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2022-2023学年重庆市渝东九校联盟高一（下）期中化学试卷（含解析）
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这是一份2022-2023学年重庆市渝东九校联盟高一（下）期中化学试卷（含解析），共21页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年重庆市渝东九校联盟高一（下）期中化学试卷
一、单选题（本大题共14小题，共42.0分）
1. 化学与生产生活密切相关，下列说法正确的是( )
A. SO2有毒，不能用作食品添加剂
B. 高纯度的硅被广泛用于制造太阳能电池和光导纤维
C. “红瓷候火，还乍识、冰环玉指”所描述的红瓷，其成分为四氧化三铁
D. 铵态氮肥不可以与碱液混合使用
2. 下列操作中，不会影响溶液中K+、Fe3+、Ba2+、Cl−、NO3−等离子大量共存的是( )
A. 通入CO2 B. 加入Fe粉 C. 加入NaOH D. 加入ZnSO4
3. NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A. 标准状况下，22.4LH2O含有的分子数为NA
B. 足量Cu与2mol浓硫酸充分反应转移电子数为2NA
C. 5.6gFe与足量稀硝酸反应转移电子数为0.3NA
D. 在0.1mol/L的NaHCO3溶液中含有的氧原子数为0.3NA
4. 下列说法正确的是( )
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 反应放出或吸收热量的多少与反应物和生成物所具有总能量的相对大小有关
C. 已知C(s，金刚石)=C(s，石墨)为放热反应，说明金刚石比石墨更稳定
D. 化学反应过程中，断键放热成键吸热是能量变化的主要原因
5. 金属燃料电池是一类重要的电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 向上述装置中注入海水就可使LED灯发光
B. 若有0.1molO2反应，流经电解质的电子为0.4NA
C. 该燃料电池电流从金属电极流向空气电极
D. 金属电极得电子发生还原反应
6. 下列离子方程式书写正确的是( )
A. 少量SO2通入到NaOH溶液中：SO2+OH−=HSO3−
B. Cu与浓硝酸溶液：3Cu+8H++2NO3−=3Cu2+2NO↑+4H2O
C. 将NO2通入H2O溶液：3NO2+H2O=2H++2NO3−+NO
D. 氨水和稀硫酸的反应：OH−+H+=H2O
7. 一定条件下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体发生可逆反应的反应。反应过程中测得各气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该反应达到平衡状态的时间是4min
B. 用Y表示0～2min内该反应的平均速率为0.15mol⋅L−1⋅S−1
C. 第2min末，X的转化率为90%
D. 该反应的化学方程式为X+3Y⇌2Z
8. 已知某物质X能发生如图转化，其中物质X、Y、Z、A均含有同一种元素。下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是 ( )
A. 若X为单质，则X可能是N2或S
B. 若X为化合物，则X只能是H2S
C. 反应①和②一定为氧化还原反应
D. 若X为非金属单质或非金属氢化物，则A不一定能与金属铜反应生成Y
9. 恒温恒容条件下，气体A、B发生反应：4A(g)+5B(g)⇌6C(g)+4D(g)，下列不能说明反应达到平衡状态的是( )
A. 体系压强保持不变
B. 单位时间内消耗4molA，同时消耗6molC
C. 混合气体密度保持不变
D. 混合气体的平均摩尔质量不再改变
10. 下列离子的检验方案、现象及结论均正确的选项是 ( )
选项
检验方案
现象
结论
A
向某溶液中滴加氯水后，再滴加KSCN溶液
溶液变为红色
原溶液中含有Fe2+
B
向某溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀
原溶液中肯定含有SO42−
C
向某溶液中加入稀盐酸
产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
原溶液中一定含有CO32−
D
向某溶液中加足量NaOH后，加热
产生能使红色湿润石蕊试纸变蓝的气体
原溶液中含有NH4+
A. A B. B C. C D. D
11. 除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，过程如图：
下列有关说法中，不正确的是( )
A. 试剂①②③依次加入过量的Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液
B. 溶解、过滤都用到玻璃棒，其作用搅拌，加速溶解：引流
C. 除去Ca2+的主要反应：Ca2++CO32−=CaCO3↓
D. 向滤液中加入盐酸是为了除去过量的氢氧化钠和碳酸钠
12. 科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：
容器①中的反应为：Si(粗)+3HCl(g)=SiHCl3(l)+H2(g)；
容器②中进行的反应为：SiHCl3+H2=Si(纯)+3HCl；
下列说法不正确的是( )
A. 反应①和②中HCl分别为氧化剂、氧化产物
B. 由反应①可知Si可与盐酸发生反应
C. 可用过滤的方法分离Si和SiHCl3
D. 该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
13. 若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是( )
A. 试管底部出现白色固体，不能说明反应中无H2O生成
B. Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的氧化性
C. b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D. 为了检验产物中的Cu2+，某同学直接向反应后的试管(已冷却)中加入少量水
14. 将12.8g铜与一定质量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生NO、NO2混合气混合体5.6L(标准状况)，则整个反应过程中消耗HNO3总的物质的量为( )
A. 0.25mol B. 0.8mol C. 0.53mol D. 0.65mol
二、实验题（本大题共2小题，共29.0分）
15. 为观察铜和浓硫酸的反应现象并探究SO2与Fe3+之间的氧化还原反应，某化学兴趣小组按如图装置进行实验(夹持、加热仪器已略去)。请回答下列问题：
请回答：
(1)盛装浓硫酸仪器的名称 ______ ，组装好装置后需要进行的下一步操作是 ______ 。
(2)该实验过程中空气会对实验造成干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是 ______ 。
(3)装置B产生的现象是 ______ ，其中SO2与FeCl3溶液反应的离子方程为 ______ ，说明SO2具有 ______ 性。
(4)如图哪些装置可用于尾气处理？ ______ (填序号)。
NaClO溶液同样也可用于脱硫，主要利用次氯酸钠的氧化性可将二氧化硫氧化为SO42−，请写出脱硫(SO2)反应的离子方程式 ______ 。
16. NH3和HNO3是重要的工业产品，如图是合成氨和氨氧化制硝酸的工艺流程图。
(1)合成塔中发生反应的化学方程式是 ______ 。
(2)氨分离器中压强约为15MPa，温度约为−20℃，分离氨应用了氨 ______ 的性质，从氨分离器中又回到合成塔中的物质是 ______ 。
(3)工业上制硝酸的关键一步便是NH3的催化氧化，可用下图a装置模拟氧化炉中NH3的催化氧化。玻璃管中发生NH3的催化氧化反应，化学反应方程式 ______ 。为保证在装置2中观察到红棕色气体，装置1应装入 ______ (填试剂名称)。
(4)氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键，海洋中无机氮的循环过程可用图b表示。海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 ______ (填图中数字序号)。
(5)有氧时，在硝化细菌作用下，NH4+可实现过程④(如图b)的转化，将离子方程式补充完整： ______ ______ H++ ______ + ______ 。
三、简答题（本大题共2小题，共29.0分）
17. (1)下列过程中属于吸热反应的是 ______ ，属于放热反应的是 ______ 。
①灼热的木炭中通入CO2
②碘升华
③石灰石受热分解
④水蒸气液化
⑤Na2CO3⋅10H4O与NH4NO3反应制作冷敷袋
⑥HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑
⑧金属的锈蚀
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气，其中生成NO的能量变化如图甲所示，则图中三种分子最稳定的是 ______ (写化学式)。若反应生成2molNO气体 ______ (选“吸收”或“放出”) ______ kJ热量。
(3)燃料电池是目前电池研究的热点之一。某课外小组自制的氢氧燃料电池如图乙所示，a、b均为惰性电极。
①b极发生的电极反应式是 ______ ，随着反应的进行KOH浓度 ______ (填“增大”“减小”“不变”)。
②标准状况下，消耗11.2LH2时，转移的电子数为 ______ 。
18. 目前全球使用的燃料主要是煤、石油、天然气，而能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。我国向国际社会作出“碳达峰、碳中和”的郑重承诺，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施将二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和，树立了大国形象，彰显了大国担当。太阳能的利用是热门研究方向之一，“液态阳光”技术可助力我国完成碳达峰、碳中和目标。具体分三步：
第1步，把光变成能量，目前采用光伏发电的形式；
第2步，电解水制氢气；
第3步，CO2和H2在催化剂等条件下合成CH3OH。
请回答下列问题：
(1)光伏发电实现 ______ 能转化为 ______ 能。
(2)恒温恒容条件下，发生反应：，下列说法正确的是 ______ (多选，填字母)。
A.混合气体的总压强保持不变时，反应达到平衡状态
B.1molCO2与足量氢气反应，会产生1molCH3OH
C.断裂2molC=O的同时，形成3molH−H，则说明反应已达平衡
D.该条件下充入氮气，压强增大，则反应速率加快
(3)一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2，发生上述反应，经5min达到平衡，测得平衡时压强与反应前压强之比为19：25。
①开始反应至10min时CH3OH的平均反应速率为 ______ mol⋅L−1⋅min−1。
②该条件下，反应达到平衡时，CO2的转化率为 ______ 。
(4)CO2和CH4都是温室气体。T1℃时，科研人员探究等质量的三种催化剂(图中用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)在相同条件下的催化效果。在1L恒容容器中，分别充入1molCO2和2molCH4，发生反应为：CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)测得H2物质的量随时间变化如图所示。
由图可知，三种不同催化剂催化性能由强到弱的顺序为 ______ 。
(5)为实现低碳环保的目标，如图为甲烷燃料电池的构造示意图：
通入CH4气体的电极为 ______ 极(填“正”或“负”)；当电路通过4mol电子时，负极消耗物质的质量是 ______ g。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A.二氧化硫具有还原性，常用作葡萄酒的抗氧化剂，故A错误；
B.晶体硅为良好的半导体，可用作制造太阳能电池，二氧化硅具有良好的导光性，可用作制造光导纤维，故B错误；
C.“红瓷候火，还乍识、冰环玉指”所描述的红瓷，其成分为氧化铁，故C错误；
D.铵盐与氢氧根离子反应生成氨气，所以铵态氮肥不可以与碱液混合使用，容易降低氮肥的肥效，故D正确；
故选：D。
A.二氧化硫具有还原性；
B.晶体硅为良好的半导体，二氧化硅具有良好的导光性；
C.四氧化三铁为黑色；
D.铵盐与氢氧根离子反应生成氨气。
本题考查了元素化合物知识，侧重考查物质的用途，性质决定用途，熟悉相关物质的性质是解题关键，题目难度不大。
2.【答案】A
【解析】解：A.K+、Fe3+、Ba2+、Cl−、NO3−均不与CO2反应，通入CO2后能大量共存，故A正确；
B.Fe3+、Fe之间反应Fe2+，加入Fe粉后不能大量共存，故B错误；
C.Fe3+、OH−之间反应生成氢氧化铁沉淀，加入NaOH后不能大量共存，故C错误；
D.Ba2+、SO42−之间反应生成硫酸钡沉淀，加入ZnSO4后不能大量共存，故D错误；
故选：A。
A.五种离子均不与二氧化碳反应；
B.铁与铁离子反应生成亚铁离子；
C.铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀；
D.钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀。
本题考查离子共存的判断，为高频考点，明确常见离子的性质及离子反应发生条件为解答关键，注意掌握常见离子不能共存的情况，试题侧重考查学生的分析与应用能力，题目难度不大。
3.【答案】C
【解析】解：A.标准状况下，22.4LH2O不是气体，不能用标准状况下气体摩尔体积计算气体物质的量，故A错误；
B.足量Cu与2mol浓硫酸充分反应，Cu+2H2SO4(浓，2mol硫酸反应电子转移2mol，随浓硫酸难度减小，变为稀硫酸不再与铜反应，则转移电子数为小于2NA，故B错误；
C.5.6gFe物质的量n=5.6g56g/mol=0.1mol，0.1molFe与足量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应中转移电子数目为0.3NA，故C正确；
D.在0.1mol/L的NaHCO3溶液中，溶液体积不知，不能计算含有的氧原子数，故D错误；
故选：C。
A.标准状况下，22.4LH2O不是气体；
B.随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，不与铜反应；
C.1molFe与足量稀硝酸反应，生成铁盐；
D.溶液体积不知，不能计算微粒数，碳酸氢钠溶液中含氧原子的还有水分子。
本题考查了阿伏加德罗常数的有关计算，熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键，题目难度不大。
4.【答案】B
【解析】解：A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应需要加热才能进行但却是放热反应，故A错误；
B.从宏观来看反应放出或吸收热量的多少与反应物和生成物所具有总能量的相对大小有关，故B正确；
C.从金刚石转化为石墨，反应放热，说明石墨能量低于金刚石，因此石墨更稳定，故C错误；
D.化学反应过程中，断键吸热，成键放热，故D错误；
故选：B。
A.放热反应、吸热反应与加不加热无关；
B.反应物和生成物的总能量的相对大小决定了反应是吸热还是放热；
C.能量越高越不稳定；
D.化学反应能量变化的实质旧键的断裂和新键的形成，断键吸热，成键放热。
本题考查了吸放热反应与反应条件的关系，应注意的是吸热反应不一定需要加热，需要加热才能发生的不一定是吸热反应，即反应吸放热与反应条件无必然关系。
5.【答案】A
【解析】解：A.向上述装置中注入海水后构成原电池，就可使LED灯发光，故A正确；
B.电池工作时，电子不能通过电解质溶液，故B错误；
C.电流由正极经导线流向负极，即从空气电极流向金属电极，故C错误；
D.电池工作时，金属电极失电子发生氧化反应，被氧化，故D错误；
故选：A。
该原电池中，金属失电子发生氧化反应，所以金属电极为负极、空气电极为正极，
A.向上述装置中注入海水后构成原电池；
B.电子不能通过电解质溶液；
C.电流由正极经导线流向负极；
D.电池工作时，金属电极失电子发生氧化反应。
本题考查化学电源新型电池，侧重考查原电池原理，明确各个电极上发生的电极反应是解本题关键，会书写电极反应式，难度不大。
6.【答案】C
【解析】解：A.少量SO2通入到NaOH溶液中的离子方程式为：SO2+2OH−=SO32−+H2O，故A错误；
B.Cu与浓硝酸溶液反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO3−=Cu2+2NO2↑+2H2O，故B错误；
C.将NO2通入H2O溶液后发生反应的离子方程式为：3NO2+H2O=2H++2NO3−+NO，故C正确；
D.氨水和稀硫酸反应的离子方程式为：NH3⋅H2O+H+=NH4++H2O，故D错误；
故选：C。
A.二氧化硫少量，反应生成亚硫酸根离子；
B.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体；
C.二氧化氮与水反应生成硝酸、一氧化氮和水；
D.一水合氨为弱电解质，不能拆开。
本题考查离子方程式的书写判断，为高频考点，明确物质性质、反应实质为解答关键，注意掌握离子方程式的书写原则，试题侧重考查学生的分析能力及规范答题能力，题目难度不大。
7.【答案】D
【解析】解：A.由图可知，该反应进行到2min时各物质的物质的量不再变化，说明2min时反应达到平衡状态，故A错误；
B.用Y表示0～2min内该反应的平均速率v(Y)=△c△t=△nV△t=1.0mol−0.7mol2L×2min=0.075mol/(L⋅min)，故B错误；
C.第2min末，X的转化率为1.0mol−0.9mol1.0mol×100%=10%，故C错误；
D.反应从开始到2min时△n(X)=1.0mol−0.9mol=0.1mol，△n(Y)=1.0mol−0.7mol=0.3mol，△n(Z)=0.2mol，则X、Y、Z的计量数之比为0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，即反应的化学方程式为X+3Y⇌2Z，故D正确；
故选：D。
由图可知，X、Y物质的量减小，Z物质的量增大，说明X、Y为反应物，Z为生成物，反应从开始到2min时△n(X)=1.0mol−0.9mol=0.1mol，△n(Y)=1.0mol−0.7mol=0.3mol，△n(Z)=0.2mol，物质的量的变化量之比等于化学反应计量数之比，即X、Y、Z的计量数之比为0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，2min时各组分物质的量不再改变，此时反应达到平衡状态，结合v=△c△t=△nV△t进行计算，据此分析解答。
本题考查化学平衡曲线分析，把握图中物质的量的变化、速率及转化率的计算为解答的关键，侧重分析与运用能力的考查，题目难度不大。
8.【答案】B
【解析】解：A.若X为N2，Y为NO、Z为NO2、A为HNO3，若X为S，Y为SO2、Z为SO3、A为H2SO4，均符合图中转化，故A正确；
B.若X为化合物，X为NH3时，Y为NO、Z为NO2、A为HNO3，符合图中转化，X还可能为硫化氢，故B错误；
C.X氧化生成Y，Y氧化生成Z，则反应①和②一定为氧化还原反应，故C正确；
D.若X为C或甲烷，Y为CO、Z为CO2、A为H2CO3，Cu与碳酸不反应；若X为N2或氨气，A为HNO3，Cu与稀硝酸反应生成NO，则A不一定能与金属铜反应生成Y，故D正确；
故选：B。
物质X、Y、Z、A均含有同一种元素，由图中转化可知，X可发生连续氧化反应，且Z与水反应，可知A为酸或碱，X可能为氮气、硫、硫化氢、氨气、钠等，以此来解答。
本题考查无机物的推断，为高频考点，把握物质的性质、发生的转化反应为解答的关键，侧重分析与推断能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
9.【答案】C
【解析】解：A.该反应是气体体积增大的反应，随着反应进行，体系压强增大，当体系压强保持不变，说明反应达到平衡状态，故A正确；
B.单位时间内消耗4molA，同时消耗6molC，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；
C.根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，容器体积不变，则气体的密度始终不变，当气体的密度不再改变，不能表明反应已达到平衡状态，故C错误；
D.根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，该反应是气体物质的量增大的反应，随着反应进行，混合气体的平均相对分子质量减小，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，表明反应已达到平衡状态，故D正确；
故选：C。
判断化学平衡状态的直接标志：Ⅰ.v正=v逆(同物质)，Ⅱ.各组分浓度不再改变，以及以此为基础衍生出来的标志如压强不再改变，混合气体的密度不再改变、气体的颜色不再变化等等，以此为判断依据；
本题考查化学平衡状态的判断，判断化学平衡状态的直接标志是正逆反应速率相等，间接标志是抓住能变的量保持不变，此题难度中等，注意基础知识积累。
10.【答案】D
【解析】解：A.氯气可氧化亚铁离子，不能排除原溶液是否含铁离子，由操作和现象不能确定原溶液是否含Fe2+，故A错误；
B.向某溶液中加入硝酸酸化Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中可能有SO42−，也可能含有亚硫酸根离子，故B错误；
C.向某溶液中滴加稀盐酸，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，该气体可能为二氧化硫、二氧化碳，向NaHCO3溶液中加入稀盐酸，也能产生能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体，也可能含有亚硫酸根离子，原固体粉末中不一定含有CO32−离子，故C错误；
D.向某溶液中加足量NaOH后，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明原溶液中含NH4+，故D正确；
故选：D。
A.氯气可氧化亚铁离子，不能排除原溶液是否含铁离子；
B.溶液中含有亚硫酸根离子时被硝酸氧化成硫酸根离子产生沉淀；
C.HCO3−也能与盐酸反应生成二氧化碳气体，二氧化硫也能够使澄清石灰水变浑浊，原固体可能含有亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子，不一定含有CO32−离子；
D.向某溶液中加足量NaOH后，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则该气体是氨气。
本题考查常见离子的检验，把握离子的性质、离子检验的试剂、现象及结论的关系为解答的关键，注意熟练掌握常见离子的检验方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力，题目难度不大。
11.【答案】A
【解析】解：A.碳酸钠一定在氯化钡之后，可除去过量的钡离子，则试剂①、②、③分别是NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3，故A错误；
B.溶解、过滤都用到玻璃棒，其作用搅拌，加速溶解、引流，故B正确；
C.加Na2CO3，生成CaCO3，则除去Ca2+的主要反应：Ca2++CO32−=CaCO3↓，故C正确；
D.向滤液中加入盐酸是为了除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，故D正确，
故选：A。
由实验流程可知，粗盐溶解后，先加NaOH除去MgCl2，再加BaCl2除去Na2SO4，然后加Na2CO3除去CaCl2及过量的BaCl2，且Na2CO3一定在BaCl2之后，过滤后，滤液中加盐酸，最后蒸发结晶得到NaCl固体，以此来解答。
本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意试剂过量及试剂的先后顺序，题目难度不大。
12.【答案】B
【解析】解：A.Si(粗)+3HCl(g)=SiHCl3(l)+H2(g)，反应中氢元素化合价降低，氯化氢为氧化剂，反应SiHCl3+H2=Si(纯)+3HCl中，氢气中氢元素化合价升高，氯化氢为氧化产物，故A正确；
B.硅与盐酸不反应，硅与氯化氢高温反应，故B错误；
C.硅为固体，三氯硅烷为液体，所以可用过滤法分类二者，故C正确；
D.依据流程可知，氢气和氯化氢可以循环使用，有利于节约成本，故D正确；
故选：B。
A.依据反应中氯化氢中元素化合价变化判断；
B.硅与盐酸不反应；
C.硅为固体，三氯硅烷为液体；
D.依据流程可知，氢气和氯化氢可以循环使用。
本题考查了硅的粗硅的提纯，明确发生的反应，准确判断反应中元素化合价变化是解题关键，题目难度不大。
13.【答案】A
【解析】解：A.实验过程中试管底部出现白色固体，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4⋅5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，故A正确；
B.铜与浓硫酸反应，浓硫酸既表现强的氧化性，又表现酸性，故B错误；
C.c处高锰酸钾褪色，体现二氧化硫的还原性，故C错误；
D.反应后溶液中仍然含有大量浓硫酸，不能将水加入到浓硫酸，否则易产生酸受热飞溅，故D错误；
故选：A。
铜与浓硫酸加热反应生成二氧化硫，二氧化硫为酸性氧化物，与水反应生成亚硫酸，溶液显酸性，能够使石蕊试液变红，二氧化硫具有漂白性，能够使品红溶液褪色，二氧化硫具有还原性，能够还原高锰酸钾溶液，使其褪色，与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水。
本题考查浓硫酸的性质，侧重考查学生硫及其化合物性质的掌握情况，试题难度中等。
14.【答案】D
【解析】解：反应中硝酸起氧化剂、酸性作用，起氧化剂作用的硝酸生成氮的氧化物，起酸性作用的硝酸生成Cu(NO3)2，由Cu原子守恒有n[Cu(NO3)2]=n(Cu)，根据氮原子守恒：n消耗(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)=2×12.8g64g/mol+5.6L22.4L/mol=0.65mol，
故选：D。
反应中硝酸起氧化剂、酸性作用，起氧化剂作用的硝酸生成氮的氧化物，起酸性作用的硝酸生成Cu(NO3)2，根据氮原子守恒：n消耗(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)。
本题考查化学方程式的计算，注意守恒思想的运用，题目侧重考查学生分析计算能力、灵活运用知识的能力。
15.【答案】分液漏斗 检验装置的气密性 打开左侧弹簧夹，通入一段时间的氮气，排尽装置中原有的空气 溶液由黄色变为浅绿色且有白色沉淀生成 SO2+2H2O+2Fe3+=SO42−+2Fe2++2H+ 还原 A SO2+ClO−+H2O=SO42−+Cl−+2H+
【解析】解：(1)盛装浓硫酸仪器的名称分液漏斗，装置A中有SO2生成，为防止生成的SO2逸出，所以组装好装置后需要进行的下一步操作是检验装置的气密性，
故答案为：分液漏斗；检验装置的气密性；
(2)在水溶液中空气能氧化SO2生成SO42−，为防止空气干扰，在实验前应该将装置中的空气排尽，所以滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开左侧弹簧夹，通入一段时间的氮气，排尽装置中原有的空气，
故答案为：打开左侧弹簧夹，通入一段时间的氮气，排尽装置中原有的空气；
(3)装置B中如果SO2和Fe3+之间发生氧化还原反应，则生成SO42−、Fe2+，SO42−、Ba2+生成BaSO4白色沉淀，Fe3+在水溶液中呈黄色、Fe2+在水溶液中呈浅绿色，所以看到的现象是：溶液由黄色变为浅绿色且有白色沉淀生成，离子方程式为SO2+2H2O+2Fe3+=SO42−+2Fe2++2H+；该反应中S元素化合价由+4价变为+6价，则SO2作还原剂，在反应中体现还原性，
故答案为：溶液由黄色变为浅绿色且有白色沉淀生成；SO2+2H2O+2Fe3+=SO42−+2Fe2++2H+；还原；
(4)尾气SO2属于酸性氧化物，能被碱液吸收，SO2溶于水，1体积的水能溶解40体积的SO2，所以应该选取A处理尾气；NaClO溶液同样也可用于脱硫，主要利用次氯酸钠的氧化性可将二氧化硫氧化为SO42−，ClO−被还原为Cl−，离子方程式为SO2+ClO−+H2O=SO42−+Cl−+2H+，
故答案为：A；SO2+ClO−+H2O=SO42−+Cl−+2H+。
浓硫酸和Na2SO3固体反应生成Na2SO4、SO2和H2O，反应方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑，如果SO2和Fe3+之间发生氧化还原反应，则生成SO42−、Fe2+，SO42−、Ba2+生成BaSO4白色沉淀；
(1)盛装浓硫酸仪器的名称分液漏斗，有气体参加或生成的装置，在连接后仪器后应该先检验装置的气密性；
(2)在水溶液中空气能氧化SO2生成SO42−，为防止空气干扰，在实验前应该将装置中的空气排尽；
(3)装置B中如果SO2和Fe3+之间发生氧化还原反应，则生成SO42−、Fe2+，SO42−、Ba2+生成BaSO4白色沉淀；在反应中作还原剂的物质具有还原性；
(4)尾气SO2属于酸性氧化物，能被碱液吸收，SO2溶于水，1体积的水能溶解40体积的SO2；NaClO溶液同样也可用于脱硫，主要利用次氯酸钠的氧化性可将二氧化硫氧化为SO42−，ClO−被还原为Cl−。
本题考查性质实验方案设计，侧重考查阅读、分析、判断及知识综合运用能力，明确实验原理、各个装置的作用、元素化合物的性质、离子方程式书写规则是解本题关键，题目难度不大。
16.【答案】 易液化 N2、H2 浓硫酸 ② 4 6 N2O 5H2O
【解析】解：(1)合成塔中氮气和氢气反应：，
故答案为：；
(2)合成氨反应是一个可逆反应，氨气极易挥发，氨分离器中压强约为15MPa，温度约为−20℃，分离氨应用了氨的易液化性质，根据题干中的生产流程图知，经过氨的合成、氨的分离，分离出的是氨气，循环利用的为氮气和氢气的混合气，
故答案为：易液化；N2、H2；
(3)氧化炉中发生的反应是氨的催化氧化反应，原理方程式为：，二氧化氮能够与水反应生成一氧化氮，所以要观察到红棕色气体，应用干燥剂除去水蒸气，试剂瓶1可以为盛有浓硫酸的洗气瓶，
故答案为：；浓硫酸；
(4)氮的固定作用是指游离态氮元素发生反应生成化合态氮元素的过程为固氮作用，即单质变化为化合物，分析转化关系图可知只有反应②是氮气保护为铵根离子是固氮作用，
故答案为：②；
(5)有氧时，在硝化细菌作用下，NH4+可实现过程④的转化，生成N2O、NO2−、H+和水，氮元素化合价−3价变化为+1价和+3价，氧元素化合价0价变化为−2价，电子转移总数20e−，所以铵根离子前为4，氧气前为5，NO2−前为2，N2O前为1，结合电荷守恒得到氢离子前为6，水分子式前为5，配平得到离子方程式为：4NH4++5O2=2NO2−+6H++N2O+5H2O，
故答案为：4，6，N2O，5H2O。
(1)合成塔中氮气和氢气反应生成氨气，该反应为可逆反应；
(2)根据题干中的生产流程图知，原料气氮气和氢气，经过氨的合成、氨的分离，循环利用的为氮气和氢气的混合气；
(3)氧化炉中氨的催化氧化，产物是一氧化氮和水，据此来书写反应方程式；一氧化氮与过量的氧气反应生成二氧化氮，因为二氧化氮能够与水反应生成一氧化氮，所以要观察到红棕色气体，应用干燥剂除去水蒸气，据此分析解答；
(4)氮的固定作用是指游离态氮元素发生反应生成化合态氮元素的过程为固氮作用，即单质变化为化合物；
(5)有氧时，在硝化细菌作用下，NH4+可实现过程④的转化，生成N2O、NO2−、H+和水，结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式得到。
本题主要考查了合成氨工业，题目综合性较强，题目难度中等，掌握合成氨工业的流程，掌握氮及其化合物的性质是解答本题的关键，综合考查了学生具有分析和解决问题的能力。
17.【答案】①③⑤⑥ ⑦⑧ N2 吸收 180 O2+4e−+2H2O=4OH− 减小 NA
【解析】解：(1)①灼热的木炭中通入CO2，为吸热反应；
②碘升华不是化学反应；
③石灰石受热分解，为吸热反应；
④水蒸气液化，为物理变化，放出热量；
⑤Na2CO3⋅10H4O与NH4NO3反应制作冷敷袋，为吸热反应；
⑥HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑，为吸热反应；
，为放热反应；
⑧金属的锈蚀，为放热反应；
属于吸热反应的是①③⑤⑥，属于放热反应的是⑦⑧，
故答案为：①③⑤⑥；⑦⑧；
(2)键能越大越稳定，图1中三种分子最稳定的是N2，该反应中的反应热=反应物的键能和−生成物的键能和=(946+498)kJ/mol−2×632kJ/mol=+180kJ/mol，热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ⋅mol−1，即反应生成2molNO气体吸收180kJ热量，
故答案为：N2；吸收；180；
(3)①由分析可知，通氧气的b极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e−+2H2O=4OH−，氢氧燃料电池总反应方程式为2H2+O2=2H2O，电池工作时生成水，随着反应的进行KOH浓度减小，
故答案为：O2+4e−+2H2O=4OH−；减小；
②通氢气的a极作负极，负极反应式为H2−2e−+2OH−=2H2O，转移电子的物质的量n(e−)=2n(H2)=2×11.2L22.4L/mol=1mol，电子数目为NA，
故答案为：NA。
(1)常见的吸热反应有：大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氢氧化钡与氯化铵的反应等；常见的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与水或酸的反应、铝热反应等，注意物理变化中也伴随能量变化，如铵盐溶解、浓硫酸稀释等；
(2)键能越大，物质越稳定，能量变化图计算反应热，反应焓变=反应物的键能和−生成物的键能和；
(3)该碱性氢氧燃料电池中，通氢气的a极作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为H2−2e−+2OH−=2H2O，通氧气的b极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为O2+4e−+2H2O=4OH−。
本题考查了化学反应能量变化、反应焓变的计算、原电池的工作原理等知识，主要是图象分析判断和依据键能计算反应焓变的知识熟练掌握，题目较简单。
18.【答案】太阳 电 AC 0.06 60% Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ 负 8
【解析】解：(1)光伏发电实现太阳能转化为电能，
故答案为：太阳；电；
(2)A.该反应是气体体积减小的反应，随着反应进行，混合气体的总压强减小，则当混合气体的总压强保持不变时，反应达到平衡状态，故A正确；
B.该反应为可逆反应，则1molCO2与足量氢气反应，不会产生1molCH3OH，故B错误；
C.断裂2molC=O的同时，形成3molH−H，则说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；
D.该条件下充入氮气，压强增大，但各组分浓度不变，则反应速率不变，故D错误；
故答案为：AC；
(3)①一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2，发生上述反应，经5min达到平衡，测得平衡时压强与反应前压强之比为19：25，列化学平衡三段式，
起始(mol) 2 8 0 0
转化(mol) x 3x x x
平衡(mol) 2−x 8−3x x x
压强之比等于物质的量之比，则2−x+8−3x+x+x10=1925，解得x=1.2mol，开始反应至10min时CH3OH的平均反应速率为1.2mol2L×10min=0.06mol/(L⋅min)，
故答案为：0.06；
②该条件下，反应达到平衡时，CO2的转化率为1.2mol2mol×100%=60%，
故答案为：60%；
(4)催化剂的催化性能越强，反应速率越快，生成氢气物质的量越多，则三种不同催化剂催化性能由强到弱的顺序为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，
故答案为：Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ；
(5)甲烷燃料电池，通入CH4气体的电极为负极；负极反应式为CH4+10OH−−8e−=CO32−+7H2O，则当电路通过4mol电子时，负极消耗甲烷物质的量为4mol×18=0.5mol，其质量为0.5mol×16g/mol=8g，
故答案为：负；8。
(1)光伏发电是将太阳能转化为电能；
(2)A.该反应是气体体积减小的反应，随着反应进行，混合气体的总压强减小；
B.该反应为可逆反应；
C.断裂2molC=O的同时，形成3molH−H，则说明正逆反应速率相等；
D.该条件下充入氮气，压强增大，但各组分浓度不变；
(3)①一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2，发生上述反应，经5min达到平衡，测得平衡时压强与反应前压强之比为19：25，列化学平衡三段式，
起始(mol) 2 8 0 0
转化(mol) x 3x x x
平衡(mol) 2−x 8−3x x x
压强之比等于物质的量之比，则2−x+8−3x+x+x10=1925，解得x=1.2mol，v=ΔnV⋅Δt；
②转化率=转化物质的量起始物质的量×100%；
(4)催化剂的催化性能越强，反应速率越快，生成氢气物质的量越多；
(5)燃料电池中，通入燃料的一极为负极，电极反应式为CH4+10OH−−8e−=CO32−+7H2O。
本题考查化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素、化学平衡的计算等，侧重考查学生分析能力、识图能力和计算能力，掌握化学平衡三段式是解题关键，此题难度中等。
2022-2023学年重庆市渝东九校联盟高一（下）期中化学试卷
一、单选题（本大题共14小题，共42.0分）
1. 化学与生产生活密切相关，下列说法正确的是( )
A. SO2有毒，不能用作食品添加剂
B. 高纯度的硅被广泛用于制造太阳能电池和光导纤维
C. “红瓷候火，还乍识、冰环玉指”所描述的红瓷，其成分为四氧化三铁
D. 铵态氮肥不可以与碱液混合使用
2. 下列操作中，不会影响溶液中K+、Fe3+、Ba2+、Cl−、NO3−等离子大量共存的是( )
A. 通入CO2 B. 加入Fe粉 C. 加入NaOH D. 加入ZnSO4
3. NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A. 标准状况下，22.4LH2O含有的分子数为NA
B. 足量Cu与2mol浓硫酸充分反应转移电子数为2NA
C. 5.6gFe与足量稀硝酸反应转移电子数为0.3NA
D. 在0.1mol/L的NaHCO3溶液中含有的氧原子数为0.3NA
4. 下列说法正确的是( )
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 反应放出或吸收热量的多少与反应物和生成物所具有总能量的相对大小有关
C. 已知C(s，金刚石)=C(s，石墨)为放热反应，说明金刚石比石墨更稳定
D. 化学反应过程中，断键放热成键吸热是能量变化的主要原因
5. 金属燃料电池是一类重要的电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 向上述装置中注入海水就可使LED灯发光
B. 若有0.1molO2反应，流经电解质的电子为0.4NA
C. 该燃料电池电流从金属电极流向空气电极
D. 金属电极得电子发生还原反应
6. 下列离子方程式书写正确的是( )
A. 少量SO2通入到NaOH溶液中：SO2+OH−=HSO3−
B. Cu与浓硝酸溶液：3Cu+8H++2NO3−=3Cu2+2NO↑+4H2O
C. 将NO2通入H2O溶液：3NO2+H2O=2H++2NO3−+NO
D. 氨水和稀硫酸的反应：OH−+H+=H2O
7. 一定条件下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体发生可逆反应的反应。反应过程中测得各气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该反应达到平衡状态的时间是4min
B. 用Y表示0～2min内该反应的平均速率为0.15mol⋅L−1⋅S−1
C. 第2min末，X的转化率为90%
D. 该反应的化学方程式为X+3Y⇌2Z
8. 已知某物质X能发生如图转化，其中物质X、Y、Z、A均含有同一种元素。下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是 ( )
A. 若X为单质，则X可能是N2或S
B. 若X为化合物，则X只能是H2S
C. 反应①和②一定为氧化还原反应
D. 若X为非金属单质或非金属氢化物，则A不一定能与金属铜反应生成Y
9. 恒温恒容条件下，气体A、B发生反应：4A(g)+5B(g)⇌6C(g)+4D(g)，下列不能说明反应达到平衡状态的是( )
A. 体系压强保持不变
B. 单位时间内消耗4molA，同时消耗6molC
C. 混合气体密度保持不变
D. 混合气体的平均摩尔质量不再改变
10. 下列离子的检验方案、现象及结论均正确的选项是 ( )
选项
检验方案
现象
结论
A
向某溶液中滴加氯水后，再滴加KSCN溶液
溶液变为红色
原溶液中含有Fe2+
B
向某溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀
原溶液中肯定含有SO42−
C
向某溶液中加入稀盐酸
产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
原溶液中一定含有CO32−
D
向某溶液中加足量NaOH后，加热
产生能使红色湿润石蕊试纸变蓝的气体
原溶液中含有NH4+
A. A B. B C. C D. D
11. 除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，过程如图：
下列有关说法中，不正确的是( )
A. 试剂①②③依次加入过量的Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液
B. 溶解、过滤都用到玻璃棒，其作用搅拌，加速溶解：引流
C. 除去Ca2+的主要反应：Ca2++CO32−=CaCO3↓
D. 向滤液中加入盐酸是为了除去过量的氢氧化钠和碳酸钠
12. 科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：
容器①中的反应为：Si(粗)+3HCl(g)=SiHCl3(l)+H2(g)；
容器②中进行的反应为：SiHCl3+H2=Si(纯)+3HCl；
下列说法不正确的是( )
A. 反应①和②中HCl分别为氧化剂、氧化产物
B. 由反应①可知Si可与盐酸发生反应
C. 可用过滤的方法分离Si和SiHCl3
D. 该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
13. 若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是( )
A. 试管底部出现白色固体，不能说明反应中无H2O生成
B. Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的氧化性
C. b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性
D. 为了检验产物中的Cu2+，某同学直接向反应后的试管(已冷却)中加入少量水
14. 将12.8g铜与一定质量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生NO、NO2混合气混合体5.6L(标准状况)，则整个反应过程中消耗HNO3总的物质的量为( )
A. 0.25mol B. 0.8mol C. 0.53mol D. 0.65mol
二、实验题（本大题共2小题，共29.0分）
15. 为观察铜和浓硫酸的反应现象并探究SO2与Fe3+之间的氧化还原反应，某化学兴趣小组按如图装置进行实验(夹持、加热仪器已略去)。请回答下列问题：
请回答：
(1)盛装浓硫酸仪器的名称 ______ ，组装好装置后需要进行的下一步操作是 ______ 。
(2)该实验过程中空气会对实验造成干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是 ______ 。
(3)装置B产生的现象是 ______ ，其中SO2与FeCl3溶液反应的离子方程为 ______ ，说明SO2具有 ______ 性。
(4)如图哪些装置可用于尾气处理？ ______ (填序号)。
NaClO溶液同样也可用于脱硫，主要利用次氯酸钠的氧化性可将二氧化硫氧化为SO42−，请写出脱硫(SO2)反应的离子方程式 ______ 。
16. NH3和HNO3是重要的工业产品，如图是合成氨和氨氧化制硝酸的工艺流程图。
(1)合成塔中发生反应的化学方程式是 ______ 。
(2)氨分离器中压强约为15MPa，温度约为−20℃，分离氨应用了氨 ______ 的性质，从氨分离器中又回到合成塔中的物质是 ______ 。
(3)工业上制硝酸的关键一步便是NH3的催化氧化，可用下图a装置模拟氧化炉中NH3的催化氧化。玻璃管中发生NH3的催化氧化反应，化学反应方程式 ______ 。为保证在装置2中观察到红棕色气体，装置1应装入 ______ (填试剂名称)。
(4)氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键，海洋中无机氮的循环过程可用图b表示。海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是 ______ (填图中数字序号)。
(5)有氧时，在硝化细菌作用下，NH4+可实现过程④(如图b)的转化，将离子方程式补充完整： ______ ______ H++ ______ + ______ 。
三、简答题（本大题共2小题，共29.0分）
17. (1)下列过程中属于吸热反应的是 ______ ，属于放热反应的是 ______ 。
①灼热的木炭中通入CO2
②碘升华
③石灰石受热分解
④水蒸气液化
⑤Na2CO3⋅10H4O与NH4NO3反应制作冷敷袋
⑥HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑
⑧金属的锈蚀
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气，其中生成NO的能量变化如图甲所示，则图中三种分子最稳定的是 ______ (写化学式)。若反应生成2molNO气体 ______ (选“吸收”或“放出”) ______ kJ热量。
(3)燃料电池是目前电池研究的热点之一。某课外小组自制的氢氧燃料电池如图乙所示，a、b均为惰性电极。
①b极发生的电极反应式是 ______ ，随着反应的进行KOH浓度 ______ (填“增大”“减小”“不变”)。
②标准状况下，消耗11.2LH2时，转移的电子数为 ______ 。
18. 目前全球使用的燃料主要是煤、石油、天然气，而能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。我国向国际社会作出“碳达峰、碳中和”的郑重承诺，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施将二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和，树立了大国形象，彰显了大国担当。太阳能的利用是热门研究方向之一，“液态阳光”技术可助力我国完成碳达峰、碳中和目标。具体分三步：
第1步，把光变成能量，目前采用光伏发电的形式；
第2步，电解水制氢气；
第3步，CO2和H2在催化剂等条件下合成CH3OH。
请回答下列问题：
(1)光伏发电实现 ______ 能转化为 ______ 能。
(2)恒温恒容条件下，发生反应：，下列说法正确的是 ______ (多选，填字母)。
A.混合气体的总压强保持不变时，反应达到平衡状态
B.1molCO2与足量氢气反应，会产生1molCH3OH
C.断裂2molC=O的同时，形成3molH−H，则说明反应已达平衡
D.该条件下充入氮气，压强增大，则反应速率加快
(3)一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2，发生上述反应，经5min达到平衡，测得平衡时压强与反应前压强之比为19：25。
①开始反应至10min时CH3OH的平均反应速率为 ______ mol⋅L−1⋅min−1。
②该条件下，反应达到平衡时，CO2的转化率为 ______ 。
(4)CO2和CH4都是温室气体。T1℃时，科研人员探究等质量的三种催化剂(图中用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)在相同条件下的催化效果。在1L恒容容器中，分别充入1molCO2和2molCH4，发生反应为：CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)测得H2物质的量随时间变化如图所示。
由图可知，三种不同催化剂催化性能由强到弱的顺序为 ______ 。
(5)为实现低碳环保的目标，如图为甲烷燃料电池的构造示意图：
通入CH4气体的电极为 ______ 极(填“正”或“负”)；当电路通过4mol电子时，负极消耗物质的质量是 ______ g。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A.二氧化硫具有还原性，常用作葡萄酒的抗氧化剂，故A错误；
B.晶体硅为良好的半导体，可用作制造太阳能电池，二氧化硅具有良好的导光性，可用作制造光导纤维，故B错误；
C.“红瓷候火，还乍识、冰环玉指”所描述的红瓷，其成分为氧化铁，故C错误；
D.铵盐与氢氧根离子反应生成氨气，所以铵态氮肥不可以与碱液混合使用，容易降低氮肥的肥效，故D正确；
故选：D。
A.二氧化硫具有还原性；
B.晶体硅为良好的半导体，二氧化硅具有良好的导光性；
C.四氧化三铁为黑色；
D.铵盐与氢氧根离子反应生成氨气。
本题考查了元素化合物知识，侧重考查物质的用途，性质决定用途，熟悉相关物质的性质是解题关键，题目难度不大。
2.【答案】A
【解析】解：A.K+、Fe3+、Ba2+、Cl−、NO3−均不与CO2反应，通入CO2后能大量共存，故A正确；
B.Fe3+、Fe之间反应Fe2+，加入Fe粉后不能大量共存，故B错误；
C.Fe3+、OH−之间反应生成氢氧化铁沉淀，加入NaOH后不能大量共存，故C错误；
D.Ba2+、SO42−之间反应生成硫酸钡沉淀，加入ZnSO4后不能大量共存，故D错误；
故选：A。
A.五种离子均不与二氧化碳反应；
B.铁与铁离子反应生成亚铁离子；
C.铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀；
D.钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀。
本题考查离子共存的判断，为高频考点，明确常见离子的性质及离子反应发生条件为解答关键，注意掌握常见离子不能共存的情况，试题侧重考查学生的分析与应用能力，题目难度不大。
3.【答案】C
【解析】解：A.标准状况下，22.4LH2O不是气体，不能用标准状况下气体摩尔体积计算气体物质的量，故A错误；
B.足量Cu与2mol浓硫酸充分反应，Cu+2H2SO4(浓，2mol硫酸反应电子转移2mol，随浓硫酸难度减小，变为稀硫酸不再与铜反应，则转移电子数为小于2NA，故B错误；
C.5.6gFe物质的量n=5.6g56g/mol=0.1mol，0.1molFe与足量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应中转移电子数目为0.3NA，故C正确；
D.在0.1mol/L的NaHCO3溶液中，溶液体积不知，不能计算含有的氧原子数，故D错误；
故选：C。
A.标准状况下，22.4LH2O不是气体；
B.随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，不与铜反应；
C.1molFe与足量稀硝酸反应，生成铁盐；
D.溶液体积不知，不能计算微粒数，碳酸氢钠溶液中含氧原子的还有水分子。
本题考查了阿伏加德罗常数的有关计算，熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键，题目难度不大。
4.【答案】B
【解析】解：A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应需要加热才能进行但却是放热反应，故A错误；
B.从宏观来看反应放出或吸收热量的多少与反应物和生成物所具有总能量的相对大小有关，故B正确；
C.从金刚石转化为石墨，反应放热，说明石墨能量低于金刚石，因此石墨更稳定，故C错误；
D.化学反应过程中，断键吸热，成键放热，故D错误；
故选：B。
A.放热反应、吸热反应与加不加热无关；
B.反应物和生成物的总能量的相对大小决定了反应是吸热还是放热；
C.能量越高越不稳定；
D.化学反应能量变化的实质旧键的断裂和新键的形成，断键吸热，成键放热。
本题考查了吸放热反应与反应条件的关系，应注意的是吸热反应不一定需要加热，需要加热才能发生的不一定是吸热反应，即反应吸放热与反应条件无必然关系。
5.【答案】A
【解析】解：A.向上述装置中注入海水后构成原电池，就可使LED灯发光，故A正确；
B.电池工作时，电子不能通过电解质溶液，故B错误；
C.电流由正极经导线流向负极，即从空气电极流向金属电极，故C错误；
D.电池工作时，金属电极失电子发生氧化反应，被氧化，故D错误；
故选：A。
该原电池中，金属失电子发生氧化反应，所以金属电极为负极、空气电极为正极，
A.向上述装置中注入海水后构成原电池；
B.电子不能通过电解质溶液；
C.电流由正极经导线流向负极；
D.电池工作时，金属电极失电子发生氧化反应。
本题考查化学电源新型电池，侧重考查原电池原理，明确各个电极上发生的电极反应是解本题关键，会书写电极反应式，难度不大。
6.【答案】C
【解析】解：A.少量SO2通入到NaOH溶液中的离子方程式为：SO2+2OH−=SO32−+H2O，故A错误；
B.Cu与浓硝酸溶液反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO3−=Cu2+2NO2↑+2H2O，故B错误；
C.将NO2通入H2O溶液后发生反应的离子方程式为：3NO2+H2O=2H++2NO3−+NO，故C正确；
D.氨水和稀硫酸反应的离子方程式为：NH3⋅H2O+H+=NH4++H2O，故D错误；
故选：C。
A.二氧化硫少量，反应生成亚硫酸根离子；
B.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体；
C.二氧化氮与水反应生成硝酸、一氧化氮和水；
D.一水合氨为弱电解质，不能拆开。
本题考查离子方程式的书写判断，为高频考点，明确物质性质、反应实质为解答关键，注意掌握离子方程式的书写原则，试题侧重考查学生的分析能力及规范答题能力，题目难度不大。
7.【答案】D
【解析】解：A.由图可知，该反应进行到2min时各物质的物质的量不再变化，说明2min时反应达到平衡状态，故A错误；
B.用Y表示0～2min内该反应的平均速率v(Y)=△c△t=△nV△t=1.0mol−0.7mol2L×2min=0.075mol/(L⋅min)，故B错误；
C.第2min末，X的转化率为1.0mol−0.9mol1.0mol×100%=10%，故C错误；
D.反应从开始到2min时△n(X)=1.0mol−0.9mol=0.1mol，△n(Y)=1.0mol−0.7mol=0.3mol，△n(Z)=0.2mol，则X、Y、Z的计量数之比为0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，即反应的化学方程式为X+3Y⇌2Z，故D正确；
故选：D。
由图可知，X、Y物质的量减小，Z物质的量增大，说明X、Y为反应物，Z为生成物，反应从开始到2min时△n(X)=1.0mol−0.9mol=0.1mol，△n(Y)=1.0mol−0.7mol=0.3mol，△n(Z)=0.2mol，物质的量的变化量之比等于化学反应计量数之比，即X、Y、Z的计量数之比为0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，2min时各组分物质的量不再改变，此时反应达到平衡状态，结合v=△c△t=△nV△t进行计算，据此分析解答。
本题考查化学平衡曲线分析，把握图中物质的量的变化、速率及转化率的计算为解答的关键，侧重分析与运用能力的考查，题目难度不大。
8.【答案】B
【解析】解：A.若X为N2，Y为NO、Z为NO2、A为HNO3，若X为S，Y为SO2、Z为SO3、A为H2SO4，均符合图中转化，故A正确；
B.若X为化合物，X为NH3时，Y为NO、Z为NO2、A为HNO3，符合图中转化，X还可能为硫化氢，故B错误；
C.X氧化生成Y，Y氧化生成Z，则反应①和②一定为氧化还原反应，故C正确；
D.若X为C或甲烷，Y为CO、Z为CO2、A为H2CO3，Cu与碳酸不反应；若X为N2或氨气，A为HNO3，Cu与稀硝酸反应生成NO，则A不一定能与金属铜反应生成Y，故D正确；
故选：B。
物质X、Y、Z、A均含有同一种元素，由图中转化可知，X可发生连续氧化反应，且Z与水反应，可知A为酸或碱，X可能为氮气、硫、硫化氢、氨气、钠等，以此来解答。
本题考查无机物的推断，为高频考点，把握物质的性质、发生的转化反应为解答的关键，侧重分析与推断能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
9.【答案】C
【解析】解：A.该反应是气体体积增大的反应，随着反应进行，体系压强增大，当体系压强保持不变，说明反应达到平衡状态，故A正确；
B.单位时间内消耗4molA，同时消耗6molC，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；
C.根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，容器体积不变，则气体的密度始终不变，当气体的密度不再改变，不能表明反应已达到平衡状态，故C错误；
D.根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，该反应是气体物质的量增大的反应，随着反应进行，混合气体的平均相对分子质量减小，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，表明反应已达到平衡状态，故D正确；
故选：C。
判断化学平衡状态的直接标志：Ⅰ.v正=v逆(同物质)，Ⅱ.各组分浓度不再改变，以及以此为基础衍生出来的标志如压强不再改变，混合气体的密度不再改变、气体的颜色不再变化等等，以此为判断依据；
本题考查化学平衡状态的判断，判断化学平衡状态的直接标志是正逆反应速率相等，间接标志是抓住能变的量保持不变，此题难度中等，注意基础知识积累。
10.【答案】D
【解析】解：A.氯气可氧化亚铁离子，不能排除原溶液是否含铁离子，由操作和现象不能确定原溶液是否含Fe2+，故A错误；
B.向某溶液中加入硝酸酸化Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中可能有SO42−，也可能含有亚硫酸根离子，故B错误；
C.向某溶液中滴加稀盐酸，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，该气体可能为二氧化硫、二氧化碳，向NaHCO3溶液中加入稀盐酸，也能产生能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体，也可能含有亚硫酸根离子，原固体粉末中不一定含有CO32−离子，故C错误；
D.向某溶液中加足量NaOH后，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明原溶液中含NH4+，故D正确；
故选：D。
A.氯气可氧化亚铁离子，不能排除原溶液是否含铁离子；
B.溶液中含有亚硫酸根离子时被硝酸氧化成硫酸根离子产生沉淀；
C.HCO3−也能与盐酸反应生成二氧化碳气体，二氧化硫也能够使澄清石灰水变浑浊，原固体可能含有亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子，不一定含有CO32−离子；
D.向某溶液中加足量NaOH后，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则该气体是氨气。
本题考查常见离子的检验，把握离子的性质、离子检验的试剂、现象及结论的关系为解答的关键，注意熟练掌握常见离子的检验方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力，题目难度不大。
11.【答案】A
【解析】解：A.碳酸钠一定在氯化钡之后，可除去过量的钡离子，则试剂①、②、③分别是NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3，故A错误；
B.溶解、过滤都用到玻璃棒，其作用搅拌，加速溶解、引流，故B正确；
C.加Na2CO3，生成CaCO3，则除去Ca2+的主要反应：Ca2++CO32−=CaCO3↓，故C正确；
D.向滤液中加入盐酸是为了除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，故D正确，
故选：A。
由实验流程可知，粗盐溶解后，先加NaOH除去MgCl2，再加BaCl2除去Na2SO4，然后加Na2CO3除去CaCl2及过量的BaCl2，且Na2CO3一定在BaCl2之后，过滤后，滤液中加盐酸，最后蒸发结晶得到NaCl固体，以此来解答。
本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意试剂过量及试剂的先后顺序，题目难度不大。
12.【答案】B
【解析】解：A.Si(粗)+3HCl(g)=SiHCl3(l)+H2(g)，反应中氢元素化合价降低，氯化氢为氧化剂，反应SiHCl3+H2=Si(纯)+3HCl中，氢气中氢元素化合价升高，氯化氢为氧化产物，故A正确；
B.硅与盐酸不反应，硅与氯化氢高温反应，故B错误；
C.硅为固体，三氯硅烷为液体，所以可用过滤法分类二者，故C正确；
D.依据流程可知，氢气和氯化氢可以循环使用，有利于节约成本，故D正确；
故选：B。
A.依据反应中氯化氢中元素化合价变化判断；
B.硅与盐酸不反应；
C.硅为固体，三氯硅烷为液体；
D.依据流程可知，氢气和氯化氢可以循环使用。
本题考查了硅的粗硅的提纯，明确发生的反应，准确判断反应中元素化合价变化是解题关键，题目难度不大。
13.【答案】A
【解析】解：A.实验过程中试管底部出现白色固体，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4⋅5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，故A正确；
B.铜与浓硫酸反应，浓硫酸既表现强的氧化性，又表现酸性，故B错误；
C.c处高锰酸钾褪色，体现二氧化硫的还原性，故C错误；
D.反应后溶液中仍然含有大量浓硫酸，不能将水加入到浓硫酸，否则易产生酸受热飞溅，故D错误；
故选：A。
铜与浓硫酸加热反应生成二氧化硫，二氧化硫为酸性氧化物，与水反应生成亚硫酸，溶液显酸性，能够使石蕊试液变红，二氧化硫具有漂白性，能够使品红溶液褪色，二氧化硫具有还原性，能够还原高锰酸钾溶液，使其褪色，与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水。
本题考查浓硫酸的性质，侧重考查学生硫及其化合物性质的掌握情况，试题难度中等。
14.【答案】D
【解析】解：反应中硝酸起氧化剂、酸性作用，起氧化剂作用的硝酸生成氮的氧化物，起酸性作用的硝酸生成Cu(NO3)2，由Cu原子守恒有n[Cu(NO3)2]=n(Cu)，根据氮原子守恒：n消耗(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)=2×12.8g64g/mol+5.6L22.4L/mol=0.65mol，
故选：D。
反应中硝酸起氧化剂、酸性作用，起氧化剂作用的硝酸生成氮的氧化物，起酸性作用的硝酸生成Cu(NO3)2，根据氮原子守恒：n消耗(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)。
本题考查化学方程式的计算，注意守恒思想的运用，题目侧重考查学生分析计算能力、灵活运用知识的能力。
15.【答案】分液漏斗 检验装置的气密性 打开左侧弹簧夹，通入一段时间的氮气，排尽装置中原有的空气 溶液由黄色变为浅绿色且有白色沉淀生成 SO2+2H2O+2Fe3+=SO42−+2Fe2++2H+ 还原 A SO2+ClO−+H2O=SO42−+Cl−+2H+
【解析】解：(1)盛装浓硫酸仪器的名称分液漏斗，装置A中有SO2生成，为防止生成的SO2逸出，所以组装好装置后需要进行的下一步操作是检验装置的气密性，
故答案为：分液漏斗；检验装置的气密性；
(2)在水溶液中空气能氧化SO2生成SO42−，为防止空气干扰，在实验前应该将装置中的空气排尽，所以滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开左侧弹簧夹，通入一段时间的氮气，排尽装置中原有的空气，
故答案为：打开左侧弹簧夹，通入一段时间的氮气，排尽装置中原有的空气；
(3)装置B中如果SO2和Fe3+之间发生氧化还原反应，则生成SO42−、Fe2+，SO42−、Ba2+生成BaSO4白色沉淀，Fe3+在水溶液中呈黄色、Fe2+在水溶液中呈浅绿色，所以看到的现象是：溶液由黄色变为浅绿色且有白色沉淀生成，离子方程式为SO2+2H2O+2Fe3+=SO42−+2Fe2++2H+；该反应中S元素化合价由+4价变为+6价，则SO2作还原剂，在反应中体现还原性，
故答案为：溶液由黄色变为浅绿色且有白色沉淀生成；SO2+2H2O+2Fe3+=SO42−+2Fe2++2H+；还原；
(4)尾气SO2属于酸性氧化物，能被碱液吸收，SO2溶于水，1体积的水能溶解40体积的SO2，所以应该选取A处理尾气；NaClO溶液同样也可用于脱硫，主要利用次氯酸钠的氧化性可将二氧化硫氧化为SO42−，ClO−被还原为Cl−，离子方程式为SO2+ClO−+H2O=SO42−+Cl−+2H+，
故答案为：A；SO2+ClO−+H2O=SO42−+Cl−+2H+。
浓硫酸和Na2SO3固体反应生成Na2SO4、SO2和H2O，反应方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑，如果SO2和Fe3+之间发生氧化还原反应，则生成SO42−、Fe2+，SO42−、Ba2+生成BaSO4白色沉淀；
(1)盛装浓硫酸仪器的名称分液漏斗，有气体参加或生成的装置，在连接后仪器后应该先检验装置的气密性；
(2)在水溶液中空气能氧化SO2生成SO42−，为防止空气干扰，在实验前应该将装置中的空气排尽；
(3)装置B中如果SO2和Fe3+之间发生氧化还原反应，则生成SO42−、Fe2+，SO42−、Ba2+生成BaSO4白色沉淀；在反应中作还原剂的物质具有还原性；
(4)尾气SO2属于酸性氧化物，能被碱液吸收，SO2溶于水，1体积的水能溶解40体积的SO2；NaClO溶液同样也可用于脱硫，主要利用次氯酸钠的氧化性可将二氧化硫氧化为SO42−，ClO−被还原为Cl−。
本题考查性质实验方案设计，侧重考查阅读、分析、判断及知识综合运用能力，明确实验原理、各个装置的作用、元素化合物的性质、离子方程式书写规则是解本题关键，题目难度不大。
16.【答案】 易液化 N2、H2 浓硫酸 ② 4 6 N2O 5H2O
【解析】解：(1)合成塔中氮气和氢气反应：，
故答案为：；
(2)合成氨反应是一个可逆反应，氨气极易挥发，氨分离器中压强约为15MPa，温度约为−20℃，分离氨应用了氨的易液化性质，根据题干中的生产流程图知，经过氨的合成、氨的分离，分离出的是氨气，循环利用的为氮气和氢气的混合气，
故答案为：易液化；N2、H2；
(3)氧化炉中发生的反应是氨的催化氧化反应，原理方程式为：，二氧化氮能够与水反应生成一氧化氮，所以要观察到红棕色气体，应用干燥剂除去水蒸气，试剂瓶1可以为盛有浓硫酸的洗气瓶，
故答案为：；浓硫酸；
(4)氮的固定作用是指游离态氮元素发生反应生成化合态氮元素的过程为固氮作用，即单质变化为化合物，分析转化关系图可知只有反应②是氮气保护为铵根离子是固氮作用，
故答案为：②；
(5)有氧时，在硝化细菌作用下，NH4+可实现过程④的转化，生成N2O、NO2−、H+和水，氮元素化合价−3价变化为+1价和+3价，氧元素化合价0价变化为−2价，电子转移总数20e−，所以铵根离子前为4，氧气前为5，NO2−前为2，N2O前为1，结合电荷守恒得到氢离子前为6，水分子式前为5，配平得到离子方程式为：4NH4++5O2=2NO2−+6H++N2O+5H2O，
故答案为：4，6，N2O，5H2O。
(1)合成塔中氮气和氢气反应生成氨气，该反应为可逆反应；
(2)根据题干中的生产流程图知，原料气氮气和氢气，经过氨的合成、氨的分离，循环利用的为氮气和氢气的混合气；
(3)氧化炉中氨的催化氧化，产物是一氧化氮和水，据此来书写反应方程式；一氧化氮与过量的氧气反应生成二氧化氮，因为二氧化氮能够与水反应生成一氧化氮，所以要观察到红棕色气体，应用干燥剂除去水蒸气，据此分析解答；
(4)氮的固定作用是指游离态氮元素发生反应生成化合态氮元素的过程为固氮作用，即单质变化为化合物；
(5)有氧时，在硝化细菌作用下，NH4+可实现过程④的转化，生成N2O、NO2−、H+和水，结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式得到。
本题主要考查了合成氨工业，题目综合性较强，题目难度中等，掌握合成氨工业的流程，掌握氮及其化合物的性质是解答本题的关键，综合考查了学生具有分析和解决问题的能力。
17.【答案】①③⑤⑥ ⑦⑧ N2 吸收 180 O2+4e−+2H2O=4OH− 减小 NA
【解析】解：(1)①灼热的木炭中通入CO2，为吸热反应；
②碘升华不是化学反应；
③石灰石受热分解，为吸热反应；
④水蒸气液化，为物理变化，放出热量；
⑤Na2CO3⋅10H4O与NH4NO3反应制作冷敷袋，为吸热反应；
⑥HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑，为吸热反应；
，为放热反应；
⑧金属的锈蚀，为放热反应；
属于吸热反应的是①③⑤⑥，属于放热反应的是⑦⑧，
故答案为：①③⑤⑥；⑦⑧；
(2)键能越大越稳定，图1中三种分子最稳定的是N2，该反应中的反应热=反应物的键能和−生成物的键能和=(946+498)kJ/mol−2×632kJ/mol=+180kJ/mol，热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ⋅mol−1，即反应生成2molNO气体吸收180kJ热量，
故答案为：N2；吸收；180；
(3)①由分析可知，通氧气的b极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e−+2H2O=4OH−，氢氧燃料电池总反应方程式为2H2+O2=2H2O，电池工作时生成水，随着反应的进行KOH浓度减小，
故答案为：O2+4e−+2H2O=4OH−；减小；
②通氢气的a极作负极，负极反应式为H2−2e−+2OH−=2H2O，转移电子的物质的量n(e−)=2n(H2)=2×11.2L22.4L/mol=1mol，电子数目为NA，
故答案为：NA。
(1)常见的吸热反应有：大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氢氧化钡与氯化铵的反应等；常见的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与水或酸的反应、铝热反应等，注意物理变化中也伴随能量变化，如铵盐溶解、浓硫酸稀释等；
(2)键能越大，物质越稳定，能量变化图计算反应热，反应焓变=反应物的键能和−生成物的键能和；
(3)该碱性氢氧燃料电池中，通氢气的a极作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为H2−2e−+2OH−=2H2O，通氧气的b极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为O2+4e−+2H2O=4OH−。
本题考查了化学反应能量变化、反应焓变的计算、原电池的工作原理等知识，主要是图象分析判断和依据键能计算反应焓变的知识熟练掌握，题目较简单。
18.【答案】太阳 电 AC 0.06 60% Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ 负 8
【解析】解：(1)光伏发电实现太阳能转化为电能，
故答案为：太阳；电；
(2)A.该反应是气体体积减小的反应，随着反应进行，混合气体的总压强减小，则当混合气体的总压强保持不变时，反应达到平衡状态，故A正确；
B.该反应为可逆反应，则1molCO2与足量氢气反应，不会产生1molCH3OH，故B错误；
C.断裂2molC=O的同时，形成3molH−H，则说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；
D.该条件下充入氮气，压强增大，但各组分浓度不变，则反应速率不变，故D错误；
故答案为：AC；
(3)①一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2，发生上述反应，经5min达到平衡，测得平衡时压强与反应前压强之比为19：25，列化学平衡三段式，
起始(mol) 2 8 0 0
转化(mol) x 3x x x
平衡(mol) 2−x 8−3x x x
压强之比等于物质的量之比，则2−x+8−3x+x+x10=1925，解得x=1.2mol，开始反应至10min时CH3OH的平均反应速率为1.2mol2L×10min=0.06mol/(L⋅min)，
故答案为：0.06；
②该条件下，反应达到平衡时，CO2的转化率为1.2mol2mol×100%=60%，
故答案为：60%；
(4)催化剂的催化性能越强，反应速率越快，生成氢气物质的量越多，则三种不同催化剂催化性能由强到弱的顺序为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，
故答案为：Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ；
(5)甲烷燃料电池，通入CH4气体的电极为负极；负极反应式为CH4+10OH−−8e−=CO32−+7H2O，则当电路通过4mol电子时，负极消耗甲烷物质的量为4mol×18=0.5mol，其质量为0.5mol×16g/mol=8g，
故答案为：负；8。
(1)光伏发电是将太阳能转化为电能；
(2)A.该反应是气体体积减小的反应，随着反应进行，混合气体的总压强减小；
B.该反应为可逆反应；
C.断裂2molC=O的同时，形成3molH−H，则说明正逆反应速率相等；
D.该条件下充入氮气，压强增大，但各组分浓度不变；
(3)①一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2，发生上述反应，经5min达到平衡，测得平衡时压强与反应前压强之比为19：25，列化学平衡三段式，
起始(mol) 2 8 0 0
转化(mol) x 3x x x
平衡(mol) 2−x 8−3x x x
压强之比等于物质的量之比，则2−x+8−3x+x+x10=1925，解得x=1.2mol，v=ΔnV⋅Δt；
②转化率=转化物质的量起始物质的量×100%；
(4)催化剂的催化性能越强，反应速率越快，生成氢气物质的量越多；
(5)燃料电池中，通入燃料的一极为负极，电极反应式为CH4+10OH−−8e−=CO32−+7H2O。
本题考查化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素、化学平衡的计算等，侧重考查学生分析能力、识图能力和计算能力，掌握化学平衡三段式是解题关键，此题难度中等。
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