山东省2020-2021学年高二化学上学期10月联考试题.doc

山东省2020-2021学年高二化学上学期10月联考试题

山东省2020-2021学年高二化学上学期10月联考试题

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山东省2020-2021学年高二化学上学期10月联考试题（含解析）
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的学校、班级、姓名、考号、座号填写在相应位置。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Cu 64
一、选择题：本题共10个小题，每题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学与科学、技术、社会和环境密切相关。下列说法错误的是( )
A. 汽车尾气中的氮氧化物在臭氧转化成氧气过程中起催化作用，从而形成臭氧层空洞
B. 燃料电池发展前景广阔，能量利用效率高，能连续使用、而且污染小
C. 工业合成氨时应综合考虑反应条件与仪器设备之间的关系，不能靠单一增大压强来提高氨气的产率
D. 如果反应的ΔH-TΔS＞0，则该反应在任何条件下都不能发生
【答案】D
【解析】
【详解】A．汽车尾气中的氮氧化物在臭氧转化成氧气过程中起催化作用，可加快O3转化为O2，从而导致臭氧层空洞的形成，A正确；
B．燃料电池比起燃料直接燃烧，能量利用效率高，而且能连续使用、污染小，因而发展前景广阔，B正确；
C．工业合成氨时既要考虑反应速率，同时也要化学平衡移动，所以应综合考虑反应条件与仪器设备之间的关系，能通过适当增大压强或采取一定温度等条件进行反应，从而能提高氨气的产率，C正确；
D．如果反应的ΔH-TΔS＞0，则该反应不能自发进行，反应属于非自发反应，但在一定条件下非自发反应仍能发生，D错误；
故合理选项是D。
2. 化学反应进行的方向、限度、速率是化学反应原理所要研究的重要问题。下列说法中错误的是
A. 在反应C(s) + CO2(g)= 2CO(g)中，可以用单位时间内碳的质量变化来表示化学反应速率
B. 升高温度，分子运动加快，增加了活化分子百分数，化学反应速率增大
C. 在NH2COONH4(s)⇌CO2(g) + 2NH3(g)中，CO2的体积分数不变能作为反应达到平衡的标志
D. 某可逆反应，若化学平衡常数改变，则平衡一定移动
【答案】C
【解析】
【详解】A．在反应C(s) +CO2(g)= 2CO(g)中，C为固体，不能用C的浓度变化表示化学反应速率，但可以用单位时间内碳的质量变化来表示化学反应速率，故A正确；
B．升高温度，分子运动加快，活化分子的数目增多，活化分子百分数增加，化学反应速率增大，故B正确；
C．在NH2COONH4(s)⇌CO2(g)+2NH3(g)中，两种气体的物质的量之比始终不变，所以CO2的体积分数不变，该反应不一定达到平衡，故C错误；
D．化学平衡常数只与温度有关，某可逆反应，若化学平衡常数改变，则该反应体系温度发生变化，温度发生改变，平衡一定发生移动，故D正确；
答案选C。
3. 下列装置都与电化学有关，有关叙述中正确的是

A. 图1装置中，MnO2起催化作用
B. 图2装置中，铁钥匙应与电源正极相连
C. 图3所示电池在工作过程中，盐桥中K+ 移向硫酸锌溶液
D. 图4装置，K与M或N连接，都能保护Fe电极
【答案】D
【解析】
【详解】A．图1装置中，在正极MnO2得电子产物与水反应生成Mn2O3和OH-，电极反应式为2MnO2+2e-+H2O=Mn2O3+2OH-，A错误；
B．图2装置中，铁钥匙上镀铜，溶液中的Cu2+应在铁钥匙上得电子，生成Cu附着在铁钥匙表面，所以应与电源负极相连，B错误；
C．图3所示电池在工作过程中，锌电极失电子生成Zn2+进入溶液，所以盐桥中Cl-应移向硫酸锌溶液，C错误；
D．图4装置，K与M相连时作阴极，与N连接时作正极，都能保护Fe电极，D正确；
故选D。
4. 1000 K时，在密闭容器内发生反应：2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g) ΔH＞0，下列图像与该反应体系相符的是

A. 图1表示温度对反应的影响
B. 图2表示压强对物质平衡百分含量的影响
C. 图3表示恒压再充入NO2
D. 图4表示体积压缩至原来一半
【答案】D
【解析】
【详解】A．温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，则根据图示可知温度：T1＞T2，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，NO的物质的量增加，图示与反应事实不符，A错误；
B．该反应的正反应为气体体积增大的反应，增大压强，化学平衡逆向移动，NO2的含量增大，图象与反应事实不符，B错误；
C．若恒压再充入NO2，则容器的容积就要扩大，瞬间c(NO2)不变，而c(NO)、c(O2)减小，因此v正不变，v逆减小，v正＞v逆，化学平衡正向移动，图象与反应事实不符合，C错误；
D．若将体积压缩至原来的一半，体系的压强会增大，任何物质的浓度都是原来2倍，由于该反应的正反应为气体体积增大的反应，增大压强，化学平衡逆向移动，使c(NO)减小，但平衡移动的趋势是微弱的，最终达到平衡时NO浓度比原平衡时的浓度大，图象与反应事实吻合，D正确；
故合理选项是D。
5. NO2是生产硝酸的中间物质之一 ，在一密闭容器中存在化学平衡2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH＜0，改变某些条件，下列说法正确的是
A. 恒温恒压下充入NO2 ，NO2的转化率增大
B. 为了准确测定NO2的相对分子质量，应在低压高温下进行
C. 恒温恒容下充入惰性气体，混合气体颜色变浅
D. 恒温恒容下混合气体的密度不变，则反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．恒温恒压下充入NO2，可以理解为在另外一个相同容器中先加入NO2，达到平衡后，与原平衡转化率是相同的，再将两个容器合二为一，由于是恒压容器，平衡不移动，因此NO2的转化率不变，故A错误；
B．为了准确测定NO2的相对分子质量，应尽可能的全部是NO2，则应该逆向移动，即减小压强，升温，即在低压高温下进行，故B正确；
C．恒温恒容下充入惰性气体，平衡不移动，混合气体颜色不变，故C错误；
D．密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，因此恒温恒容下混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，故D错误。
综上所述，答案为B。
6. 某同学设计了如图装置，有关说法正确的是

A. 装置①工作结束后，a电极上可能析出红色物质
B. 装置②可用于精炼铜，此时c极为粗铜
C. 装置③导线中有稳定的电流通过，此时Al片做负极
D. 装置④中电子经溶液由Fe流向Zn
【答案】A
【解析】
【详解】A．装置①工作时，a电极为阴极，起初a电极上H+得电子生成H2，当阳极产生的Cu2+迁移到a电极后，Cu2+可能在a电极上得电子从而析出红色物质，A正确；
B．装置②可用于精炼铜，此时c极为阴极，应使用精铜，B不正确；
C．因为Al在浓硝酸中发生钝化，若要使装置③导线中有稳定的电流通过，此时Al片做正极，Cu片作负极，C不正确；
D．装置④中，Zn作负极，Fe作正极，电子经导线由Zn流向Fe，D不正确；
故选A。
7. 已知反应A(g) +3B(g)⇌2C(g) +2D(?)，下列一定能够判断该反应达到平衡状态的是
①2v(A) =v(C)
②气体 C的体积分数保持不变
③恒压条件下，体积保持不变
④恒容条件下，气体密度保持不变
⑤恒容条件下 ，压强不再变化
⑥加入 D，B的体积分数不变
⑦绝热条件下，体系温度不变
A. ①②⑥⑦ B. ②③⑥ C. ②⑥⑦ D. ②④⑤⑦
【答案】C
【解析】
【详解】①只要该反应发生就有2v(A) =v(C)，且没有指明反应速率方向，所以① 不能用于判断该反应是否处于平衡状态；
②气体 C的体积分数保持不变，则其它气体的体积分数也不变，则该反应处于平衡状态，故②符合题意；
③若D为气体，恒压时体积也会保持不变，则不能用于判断该反应是否处于平衡状态；
④恒容条件下，若D为气体，气体的总质量和总体积保持不变，则气体密度保持一直不变，不能用于判断该反应是否处于平衡状态；
⑤恒容条件下，若D为气体，则压强一直不变，则不能用于判断该反应是否处于平衡状态；
⑥加入D，B的体积分数不变，则平衡没发生移动，D为非气体，故处于平衡状态，符合题意；
⑦绝热条件下，体系温度不变，则该反应处于平衡状态，符合题意；
综上所述②⑥⑦符合题意，故选C。
答案选C。
8. 爱迪生电池是一种铁镍蓄电池，其总反应化学方程式为：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，下列推断中错误的是
A. 蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中
B. 放电时，正极附近溶液的pH变小
C. 充电时，Fe电极与直流电源的负极相连
D. 充电时，阴极的电极反应式为Fe(OH)2+2e- =Fe+2OH-
【答案】B
【解析】
【详解】A．由总方程式可知此电池为碱性电池，Fe电极能够与酸发生反应，所以蓄电池的电极浸在碱性电解质溶液中，A正确；
B．放电时装置为原电池，负极电极反应式：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，正极电极反应式：NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-，由于正极不断产生OH-，使c(OH-)增大，溶液pH增大，B错误；
C．充电时装置是电解池，Fe(OH)2得到电子被还原产生Fe单质，发生还原反应，则Fe电极应该与直流电源的负极相连，C正确；
D．充电时阴极与电源负极连接，发生还原反应，电极反应式为Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-，D正确；
故合理选项是B。
9. 在相同温度相同体积的甲、乙两密闭容器中，分别充入1molN2和3molH2，甲保持恒温恒压，乙保持恒温恒容，发生反应：N2(g) + 3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＜0。下列说法错误的是

A. 甲容器中反应达到平衡时，再向容器内充入1 mol 稀有气体，平衡逆向移动
B. 两容器内的反应达到化学平衡状态所需时间： t甲＞t乙
C. 当甲中N2的平衡转化率为10%时，乙中N2的转化率小于10%
D. 乙容器中反应达到平衡时，再向容器内充入1 mol N2，则平衡正向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. 甲容器保持恒温恒压，则甲容器中反应达到平衡时，再向容器内充入1 mol 稀有气体，容器容积变大，反应体系压强减小，相当于减压，故平衡将向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，故A正确；
B. 甲容器保持恒温恒压，乙容器保持恒温恒容，随反应的进行，乙容器中气体物质的量减小，则乙容器中气体压强减小，则甲容器中的压强比乙容器中的压强大，故甲容器中反应速率较大，达到平衡的时间较短，故 t甲＜t乙，故B错误；
C. 由B项分析知，甲容器反应速率较大，则当甲中N2的平衡转化率为10%时，乙中N2的转化率小于10%，故C正确；
D. 乙容器中反应达到平衡时，再向容器内充入1 mol N2，反应物的浓度增大，则平衡正向移动，故D正确；
故选B。
10. 双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g) + H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH <0，反应过程示意图如图：

下列说法错误的是
A. 由图可知，整个反应过程中，起始时的2个H2O只有一个参与了反应
B. 过程Ⅰ、Ⅱ中都存在吸附和断键
C. 过程III既生成极性共价键，又生成非极性共价键
D. 使用催化剂降低了反应的活化能，但不改变反应的ΔH
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，根据过程Ⅰ、Ⅱ中2个H2O都断裂了其中的一个氧氢键，故A错误；
B．根据图中信息过程Ⅰ、Ⅱ中都存在吸附，过程Ⅰ、Ⅱ都是氧氢键的断键，故B正确；
C．过程III生成二氧化碳和氢气，二氧化碳含有极性共价键，氢气含有非极性共价键，故C正确；
D．使用催化剂降低了反应的活化能，但不改变反应的ΔH，焓变只与反应物总能量和生成物总能量有关，故D正确。
综上所述，答案为A。
二、选择题：本题共5个小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11. 工业合成氨原理反应总方程式为N2(g) + 3H2(g)⇌2NH3(g)，包含多个基元反应，其反应机理如图所示，已知各物种在催化剂表面吸附放出能量。下列说法错误的是

A. 从充入反应物到A处，物质的能量降低，表示N2、H2在催化剂表面吸附过程放热，物质由气态转化为液态，该过程ΔS＞0
B. B→C过程决定了总反应的速率
C. 工业合成氨选择温度为700K，主要考虑催化剂在此温度下活性较高
D. 由图像可知氨气分解为吸热反应
【答案】A
【解析】
【详解】A．从充入反应物到A处，表示N2、H2在催化剂表面的吸附过程，该过程ΔS＜0，A错误；
B．在整个转化过程中，B→C过程的活化能最大，所以此过程决定了总反应的速率，B正确；
C．合成氨反应为放热反应，之所以选择700K的温度，主要是考虑催化剂在此温度下活性较高，C正确；
D．由图像可知，合成氨反应N2(g) + 3H2(g)⇌2NH3(g) △H= -92kJ∙mol-1，则氨气分解为吸热反应，D正确；
故选A。
12. 用电解法制备高纯金属铬和硫酸的原理如图所示。下列说法正确的是

A. b为直流电源的正极
B. A膜是阳离子交换膜，B膜是阴离子交换膜
C. 阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑
D. 若有1 mol离子通过A膜，理论上阳极生成0.5 mol气体
【答案】AD
【解析】
【详解】A．该装置制备高纯金属Cr和硫酸，左边池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应，则Cr棒为阴极，连接阴极的电极a为电源的负极，则b为电源的正极，A正确；
B．左边池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应，阴极反应式为Cr3++3e-=Cr，附近溶液中浓度增大，为维持溶液电中性，要通过A膜进入中间区域；石墨电极上OH-不断失去电子变为O2逸出，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，使附近H+浓度增大，为维持溶液电中性，H+不断通过B膜乙池，所以A膜是阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜，B错误；
C．阴极上Cr3+得到电子变为单质Cr，电极反应式为：Cr3++3e-=Cr，C错误；
D．根据选项B分析可知：要通过A膜进入中间区域，若有1 mol离子通过A膜，由于带有2个单位负电荷，则电路中会转移2 mol电子，则根据电荷守恒可知理论上阳极石墨上会产生0.5 mol O2，D正确；
故合理选项是AD。
13. 工业废气中的SO2可以变废为宝用来制备H2SO4其主要反应为：2SO2(g) +O2(g)⇌2SO3(g)。 下列说法正确的是

A. 图1表示平衡时SO3的体积分数随充入反应物的物质的量比值关系，则A点处转化率α(O2) >α(SO2)
B. 图2中K为该反应的化学平衡常数，则正向为放热反应， P点处化学反应速率v正>v逆
C. 图3表示t1时刻通过压缩体积增大压强化学反应速率随时间变化图像
D. 由图4可知ΔH=Ea逆 - Ea正
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由曲线可知，当达到最高点时=2，那么c(SO2)＞c(O2)，SO2有剩余，所以α(O2) >α(SO2)，故A正确；
B．K为该反应的化学平衡常数，则正向为放热反应，由图可知P点在曲线下面，未达到平衡状态，化学反应正向移动，所以P点处化学反应速率v正>v逆，故B正确；
C．t1时刻通过压缩体积增大压强，反应正向移动，v正>v逆，故C错误；
D．由图可知该反应为放热反应，ΔH= Ea正-Ea逆 ，故D错误；
故选AB；
14. 如图装置模拟工业处理污水。使污水pH保持在5 ~6之间，通过电解产生Fe(OH)3胶体，利用其吸附性将水中的悬浮物沉淀，从而达到净水目的。下面说法错误的是

A. 通空气的电极同时通入CO2能更好地保证电池正常工作
B. 左侧石墨电极上的电极反应式：CH4 +4CO- 8e- =5CO2 +2H2O
C. 处理污水过程中，溶液中离子浓度减小，可加入适量的稀硫酸增强溶液导电性
D. 污水中生成Fe(OH)3的反应为4Fe2+ + 10H2O +O2 =4Fe(OH)3+ 8H+
【答案】C
【解析】
【分析】
从图中可以看出，通空气的电极为正极，通CH4的电极为负极。在负极：CH4 +4CO- 8e- =5CO2 +2H2O，在正极：2O2+8e-+4CO2==4 CO；在阳极：4Fe-8e-==4Fe2+，在阴极：8H++8e-==4H2↑，污水中：4Fe2+ + 10H2O +O2 =4Fe(OH)3+ 8H+。
【详解】A．通空气的电极为正极，O2得电子的产物需要与CO2反应才能转化为碳酸根离子，所以同时通入CO2能更好地保证电池正常工作，A正确；
B．从以上分析可知，左侧石墨电极为负极，电极反应式：CH4 +4CO- 8e- =5CO2 +2H2O，B正确；
C．处理污水过程中，溶液中离子浓度基本不变，若加入适量的稀硫酸，会减小溶液的pH，使溶液pH不在5 ~6之间，对产生Fe(OH)3胶体不利，若想增强导电性，加入的盐必须呈中性，C不正确；
D．由以上分析知，污水中生成Fe(OH)3的反应为4Fe2+ + 10H2O +O2 =4Fe(OH)3+ 8H+，D正确；
故选C。
15. 利用工业废气中的CO2和H2可以合成甲醇，反应方程式为：CO2(g) +3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g) ΔH＜0，恒温下向5 L密闭容器中充入反应物如表。下列说法正确的是
t/ min
n( CO2)/mol
n(H2)/mol
0
2.0
6.0
2
1.0

4
0.5

6

1.5

A. 2 min末反应速率v(CO2) =0.1 mol·L-1·min -1
B 反应进行到4 min时未达平衡
C. 图中曲线表示逐渐升高温度时CO2的转化率随时间变化图像
D. 该温度下化学平衡常数K=(mol·L-1)-2
【答案】CD
【解析】
【详解】A．反应达2 min时的平均反应速率v(CO2) ==0.1 mol·L-1·min -1，随着反应的进行，反应速率不断减慢，所以2 min末反应速率v(CO2)＜0.1 mol·L-1·min -1，A不正确；
B．反应进行到4 min时，n( CO2)=0.5mol，则n(H2)=1.5mol，与6min时相同，反应达平衡，B不正确；
C．虽然正反应为放热反应，温度升高对平衡移动不利，但起初反应未达平衡，所以CO2的转化率不断增大，当反应进行一段时间后，反应达平衡，继续升高温度，平衡逆向移动，CO2的转化率减小，C正确；
D．该温度下反应达平衡时，n( CO2)=0.5mol，则n(H2)=1.5mol，n(CH3OH)=1.5mol，则n(H2O)=1.5mol，化学平衡常数K=(mol·L-1)-2=(mol·L-1)-2，D正确；
故选CD。
三、非选择题，本题共5小题，共60分。
16. 电能是一种清洁的二次能源，是用途最广泛的能源之一。一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。如图所示，某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为( NH4)2SO4的原理和粗铜的精炼原理。

(1)燃料电池放电过程中正极的电极反应式为_______。
(2)乙装置中物质A是______(填化学式)。
(3)丙装置中粗铜含有锌、银等杂质，工作一段时间后，CuSO4溶液的浓度将______。(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)若甲装置有3.36 L(标准状况下)O2参加反应，则丙装置中析出铜的质量为_____g。
【答案】 (1). O2+4e-+4H+=2H2O (2). H2SO4 (3). 减小 (4). 19.2
【解析】
【分析】
某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4的原理和粗铜的精炼原理，甲装置为原电池，通入氧气的电极为原电池正极，氧气得到电子生成水，电极反应：O2+4H++4e-=2H2O，通入NO的电极为原电池负极，NO转化为HNO3，电极反应为：NO-3e-+2H2O=+4H+，乙池为电解池，左边石墨为阳极，电极反应为：SO2-2e-+2H2O=+4H+，右边为电解池阴极，电极反应为：NO+5e-+6H+=+H2O，粗铜为电解池阳极，精铜为电解池阴极。
【详解】(1)在甲装置的燃料电池中，在放电时通入O2的电极为正极，正极的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；
(2)根据反应5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4可知：产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4生成，故乙装置中物质A是H2SO4；
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，则阳极上不仅铜失去电子，还有锌也会失电子变为金属阳离子进入溶液，杂质银在阳极底部形成阳极泥，阴极上只有Cu2+得到电子变为单质Cu析出。根据转移电子数相等可知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，故丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小；
(4)若在标准状况下，甲装置有3.36 L O2参加反应，其物质的量n(O2)==0.15 mol，1 mol O2反应转移4 mol电子，则根据同一闭合回路中电子转移数目相等可知丙装置中阴极上析出铜的物质的量n(Cu)==0.3 mol，其质量m(Cu)= 0.3 mol×64 g/mol=19.2 g。
17. 在2 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)⇌M(g)+2N(g)所得实验数据如表：
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n( M)
①
700
0.40
0.10
0.09
②
800
0.10
0.40
0.08
③
800
0.40
0.10
a
(1)实验①中，若5min时测得n(M)=0.050mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率为______。
(2)800℃ 化学平衡常数为______该反应的正反应为____ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能说明上述反应一定达到平衡的条件是_____。
A．c(Y) =c(M)
B．混合气体平均相对分子质量不再变化
C．2v正(X) =v逆(N)
D．M和N的物质的量之比不再变化
(4)实验②达到平衡时，再向容器中加入0.02molX和0.02molM，此时Y的平衡转化率______。 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)实验③中，达到平衡时，a=_______。
【答案】 (1). 0.01mol/(L⋅min) (2). 0.16 (3). 吸热 (4). BC (5). 增大 (6). 0.08
【解析】
【详解】(1)实验①中，若5min时测得n(M)=0.050mol，则0至5min时间内，v(M)===0.005mol/(L⋅min)，根据反应速率之比等于系数之比，所以v(N)=2v(M)= 0.01mol/(L⋅min)，故答案为：0.01mol/(L⋅min)；
(2)根据实验②数据，M的平衡浓度为0.04mol/L，列三段式：
则800℃化学平衡常数K==0.16；
根据实验①数据，列三段式：

则700℃化学平衡常数K=≈00047；
通过上述计算，升高温度，平衡常数增大，说明升高温度，反应向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，故答案为：0.16；吸热；
(3)A．c(Y) =c(M) 不能说明正逆反应速率相等，则不能判断平衡状态，故A不符合题意；
B．因为反应前后气体的质量不变，气体的物质的量增大，达到平衡前，平均相对分子质量一直变化，当混合气体平均相对分子质量不再变化时，反应达到平衡，故B符合题意；
C．2v正(X) =v逆(N)，即，说明正逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，故C符合题意；
D．M和N的物质的量之比不再变化，无法判断正逆反应速率相等，则无法判断平衡状态，故D不符合题意；
故答案为：BC；
(4)结合(2)中分析，实验②达到平衡时，再向容器中加入0.02molX和0.02molM，Qc=≈0.0047＜K=0.16，则反应向正反应方向移动，此时Y的平衡转化率增大，故答案为：增大；
(5)反应中X(g)和Y(g)的计量系数相同，按照实验③与实验②的方式投料时，实验③与实验②互为等效平衡，实验③达到平衡时，a=0.08，故答案为：0.08。
18. 十九大报告提出“打赢蓝天保卫战”，对大气污染的防治提出了更高的要求，氮的氧化物(主要是NO和NO2)会形成酸雨、光化学烟雾等，是大气的主要污染物之一。
I.(1)利用NH3还原氮氧化物是目前应用广泛的氮氧化物脱除技术 ，除NO的主要反应是4NH3(g) +6NO(g)⇌5N2(g) +6H2O(l)。脱氮率在不同的催化剂Mn和Cr下与温度的关系如图所示。工业选取的最佳催化剂是_________(填序号)，理由是______。

(2)用电解的方法可将NO转化为NH4NO3，变污染气体为氮肥，装置如图所示，阳极的电极反应式是______。当阳极消耗11.2 L(标准状况下)气体，阴极消耗相同状况下NO的体积是_____ L。

II.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子相互作用时，可发生如下反应：
2NO(g) +Cl2(g) ⇌ 2ClNO(g) ①化学平衡常数为 K1
2NO2(g) + NaCl(s)⇌NaNO3(s) +ClNO(g)②化学平衡常数为 K2
(3)4NO2(g) +2NaCl(s)⇌2NaNO3(s) +2NO(g) +Cl2(g)的平衡常数K=_______(用K1、K2表示)
(4)在一定条件下恒温恒容的密闭容器中，按一定比例充入NO2和Cl2气体，平衡时ClNO的体积分数φ随的变化如图所示，当=3时，达到平衡状态时 ClNO的体积分数φ可能是A、B 、C三点中的_______点。

(5)进一步研究发现，在温度T℃时，反应①的正反应速率v正= kcn(ClNO)，测得速率和浓度的关系如表，则n=______， k=______ ( 只填数值)。
序号
c(ClNO)/mol·L-1
v正/mol·L-1· min-1
①
0.20
1.8 × 10-8
②
0.40
7.2× 10-8
③
0.60
1.62× 10-7

【答案】 (1). Mn (2). 200℃时Mn的催化效率更高，500℃时，Cr的催化效率更高，相比之下，在最高脱氮率相差不大时，200℃的耗能更少，则工业选取的最佳催化剂是Mn (3). (4). 6.72 (5). (6). C (7). 2 (8). 4.5×10−7
【解析】
【分析】
由图表提取有效信息，结合电化学原理判断电极、书写电极方程式，应用盖斯定律计算新的热化学方程式；
【详解】I.(1)200℃时Mn的催化效率更高，500℃时，Cr的催化效率更高，相比之下，在最高脱氮率相差不大时，200℃的耗能更少，则工业选取的最佳催化剂为Mn；
(2) 结合图示可知，阳极氧化反应生成了硝酸根离子，阳极的电极反应式是 。当阳极消耗11.2 L(标准状况下)气体，转移1.5mol电子，阴极每1molNO转化生成铵根离子转移5mol电子，所以阴极消耗相同状况下NO的体积是 ；
II(3).2NO(g) +Cl2(g) ⇌ 2ClNO(g) ①化学平衡常数为 K1，2NO2(g) + NaCl(s)⇌NaNO3(s) +ClNO(g)②化学平衡常数为 K2，根据盖斯定律可知4NO2(g) +2NaCl(s)⇌2NaNO3(s) +2NO(g) +Cl2(g) 应为②×2−①得到，则平衡常数K= ；
(4)当=3时，达到平衡状态时 ClNO的体积分数φ可能是C点，因为随着反应的进行，NO转化率逐渐降低，所以ClNO的百分含量也会降低；
(5)在温度T℃时，反应①的正反应速率v正= kcn(ClNO)，由表知：则n=2，所以K=4.5×10−7。
19. 某化学兴趣小组学习了化学反应的限度和速率后，对化学反应的机理和外界条件对化学平衡的影响进行探究。
I．探究化学反应机理
在研究中发现2NO(g) +O2(g)⇌2NO2(g)的反应速率随温度的升高而减小，为探究这一反常现象，查阅资料后得知该反应历程分为两步：
①2NO(g)⇌N2O2(g) ΔH1＜0(快反应) v1正=k1正c2(NO) ，v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g) +O2(g)⇌2NO2(g) ΔH 2 ＜0(慢反应) v2正=k2正c(N2O2) ·c(O2)，v2逆=k2逆c2 (NO2)
(1)反应①、②的活化能大小关系为E1____ E2(填“>”“＜”“=”)，反应②的化学平衡常数K=_____ (用 k2正 、k2逆表示)。
(2)对实验数据分析得到O2的浓度和v2正的关系如图所示，当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡变为的点是______。 ( 填对应点的字母)

II．探究外界条件的改变对化学平衡的影响
(3)以2NO(g) +2CO(g)⇌2CO2(g) +N2(g) ΔH =QkJ·mol-1为例，研究外界条件对化学反应速率和平衡的影响。在体积不变的密闭容器中分别充入等量CO和NO进行反应，改变外界条件，实验测得CO的物质的量随时间的变化影响结果如图所示。(已知当催化剂的质量相同时，催化剂的比表面积越大，化学反应速率越快)

实验1、2 、3代表的实验编号分别是______。(按顺序填写实验编号)
实验编号
温度/℃
催化剂的比表面积/m2·g-1
催化剂的用量(g)
A
280
41
25
B
280
62
25
C
350
62
25
(4)如图表示CO2的体积分数φ(CO2)随压强、温度的变化，则p1、p2的关系是p1_____p2(填“>”“＜”“=”，下同)，Q______ 0。

【答案】 (1). ＜ (2). (3). a (4). B、A、C (5). ＜ (6). ＜
【解析】
【分析】
I．(1)反应2NO(g) +O2(g)⇌2NO2(g)进行的快慢由反应进行慢的反应决定，活化能越大，反应速率越小；当反应②达到平衡时，正逆反应速率相等，即v2正= v2逆；
(2)已知反应N2O2(g) +O2(g)⇌2NO2(g) ΔH 2＜0，正反应放热，升高温度，反应平衡逆向移动据此分析；
II．(3)温度越高，反应速率越快，催化剂能改变反应速率，但不改变平衡状态，根据催化剂和温度对反应速率的影响分析；
(4)反应2NO(g) +2CO(g)⇌2CO2(g) +N2(g)正向为气体分子数目减小的反应，其他条件不变，减小压强，平衡逆向移动；根据图示，升高温度，CO2的体积分数减小，说明反应逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。
【详解】I．(1)根据题意，反应①为快反应，反应②为慢反应，反应2NO(g) +O2(g)⇌2NO2(g)进行的快慢由反应进行慢的反应决定，即由反应②决定，活化能越大，反应速率越小，则反应①、②的活化能大小关系为E1＜E2；当反应②达到平衡时，正逆反应速率相等，则v2正= v2逆，即k2正c(N2O2) ·c(O2)= k2逆c2 (NO2)，则化学平衡常数K=；
(2)已知反应N2O2(g) +O2(g)⇌2NO2(g) ΔH 2＜0，正反应放热，升高温度，反应平衡逆向移动，O2的浓度增大，v2正升高到某一温度时v2正减小，反应重新达到平衡变为的点是a点；
II．(3)温度越高，反应速率越快，催化剂能改变反应速率，但不改变平衡状态，由图可知，反应3的速率最快，实验1的速率比反应2的速率快，达到平衡时反应物的转化率相同，表中实验C的温度最高且催化剂的表面积最大，则反应3为C，而A与B比较温度相同，但B催化剂的表面积大，即B的反应速率比A快，但平衡状态相同，可知实验1为B，实验2为A，则实验1、2 、3代表的实验编号分别是B、A、C；
(4)反应2NO(g) +2CO(g)⇌2CO2(g) +N2(g)正向为气体分子数目减小的反应，温度不变的条件下，减小压强，平衡逆向移动，CO2的体积分数减小，则p1、p2的关系是p1＜p2；根据图示，升高温度，CO2的体积分数减小，说明反应逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此Q＜0。
20. 能源是人类赖以生存的基础，是驱动人类活动的根本动力，变废为宝、不断开发新能源、提高能量的利用率…… 是科学家不断探索的课题。
I．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CO2和CH4反应制造更高价值的物质，是目前的研究目标之一。在300 ℃时，2molCO2和2molCH4充入体积是10L的带气压计的恒容密闭容器中，发生反应CH4(g) +CO2(g)⇌2H2(g) + 2CO(g) ，测得初始压强为5 kPa，反应过程中容器内总压强随时间变化如图所示(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)。

(1)该反应过程中从0 min到2 min压强变化原因是______。
(2)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp =_____ ( kPa)2。[气体分压(P分) =气体总压(P总)×气体体积分数]
II．二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”，制备二甲醚可通过2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g) + H2O(g)制得。
经查阅资料：
①该反应压强平衡常数的计算式为lnKp= -2.205 +(T为热力学温度，与摄氏度的关系是：热力学温度=摄氏度+273)。
②催化剂吸附水蒸气会受压强影响，进而影响催化效率。
(3)在一定温度范围内，随温度升高，甲醇生成二甲醚的倾向_____(填“增大”“减小”“不变”)
(4)T℃时，将甲醇按一定流速流经催化剂，测得到达平衡前甲醇的转化率随压强的增大而减小，试解释原因__________。
(5)200℃时，在密闭容器中加入一定量甲醇，反应达到平衡状态时，体系中二甲醚的物质的量分数是_________。
A．＞ B． C．~ D． E．＜
(6)二甲醚燃料电池应用于工业生产中，其工作原理如图所示：

①该电池的负极反应式为：_____。
②该二甲醚燃料电池的能量利用率为50%，现利用该电池电解氯化钠溶液，若消耗9.2g二甲醚，则制得标准状况下氯气的体积______ L。
【答案】 (1). 反应为吸热反应，温度降低使体系压强减小 (2). 0.25 (3). 减小 (4). 压强增大，催化剂吸附水分子的量增多，催化效率降低 (5). C (6). CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO