6.2.2 化学平衡状态及限度（精讲）（原卷版）

PAGE156.2.2化学平衡状态及限度（精讲）思维导图思维导图常见考点常见考点考点一化学平衡状态【例1-1】（陕西）在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：X(g)+2Y(g)⇌2Z(g)此反应达到平衡的标志是A．容器内压强不随时间变化B．容器内X、Y、Z的浓度之比为1︰2︰2C．容器内各物质的浓度随时间变化D．单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ【例1-2】（吉林）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的有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密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变

⑥密闭容器中CO2的体积分数不变⑦混合气体总质量不变A．3个 B．4个 C．5个 D．6个【例1-3】（四川）在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中的某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是A．SO2为0.25mol/LB．SO2、SO3均为0.15mol/LC．SO2为0.4mol/LD．SO2为0.4mol/L、O2为0.2mol/L【一隅三反】1．（山西）下列关于化学反应限度的说法中正确的是A．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等且等于零B．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度C．平衡状态时，各物质的浓度保持相等D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变2．（云南）在一密闭容器中，N2+3H22NH3反应达到平衡后，下列说法中正确的是A．N2与H2不再化合，NH3不再分解B．单位时间内，消耗1molN2的同时消耗3molH2C．容器内的总压强不随时间而变化D．N2、H2、NH3的物质的量浓度相等3．（宁夏）在一定温度下的恒容密闭容器中，发生反应，下列能判断该反应已达到化学平衡状态的标志是A．和的物质的量浓度之和不再变化 B．混合气体的分子总数不再变化C．混合气体的密度不再变化 D．的物质的量不再变化4．（重庆）下列说法中不正确的是A．当可逆反应达到平衡时，就是此反应在该条件下能达到的限度B．当可逆反应达到平衡时，此反应的正反应速率和逆反应速率相等C．延长反应时间，不能使2molSO2与1molO2反应生成2molSO3D．化学反应达到其限度后，反应就停止了5．（内蒙古）以下情况中，可以证明可逆反应达到平衡状态的有个Ⅰ.①

②1个键断裂的同时，有6个键断裂Ⅱ.③恒温恒容时，气体的压强不再改变④恒温恒压时，气体的密度不再改变Ⅲ.⑤恒温恒容时，气体的密度不再改变⑥恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变Ⅳ.⑦恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变⑧恒温恒压时，的体积分数不再改变Ⅴ.⑨⑩恒容绝热时，压强不再改变⑪恒容绝热时，平衡常数不再改变A．6 B．7 C．8 D．9考点二化学反应条件的控制与优化【例2-1】（·上海）合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)2]Ac·CO

ΔH<0。(1)必须除去原料气中CO的原因为_______。(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收CO的生产适宜条件应是_______。(3)吸收CO后的醋酸二氨合铜溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜溶液再生的生产适宜条件应是_______。【例2-2】（·云南）通过控制其他实验条件不变，来研究原料粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取率的影响，其结果如下图所示，采用的最佳原料粒度、提取时间和提取温度分别为___________。【一隅三反】1．（浙江）图为工业合成氨以及氨催化氧化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是A．物质B是未反应完全的氮气和氢气，通过循环投料，可以提高原料利用率B．物质A是空气，其中的O2在吸收塔中氧化NO，使之能被水充分吸收生成硝酸C．为提高原料价格更高的的转化率，应向合成塔通入过量的空气以提高N2浓度D．尾气中的氮氧化物可使用碱性的Na2CO3溶液吸收，或使用NH3将氮氧化物还原为N22．（·北京）合成氨中的原料气进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的CO，发生的反应为：，。铜氨液吸收CO适宜的生产条件是A．低温和高压 B．高温和低压C．加快原料气的通入速率 D．吸收效果与铜氨溶液的浓度无关3．（江西）在合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量NH3、CO的混合气)需经过铜氨溶液除去其中的CO，其反应为：[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+

△H＜0，则铜氨溶液吸收CO适宜的生产条件是A．低温和高压 B．低温和低压 C．高温和高压 D．高温和低压考点三化学反应速率图像问题【例3】（辽宁）一定温度下，在2L的密闭容器中发生反应：，反应过程中B、C的物质的量随时间变化的关系如图甲所示；反应达到平衡后，在t1min、t2min、t3min、t4min分别只改变一种反应条件，逆反应速率随时间变化的关系如图乙所示。下列有关说法正确的是A．0～2min内，v(B)=0.1mol/(L·min)B．t1min时，改变的条件可能是升高温度C．t3min时，改变的条件可能是增大压强，此时c(B)不变D．t4min时，可能是使用了催化剂，此时c(B)不变【一隅三反】1．（四川）某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应：A(g)+xB(g)2C(g)，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化如下图所示。下列说法中正确的是A．8min时表示正反应速率等于逆反应速率B．前20minA的反应速率为1.00mol/(L·min)C．反应方程式中的x=1，30min时表示增大压强D．40min时改变的条件是升高温度，且正反应为放热反应2．（·重庆）向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：，在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是（

）A．0～10min内v(A)=0.02mol/(L·min)B．x∶y=1∶2C．0～10min随反应进行，容器内压强变小D．第10min和第16min改变的条件都可能是升温3．（江苏）已知反应：A(s)＋3B(g)2C(g)

ΔH<0，在体积为10L的密闭容器中发生反应的过程如图所示。下列说法正确的是（

）A．X曲线表示B的物质的量随时间变化的关系B．第t1min时说明反应达到了平衡C．前4min，用C表示反应速率为v(C)=0.1mol·L-1·min-1D．第10min时，可能采取了降温4．（春·云南玉溪·高二校考阶段练习）用来表示可逆反应2A(g)＋B(g)⇌2C(g)ΔH<0的正确图象为A．B．C．D．考点四化学反应速率综合运用【例4-1】（春·云南楚雄·高一校考阶段练习）化学反应原理是研究、解决化学问题的重要方法。完成下列填空：(1)反应2SO2+O22SO3的能量变化如图所示，则生成2molSO3_______(填“放出”或“吸收”)的能量为_______(填标号)A．B．C．D．(2)断开气态物质中1mol某种共价键生成气态原子需要吸收的能量称为键能。如表所示是一些共价键的键能。共价键H-HN≡NN-H键能()436M391已知反应得到1mol气态放出的热量为46kJ，则上表中M的值为_______。(3)在2L容器中投入2mol和bmol，发生反应2SO2+O2=2SO3，下图是部分反应物与生成物随时间的变化曲线。①0～10min内，v(O2)=_______。②反应达到最大限度的时间是_______min，在该条件下，的最大转化率为_______。③下列条件能够加快反应速率的是_______(填标号)。A．升高温度B．保持体积不变，再充入一定量的氧气C．保持压强不变，充入He使容积增大D．保持体积不变，充入He使压强增大④下列情况能说明该反应达到化学平衡的是_______。A．v(SO3)=v(SO2)B．混合气体的密度保持不变C．体系内气体的颜色不再发生改变D．混合气体的总物质的量不再改变E.、、的物质的量之比等于2：1：2(4)一种室温下“可呼吸”的Na-CO2电池装置如图所示，电池的总反应为3CO2+4Na=2Na2CO3+C。①电极a为_______极(填“正”或“负")。②电极b发生的电极反应为_______。【一隅三反】1．（四川）根据化学反应速率和化学反应限度的知识回答下列问题：Ⅰ．某温度时，在2L容器中发生A、B两种物质间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示：(1)该反应的化学方程式为_______。(2)反应开始至4min时，A的平均反应速率为_______。(3)4min时，反应是否达平衡状态？_______(填“是”或“否”)，8min时，v正_______(填“>”“<”或“=”)v逆。Ⅱ．氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应为放热反应，且每生成2molNH3，放出92.4kJ的热量。当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量)，反应速率与时间的关系如图所示。图中表示反应处于化学平衡状态的时间段(t1时刻后)为（4）_______。(5)在一定温度下，向一个容积为1L的容器中通入2mol氮气和8mol氢气及固体催化剂，使之反应。已知平衡时容器内气体的压强为起始时的80%。①N2的转化率为_______。②反应达到平衡时，放出的热量_______(填字母，下同)。A．小于92.4kJB．等于92.4kJC．大于92.4kJD．可能大于、小于或等于92.4kJ(6)若该反应在绝热条件下进行，下列能证明反应已达化学平衡的为_______。A．压强不变B．体系的温度不变C．N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2D．混合气体的质量不变2．（春·辽宁朝阳·高一校联考阶段练习）以生产甲醇()是实现“碳中和”的重要途径。其原理是。(1)该反应的能量变化如图1所示，该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。(2)恒容容器中，对于上述反应，下列措施能加快反应速率的是___________(填字母)。A．升高温度 B．充入HeC．加入合适的催化剂 D．降低压强(3)在体积为2L的密闭容器中，充入1mol和3mol，测得，的物质的量随时间变化如图2。从反应开始到3min末，用浓度变化表示的平均反应速率___________；反应达到平衡状态，此时的转化率为___________。(4)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图3。①则电极c是___________(填“正极”或“负极”)，电极d的电极反应式为___________。②若线路中转移1mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为___________L。3．（春·广西玉林·高一校联考期中）如图所示的过程是目前直接利用太阳能的研究热点。人们把通过人工光化学手段合成燃料的过程叫做人工光合作用。(1)在上图1构想的物质和能量循环中太阳能最终转化为_______能。

图1(2)人工光合作用得到的乙醇可添加到汽油中，已知汽车尾气中NO生成过程的键能变化如图2所示，则图3中能正确表示该反应能量变化的是_______(填“a”或“b”)。(3)人工光合作用的途径之一就是在催化剂光照条件下，将CO2和H2O转化为CH3OH，该反应的化学方程式为：2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)。一定条件下，在2L恒容密闭容器中充入0.50molCO2和1.00mol水蒸气进行上述反应，测得n(CH3OH)随时间的变化如下表所示：时间/min0123456n(CH3OH)/mol0.000.0400.0700.0900.1000.1000.100①用CH3OH表示0～3min内该反应的平均反应速率为_______。②第4分钟时v逆(CH3OH)_______(填“大于”“小于”或“等于”)第3分钟时v正(CH3OH)。③能说明该反应已达到平衡状态的是_______。a.v正(H2O)=2v逆(CO2)b.n(CH3OH)：n(O2)=2：3c.容器内密度保持不变

d.容器内压强保持不变④计算上述反应中CO2的平衡转化率为_______%。(4)用人工光合作用得到的甲醇、氧气和稀硫酸制作燃料电池，则氧气应通入该燃料电池的_______极(填“正”或“负”)，通入CH3OH的一极的电极反应式为_______。检测试卷一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个选项符合题意)1．(郑州外国语学校高一月考)绿色能源是指使用不会对环境造成污染的能源，下列属于绿色能源的是()①太阳能②风能③潮汐能④煤⑤天然气⑥石油A．①②③ B．③④C．④ D．①②⑤答案A解析石油、煤、天然气燃烧会产生一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等空气污染物，不属于绿色能源，而太阳能、风能、潮汐能的使用不会对环境造成污染，属于绿色能源，A项正确。2．(黑龙江省龙东南高一期末联考)下列关于能量转换的认识中不正确的是()A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能D．白炽灯工作时，电能全部转化为光能答案D解析电解装置将水电解生成氢气和氧气时，是电能转化为化学能，A正确；绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能在生物体内储存，B正确；煤燃烧时会产生大量的热量，化学能主要转化为热能，C正确；白炽灯工作时，将电能转化为光能和热能，D错误。3．(郑州一中高一期中)混合动力汽车配有电动、汽油双引擎。在减速时，自动捕捉减少的动能；在高速行驶时，启用双引擎，动力更强劲。下列有关混合动力汽车的说法不正确的是()A．减速制动时动能转化为电能储存在电池中B．高速行驶时电池电能转化为汽车部分动力C．通过发电机电动机互变循环减少汽车油耗D．双动力汽车工作时不会产生废气污染环境答案D解析根据题目信息，在减速时，自动捕捉减少的动能转化为电能储存在电池中，故A正确；在高速行驶时，启用双引擎，电池电能转化为汽车部分动力，故B正确；通过发电机电动机互变循环可以减少汽车油耗，故C正确；汽油引擎工作时，会产生废气污染环境，故D错误。4．(广东肇庆期末)某温度时，浓度均为1mol·L－1的两种气体X2和Y2，在体积恒定的若Z用X、Y表示，则该反应的化学方程式可表示为()A．X2＋2Y22XY2B．2X2＋Y22X2YC．3X2＋Y22X3YD．X2＋3Y22XY3答案C＝∶0.4mol·L－1＝3∶1∶2，故反应的化学方程式为3X2＋Y22Z，根据原子守恒可知，Z为X3Y，故反应的化学方程式为3X2＋Y22X3Y。5．下列有关化学反应速率和限度的说法中不正确的是()A．已知工业合成氨的正反应方向放热，所以升温正反应速率减小，逆反应速率增大B．实验室用H2O2分解制备O2，加入MnO2后，反应速率明显加快C．2SO2＋O22SO3反应中，SO2的转化率不能达到100%D．实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2，相同质量的粉末状碳酸钙比块状反应要快答案A解析升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，故A错误；二氧化锰在过氧化氢的分解反应中作催化剂，能加快反应速率，故B正确；可逆反应的反应物不可能完全转化为生成物，即反应物的转化率不可能达到100%，故C正确；相同质量的碳酸钙粉末比块状的表面积大，反应物和液体的接触面积更大，反应速率更快，故D正确。6．(张家口一中高一期中)把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有50mL0.1mol·L－1盐酸的烧杯中，该铝片与盐酸反应，产生氢气的速率v(H2)与反应时间t的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，下列推论错误的是()A．O→a不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和稀盐酸B．b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高C．t＝c时，反应处于平衡状态D．t＞c时，产生氢气的速率降低的主要原因是溶液中H＋浓度下降答案C解析A项，铝表面有氧化膜，因此曲线O→a段不产生氢气，发生反应的化学方程式为Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O，正确；B项，随着反应的进行，H＋浓度逐渐减小，但曲线b→c段产生氢气的速率仍然增大，则产生氢气的速率增加较快的主要原因是反应放热，溶液温度升高，正确；D项，温度升高，反应速率增大，浓度降低，反应速率减小，则t>c时，产生氢气的速率降低，说明溶液中H＋浓度下降起主导作用，正确。7．(石家庄一中高一月考)某固体酸燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为2H2＋O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A．电子通过外电路从b极流向a极B．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2C．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极答案D解析根据电池总反应2H2＋O2=2H2O可知，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应：H2－2e－=2H＋，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应：O2＋4e－＋4H＋=2H2O。通入氢气的一极为电池的负极，则a为负极，b为正极，电子由负极经外电路流向正极，即由a极经外电路流向b极，A错误；每转移0.1mol电子，消耗0.05mol的H2，标准状况下的体积为1.12L，但选项中没有说明是否为标准状况，则气体的体积不一定为1.12L，B错误；中间为固体酸膜，可以传递H＋，结合图示可知，b极上的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，C错误；a极上氢气失电子生成H＋，阳离子向正极移动，所以H＋由a极通过固体酸膜传递到b极，D正确。8．(铜陵市期中)根据如图所示示意图，下列说法不正确的是()A．反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)，能量增加(b－a)kJ·mol－1B．该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量C．1molC(s)和1molH2O(l)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的热量为131.3kJD．1molC(s)、2molH、1molO转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ答案C解析由图可知，该反应为吸热反应，反应的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝(b－a)kJ·mol－1，A项正确；该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，B项正确；根据图像可知1molC(s)和1molH2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的热量为131.3kJ，而1molH2O(l)变为1molH2O(g)时要吸收热量，因此1molC(s)和1molH2O(l)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的热量大于131.3kJ，C项错误；由图可知，1molC(s)、2molH、1molO转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ，D项正确。9．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点，科学家们发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的化学方程式为2Cu＋Ag2O=Cu2O＋2Ag，下列有关说法正确的是()A．2molCu与1molAg2O的总能量低于1molCu2O与2molAg具有的总能量B．Ag2O/Ag电极为正极C．原理示意图中，电流从Cu流向Ag2OD．电池工作时，OH－向正极移动答案B解析由题意知，该装置构成了原电池，原电池工作过程中发生了自发的氧化还原反应，该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A错误；Cu在反应中失电子，作原电池的负极，所以Ag2O/Ag电极为正极，B正确；电流由正极流向负极，所以电流方向为Ag2O→Cu，C错误；原电池工作时，电解质溶液中的阴离子移向负极，D错误。10．(福州市高一下学期期末)一定温度下，可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)，达到平衡状态的标志是()A．A的分解速率和C的生成速率之比为1∶2B．单位时间内生成nmolA的同时生成2nmolBC．A、B的物质的量之比为1∶2D．A、B、C的浓度不再发生变化答案D解析A项，无论反应是否达到平衡，A的分解速率和C的生成速率之比都为1∶2，A不能说明反应达到平衡状态；B项，无论反应是否达到平衡，单位时间内生成nmolA，同时都会生成2nmolB，B不能说明反应达到平衡状态；C项，A、B的物质的量之比为1∶2，只能表示某一时刻二者的物质的量之比，这个时间点不一定是平衡状态的时间点，C不能说明反应达到平衡状态；D项，A、B、C的浓度不再发生变化，说明反应达到平衡。11．(怀化市高一期末市级联考)在密闭容器中进行如下反应X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能为()A．Y2为0.4mol·L－1 B．Z为0.3mol·L－1C．X2为0.2mol·L－1 D．Z为0.4mol·L－1答案B解析若Z完全转化为反应物，则Y2为0.4mol·L－1，但是可逆反应不能完全转化，因此Y2但是可逆反应不能完全转化，因此Z小于0.4mol·L－1Z为0.3mol·L－1是有可能的，选项B正确，D错误；若Z完全转化为反应物，则X2为0.2mol·L－1，但是可逆反应不能完全转化，因此X2的平衡浓度小于0.2mol·L－1，选项C错误。12．(北京四中高一下学期期末)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是()A．缩小体积使压强增大 B．恒容，充入N2C．恒容，充入He D．恒压，充入He答案C解析缩小容器的体积，各组分浓度增大，反应速率加快，故A不符合题意；恒容状态下，充入氮气，增加氮气浓度，反应速率加快，故B不符合题意；He不参与反应，恒容状态下，充入He，反应混合物中各组分浓度不变，即化学反应速率不变，故C符合题意；恒压状态下，充入He，容器的体积增大，反应混合物中各组分浓度减小，化学反应速率减缓，故D不符合题意。13．(福州市高一下学期期末)X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，将1molX和3molY通入2L的恒容密闭容器中进行反应，10min时测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是()A．10min内，X的平均反应速率为0.01mol·L－1·min－1B．第10min时，X的反应速率为0.01mol·L－1·min－1C．10min内，消耗0.1molX，生成0.4molZD．10min内，X和Y反应放出的热量为92kJ答案A解析10min内，Δn(Y)＝3mol－2.4mol＝0.6mol，则Δn(X)＝eq\f(1,3)Δn(Y)＝eq\f(1,3)×0.6mol＝0.2mol，故v(X)＝eq\f(ΔnX,V·Δt)＝eq\f(0.2mol,2L×10min)＝0.01mol·L－1·min－1，A正确；v＝eq\f(Δc,Δt)表示某个时间段内的平均反应速率，在第10min时，X的浓度比前10min内的少，故该时间点的反应速率小于0.01mol·L－1·min－1，B错误；10min内，消耗0.2molX，生成了0.4molZ，C错误；10min内，消耗了0.2molX的情况下，该反应放出的热量为18.4kJ，D错误。14．(河北安平中学高一下学期期中)一定温度下，向10mL0.40mol·L－1的H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液(忽略整个过程中溶液体积的变化)，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况下)如表所示：t/min0246V(O2)/mL09.917.522.4资料显示，反应分两步进行：①2Fe3＋＋H2O2=2Fe2＋＋2H＋＋O2↑；②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2H2O＋2Fe3＋。反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是()A．Fe2＋的作用是增大过氧化氢的分解速率B．反应①②均是放热反应C．反应2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)是吸热反应D．0～6min内的平均反应速率v(H2O2)≈3.33×10－2mol·L－1·min－1答案D解析Fe3＋作催化剂，增大过氧化氢的分解速率，Fe2＋是中间产物，A项错误；根据图像可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，B项错误；根据图像可知，反应2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)中反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放热反应，C项错误；0～6min内生成氧气0.001mol，消耗H2O20.002mol，则平均反应速率v(H2O2)＝eq\f(0.002mol,0.01L×6min)≈3.33×10－2mol·L－1·min－1，D项正确。15．(山西平遥中学高一期中)下列图示与对应的叙述不相符的是()A．图甲表示燃料燃烧反应的能量变化B．图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化C．图丙表示除去氧化膜的镁条投入到稀盐酸中，反应速率v随时间t的变化曲线D．图丁表示某温度下V1mL1.0mol·L－1盐酸和V2mL1.5mol·L－1的NaOH溶液混合均匀后溶液温度随V1的变化趋势(V1mL＋V2mL＝50mL)答案A解析燃烧为放热反应，反应物的总能量比生成物的总能量高，图示与叙述不相符，A符合题意；酶催化存在最适宜的温度，在最适宜的温度下酶的催化活性最高，化学反应速率最快，温度低于或者高于最适宜温度，化学速率都减慢，图示与叙述相符，B不符合题意；Mg和盐酸反应为放热反应，开始反应时，反应放热且H＋浓度较大，影响速率的主要因素为温度，温度升高，化学反应速率加快；随着反应的进行，H＋浓度减小，影响速率的主要因素为H＋浓度，H＋浓度减小，化学反应速率减慢，图示与叙述相符，C不符合题意；酸碱恰好完全反应时，放热最多，温度最高，此时酸、碱的物质的量相同，V1mL×1.0mol·L－1＝V2mL×1.5mol·L－1，V1∶V2＝3∶2，溶液的总体积为50mL，则温度最高的点对应的V1＝30mL，图示与叙述相符，D不符合题意。16．(张家港高级中学高一下期末)对于反应中的能量变化，表述正确的是()A．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量B．断开化学键的过程会放出能量C．加热才能发生的反应一定是吸热反应D．氧化反应均为吸热反应答案A解析放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，A项正确；断开化学键的过程会吸收能量，B项错误；吸、放热反应与外界条件无直接关系，C项错误；食物的腐败变质是氧化反应，该过程是放热的，D项错误。17．(河北衡水校级期中)汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的总反应方程式为PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)，根据此反应判断，下列叙述正确的是()A．PbO2是电池的负极B．负极的电极反应式为Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4C．铅蓄电池放电时，每转移2mol电子消耗1molH2SO4D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移1mol电子时正极质量增加48g答案B解析蓄电池放电时，该装置是原电池，负极上失电子发生氧化反应，该装置中Pb失电子发生氧化反应，所以Pb是负极，A项错误；负极上Pb失电子后和硫酸根离子反应生成硫酸铅，即Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4，B项正确；1molPb反应转移2mol电子，消耗2molH2SO4，C项错误；放电时两电极质量均增加，负极的电极反应式为Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4，每转移1mol电子时电极质量增加48g，正极的电极反应式为PbO2＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－＋4H＋=PbSO4＋2H2O，每转移1mol电子时电极质量增加32g，D项错误。18．(重庆巴蜀中学期中)某实验探究小组研究320K时N2O5的分解反应：2N2O54NO2＋O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是()t/min01234c(N2O5)/(mol·L－1)0.1600.1140.0800.0560.040c(O2)/(mol·L－1)00.0230.0400.0520.060A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线C．N2O5的浓度越大，反应速率越快D．O2的浓度越大，反应速率越快答案C解析结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线Ⅰ、Ⅱ分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，C项正确，D项错误。二、非选择题(本题包括4小题，共46分)19．(12分)(郑州月考)分别按如图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中Ⓐ为电流表。请回答下列问题：(1)以下叙述中，正确的是________(填字母)。A．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极B．两烧杯中铜片表面均有气泡产生C．两烧杯中溶液pH均增大D．产生气泡的速度甲中比乙中慢E．乙的外电路中电流方向Zn→CuF．乙溶液中SOeq\o\al(2－,4)向铜片方向移动(2)变化过程中能量转化的主要形式：甲为___________________；乙为___________________。(3)在乙实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，分析原因可能是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，请写出铜电极的电极反应式及总反应离子方程式：铜电极：______________________，总反应：_______________________________________。当电路中转移0.25mol电子时，消耗负极材料的质量为________g(Zn的相对原子质量65)。(4)Cu2＋＋2e－=CuZn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu8.125解析甲中没有形成闭合回路，不能构成原电池，铜不能与稀硫酸反应，所以铜片表面没有气泡产生，烧杯中氢离子参加反应，浓度减小，溶液的pH增大。乙中构成原电池，加快了化学反应速率，所以产生气泡的速率甲中比乙中慢；乙中Zn为负极，Cu为正极，所以电流方向Cu→Zn，溶液中的H＋向铜片方向移动，SOeq\o\al(2－,4)向锌片方向移动。乙中负极反应式为Zn20．(10分)(石家庄期中)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：时间/min12345氢气体积/mL(标准状况)100240464576620①哪一时间段反应速率最大？________min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②求3～4min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率：________________(设溶液体积不变)。(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是________(填字母)。A．蒸馏水 B．KCl溶液C．KNO3溶液 D．CuSO4溶液(3)某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。①该反应的化学方程式是________________________________________________________。②该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。A．Y的体积分数在混合气体中保持不变B．X、Y的反应速率比为3∶1C．容器内气体压强保持不变D．容器内气体的总质量保持不变E．生成1molY的同时消耗2molZ③2min内Y的转化率为________。答案(1)①2～3该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，反应速率较快②0.025mol·L－1·min－1(2)CD(3)①3X(g)＋Y(g)2Z(g)②AC③10%解析(1)①在0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5min时间段中，产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、44mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3min；原因是该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，反应速率较快；②在3～4min时间段内，n(H2)＝eq\f(0.112L,22.4L·mol－1)＝0.005mol，消耗盐酸的物质的量为0.01mol，故v(HCl)＝eq\f(0.01mol,0.4L×1min)＝0.025mol·L－1·min－1。(2)加入蒸馏水及加入KCl溶液，H＋浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，故A、B正确；C项，加入KNO3溶液，H＋浓度减小，因酸性溶液中有NOeq\o\al(－,3)，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成，错误；D项，加入CuSO4溶液，形成原电池，反应速率加快，且影响生成氢气的量，错误。(3)①由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到5min时，Δn(Y)＝0.2mol，Δn(Z)＝0.4mol，Δn(X)＝0.6mol，则Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)＝1∶2∶3，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为3X(g)＋Y(g)2Z(g)；②X、Y的反应速率比为3∶1，随着反应的进行X、Y的反应速率比始终为3∶1，不能作为平衡状态的标志，故B错误；反应物和生成物均为气体，容器内气体的总质量保持不变，不能作为平衡状态的标志，故D错误；生成1molY的同时消耗2molZ均只能表示逆反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应达到平衡状态，故E错误；③2min内X的转化率＝eq\f(变化物质的量,起始总物质的量)×100%＝eq\f(1mol－0.9mol,1mol)×100%＝10%。21．(12分)(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1molN2和1molO2完全反应生成NO会__________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。已知：O2－可在固体电解质中自由移动。①NiO电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应。②外电路中，电子是从____________(填“NiO”或“Pt”)电极流出。③Pt电极上的电极反应式为_______________________________________________________。(3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应：2NO＋2CO2CO2＋N2。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，如表所示。实验编号t/℃NO初始浓度/mol·L－1CO初始浓度/mol·L－1催化剂的比表面积/m2·g－1Ⅰ2801.20×10－35.80×10－382Ⅱ2801.20×10－35.80×10－3124Ⅲ350a5.80×10－382①表中a＝________。②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验________________(填实验编号)。③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线______________(填“甲”或“乙”)。(4)在容积固定的绝热容器中发生反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，不能说明该反应已达到平衡状态的是______(填字母)。A．容器内温度不再变化B．容器内的气体压强保持不变C．2v逆(NO)＝v正(N2)D．容器内混合气体的密度保持不变答案(1)吸收180(2)①氧化②NiO③O2＋4e－=2O2－(3)①1.20×10－3②Ⅰ和Ⅲ③乙(4)CD解析(1)由图可知，1molN2(g)和1molO2(g)完全反应生成NO(g)时，断裂反应物中化学键吸收的总能量为946kJ＋498kJ＝1444kJ，形成生成物中化学键放出的总能量为2×632kJ＝1264kJ，则反应时需要吸收180kJ的热量。(2)①原电池中，NiO为负极，电极上NO失电子发生氧化反应生成二氧化氮。②外电路中，电子由负极NiO电极流出，经导线流入正极Pt电极。③原电池中，Pt电极为正极，O2在正极上发生还原反应生成O2－，电极反应式为O2＋4e－=2O2－。(3)①由表格数据可知，实验Ⅰ、Ⅱ温度相同，催化剂的比表面积不同，实验目的是验证催化剂的比表面积对反应速率的影响，则温度和反应物的初始浓度要相同，实验Ⅰ、Ⅲ催化剂的比表面积相同、温度不同，实验目的是验证温度对反应速率的影响，则反应物的初始浓度要相同，则a为1.20×10－3。②由表格数据可知，实验Ⅰ、Ⅲ反应物初始浓度、催化剂的比表面积均相同，温度不同，实验目的是验证温度对速率的影响。