福建省福州市福九联盟2024-2025学年高二上学期11月期中联考 化学试题 含解析

这是一份福建省福州市福九联盟2024-2025学年高二上学期11月期中联考 化学试题 含解析，共21页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。

完卷时间：75分钟 满分：100分
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56
第I卷(选择题)
一、单选题(每题3分，共45分。每小题只有一项符合题目要求)。
1. 化学与生产、生活、社会和环境等密切相关，下列有关说法正确的是
A. 在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
B. 工业上用离子交换膜电解饱和食盐水时，阳极区pH升高
C. 铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性，镀层局部破损后仍然具有防护作用
D. 铜在酸性环境下易发生析氢腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A．催化剂只影响反应速率，不影响化学平衡，不可以改变化学反应进行的方向，A错误；
B．工业上用离子交换膜电解饱和食盐水时，阳极区 ，pH减小，B错误；
C．铁表面镀锌可以隔绝空气，同时锌的活泼性强于铁，增加抗腐蚀性，C正确；
D．铜不能从酸中置换出氢气，这不是一个自发发生的氧化还原反应，D错误；
故选C。
2. 下列实验操作或实验方案，能达到目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．该装置原电池装置，负极为锌，正极为铁，铁不参与反应，故往Fe电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，溶液中不能产生蓝色沉淀，A不符合题意；
B．两者发生的反应为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，等体积等物质的量浓度的溶液混合，Fe3+过量，加入KSCN溶液会变红，不能证明该反应为可逆反应，B不符合题意；
C．研究二氧化锰与三价铁盐对双氧水分解速率的影响，不能选择Fe2O3，Fe2O3属于金属氧化物，不属于三价铁盐，C不符合题意；
D．铁发生吸氧腐蚀时消耗氧气，氧气传感器会发生相应变化，能达到实验目的，D符合题意；
故选D。
3. 下列说法错误的是
A. 恒容绝热容器中，发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，当压强不变时反应达到平衡状态
B. ∆H<0、∆S>0，2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)的反应在任何温度下都能自发进行
C. ∆H>0，T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若K1T2
D. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2，则ΔH1<ΔH2
【答案】C
【解析】
【详解】A．恒压绝热容器中发生，反应放热导致温度升高，容器内的压强不再变化，说明反应温度不变，说明反应达到化学平衡状态，A正确；
B．当∆H<0、∆S>0时，则ΔG=ΔH-TΔS永远小于0，反应在任何温度下都能自发进行，B正确；
C．该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应移动，平衡常数增大，C错误；
D．S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2，气态S燃烧放热多，则ΔH1<ΔH2，D正确；
故选C。
4. 二氧化碳甲烷化的研究对缓解能源危机意义重大。以LaNiO3催化二氧化碳甲烷化的反应机理如图所示(LaNiO3与H2作用生成La2O3和Ni)，下列说法正确的是
A. H2→2H∙放出能量
B. La2O2CO3在反应中为催化剂
C. 若H+CO2→是反应的决速步，则该步的化学反应速率最快
D. 图示过程的总反应式可表示为
【答案】D
【解析】
【详解】A．为断键过程，吸收能量，A错误；
B．由图中反应可知，La2O2CO3生成又被消耗，为中间产物，B错误；
C．活化能大的一步是决速步骤，此时反应慢，则若H+CO2→是反应的决速步，则该步的化学反应速率最慢，C错误；
D．上图过程的总反应为氢气和二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷，方程式可表示为：，D正确；
故选D。
5. 在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，平衡常数K和温度关系如表，下列说法错误的是
A. 反应的化学平衡常数表达式为K=
B. 该反应为吸热反应
C. 700℃时，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)化学平衡常数K=1.67
D. 某温度下，各物质的平衡浓度符合如下关系：3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)，此时的温度为830℃
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据反应方程式，反应化学平衡常数表达式为K=，A正确；
B．由表格可知，平衡常数随温度的升高而增大，故该反应为吸热反应，B正确；
C．700℃时，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)化学平衡常数K=，C正确；
D．温度为830℃时K=1.0，某温度下，各物质的平衡浓度符合如下关系：3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)，此时K=，两者不相等，故温度不是830℃，D错误；
故选D。
6. 已知如下热化学方程式：
①
②
③
④
高氯酸铵是发射火箭的固体能源，发生爆炸的反应如下：
可表示为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律，③④－①－②等于目标反应，对应反应热也有类似的加和关系，得：，A正确，故选A。
7. 汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，∆H<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是
A. ③④B. ①②③C. ②③④D. ①③
【答案】A
【解析】
【详解】①到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t1时刻v正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡；
②t1时刻时，CO2、CO的物质的量的变化量之比不等于1∶1，未达到平衡状态；
③t1时刻之后，NO的质量分数不再改变，说明t1时刻反应处于平衡状态；
④该反应是放热反应，在绝热容器中进行，随着反应进行，容器温度上升，t1时刻之后随反应进行温度不再发生变化，说明反应达到平衡状态；
正确的是③④；
故选A。
8. 在一定温度下，在2个容积均为2L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ∆H<0，相关数据见表。下列说法不正确的是
A. T1温度下，平衡常数K=5
B. Ⅰ中反应达到平衡时，CO的转化率为50%
C. 达到平衡所需要的时间：II>I
D. 对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.4mlCO和0.2mlCO2，平衡逆向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A．在温度为T1时，根据三段式：，，A正确；
B．根据以上分析，Ⅰ中反应达到平衡时，CO的转化率为，B正确；
C．温度为T2，，，所以温度，反应速率，达到平衡所需要的时间：II>I，C正确；
D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.4mlCO和0.2mlCO2，，，平衡正向移动，D错误；
故选D。
9. 随着各地“限牌”政策的推出，电动汽年成为汽车届的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂()电池，其工作原理如图，A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式。下列说法不正确的是
A. 据题意分析可知该隔膜只允许通过，放电时从左边流向右边
B. 放电时，正极锂的化合价未发生改变
C. 充电时B作阳极，电极反应式为：
D. 废旧钴酸锂()电池进行“放电处理”让进入石墨中而有利于回收
【答案】D
【解析】
【分析】根据电池反应式知，放电时，负极反应式为LixC6-xe-=C6+xLi+、正极反应式为Li1-xCO2+xLi++xe-=LiCO2，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，所以A是负极、B是正极。
【详解】A．据题意分析可知该隔膜只允许Li+通过，放电时Li+往正极移动，即从左边流向右边，A正确；
B．无论放电还是充电，Li元素化合价都是+1价，所以化合价不变，B正确；
C．充电时，B电极是阳极，放电时是正极，其电极反应与正极反应相反，故电极反应式为LiCO2-xe-= Li1-x CO2+xLi+，C正确；
D．根据电池反应式知，充电时锂离子加入石墨中，D错误；
故答案选D。
10. 在起始温度均为T/℃。容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1mlN2O和4mlCO，发生反应N2O(g)+CO(g)N2(g)+2CO2(g) ∆H<0。A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中错误的是
A. 曲线M、N的平衡常数大小为：K(N)>K(M)
B. N2与CO2浓度比为1：1且保持不变，不能说明反应达到平衡状态
C. Q点v正小于P点v逆
D. 用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为1.0×10-4ml/(L•s)
【答案】C
【解析】
【分析】A为恒温容器，反应放热，B为绝热容器，体系温度升高，反应速率快，且升温，平衡逆向移动，N2O的转化率减小，故M曲线表示B容器中N2O的转化率随时间的变化关系，N曲线表示A容器中N2O的转化率随时间的变化关系。
【详解】A．反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，N温度低于M，故K（N）＞K（M），故A正确；
B．N2与CO2浓度比为1：1时，无法判断正逆反应速率是否相等，故无法判断反应达到平衡状态，故B正确；
C．Q和P点均未达到平衡状态，反应正向进行，则Q点大于P点，故C错误；
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0～100s内的平均速率v(CO)=v(N2O)==1×10-4ml/(L⋅s)，故D正确；
故选C。
11. 最近科学家采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，作H2与CO2合成CH3OH应的催化剂［CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)］，在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示(部分物质未画出)。下列说法正确的是
A. H2与CO2生成CH3OH和H2O的反应为放热反应
B. 上述反应生成的副产物中，CH2O比CO多(相同条件下)
C. 在合成甲醇的过程中，降低*CO*OH*CO*H2O能量变化，可提高反应速率
D. 电催化还原制备甲醇过程中，阳极的电势比阴极电势低
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图示，反应物总能量小于生成物总能量，与生成和的反应为吸热反应，故A错误；
B．生成CO的活化能小于生成的活化能，所以生成的副产物中，比少，故B错误；
C．在合成甲醇的过程中，能量变化最大，即能垒最高，反应速率最慢，降低能量变化，可提高反应速率，故C正确；
D．电催化还原制备甲醇过程中，阳极的电势比阴极的高，故D错误；
故选C。
12. 浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是（ ）
A. 电池工作时，通过离子导体移向Y极区
B. 电流由Ⅹ极通过外电路流向Y极
C. 正极发生的反应为
D. Y极每生成，X极区得到
【答案】A
【解析】
【详解】A. 加入盐酸，X电极上生成氢气，发生还原反应：，X极为正极；Y极上生成，发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，Y极是负极，电池工作时，向X极区移动，A项错误；
B. 在外电路，电流由正极流向负极，B项正确；
C. 由前面分析知，C项正确；
D. Y极每生成，则转移2ml电子，有2ml向正极移动，则X极区得到，D项正确；
答案选A。
13. Burns和Daintn研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下：
①Cl2(g)2Cl•(g) 快
②CO(g)＋Cl•(g)COCl•(g) 快
③COCl•(g)＋Cl2(g)COCl2(g)＋Cl•(g) 慢
反应②的速率方程为v正=k正c(CO)c(Cl•)，v逆=k逆c(COCl•)。下列说法正确的是
A. 反应①的活化能大于反应③的活化能
B. 反应②的平衡常数K=
C. 使用催化剂反应②的k正、k逆均不发生改变
D. 升高温度反应②的k正增加，k逆减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．活化能越小，反应速率越快，则反应①的活化能小于反应③的活化能，A错误；
B．反应②存在v正=k正c(CO)c(Cl•)，v逆=k逆c(COCl•)，平衡时正逆反应速率相等，则K=，B正确；
C．催化剂影响化学反应速率，应②的k正、k逆均发生改变，C错误；
D．升高温度正逆反应速率均增加，反应②的k正增加，k逆增加，D错误；
故选B。
14. 在TAPP-Mn(Ⅱ)作用下，锂-二氧化碳电池的正极反应历程如图。下列说法错误的是
A. TAPP-Mn(Ⅱ)和都是正极反应的催化剂
B. 既含离子键，又含共价键
C. 反应历程中断裂了极性共价键
D. 正极反应式为
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据图示知，是正极反应的中间体，故A错误；
B．是离子化合物，碳酸根离子与锂离子之间存在离子键，碳酸根离子中碳和氧之间存在共价键，故B正确；
C．反应历程中断裂了碳氧双键，故C正确；
D．根据图示，在正极反应中，3ml得到4ml电子，结合生成和1mlC(碳单质)，故D正确；
选A。
15. 科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌-多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是
A. 夜间工作时，应将电极ad、bc分别连接
B. 硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化
C. H2生产装置中不能使用钠离子交换膜
D. 日间工作时，b极的电极反应式为+S2-+2e-=
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知，白天可利用太阳光电池给左侧锌-多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，锌-多硫化物电池处于充电状态，b极是阳极，发生+S2--2e-=，夜间做电池使右侧电解池电解制氢，右侧装置为电解池，d电极为阴极，发生2H2O+2e-=2OH-+H2↑，据此分析解题；
【详解】A．左侧锌-多硫化物电池夜间作电源，给H2生产装置通电，电解产生H2，分析可知，应将电极ad，bc分别连接，A正确；
B．硅太阳能电池将太阳能转化为电能，B错误；
C．阴极d发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，使用阳离子交换膜，Na+向阴极区迁移﹐且发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，C错误；
D．白天工作时，锌-多硫化物电池处于充电状态，b电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为，D错误；
故选A
第Ⅱ卷(非选择题)
二、填空题(共4题，共55分)。
16. 回答下列问题。
（1）工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH)，过程中发生如下两个反应：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+2H2O(g) ΔH=-51kJ·ml-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ·ml-1
①已知几种化学键键能如下表所示，则a=___________kJ·ml-1。
②若反应Ⅱ逆反应活化能E'=124kJ·ml-1，则该反应的正反应的活化能Ea=___________kJ·ml-1。
（2）化学兴趣小组进行测定中和热的实验，装置如图，步骤如下。
a．用量筒量取50mL0.50ml/L盐酸倒入如图装置的小烧杯中，测出盐酸温度。
b．用另一量筒量取50mL0.55ml/L的NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度。
c．将NaOH溶液倒入小烧杯中，使之混合均匀，测得混合液最高温度。
①若将各含1ml溶质的NaOH稀溶液、Ca(OH)2稀溶液、稀氨水，分别与足量的稀盐酸反应，放出的热量分别为Q1、Q2、Q3，则Q1、Q2、Q3的大小关系为___________。
②实验中改用30mL0.50ml/L的H2SO4跟50mL0.55ml/L的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量___________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热的数值会___________(填“相等”或“不相等”)。
③上述实验测得中和热的数值小于57.3kJ/ml，产生偏差的原因可能是___________(填字母)。
A．量取盐酸时仰视读数 B．为了使反应充分，向酸溶液中分次加入碱溶液
C．实验装置保温隔热效果差 D．a为金属材质
（3）为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果，该小组的同学又分别设计了如图甲，乙所示的实验。回答相关问题：
①装置乙中仪器A的名称为___________。乙装置实验前应该先___________。
②定性分析：如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是___________。
【答案】（1） ①. 1070 ②. 165
（2） ①. Q2>Q1>Q3 ②. 不相等 ③. 相等 ④. BCD
（3） ①. 分液漏斗 ②. 检查装置的气密性(合理答案均给分) ③. 阴离子相同，排除硫酸根离子的影响(合理答案均给分)
【解析】
【小问1详解】
①反应I-反应II可得，解得a=1070；②②若反应Ⅱ逆反应活化能E'=124kJ·ml-1，则该反应的正反应的活化能Ea=；
【小问2详解】
①含1ml溶质的NaOH稀溶液、Ca(OH)2稀溶液含氢氧根1ml、2ml，与足量稀盐酸反应时，Ca(OH)2稀溶液与盐酸反应放出的热量多，故Q2>Q1，含1ml溶质的NaOH稀溶液、稀氨水与足量盐酸反应时，一水合氨电离吸热，放出的热量少，故Q3Q1>Q3；
②根据中和反应原理：H++OH-=H2O，原实验OH-过量，反应生成水，测得中和热数值为57.3kJ/ml，改用30mL0.50ml/L的H2SO4跟50mL0.55ml/L的NaOH溶液进行反应，H+过量，反应生成水，放出的热量多，两者放出的热量不相等；但两个实验均为稀的强酸与强碱溶液发生中和反应，计算所得的中和热数值相同；
③A．量取盐酸时仰视读数，量取盐酸体积偏大，参与反应的氢离子的物质的量偏多，放出的热量偏多，实验测得中和热的数值大于57.3kJ/ml，A错误；
B．为了使反应充分，向酸溶液中分次加入碱溶液，会造成热量损失，实验测得中和热的数值小于57.3kJ/ml，B正确；
C．实验装置保温隔热效果差，会造成热量损失，实验测得中和热的数值小于57.3kJ/ml，C正确；
D．a为金属材质，导热效果好，会造成热量损失，实验测得中和热的数值小于57.3kJ/ml，D正确；
故选BCD；
【小问3详解】
①装置乙中仪器A的名称为分液漏斗；乙装置实验前应该先：检查装置的气密性(合理答案均给分)；
②为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果，应保证单一变量，除Fe3+、Cu2+不同外，阴离子应相同，故CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，原因是：阴离子相同，排除硫酸根离子的影响。
17. 为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示装置进行实验。
Ⅰ、用图1甲装置进行第一组实验：
（1）实验过程中，SO__________移动(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)。
（2）电极M处滤纸上可观察到的现象是___________。
（3）该小组同学用图1乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。
①电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑和___________。
②电解一段时间后，若在X极收集到560mL气体，Y电极(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到的气体体积为___________mL(气体均为标准状况下的体积)。
Ⅱ．以铬酸钾(K2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图3所示(已知2CrO+2H+Cr2O+H2O)
（4）结合阳极电极反应式，分析阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因：___________。
（5）电解一段时间后，测得阳极区溶液中K+物质的量由bml变为aml，则此时铬酸钾的转化率为___________。
【答案】（1）从右向左
（2）有蓝色沉淀产生 （3） ①. ②. 112
（4）阳极的电极反应为，溶液中浓度增大，使反应向生成的方向移动，部分通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是(合理答案均可)
（5）或
【解析】
【分析】Ⅰ、由图可知甲为Zn-Cu-硫酸铜电池，为原电池，Zn为负极，Cu为正极，装置乙为电解池，Y作阳极，，X做阴极，。
Ⅱ．左侧为阴极区发生反应：，右侧为阳极区发生反应：，，据此分析。
【小问1详解】
电解质溶液中的阴离子向负极Zn移动，则硫酸根离子从右向左；
【小问2详解】
M为活性电极且与电源正极相连，M作阳极，发生反应：Cu-2e-=Cu2+，生成的铜离子与电解质中氢氧根离子结合生成氢氧化铜蓝色沉淀；
【小问3详解】
①装置乙为电解池，Y作阳极，Y极溶液逐渐变成紫红色，结合已知信息可知Y电极上Fe失电子生成，电极反应为：，该电极生成气体，说明氢氧根离子也在电极放电生成氧气4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②X极发生反应为：，收集到560mL氢气，物质的量为0.025ml，转移电子的物质的量为0.05ml；Y电极(铁电极)质量减小0.28g，即消耗0.005mlFe，失去电子物质的量为0.03ml，则该电极上水放电时失去电子的物质的量为0.02ml，结合电极反应：，则在Y极收集到的气体物质的量为0.005ml，标准状况下气体体积为0.005ml ×22.4L/ml=0.112L=112mL；
【小问4详解】
阳极的电极反应为，溶液中浓度增大，使反应向生成的方向移动，部分通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是(合理答案均可)；
【小问5详解】
由反应可知电解过程中钾离子向左侧移动，物质的量减少，钾离子的减少量与转移电子的物质的量相同，阳极区溶液中物质的量由bml变为a ml，则转移电子的物质的量为(b - a)ml，根据阳极反应可知电子转移1ml时生成1ml氢离子，则溶液中生成的氢离子的物质的量为(b - a)ml。由反应可知，生成(b - a)ml氢离子时消耗(b - a)ml ml，原溶液中钾离子的物质的量为bml，则的物质的量为，则此时铬酸钾的转化率为或；
18. 控制、治理氮氧化物污染是改善大气质量的重要措施。
（1）火力发电厂的燃煤排烟中含大量的氮氧化物(NOx)，可利用甲烷和NOx在一定条件下反应消除其污染，那么CH4与NO2反应的化学方程式为___________。
（2）在一密闭容器中发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0，反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如下图所示。请回答：
①假设曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，那么温度高的是曲线___________。(填“A”或“B”)
②曲线B对应的反应平衡常数=___________(填数值)。
③依曲线A，反应在前3min内氧气的平均反应速率为___________。(保留三位有效数字)
（3）一定温度下，密闭容器中N2O5可发生以下反应：
I．2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)
Ⅱ．2NO2(g)2NO(g)+O2(g)
那么反应I的平衡常数表达式为K=___________。假设达到平衡时，c(NO2)=0.4ml/L，c(O2)=1.3ml/L，那么反应Ⅱ中NO2的转化率为___________，N2O5(g)的起始浓度不低于___________ml/L，反应Ⅱ的平衡常数为___________(填数值)。
【答案】（1）
（2） ①. B ②. 0.05 ③.
（3） ①. ②. 80% ③. 1 ④. 20.8
【解析】
【小问1详解】
CH4与NO2反应转化为无污染物质，即生成CO2、N2和H2O，化学方程式为：；
【小问2详解】
①B曲线2min时达到平衡，而A曲线3min时达到平衡，B的反应速率快，温度高；
②B曲线2min时达到平衡，可列出三段式：，；
③依曲线A，反应在前3min内NO2的浓度变化量为0.07ml/L，故氧气的浓度变化量为0.035ml/L，平均反应速率为：；
【小问3详解】
反应I的平衡常数表达式为；设反应I中NO2的转化浓度为xml/L，可列出三段式：，，则0.25x+0.5(x-0.4)=1.3，解得x=2，NO2的转化率为：；该反应为可逆反应，N2O5不可能完全转化，故N2O5(g)的起始浓度不低于1ml/L；平衡时反应II中各物质浓度为：c(NO2)=0.4ml/L，c(O2)=1.3ml/L，c(NO)=1.6ml/L，故反应II的平衡常数为：。
19. 甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
（1）CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①A、B两点的平衡常数KA、KB的大小关系是___________。
②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
a．CH3OH的体积分数不再改变
b．2v正(H2)=v逆(CH3OH)
c．混合气体的平均摩尔质量不再改变
d．同一时间内，消耗0.4mlH2，生成0.02mlCO
（2）在℃，P2压强时往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3mlCO与0.4mlH2发生反应。
①平衡时H2的体积分数是___________。
②若P2压强恒定为p，则平衡常数Kp=___________(Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。
（3）中国科学院应用化学研究所在甲醇(CH3OH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池工作时，甲醇燃料应从___________口通入；
②该电池负极的电极反应式：___________；该电池正极的电极反应式：___________。
③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应成产物时，有___________ml电子转移。
【答案】（1） ①. KA=KB ②. acd
（2） ①. 25％ ②.
（3） ①. b ②. CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ ③. O2+4H++4e-=2H2O ④. 1.2
【解析】
【小问1详解】
①A、B两点的温度相同，平衡常数相等，即KA=KB；
②a．CH3OH的体积分数不再改变时，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，a正确；
b．当v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，该反应正逆反应速率相等，反应才达到平衡，b错误；
c．该反应平衡前气体总质量不变，总物质的量改变，则平均摩尔质量在改变，故平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡，c正确；
d．同一时间内，消耗0.4mlH2，生成0.02mlCO，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，d正确；
故选acd；
【小问2详解】
①在℃，P2压强时，CO的平衡转化率为50%，可列出三段式：，平衡时H2的体积分数是：；
②平衡时H2的分压是：，CO和CH3OH的分压为：，平衡常数；
【小问3详解】
该装置为燃料电池，质子向正极移动，故右侧电极为正极，c通入氧气（或空气），左侧为负极，b通入CH3OH，a处产生CO2。
①根据分析，该电池工作时，甲醇燃料应从b口通入；
②该电池负极的电极反应式：CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+；该电池正极的电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O；
③工作一段时间后，当6.4g即0.2ml甲醇完全反应成产物时，根据负极电极式可知有电子转移。A．往Fe电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，溶液中产生蓝色沉淀
B．验证与发生可逆反应
C．研究二氧化锰与三价铁盐对双氧水分解速率的影响
D．验证铁钉的吸氧腐蚀
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
容器编号
温度/℃
起始物质的量/ml
平衡物质的量/ml
NO(g)
CO(g)
CO2(g)
Ⅰ
0.4
0.4
0.2
Ⅱ
0.4
0.4
0.24
化学键
C—H
C—O
H—O
H—H
C≡O(CO)
键能/kJ·ml-1
406
351
465
436
a