应：，该反应达到化学平衡状态的标志是 A．反应停止了 B．混合气体的密度不再改变 C．混合气体的颜色不再改变 D． 10．(23-24高一下·福建福州第八中学·期末)向一定温度下的2L密闭容器中通入发生反应：  。的物质的量随时间(t)变化的曲线如图所示(图中的X、Y两条线代表有、无催化剂)，下列叙述正确的是    A．Y线表示无催化剂 B．c点时的 C．X线上a点时的转化率为75％ D．X线前内的平均反应速率可表示为 11．(23-24高一下·福建福州第二中学·期末)一定条件下，A、B、C三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，各气体的浓度随时间变化的曲线如图所示。0～2min内该反应共吸收了a(a＞0)kJ能量。下列说法错误的是 A．反应的化学方程式为 B．该条件下，0.8molA(g)的总能量大于0.4molB(g)和1.2molC(g)的总能量 C．0~2min内，A的平均反应速率是0.4mol/(L·min) D．2min后，混合气体的平均相对分子质量不再改变 12．(23-24高一下·福建宁德·期末)某兴趣小组拟测定+3=Cl-+3+3H+的反应速率，用10mL0.1mol/LKClO3溶液和10mL0.3mol/LNaHSO3溶液进行实验，所得实验数据如图所示。下列说法不正确的是 A．增大KClO3溶液的浓度可以加快反应速率 B．0~4min反应速率v(Cl-)=0.0025mol/(L·min) C．0~12min反应速率加快的原因可能是反应放热，温度升高，反应速率加快 D．由图中曲线可以预测后期的反应速率仍持续增大，但增大的幅度变小 13．(24-25高一下·福建宁德·期末)、、等都是重要的能源，也是重要的化工原料。 (1)为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中的含量，有效地开发利用，工业上可以用来生产甲醇燃料。在体积为2L的密闭容器中，充入1mol和3mol，一定条件下发生反应：。经测得和的物质的量随时间变化如图所示。 ①从反应开始到平衡，的平均反应速率___________。 ②达到平衡时，的浓度为___________。 (2)工业上也可以用和为原料制备，反应方程式为：，在一体积固定的密闭容器中投入一定量的和进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。 A．反应中与的物质的量之比为1：1 B．混合气体的压强不随时间的变化而变化 C．单位时间内每消耗1mol，同时生成1mol D．的质量分数在混合气体中保持不变 (3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图为燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。 ①使用时，氧气从___________口通入(填“A”或“B”)； ②b极的电极反应为___________。 14．(23-24高一下·福建福州六校·期末)CO2催化加氢合成新能源甲醇，既实现了碳资源充分利用，又可有效减少CO2排放。反应过程中能量变化如图所示： (1)写出该反应的热化学方程式：_______。 (2)在体积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2和3molH2，一定条件下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)=_______。 ②达到平衡时，H2的浓度为_______mol⋅L-1。 ③能说明上述反应达到平衡状态的是_______； A．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化 B．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度相等 C．有2个C=O键断裂的同时，有3个H-H键生成 D．当v正(CO2)=3v逆(H2) (3)甲醇既可以直接作为燃料提供动力，也可以设计成甲醇燃料电池，具有理论能量效率高的优点，甲醇燃料电池工作原理如图所示：a、b均为惰性电极。 ①使用时空气从 _______(填“A”或“B”)口通入。 ②若此燃料电池电路中转移2mol电子，则消耗的O2在标准状况下的体积为_______L ；电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性_______(填“增强”、“减弱”或“不变”)。 15．(23-24高一下·福建三明·期末)2023年全国政府工作报告提出要推动重点领域节能降碳减污工作。 Ⅰ．是大气污染物的主要成分之一，消除对改善环境具有重要意义。 (1)一定条件下，用可把还原为无污染物质，反应的化学方程式为_____。 (2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和，发生反应：随时间变化情况如下表所示。 时间 0 5 10 15 20 25 2.00 1.80 1.50 1.44 1.40 1.40 ①内的平均反应速率____。 ②时，____ (填“”“”或“”)。 ③达平衡时的转化率为______。 Ⅱ．工业上将转化为燃料可实现节能降碳，涉及的反应为： (3)提高该反应速率的措施有_____(写出一条)。 (4)恒温恒容条件下，能说明反应达到平衡状态的是_____(填标号)。 a．                   b．容器内的压强保持不变 c．气体密度保持不变                    d．和的物质的量之比保持不变 (5)甲烷燃料电池符合绿色化学理念，装置如图所示，电池正极通入的气体是______(填“”或“”)，其电极反应式为______。 16．(23-24高一下·福建漳州·期末)等都是重要的能源和化工原料。 (1)工业上通常采用和催化合成。在2L的恒容密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：，测得和的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。 ①从反应开始至3min，以表示平均反应速率___，下列措施能增大反应速率的是___ (填标号)。 A．升高温度        B．降低压强 C．减小的物质的量浓度    D．加入合适的催化剂 ②下列能说明上述反应达到平衡状态的是___ (填标号)。 A．正反应速率等于0 B．和各物质的物质的量浓度相等 C．的物质的量浓度不再随时间的变化而变化 D．单位时间内消耗的同时生成 ③已知断开和中的化学键需要吸收的能量为，则断开中的化学键需要吸收___kJ的能量。 (2)一种航天器能量储存系统原理如图。 ①装置X能实现燃料和氧化剂再生，其能量转化形式为____。 ②装置Y工作时，通入该装置的____极(填“正”或“负”)。 17．(23-24高一下·福建福州八县（）协作校·期末)H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。 (1)25℃，101kPa时，8.0gCH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量。写出该反应的热化学反应方程式：_______。 (2)水煤气中的CO和H2在高温下反应可生成甲烷。在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1molCO和5molH2，一定温度下发生反应：。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_________，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．容器中混合气体的密度保持不变         b．容器中混合气体的总压强保持不变 c．容器中CH4的体积分数保持不变         d．单位时间内每消耗1molCO，同时生成1molCH4 (3)甲烷燃料电池装置如图，电池总反应为。通入CH4一端电极反应方程式为：__________；通入氧气的电极为电池的_________（填“正极”或“负极”），若通入0.1molCH4充分反应，计算用此燃料电池电解饱和食盐水，理论上得到氢气的体积（标准状况下）__________。 18．(23-24高一下·福建武夷山第一中学·期末)在 4L 恒温恒容密闭容器中投入 2molSO2和 1molO2 在一定条件下充分反应，如图SO2和SO3随时间的变化曲线。 (1)前 10minSO3的平均反应速率为___________； 平衡时，SO2的转化率为___________。 (2)下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是___________(填序号) ①容器中压强不再改变 ②容器中气体密度不再改变 ③SO3的质量不再改变 ④O2 的物质的量浓度不再改变 ⑤SO2 的消耗速率和 SO3的生成速率相等 (3)以下操作会引起化学反应速率变快的是___________(填字母)。 A．向容器中通入氦气        B． 升高温度        C．扩大容器的容积 D．向容器中通入O2        E．使用催化剂 (4)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示： ①电极 b 是___________。(填“正极”或“负极”)。 ②电解质溶液中 OH⁻离子向___________移动(填“电极 a”或“电极 b”)。 ③电极 b 的电极反应式为 ___________。 19．(23-24高一下·福建福州第三中学·期末)时将和通入的恒容密闭容器中，此时容器内总压强为(已知分压=总压×物质的量分数)，反应生成甲醇蒸汽和，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示，达平衡时反应放出的热量为。回答下列问题： (1)写出上述条件下该反应的热化学方程___________。 (2)在内的平均化学反应速率为___________。 (3)内的转化率为___________。 (4)平衡时，容器内的压强为___________，的分压为___________(均保留2位有效数字)。 (5)以(1)中反应设计成原电池(用硫酸作电解质溶液)，则正极反应式为___________。 20．(23-24高一下·福建福州第一中学·期末)氮的化合物被广泛应用于工业、航天和医药等领域。请回答下而有关氮的化合物的问题： (1)一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中发生NO2(g)、N2O4(g)两种气体间的转化反应，NO2(g)、N2O4(g)的物质的量随时间的变化情况如图a所示。 ①该反应的化学方程式为_______。 ②4min时，_______(填“大于”“等于”或“小于”)。 ③反应从始至7min时，用N2O4表示的反应平均速率为_______。 (2)肼(N2H4)具有强还原性，在工业上有广泛的用途，液态肼、空气、KOH溶液构成的燃料电池装置如图b所示。 ①放电时，电子的流动方向是_______。 ②该电池的负极反应式为_______。 / 学科网（北京）股份有限公司 $