2021-2022学年山东省实验中学高二（上）期中化学试卷（含答案解析）

这是一份2021-2022学年山东省实验中学高二（上）期中化学试卷（含答案解析），共20页。试卷主要包含了6g硫粉与11，5mlN2和1，6LO2时，则铁极增重32g，6g，试回答，【答案】B，【答案】C，【答案】D，【答案】A等内容，欢迎下载使用。

2021-2022学年山东省实验中学高二（上）期中化学试卷

1. 一种生产和利用氢能的途径如图所示，下列说法错误的是(    )
A. 氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能源
B. 图中能量转化的方式至少有五种
C. 太阳能、风能、氢能都属于新能源
D. 太阳能电池的供电原理与燃料电池相同
2. 下列说法正确的是(    )
A. 已知H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l)△H=−57.3kJ⋅mol−1，在中和热的测定时实际加入的酸碱的量的多少会影响该反应的△H
B. 密闭容器中，9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g时，放出19.12kJ热量。则Fe(s)+S(s)=FeS(s)△H=−95.6kJ⋅mol−1
C. 500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=−38.6kJ⋅mol−1
D. 相同条件下，在两个相同的恒容密闭容器中，2molN2和6molH2反应放出的热量是1molN2和3molH2反应放出的热量的2倍
3. 中学化学教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容不正确的是(    )
A. 图1表示牺牲阳极的阴极保护法
B. 图2所示装置中的铁钉几乎没被腐蚀
C. 图3表示电镀
D. 用图4装置表示精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
4. 一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是(    )

A. b为直流电源的负极
B. 阴极反应式为2H++2e−=H2↑
C. 工作时，乙池中溶液的pH不变
D. 若有1mol离子通过A膜，理论上阳极生成0.25mol气体
5. 下列装置由甲、乙部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化为环境友好物质形成的化学电源。当电池工作时，下列说法正确的是(    )
A. 电子的流动方向M→Fe→CuSO4溶液→Cu−N
B. 当N极消耗5.6LO2时，则铁极增重32g
C. 一段时间后，乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变
D. M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2+16OH−−16e−=2CO2↑+N2↑+12H2O
6. 某实验小组依据反应AsO43-+2H++2I-⇌AsO33-+I2+H2O设计如图1电池，探究pH对AsO43-氧化性的影响，测得输出电压与pH的关系如图2。下列有关叙述错误的是(    )

A. c点时，正极的电极反应为AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O
B. b点时，反应处于化学平衡状态
C. a点时，盐桥中K+向左移动
D. 时，氧化性
7. O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下：反应①O3O2+[O]ΔH>0，平衡常数为K1；反应②，[O]+O32O2    ΔH<0平衡常数为K2；总反应：2O33O2    ΔH<0，平衡常数为K。下列叙述正确的是(    )
A. 降低温度，总反应K减小 B. K=K1+K2
C. 适当升温，可提高消毒效率 D. 压强增大，K2减小
8. 一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO： MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H>0，该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是(    )
A. 恒温恒容时，充入CO气体，达到新平衡时c(CO2)c(CO)增大
B. 容积不变时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小
C. 恒温恒容时，分离出部分SO2气体可提高MgSO4的转化率
D. 恒温时，增大压强平衡逆向移动，平衡常数减小
9. 一定量的气体在密闭容器中发生反应：xA(g)+yB(g)⇌zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.5mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的2倍，再次达到平衡后，测得A的浓度降低为0.30mol/L。下列有关判断正确的是(    )
A. 混合气体的相对平均分子量增大 B. x+y C. 物质C的体积分数降低 D. 物质B的转化率升高
10. 合成乙烯的主要反应：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H<0。图中L(L1、L2)、Ⅹ可分别代表压强或温度。下列说法正确的是(    )
A. L1 B. X代表压强
C. M、N两点对应的平衡常数相同
D. M点的正反应速率v正小于N点的逆反应速率v逆
11. 电有机合成反应温和高效，体系简单，环境友好。电解合成1，2−二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是(    )
A. 该装置工作时，NaCl溶液的浓度不断减小
B. 液相反应中，C2H4被还原为1，2−二氯乙烷
C. 该装置总反应为CH2=CH2+2H2O+2NaCl电解H2↑+2NaOH+ClCH2CH2Cl
D. 当电路中转移2 mol电子就有2 mol Na+通过离子交换膜Y进入氯化钠溶液
12. 采用电化学方法使Fe2+与H2O2反应，可生成非常活泼的⋅OH(羟基自由基)中间体用于降解废水中的有机污染物，原理如下图所示。下列说法不正确的是(    )
A. 采用电化学方法时将电能转化为化学能
B. 可将X电极上产生的O2收集起来，输送到Y电极继续使用
C. 根据装置推测，Y电极是阳极，⋅OH在该电极侧产生
D. 起始时，在Y电极附近加入适量Fe2+或Fe3+，均能让装置正常工作
13. 已知：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
编号
0.01mol⋅L−1酸性KMnO4溶液体积/mL
0.1mol⋅L−1H2C2O4溶液体积/mL
水的体积/mL
反应温度
/℃
反应时间/min
Ⅰ
2
2
0
20
2.1
Ⅱ
V1
2
1
20
5.5
Ⅲ
V2
2
0
50
0.5
下列说法不正确的是(    )

A. V1=1，V2=2
B. 设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响
C. 实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束
D. 实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=0.01mol⋅L−1⋅min−1
14. 在恒温恒容条件下，可逆反应2A(？)2B(g)+C(？)，若随着温度升高(物质状态不发生改变)，气体密度变大，则下列判断正确的是(    )
A. A和C可以一个是固体、一个是液体
B. A和C可以都是气体
C. 若A为气体，则正反应一定是放热反应
D. 其他条件不变，平衡后压缩容器体积，B的浓度一定比原平衡大
15. 利用CH4可消除NO2的污染，反应原理为。在10L密闭容器中分别加入0.50mol CH4(g)和1.2mol NO2(g)，测得不同温度下nCH4随时间变化的实验数据如表所示，下列说法正确的是(    )
实验
温度/K
时间/min物质的量
0
10
20
40
50
①
T1
nCH4/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
nCH4/mol
0.50
0.30
0.18
M
0.18

A. 实验①中0∼20min内，NO2的降解速率为0.025mol⋅L−1⋅min−1
B. 由实验数据可知，温度T1条件下的平衡常数为0.64
C. 0.15 D. 该反应在任何温度下都能正向自发进行
16. 如图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加21.6g，试回答：

(1)若电源为碱性乙醇燃料电池，则电源电极X反应式为___________；
(2)pH变化：A_______，B_______，C________(填“增大”“减小”或“不变”)；
(3)若A中KCl足量且溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的OH−的物质的量浓度为_______mol/L(假设电解前后溶液的体积无变化)；
(4)通电5min后，B中共收集2240mL气体(标准状况)，溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为___________(设电解前后溶液体积无变化)，若要使B装置溶液要恢复到电解前的状态，需要加入的物质以及相应的物质的量正确的是___________。
A.0.05molCuOB.0.05molCuO和0.025molH2O
C.0.05molCu(OH)2 D.0.05molCuCO3和0.05molH2O

17. 电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：

①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是___________。
②精制饱和食盐水在b口加入的物质为___________(写化学式)
(2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图：
离子种类
VO 2+
VO2+
V3+
V2+
颜色
黄色
蓝色
绿色
紫色

①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，该电池放电时总反应式是___________。
②当完成储能时，阴极溶液的颜色是___________
(3)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式___________
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为___________
③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向___________极室(填“阴”或者“阳”)加入___________(填化学式)。

18. 合理利用和转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。
(1)已知2NOg+O2g⇌2NO2g的反应历程分两步：
①2NOg⇌N2O2g(快)υ1正=k1正×c2(NO)，υ1逆=k1逆×c(N2O2)
②N2O2g+O2g⇌2NO2g(慢)υ2正=k2正×c(N2O2)×c(O2)，υ2逆=k2逆×c2(NO2)
一定温度下，反应2NOg+O2g⇌2NO2g达到平衡状态，该反应的平衡常数的表达式K=___________(用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示)，反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1___________E2(填“>”“<”或“=”)。
(2)氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)。
①ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“⋅”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会___________(填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒步骤的化学方程式为___________。

②CO2、CO分别与H2反应生成CH4lgKp与T的关系如图所示。容器中只发生反应I，a点：υ(正)__(填“大于”、“小于”或“等于”)υ(逆)。900℃时，容器中同时发生反应I和反应II，则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的lgKp=________。

19. 利用测压法在刚性反应器中加入2molSO2、1molO2，研究T℃时，反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0，体系的总压强p随时间t的变化如下表所示：
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
40
压强/kPa
20.0
19.5
183
16.0
16.0
16.0
22.0
(1)平衡时，SO2的转化率α=___________%；
(2)T℃时，反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数Kp=___________kPa−1[气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数]。
(3)下图分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子(M)、SO2质量分数[φ(SO2)]和混合气体压强(p)与反应时间(t)的关系，下图正确且能表明该反应达到平衡状态的是___________。
A.                  B.
C.                  D.
(4)40min时，改变的条件可能是___________(写2点)。

20. 研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物，主要有以下反应：
反应I：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=−49.6kJ/mol
反应II：CH3OCH3(g)+H2O(g)⇌2CH3OH(g)△H2=+234kJ/mol
反应III：2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3
(1)反应II在某温度下的平衡常数为0.25，此温度下，在密闭容器中加入等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g)，反应到某时刻测得各组分浓度如下：
物质
CH3OCH3(g)
H2O(g)
CH3OH(g)
浓度/mol⋅L−1
1.8
1.8
0.4
此时v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”)，当反应达到平衡状态时，混合气体中CH3OH体积分数为_____%。
(2)恒压下将CO2和H2按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应III，在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。

其中：CH3OH的选择性=CHOH的物质的量反应的CO的物质的量×100%
①温度高于230℃，CH3OH产率随温度升高而下降的原因是___________。
②在上述条件下合成甲醇的工业条件是___________。
A.210℃B.230℃C.催化剂CZTD.催化剂CZ(Zr−1)T
(3)利用CO2的弱氧化性，开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。其反应机理如图所示。已知：CO和C3H6、C3H8的摩尔燃烧热△H分别为−283⋅0kJ⋅mol−1、−2049.0kJ⋅mol−1、−2217.8kJ⋅mol−1。298K时，该工艺总反应的热化学方程式为_____________________________________________________。

答案和解析

1.【答案】D 
【解析】A.氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能源，选项A正确；
B.图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能的相互转化，电能与光能、热能的转化等，选项B正确；
C.太阳能、风能、氢能都属于新能源，选项C正确；
D.太阳能电池的供电原理实际是热能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者是不相同的，选项D错误；
故选D。


2.【答案】B 
【解析】A.已知H+(aq)+OH −(aq)=H2O(l)△H=−57.3kJ⋅mol−1，在中和热的测定时实际加入的酸碱的量的多少会影响反应放出的热量，但不会影响该反应的△H，故A错误；
B.密闭容器中，9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g时，放出19.12kJ热量，铁反应完，硫未反应完，11.2g铁即0.2mol反应生成硫化亚铁放出19.12kJ的热量，1mol铁放出95.6kJ的热量，其热反应方程式为Fe(s)+S(s)=FeS(s)△H=−95.6kJ⋅mol−1，故B正确；
C.500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，该反应是可逆反应，0.5mol氮气没有完全反应完，因此热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<−38.6kJ⋅mol−1，故C错误；
D.相同条件下，在两个相同的恒容密闭容器中，若将2molN2和6molH2装置两个相同大小相同的容器，反应放出的热量是1molN2和3molH2反应放出的热量的2倍，但由于是一个容器，则相当于加压，平衡正向移动，放出热量，因此2molN2和6molH2反应放出的热量比1molN2和3molH2反应放出的热量的2倍还多，故D错误。
综上所述，答案为B。


3.【答案】C 
【解析】A.图1中锌比铁活泼，锌失电子，被氧化，从而保护了铁不被腐蚀，故表示牺牲阳极的阴极保护法，A正确；
B.由于常温下铁遇到浓硫酸发生钝化现象，所以图2所示装置中的铁钉几乎没被腐蚀，B正确；
C.电镀时待镀物品(镀件)应该与电源的负极相连作阴极，故图3表示电镀的正、负极接反了，C错误；
D.用图4装置表示精炼铜，则a极与电源的正极相连，作阳极，应接粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，D正确；
故答案为：C。


4.【答案】D 
【解析】该装置制备高纯Cr和硫酸，甲池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应，则Cr为阴极，阴极电极反应式为Cr3++3e−=Cr；阳极电极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，从而实现目的，据此分析解答。
A. 该装置制备高纯Cr和硫酸，甲池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应，则Cr为阴极，连接阴极的电极a为负极，则b为正极，选项A错误；
B. 阴极反应式为Cr3++3e−=Cr；阳极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，选项B错误；
C. 甲池中硫酸根离子通过交换膜进入乙池、丙中生成的氢离子通过交换膜进入乙池，所以导致乙池中硫酸浓度增大，溶液的pH减小，选项C错误；
D. 若有1 mol离子通过A膜，则丙池生成1mol氢离子，根据氢离子和氧气关系知，理论上阳极生成气体0.25mol，选项D正确；
故选D。


5.【答案】C 
【解析】根据题给信息知，甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；乙部分是在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，根据得失电子守恒计算，据此分析答题。
A.M是负极，N是正极，Fe为阴极，Cu为阳极，电子从负极经导线流向阴极，由阳极经导线流回正极，但是电子不会经过电解质溶液，A错误；
B.当N电极消耗0.25mol氧气时，则转移0.25×4=1mol电子，所以铁电极增重0.5mol×64g/mol=32g，但是气体需指明是标况下的气体，B错误；
C.乙部分是在铁上镀铜，阳极反应为：Cu−2e−=Cu2+，阴极反应为：Cu2++2e−=Cu，电解液浓度基本不变，所以乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变，C正确；
D.M是负极，H2NCONH2在负极M上失电子发生氧化反应，在酸性环境下，不会出现OH−，正确的电极反应式为：H2N(CH2)2NH2+4H2O−16e−=2CO2↑+N2↑+16H+ ，D错误；
故答案为：C。


6.【答案】A 
【解析】A.pH>0.68时，电压小于0，反应逆向进行，AsO33−在负极失电子，则负极电极反应式为AsO33−−2e−+H2O=AsO43−+2H+，A选项错误；
B.pH=0.68时，电压为零，反应处于平衡状态，B选项正确；
C.乙中碘离子失电子，则乙中石墨电极为负极，甲中石墨为正极，原电池中阳离子向正极移动，所以盐桥中K+向左移动，C选项正确；
D.pH>0.68时，电压小于0，反应逆向进行，碘作氧化剂，所以氧化性，D选项正确；
故选A。


7.【答案】C 
【解析】A.由总反应：2O3⇌3O2 ΔH<0可知，正反应为放热反应，则降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，A项错误；
B.由K=c3O2c2O3=cO2⋅c([O])cO3×c2O2cO3⋅c([O])=K1×K2，B项错误；
C.适当升温，反应①的平衡正向移动，生成[O]，反应②的平衡逆向移动，[O]的量增多，则可提高消毒效率，C项正确；
D.平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，D项错误；
故选C。


8.【答案】C 
【解析】A.通入CO，虽然平衡向正反应方向进行，但c(CO)增大，且比c(CO2)大，因此c(CO2)c(CO)减小，故错误；
B.正反应方向是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向进行，CO2和SO2的相对分子质量比CO大，因此混合气体的平均摩尔质量增大，故错误；
C.分离出SO2，减少生成物的浓度，平衡向正反应方向进行，MgSO4消耗量增大，即转化率增大，故正确；
D.化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，故错误。
故选C。


9.【答案】C 
【解析】温度不变，容器的容积扩大到原来的2倍，若平衡不移动，A的浓度应为0.25mol/L，而A的浓度为0.30mol/L说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是气体体积增大的方向，即x+y>z，C的体积分数减小，B的转化率降低，气体总质量不变，气体物质的量增加，则混合气体的平均相对分子质量减小，故A、B、D错误，C正确。
故选：C。


10.【答案】D 
【解析】合成乙烯的主要反应： 6H2 (g)+2CO2 (g)CH2=CH2 (g)+4H2O(g)△H<0，由图知X越大二氧化碳的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，所以X是温度的变化，而L1和L2为等压线，由此分析解答。
A. L1 对应二氧化碳的转化率高，所以L1>L2，选项A错误；
B. X代表温度，选项B错误；
C. M、N对应温度不同，所以两点对应的平衡常数不相同，选项C错误；
D.温度越高反应速率越快，所以M点的正反应速率v正小于N点的逆反应速率v逆，选项D正确；
故选D。


11.【答案】BD 
【解析】A.钠离子进入阴极区，氯离子进入阳极区，氯化钠浓度逐渐减小，故A正确；
B.CuCl2能将C2H4氧化为1，2−二氯乙烷，故B错误；
C.以NaCl和CH2=CH2为原料合成1，2−二氯乙烷中，CuCl→CuCl2→CuCl，CuCl循环使用，其实质是NaCl、H2O与CH2=CH2反应，所以总反应为CH2=CH2+2H2O+2NaCl电解H2↑+2NaOH+ClCH2CH2Cl，故C正确；
D.阴极H2O或H+放电生成NaOH，所以离子交换膜Y为阳离子交换膜；阳极CuCl放电转化为CuCl2，所以离子交换膜X为阴离子交换膜，钠离子应通过离子交换膜进入阴极区，故D错误；
故选BD。


12.【答案】C 
【解析】据图可知Y电极上Fe3+得电子转化为Fe2+，O2得电子结合氢离子生成H2O2，均发生还原反应，所以Y电极为阴极，X电极上H2O失电子生成氧气，发生氧化反应，为阳极。
A.据图可知该装置为电解池，将电能转化为化学能，选项A正确；
B.据图可知Y电极上的反应物有O2，而X电极产生O2，所以将X电极上产生的O2收集起来，输送到Y电极继续使用，选项B正确；
C.根据分析可知Y为阴极，选项C错误；
D.据图可知该装置工作时Fe2+与Fe3+循环转化，所以起始时，在Y电极附近加入适量Fe2+或Fe3+，均能让装置正常工作，选项D正确；
故选C。


13.【答案】C 
【解析】A.根据变量不变原则可知，实验Ⅰ是对照实验，溶液总体积为4mL，则V1=4−2−1=1，V2=4−2=2，故A正确；
B.实验目的是探究反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，实验Ⅰ和Ⅲ的温度条件不同，则设计实验Ⅰ和Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，故B正确；
C.该定性实验是根据酸性KMnO4溶液褪色时间来判断反应快慢的，所以实验计时是从溶液混合开始，溶液呈无色时结束，故C错误；
D.实验Ⅲ中草酸过量，两种溶液混合瞬间c(KMnO4)=0.01mol/L×2mL2mL+2mL=0.005mol/L，反应完全时△c=0.005mol/L，v(KMnO4)=0.005mol/L0.5min=0.01mol/(L⋅min)，故D正确；
故答案为C。


14.【答案】AC 
【解析】在恒温恒容条件下，可逆反应2A(？)2B(g)+C(？)，气体密度等于气体质量除以容器体积，若随着温度升高(物质状态不发生改变)，气体密度变大，说明气体质量增大。
A.A和C可以一个是固体、一个是液体，正向移动，气体质量增大，气体密度增大，故A正确；
B.A和C可以都是气体，则平衡移动，气体质量不变，密度不变，故B错误；
C.若A为气体，则C为非气态物质，说明升温逆向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应，故C正确；
D.其他条件不变，平衡后压缩容器体积，当A和C都为非气态物质时，根据平衡常数不变，得出B的浓度不变，故D错误。
综上所述，答案为AC。


15.【答案】BD 
【解析】A.实验①中0∼20min内，甲烷物质的量改变量为0.25mol，则二氧化氮改变量为0.5mol，则NO2的降解速率为υ=ΔnV⋅Δt=0.5mol10L×20min=2.5×10−3mol⋅L−1⋅min−1，故A错误；
B.由实验数据可知，温度T1条件下平衡时甲烷物质的量为0.1mol，改变量为0.4mol，二氧化氮剩余0.4mol，氮气改变量为0.4mol，二氧化碳改变量为0.4mol，水蒸气改变量为0.8mol，其次温度下的平衡常数为K=0.410×0.410×(0.810)2(0.410)2×0.110=0.64，故B正确；
C.根据表格中数据得到在温度T2条件下20min时已经达到平衡，因此M=0.18，故C错误；
D.根据表格中数据得出温度T2条件下反应速率快，说明T2>T1，温度T2下，平衡时甲烷的量多，说明升高温度，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应，又由于该反应是ΔS>0的反应，根据ΔG=ΔH−TΔS，因此该反应在任何温度下都能正向自发进行，故D正确。
综上所述，答案为BD。


16.【答案】(1)C2H5OH+16OH−−12e−=2CO32−+11H2O
(2)增大；减小；不变  
(3)1
(4)0.25；CD
 
【解析】铜电极质量增加21.6g即得到银单质21.6g，其物质的量为0.2mol，说明铜为阴极，则X为负极，Y为正极。
(1)若电源为碱性乙醇燃料电池，根据前面分析X为负极，乙醇在负极反应，则电源电极X反应式为C2H5OH+16OH−−12e−=2CO32−+11H2O；
(2)A是放氢生碱型，溶液pH增大，B为放氧生酸型，溶液pH减小，C中阳极Ag放电，溶液浓度不变则pH不变，因此三个装置中溶液pH变化：A：增大，B：减小，C：不变；
(3)根据题意和关系式Ag∼OH−，则n(OH−)=0.2mol，A中KCl足量且溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的OH−的物质的量浓度为c=nV(aq)=0.2mol0.2 L=1mol⋅L−1；
(4)通电5min后，B中共收集2240mL气体(标准状况)即气体物质的量为0.1mol，B中阳极生成氧气，根据关系式4Ag∼O2，得到0.05mol，则阴极得到氢气为0.05mol，再根据得失电子守恒，铜得到电子物质的量是0.2mol×1−0.05mol×2=0.1mol，则溶液中铜离子物质的量为n(Cu2+)=0.05mol，得到溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为c=nV(aq)=0.05mol0.2 L=0.25mol⋅L−1，电解过程中得到0.05molCu、0.05molH2、0.05molO2，若要使B装置溶液要恢复到电解前的状态，需要加入的物质以及相应的物质的量与电解过程中得到的物质反应或相当，
A.0.05molCuO与0.05molCu、0.05molH2、0.05molO2不相同，故A错误；
B.0.05molCuO和0.025molH2O，与0.05molCu、0.05molH2、0.05molO2不相同，故B错误；
C.0.05molCu(OH)2相当于加入0.05molCuO和0.05molH2O，与0.05molCu、0.05molH2、0.05molO2相当，故C正确；
D.0.05molCuCO3和0.05molH2O相当于加入0.05molCuO和0.05molH2O，与0.05molCu、0.05molH2、0.05molO2相当，故D正确；综上所述，答案为：0.25；CD。


17.【答案】(1)① 2Cl−+2H2O电解2OH−+Cl2↑+H2↑② NaOH
(2)①V2++VO 2++2H+=V3++VO2++H2O②紫色    
(3)① PbCl 42-+2e−=Pb↓+4Cl−    ② H+    ③阴   ;PbO
 
【解析】由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，右边电极为阴极，据此分析解答；全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应生成V3+，则 VO 2+离子发生还原反应生成VO2+，据此书写反应的总方程式，电池储能时为电解池，电解的总反应为放电总反应的逆反应，据此分析解答；将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，据此分析解答。
(1)①电解饱和食盐水总反应的离子方程式是2Cl−+2H2O电解 Cl2↑+H2↑+2OH−，故答案为：2Cl−+2H2O电解 Cl2↑+H2↑+2OH−；
②由电解食盐水的装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，A连接电源正极，电极反应式为2Cl−−2e−=Cl2↑，所以精制饱和食盐水从图中a位置补充，右边电极为阴极，B连接电源负极，电极反应式为2H2O+2e−=H2↑+2OH− 或2H++2e−=H2↑，生成氢氧化钠从图中d位置流出，b口加入的物质是稀氢氧化钠溶液，故答案为：NaOH；
(2)①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，则 VO 2+离子发生还原反应，反应的总方程式为V2++VO 2+=V3++VO2++H2O，故答案为：V2++VO 2++2H+=V3++VO2++H2O；
②电池储能时为电解池，电解的总反应为V3++VO2++H2O=V2++VO 2++2H+，阴极发生还原反应，阴极反应式为V3++e−=V2+，阴极溶液颜色变为紫色，故答案为：紫色；
(3)①阴极发生还原反应，Na2PbC14被还原生成Pb，阴极反应式为PbCl 42-+2e−=Pb+4Cl−，故答案为：PbCl 42-+2e−=Pb↓+4Cl−；
②电解时阳离子向阴极移动，通过阳离子交换膜的离子主要为氢离子，故答案为：H+；
③电解过程中，Na2PbCl4在阴极发生还原反应，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，Na2PbCl4浓度不断减小，为恢复浓度，则应在阴极加入PbO，溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，故答案为：阴；PbO。


18.【答案】(1)k1正⋅k2正k1逆⋅k2逆      <
(2)①吸收热量     ⋅CO+⋅OH+⋅H+3H2(g)=⋅CO+3H2(g)+H2O(g)[或⋅OH+⋅H=H2O(g)]
         ②小于    0
 
【解析】(1)可逆反应达到平衡的本质特征是正逆反应速率相等，故反应①2NOg⇌N2O2g (快)υ1正=k1正×c2(NO)，υ1逆=k1逆×c(N2O2)达到平衡时有：υ1正=υ1逆,即k1逆×c(N2O2)=k1正×c2(NO)，得到k1正k1逆=c(N2O2)c2(NO)=K1，反应②N2O2g+O2g⇌2NO2g (慢)υ2正=k2正×c(N2O2)×c(O2)，υ2逆=k2逆×c2(NO2)达到平衡时有：υ2正=υ2逆,即k2正×c(N2O2)×c(O2)=k2逆×c2(NO2)，得到k2正k2逆=c2(NO2)c(N2O2)×c(O2)=K2，又知反应①+②得到反应2NOg+O2g⇌2NO2g，故反应2NOg+O2g⇌2NO2g达到平衡状态，该反应的平衡常数的表达式K=K1×K2=k1正⋅k2正k1逆⋅k2逆；已知活化能越大，反应速率越慢，题干信息可知，反应①为快反应，反应②为慢反应，故反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1 故答案为：k1正⋅k2正k1逆⋅k2逆；<；
(2)①由题干反应历程图可知，物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程中，过渡态所具有的总能量高于反应物的总能力，故该过程会吸收热量，由图中可知反应历程中最小能垒步骤是第三步反应，该步骤的化学方程式为⋅CO+⋅OH+⋅H+3H2(g)=⋅CO+3H2(g)+H2O(g)[或⋅OH+⋅H=H2O(g)]，
故答案为：吸收能量；⋅CO+⋅OH+⋅H+3H2(g)=⋅CO+3H2(g)+H2O(g)[或⋅OH+⋅H=H2O(g)]；
②CO2、CO分别与H2反应生成CH4的lgKp与T的关系如图4所示，容器中只发生反应I，a点，根据温度不变，平衡常数不变可知，a点对应的平衡点为b，故此时平衡还在逆向移动，故υ(正)小于υ(逆)，900℃时，容器中同时发生反应I和反应II，此时反应I和II的Kp相等，即p2(H2O)⋅p(CH4)p(CO2)⋅p4(H2)=p(H2O)⋅p(CH4)p(CO)⋅p3(H2)，则可得：p(CO2)⋅p(H2)p(H2O)⋅p(CO)=1，即反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的Kp=p(CO2)⋅p(H2)p(H2O)⋅p(CO)=1，则lgKp=0，
故答案为：小于；0。


19.【答案】(1)60
(2)0.8
(3)BC
(4)升高温度、增加反应物或生成物的物质的量
 
【解析】由表格数据可知15min时反应达到平衡，利用“三段式”：
根据压强之比等于物质的量之比：20.016.0=33−x，解得x=0.6。
(1)平衡时，SO2的转化率α=0.6mol×22mol×100%=60%；
(2)T℃时，反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数Kp=P2(SO3)P2(SO2)⋅P(O2)=(16.0kPa×1.22.4)2(16.0kPa×0.82.4)2×(16.0kPa×0.42.4)≈0.8kPa；
(3)A.化学反应伴随着能量变化，焓变不可能一直不变，故A错误；
B.因为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是气体分子数减小的反应，所以随着反应进行，混合气体平均相对分子质量逐渐增大，当混合气体平均相对分子质量不再变化，说明化学反应达到平衡状态，故B正确；
C.SO2属于反应物，随着反应进行，SO2质量分数逐渐减小，当SO2质量分数不再变化时，
说明反应达到平衡状态，故C正确；
D.因为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是气体分子数减小的反应，随着反应进行，压强逐渐减小，当压强不再改变时，反应达到平衡状态，故D错误。
故答案为：BC。
(4)40min时，刚性容器中气体的压强增大。根据pV=nRT可知，升高温度可以增大体系的压强，而且升高温度可以使化学平衡向逆反应方向移动，体系的压强也增大。当然，直接增加气体的物质的量也能增大体系的压强。故改变的条件可能是升高温度，也可能是增加反应物或生成物的物质的量。


20.【答案】(1)>；20
(2)①反应I为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，使CO2转化为CH3OH的产率降低；②BD
(3)CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)△H=+114.2kJ⋅mol−1
 
【解析】(1)Qc=0.421.8×1.8≈0.049<0.25，说明此时反应向正反应方向移动，则v正>v逆；
根据三段式可知：
CH3OCH3+H2O⇌2CH3OH某时刻浓度(mol/L)1.81.80.4转化浓度(mol/L)xx2x平衡浓度(mol/L)1.8−x1.8−x0.4+2x
K=(0.4+2x)2(1.8−x)×(1.8−x)=0.25，解得x=0.2，混合气体中CH3OH体积分数(CH3OH)%=0.4+2×0.24×100%=20%；
(2)①温度高于230℃，CH3OH产率随温度升高而下降的原因是：反应I为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，使CO2转化为CH3OH的产率降低；
②使用CZ(Zr−1)T催化剂时甲醇的选择性和产率均更高，故选择CZ(Zr−1)T催化剂。从产率看230℃时CZ(Zr−1)T催化剂作用下甲醇产率最高，故选BD；
(3)由已知CO和C3H6、C3H8的摩尔燃烧热△H分别为−283⋅0kJ⋅mol−1、−2049.0kJ⋅mol−1、−2217.8kJ⋅mol−1，则有：
①CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=−283.0kJ⋅mol−1
②C3H6(g)+O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)ΔH=−2049.0kJ⋅mol−1
③C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=−2217.8kJ⋅mol−1
该反应的总反应式为CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)，根据盖斯定律，反应③-①-②可得总反应，则总反应的反应热为−2217.8kJ⋅mol−1−(−2049.0kJ⋅mol−1)−(−283.0kJ⋅mol−1)=114.2kJ⋅mol−1。