必刷題14 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度-高一化學(xué)下學(xué)期期末復(fù)習(xí)（人教版2019必修第二冊(cè)）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

I．一定溫度下，在10L的恒容密閉容器中充入和，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：，2min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，并測(cè)得容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)為初始?jí)簭?qiáng)的0.6倍，該反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。
(1)已知斷開和中的化學(xué)鍵需要吸收的能量為，則斷開中的化學(xué)鍵需要吸收能量。
(2)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡，以CO表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率。
(3)下列描述能說明上述達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填字母)。
A．和三種物質(zhì)的濃度相等
B．密閉容器中混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化
C．密閉容器中混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化
D．密閉容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化
E．單位時(shí)間內(nèi)消耗的同時(shí)生成
(4)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為 (寫百分?jǐn)?shù)，保留2位有效數(shù)字)。
Ⅱ.甲醇燃料電池能量利用率高，且符合綠色化學(xué)理念。若以酸性溶液做電解質(zhì)溶液：
(5)應(yīng)通入極(填“正”或“負(fù)”)，
(6)寫出甲醇所在電極的反應(yīng)式：。
【答案】
(1)2052.8
(2)
(3)ACD
(4)50%
(5)正極
(6)
【詳解】（1）反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能和減去生成物的鍵能和，結(jié)合圖像可知，-E()=-128.8kJ，E()=2052.8 kJ；
（2）根據(jù)阿伏伽德羅定律可知，反應(yīng)總的物質(zhì)的量為（2+3）ml×0.6=3ml，結(jié)合化學(xué)方程式可知，反應(yīng)的CO為（5-3）ml÷2=1ml：
以CO表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率；
（3）A．結(jié)合（2）分析可知，平衡時(shí)一氧化碳、氫氣、甲醇的物質(zhì)的量均為1ml，故和三種物質(zhì)的濃度相等，能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，A符合題意；
B．容器體積和氣體總質(zhì)量始終不變，則混合氣體的密度始終不變，因此不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡，B不符合題意；
C．反應(yīng)是氣體分子數(shù)改變的的化學(xué)反應(yīng)，物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比，則混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化，達(dá)到平衡狀態(tài)，C符合題意；
D．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為M= m/n，氣體質(zhì)量不變，但是氣體的總物質(zhì)的量隨反應(yīng)進(jìn)行而改變，所以M會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)M不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，D符合題意；
E．單位時(shí)間內(nèi)消耗的同時(shí)生成，描述的都是正反應(yīng)，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，E不符合題意；
故選ACD；
（4）由（2）分析可知，平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為；
（5）氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該在正極通入；
（6）甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水，反應(yīng)為。
2．（22-23高一下·內(nèi)蒙古阿拉善盟·期末）研究碳、氮的氧化物的性質(zhì)對(duì)化工生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)有重要意義。
(1)現(xiàn)代社會(huì)的一切活動(dòng)都離不開能量，化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)伴隨能量的變化。下圖為1mlN2(g)和1mlO2(g)充分反應(yīng)生成2mlNO(g)的能量變化圖。若斷裂1mlNO(g)分子中的化學(xué)鍵，需要吸收能量。該反應(yīng)中反應(yīng)物所具有的總能量 (填“高于”“低于”或“等于”生成物所具有的總能量。
(2)由下圖的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系可知生成16g CH3OH(l)需要 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
(3)CO2催化加氫合成新能源甲醇，既實(shí)現(xiàn)了碳資源充分利用，又可有效減少CO2排放。在體積為2L的密閉容器中，充入2mlCO2和6mlH2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：，測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。
①在4min到9min時(shí)間段，v(H2)= ml·L-1·min-1
②能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是；
A．恒溫、恒容時(shí)，容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
B．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)(即圖中交叉點(diǎn))
C．有2個(gè)C=O鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)H-H鍵生成
D．當(dāng)v正(CO2)=3v逆(H2)
③平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量為。
(4)燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，如有圖為CH3OH燃料電池的工作原理示意圖，a、b均為情性電極。
①b極的電極反應(yīng)為：；
②若此燃料電池電路中轉(zhuǎn)移2ml電子，則消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為。
【答案】
(1)632kJ 低于
(2)放出 45.5
(3)0.15 C 1.5ml
(4) 11.2L
【詳解】（1）從圖中可以看出，若斷裂1mlNO(g)分子中的化學(xué)鍵，需要吸收632kJ能量。該反應(yīng)中△H=946kJ/ml+498kJ/ml-2×632kJ/ml=+180kJ/ml，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量。
（2）從圖中可以看出，生成1ml CH3OH(l)，放熱510kJ-419kJ=91kJ，則生成16g CH3OH(l)(物質(zhì)的量為0.5ml)需要放出0.5ml×91kJ/ml=45.5kJ能量。
（3）①在4min到9min時(shí)間段，CO2的濃度變化為0.25ml/L，則v(H2)==0.15 ml·L-1·min-1；
②A．恒溫、恒容時(shí)，容器內(nèi)混合氣體的質(zhì)量不變，則密度始終不變，所以密度不再變化時(shí)，反應(yīng)不一定達(dá)平衡狀態(tài)，A不符合題意；
B．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)(即圖中交叉點(diǎn))，反應(yīng)繼續(xù)正向進(jìn)行，B不符合題意；
C．有2個(gè)C=O鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)H-H鍵生成，反應(yīng)進(jìn)行的方向相反，且速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C符合題意；
D．當(dāng)v正(CO2)=3v逆(H2)，速率之比不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，D不符合題意；
故選C。
③平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量變化為0.75ml/L×2=1.5ml，則H2的物質(zhì)的量的變化為4.5ml，H2的物質(zhì)的量為6ml-4.5ml=1.5ml。
（4）從電子流向看，a電極為負(fù)極，b電極為正極。
①b極O2得電子產(chǎn)物與電解質(zhì)作用生成OH-，電極反應(yīng)為：；
②若此燃料電池電路中轉(zhuǎn)移2ml電子，則消耗的O2的物質(zhì)的量為0.5ml，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。
3．（22-23高一下·湖南郴州·期末）甲醇是一種重要的有機(jī)化工原料，現(xiàn)有在實(shí)驗(yàn)室中模擬甲醇的合成反應(yīng)，在的恒容密閉容器內(nèi)以物質(zhì)的量之比充入和。在時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：。體系中隨時(shí)間的變化如表：
(1)如圖表示反應(yīng)中的變化曲線，其中合理的是。
(2)內(nèi)該反應(yīng)的平均速率。
(3)達(dá)到平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為。
(4)在相同溫度、容積不變的條件下，能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是。
A．
B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
C．?dāng)嚅_鍵的同時(shí)形成鍵
D．容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
E．
(5)下列條件能加快正反應(yīng)速率的是________(填字母)。
A．從平衡混合物中分離出甲醇B．保持壓強(qiáng)不變，充入使容積增大
C．保持體積不變，充入使壓強(qiáng)增大D．升高溫度
(6)將甲醇設(shè)計(jì)成燃料電池，具有啟動(dòng)快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，裝置如圖所示(A、B為多孔碳棒)。
實(shí)驗(yàn)測(cè)得向電極定向移動(dòng)，則從 (填“A”或“B”)處電極入口加入甲醇，該電極反應(yīng)式為。
【答案】
(1)b
(2)
(3)
(4)BD
(5)D
(6)B
【詳解】（1）由知，乙醇的物質(zhì)的量等于消耗CO的物質(zhì)的量，隨著反應(yīng)進(jìn)行，乙醇不斷增多，平衡時(shí)乙醇為(0.020-0.007)ml，則其平衡濃度為0.0065ml/L，則如圖表示反應(yīng)中的變化曲線，其中合理的是b。
（2）內(nèi)該反應(yīng)的平均速率=。
（3）在2L的恒容密閉容器內(nèi)以物質(zhì)的量之比2：5充入CO和H2。由表知充入氫氣為0.050ml，消耗氫氣為2×(0.020-0.007)ml=0.026ml，達(dá)到平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為。
（4）A．時(shí)正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等，而說明正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率不相等、不平衡，A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)中，氣體的物質(zhì)的量、壓強(qiáng)會(huì)隨著反應(yīng)而變化，故容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化，說明氣體的物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化，則說明反應(yīng)已達(dá)平衡，B正確；
C．?dāng)嚅_鍵的同時(shí)形成鍵，均指正反應(yīng)，不能說明已平衡，C錯(cuò)誤；
D．氣體質(zhì)量始終不變，氣體的物質(zhì)的量、混合氣體的平均摩爾質(zhì)量會(huì)隨著反應(yīng)而變，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變說明反應(yīng)已達(dá)平衡，D正確；
E．在2L的恒容密閉容器內(nèi)以物質(zhì)的量之比2：5充入CO和H2，當(dāng)，吧能說明各成分的量不再變化、不能說明已平衡，E錯(cuò)誤；
選 BD。
（5）A. 從平衡混合物中分離出甲醇，減少了生成物濃度，反應(yīng)速率減小，A錯(cuò)誤；
B. 保持壓強(qiáng)不變，充入使容積增大，同比例減少了所有氣體的濃度，等效于減壓，反應(yīng)速率減小，B錯(cuò)誤；
C. 保持體積不變，充入使壓強(qiáng)增大，所有氣體的濃度均不變，反應(yīng)速率不變，C錯(cuò)誤；
D. 升高溫度，反應(yīng)速率增大，D正確；
選D。
（6）燃料電池工作時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得向電極定向移動(dòng)，則從B處電極入口加入甲醇，負(fù)極上甲醇失去電子被氧化，該電極反應(yīng)式為。
4．（22-23高一下·海南?？凇て谀┯煤铣扇剂霞状?)是碳減排的新方向?，F(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：某溫度下在體積為1L的密閉容器中，充入2ml和6ml發(fā)生反應(yīng)：，請(qǐng)回答下列問題：
(1)能判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是___________(填字母)。
A．百分含量保持不變B．容器中濃度與濃度之比為3：1
C．容器中混合氣體的密度保持不變D．的生成速率與的生成速率相等
(2)現(xiàn)測(cè)得和的濃度隨時(shí)間變化如圖所示，回答下列問題：
①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率。
②平衡時(shí)甲醇的體積分?jǐn)?shù)為，反應(yīng)過程中的最大轉(zhuǎn)化率為。
(3)下圖是以為電解質(zhì)溶液的甲醇燃料電池示意圖：，通入氧氣的電極為燃料電池的極(填“正”或“負(fù)”)，隨著電池工作，電解質(zhì)溶液的如何變化。
A．變大 B．變小 C．不變 D．無法判斷
【答案】
(1)AD
(2) 30% 75%
(3)正 B
【詳解】（1）A．平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度保持不變，CO2百分含量保持不變，說明到達(dá)平衡，故A正確；
B．開始投料比，2ml CO2和6ml H2，根據(jù)方程式可知容器中H2濃度與CO2濃度之比始終為3：1，所以不能證明達(dá)平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．容器的體積不變，反應(yīng)前后都為氣體，容器中混合氣體的質(zhì)量始終保持不變，混合氣體的密度始終不變，不能說明到達(dá)平衡，故C錯(cuò)誤；
D．CO2生成速率表示逆反應(yīng)速率，CH3OH生成速率表示正反應(yīng)速率，兩者相等，說明到達(dá)平衡，故D正確；
答案選AD。
（2）①由圖可知，12min到達(dá)平衡時(shí)二氧化碳的濃度變化量為2ml/L-0.5ml/L=1.5ml/L，所以v(CO2)=1.5ml/L÷12min=0.125ml/(L?min)，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v(H2)=3v(CO2)=3×0.125ml/(L?min)=0.375ml/(L?min)；
②根據(jù)圖象可知平衡時(shí)生成甲醇是1.5ml，同時(shí)生成水蒸氣是1.5ml，根據(jù)方程式可知消耗二氧化碳和氫氣分別是1.5ml和4.5ml，剩余二氧化碳和氫氣分別是0.5ml和1.5ml，則平衡時(shí)甲醇的體積分?jǐn)?shù)為×100%＝30%；CO2的轉(zhuǎn)化率為×100%＝75%；
（3）甲醇-空氣燃料電池中燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿溶液中生成碳酸鹽，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)可知隨反應(yīng)進(jìn)行，溶液中氫氧根離子濃度減小，pH變小。
5．（22-23高一下·黑龍江哈爾濱·期末）以制備甲醇是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。在體積為的密閉容器中，充入和，180℃下反應(yīng)得甲醇(沸點(diǎn)64．7℃)和物質(zhì)X，測(cè)得各物質(zhì)物質(zhì)的量隨時(shí)間的部分變化圖如圖：
(1)和化學(xué)反應(yīng)方程式為。
(2)內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率為。
(3)時(shí)，正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率(填“>”“”“

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