2017-2018学年山东省师范大学附属中学高二上学期第五次学分认定（期中）考试化学（理）试题 解析版


2017-2018学年山东省师范大学附属中学高二上学期第五次学分认定（期中）考试化学（理）试题 解析版
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 放热反应都是自发反应
B. 若S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1 ； S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1<ΔH2
C. 凡是在加热条件下进行的反应都是吸热反应
D. 同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
【答案】B
【解析】A、反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，放热反应△H＜0，若△S＜0，高温下是非自发进行的反应，吸热反应△H＞0，若△S＞0高温下可以自发进行，故A错误；B、固体硫燃烧时要先变为气态硫，过程吸热，气体与气体反应生成气体比固体和气体反应生成气体产生热量多，但反应热为负值，所以△H2＞△H1，故B正确；C、有些放热反应也需要引发条件才能进行，如氢气和氧气需要点燃才能发生反应，故C错误；D、△H=生成物能量和-反应物能量和，与反应条件无关，故D错误；故选B。
2. 下列说法或表示方法不正确的是( )
A. 盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现
B. 在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
C. 由C(石墨) === C(金刚石)　ΔH＝＋1.5 kJ·mol－1，可知，石墨比金刚石稳定
D. H2(g)的燃烧热是285.8kJ·mol－1，则2H2O (l)==2H2(g)＋O2(g) ΔH＝285.8kJ·mol－1
【答案】D
【解析】试题分析：A．反应的热效应只与始态、终态有关，与过程无关，盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现，故A正确；B．浓硫酸稀释过程中也放出热量，所以测得中和过程所放出的热量大于57.3KJ，故B正确；C．能量越低的物质，越稳定，由石墨生成金刚石吸热，说明金刚石能量高，故C正确；D．燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，氢气的燃烧热化学反应方程式中燃料的计量数是1不能是2，故D错误；故选D。
考点：考查燃烧热和中和热的概念应用的判断。
3. 某反应的反应过程中能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是( )

A. 催化剂能改变该反应的焓变
B. 催化剂能降低该反应的活化能
C. 逆反应的活化能大于正反应的活化能
D. 该反应为放热反应
【答案】B
【解析】A、催化剂只改变反应的活化能，对反应的焓变无影响，故A错误；B、催化剂能改变反应的途径，降低反应的活化能，故B正确；C、E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E1＞E2，即逆反应的活化能小于正反应的活化能，故C错误；D、根据图象，反应物能量低于生成物能量，反应是吸热反应，故D错误；故选B。
点睛：本题考查了化学变化过程中能量变化的分析，主要是活化能概念的理解应用，掌握图象分析方法是关键。本题的易错点为C，需要知道E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能。
4. 下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是( )

A. 电解水 B. 水力发电 C. 太阳能热水器 D. 干电池
【答案】D
【解析】A、电解水是电能转化为化学能，A错误；B、水力发电是动能转化为电能，B错误；C、太阳能热水器是太阳能转化为热能，C错误；D、干电池是化学能转化为电能，D正确，答案选D。
5. 某同学用下图所示装置进行铜的电解精炼实验(粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质，部分导线未画出)，下列说法正确的是( )

A. a应与c相连接，b应与d相连接
B. 电解一段时间，b与d两极析出物质的物质的量相等
C. 电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在装置Y的底部形成阳极泥
D. 电解过程中，Y装置中Cu2＋的浓度始终不变
【答案】B

6. 用石墨作电极，电解下列溶液，阴、阳两极均产生气体，其体积比为2:1，且电解后溶液的pH减小的是（ ）
A. KCl B. NaOH C. Na2SO4 D. H2SO4
【答案】D
【解析】用石墨作电极电解时，阴、阳两极均产生气体，其体积比为2：1，说明是电解的水，且电解后溶液的pH减小说明溶液是酸溶液。A、电解KCl溶液，阳极是2Cl--2e-=Cl2↑，阴极是2H++2e-=H2↑，生成气体体积比为1；1，故A不符合；B、电解NaOH溶液，阳极电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极电极反应2H++2e-=H2↑，阴、阳两极均产生气体，其体积比为2：1，氢氧化钠溶液浓度 中等，溶液pH增大，故B不符合；C、电解Na2SO4 溶液，实质电解水，阳极电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极电极反应2H++2e-=H2↑，阴、阳两极均产生气体，其体积比为2：1，溶液pH不变，故C不符合；D、电解H2SO4 溶液，实质电解水，阳极电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极电极反应2H++2e-=H2↑，阴、阳两极均产生气体，其体积比为2：1，酸溶液浓度增大，溶液pH变小，故D符合；故选D。
7. 关于下列装置的说法中正确的是( )

A. 装置①中，盐桥中的Cl- 移向H2SO4溶液
B. 装置②工作一段时间后，可加适量的Cu(OH)2恢复原溶液（原CuSO4溶液足量）
C. 装置①②中的溶液内的H+都在铜电极上被还原，有气泡产生
D. 装置②工作一段时间后，b极附近溶液的pH降低
【答案】D
【解析】A．锌比铜活泼，为原电池的负极，铜为正极，盐桥中的K+移向原电池的正极，Cl- 移向原电池的负极，即移向硫酸锌溶液，故A错误；B. 装置②中铜作阴极，石墨作阳极，电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸，工作一段时间后，可加适量氧化铜恢复原溶液，如果加入Cu(OH)2，多加了氢和氧，相当于多加了水，不能恢复原溶液，故B错误；C. 装置②中溶液内的H+没有在铜电极上被还原，是铜离子被还原，故C错误；D. 装置②b极为阳极，b极上，溶液中的水放电生成氧气，工作一段时间后，b极附近溶液的酸性增强，pH降低，故D正确；故选D。
8. 下列事实不能用原电池原理解释的是( )
A. 将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中迅速反应放热
B. 铝制的容器具有很强的抗腐蚀能力
C. 纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快
D. 工程施工队在铁制水管外刷一层“银粉”
【答案】B
【解析】A、将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中，构成原电池装置，金属镁是负极，镁和水的反应是放热反应，形成原电池可以加快化学反应速率，能用原电池原理解释，故A不选；B、铝表面上会形成一层致密的金属氧化膜，保护内部金属不被腐蚀，不能用原电池原理解释，故B选；C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后，金属锌可以和硫酸铜反应置换出铜，Zn、Cu、硫酸会形成原电池装置，Zn为负极，使得Zn和硫酸的反应速率加快，能用原电池原理解释，故C不选；D、铁制水管外刷一层“银粉”，破坏了原电池的构成条件，可以保护铁不被腐蚀，可以用电化学理论解释，故D不选；故选B。
9. 被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为
Zn＋2MnO2＋H2O = ZnO＋2MnO(OH)。下列说法正确的是( )
A. 该电池的正极为锌
B. 该电池反应中二氧化锰起催化剂作用
C. 当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204×1023
D. 电池负极反应式为Zn - 2e－＋2OH－ = ZnO＋H2O
【答案】D
【解析】A．该装置为原电池，电池反应式中Zn元素化合价由0价变为+2价，所以Zn失电子发生氧化反应作负极，故A错误；B．该电池反应中，二氧化锰作正极，正极反应式为MnO2+H2O+e-═MnO(OH)+OH-，故B错误；C．电子不通过电解质溶液，电解质溶液产生电流是由阴阳离子定向移动形成的，故C错误；D．负极反应式为Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O，故D正确；故选D。
点睛：本题中Zn元素化合价由0价变为+2价，所以Zn是负极、MnO2是正极，负极反应式为Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O，正极反应式为MnO2+H2O+e-═MnO(OH)+OH-。易错选项是C，注意电子不进入电解质溶液。
10. 利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时，有关说法正确的是( )

A. 铝罐将逐渐被腐蚀
B. 炭粒和炭棒上发生的反应为O2＋4e－ = 2O2－
C. 炭棒应与玩具电机的负极相连
D. 该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻
【答案】A

考点：原电池。
11. 下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是( )

A. 图1中，铁钉易被腐蚀
B. 图2中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀
C. 图3中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D. 钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
【答案】B
【解析】A．浓硫酸具有吸水性，能够干燥空气，干燥条件下，铁钉不易被腐蚀，故A错误；B．高温下，Fe与氧气反应生成四氧化三铁，该条件下，铁发生化学腐蚀，故B正确；C．图3中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt上放出，故C错误；D．在钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe-2e-=Fe2+，故D错误；故选B。
12. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A. 红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅，但比原来要深
B. 高压比常压有利于SO2合成SO3的反应
C. 500 ℃时比室温更利于合成氨
D. 氯水在光照条件下颜色变浅，最终变为无色
【答案】C
【解析】A．存在平衡2NO2(g) N2O4(g)，增大压强，混合气体的浓度增大，平衡体系颜色变深，该反应正反应为体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，二氧化氮的浓度又降低，颜色又变浅，由于移动的目的是减弱变化，而不是消除，故颜色仍比原来的颜色深，所以可以用平衡移动原理解释，故A不选；B．存在平衡2SO2+O2(g) 2SO3(g)，正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，有利于合成SO3，能用平衡移动原理解释，故B不选；C．合成氨反应N2+3H22NH3，反应是放热反应，温度升高平衡逆向进行，500℃左右比室温更利于合成氨反应，是因为此时反应速率增大，催化剂活性最大，不能用勒夏特列原理解释，故C选；D．新制的氯水中存在化学平衡，Cl2+H2OHCl+HClO，在光照条件下次氯酸见光分解，平衡正向移动，溶液颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，故D不选；故选C。
点睛：本题考查勒夏特列原理知识，注意使用勒夏特列原理的前提必须是可逆反应，并且是否发生平衡的移动。平衡移动原理适用的对象应存在可逆过程，如与可逆过程无关，则不能用平衡移动原理解释。
13. 反应2SO2＋O22SO3 ΔH＜0是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是（ ）
A. 恒温恒容，向反应容器中充入He，体系的压强增大，平衡正向移动
B. 增加O2的浓度，平衡向右移动，SO2的转化率增大
C. 升温可以加快合成SO3的速率，同时提高SO2的转化率
D. 平衡向右移动时，反应物的浓度减小，生成物的浓度增大
【答案】B
【解析】A．恒温恒容充入He，反应体系压强增大，但参加反应气体的浓度不变，平衡不移动，故A错误；B、增大一种反应物浓度，另一种反应物转化率增大，增加O2的浓度，平衡正向移动，二氧化硫转化率增大，故B正确；C．升温可以加快合成SO3的速率，但化学平衡向着吸热方向进行，即向着逆方向进行，降低了SO2的转化率，故C错误；D．平衡向正反应方向移动，可能是增大二氧化硫的浓度（或减小体积增大压强）的结果，平衡后三氧化硫的浓度增大、二氧化硫的浓度也增大，故D错误；故选B。
14. 反应mA(s)＋nB(g) pC(g) ΔH＜0，在一定温度下，平衡时B的体积分数与压强变化的关系如图所示，下列叙述中一定正确的是( )

①m＋n

A. ①②⑤ B. 只有③④ C. 只有①④ D. ③⑤
【答案】B
【解析】①A为固态，压强对该物质无影响，由图像的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的百分含量增大，说明平衡向逆反应方向移动，则有n＜p，故①错误；②y点位于曲线下方，未达到平衡状态，由图像可以看出，当B的含量增大时，可趋向于平衡，则应是向逆反应方向移动，即V正＜V逆，故②错误；③由图像的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的百分含量增大，说明平衡向逆反应方向移动，则有n＜p，故③正确；④由图像可以看出x点的压强小于y点压强，压强越大，反应速率越大，故x点比y点的反应速率慢，故④正确；⑤平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故⑤错误；故选B。
点睛：本题考查化学平衡图像问题，注意根据图像判断化学平衡的移动方向，注意分析纵坐标随横坐标变化的趋势，特别是曲线的上的点与曲线外的点的区别。答题时注意A为固体的特点，为易错点。
15. 在某密闭容器中，发生如下反应：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H＜0 。下列研究目的和示意图相符的是（ ）

A
B
C
D
目的
压强对反应的影响（P1>P2）
温度对反应的影响
平衡体系增加O2对反应的影响
催化剂对反应的影响
图示






A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】A、该反应中增大压强平衡向正反应方向移动，则NO2的体积分数增大，与图像不符，故A错误；B、因该反应是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则O2的转化率降低，与图像中转化率增大不符，故B错误；C、反应平衡后，增大氧气的量，则这一瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，然后正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，直到新的平衡，与图像符合，故C正确；D、因催化剂对化学平衡无影响，但催化剂加快化学反应速率，则有催化剂时达到化学平衡的时间少，与图像不符，故D错误；故选C。
16. 在恒容条件下，能使NO2(g)＋CO(g) CO2(g)＋NO(g)正反应速率增大且活化分子的百分数也增加的措施是（ ）
A. 增大NO2或CO的浓度 B. 减小CO2或NO的浓度
C. 通入Ne使气体的压强增大 D. 升高反应的温度
【答案】D
【解析】试题分析：A．增大 NO2或CO的浓度，浓度增大，反应速率加快，活化分子数目增大，故A不选；B．减小 NO或CO2的浓度，浓度减小，反应速率减慢，活化分子数目减少，故B不选；C．通入Ne使气体的压强增大，为恒容，则反应体现中各物质的浓度不变，反应速率不变，故C不选；D．升高反应温度，反应速率加快，活化分子百分数增大，故D选；故选D。
【考点定位】考查化学反应速率的影响因素
【名师点晴】高频考点，把握反应速率的影响及活化理论为解答的关键，增大浓度、压强，活化分子的数目增多；而升高温度、使用催化剂，增大活化分子百分数，选项C为解答的难点，恒容条件下，通入Ne使气体的压强增大，但对浓度没有影响，对速率也没有影响，据此解题。
17. 已知反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　)
A. 反应①的平衡常数K1＝
B. 反应③的平衡常数K＝
C. 对于反应③，恒容时，温度升高，H2的浓度减小，则该反应的焓变为正值
D. 对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2的浓度一定减小
【答案】B
【解析】试题分析：A．化学平衡常数表达式中固体、纯液体不需要表示，反应①的平衡常数K1=，故A错误；B．反应①的平衡常数K1=，反应②的平衡常数K2=，反应③：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K==，故B正确；C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2 的浓度减小，说明升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，焓变为负值，故C错误；D．对于反应③，恒温恒容下，通入稀有气体增大压强，平衡不移动，H2 的浓度不变，故D错误；故选B。
考点：考查了化学平衡常数、化学平衡影响因素等相关知识。
18. 已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为：
H2O2＋I－ → H2O＋IO－ 慢 ①
H2O2＋IO－ → H2O＋O2＋I－ 快 ②
下列有关该反应的说法中，正确的是( )
A. I－是该反应的催化剂，它可增加该反应的活化分子百分数
B. 当反应放出98 kJ的热量时，会生成1mol O2
C. 反应速率与I－的浓度无关
D. 2v(H2O2)=2v(H2O)=v(O2)
【答案】A
【解析】A、将反应①+②可得总反应方程式，反应的催化剂是I-，IO-只是中间产物，催化剂可以降低反应的活化能，增加活化分子百分数，故A正确；B、当反应放出98 kJ的热量时会生成0.5mol O2，故B错误；C、已知：①H2O2+I-→H2O+IO- 慢，②H2O2+IO-→H2O+O2+I- 快，过氧化氢分解快慢决定于反应慢的①，I-是①的反应物之一，其浓度大小对反应有影响，故C错误；D、因为反应是在含少量I-的溶液中进行的，溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，故D错误；故选A。
19. 氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。
（1）已知：①CH3OH(l)+O2(g )= CO(g)+2H2O(g) △H= - 354.8 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H= -566.0 kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol-1
请写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式：______________________________。
（2）某实验小组利用H2（g）、O2（g）、KOH（aq）设计成电池装置（装置Ⅰ），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①装置Ⅰ中，a口通入的气体为____________（填“H2”或“O2”），放电时，溶液中的K+向______极移动（填“正”或“负”），该电池负极的电极反应式为______________________。
②装置Ⅱ中，溶液c可选用________________溶液。
若电镀结束后，装置Ⅱ中Fe电极的质量改变了12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗氧气的体积为________L（标准状况下）
【答案】 (1). 2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l) △H=-1451.6 kJ·mol-1 (2). O2 (3). 正 (4). H2－2e－＋2OH－===2H2O (5). CuSO4 (6). 2.24
【解析】(1)①CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g)△H=-354.8kJ•mol-1，②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H=-566.0kJ•mol-1，③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1，根据盖斯定律，将①×2+②+③×4得到2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l)，所以该反应的△H=(-354.8kJ/mol)×2 +(-566.0kJ/mol) +(-44.0kJ/mol)×4=- 1451.6kJ•mol-1，即2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l) △H=-1451.6kJ•mol-1，故答案为：2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l)△H=-1451.6kJ•mol-1；
(2)①根据图示，装置I为氢氧燃料电池，装置II为电解池，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，则铁作阴极，即b为负极，则b极上通入氢气，a口通入氧气；放电时，溶液中的K+向正极移动，负极的电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2O，故答案为：O2；正；H2－2e－＋2OH－===2H2O；
②装置Ⅱ为电镀池，实现铁棒上镀铜，溶液c可选用硫酸铜溶液，电镀结束后，Fe电极的质量改变了12.8g，为析出的铜，物质的量为=0.2mol，转移0.4mol电子，则装置Ⅰ中理论上消耗氧气0.1mol，标准状况下的体积为2.24L，故答案为：CuSO4；2.24。
点睛：在电化学的计算中要紧扣得失电子守恒，原电池和串联的电解池中任何一个电极上转移的电子均相等。
20. 电解原理在化学工业中有广泛应用。
（1）利用下图装置电解制备NaOH，两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液。

①B极区电解液为____________溶液（填化学式），A极要连接电源的_________(填“正”或“负”)极。
②阳极电极反应式为__________________________________________，电解过程中Na+向____________电极迁移（填“A”或“B”）。
③电解总反应的离子方程式是________________________________________________。
（2）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳电极，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。（填“A”、“B”或“C”）

②若X为锌电极，开关K置于A处，该电化学防护法称为______________________。
【答案】 (1). NaOH (2). 正 (3). 2Cl‾—2e‾=Cl2↑ (4). B (5). 2Cl－+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH－ (6). C (7). 牺牲阳极的阴极保护法(或：牺牲阳极保护法)
【解析】(1)电解制备NaOH，两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液，由图可知，右侧生成氢气，则B中氢离子放电，可知B为阴极，在B中制备NaOH，B极区电解液为NaOH溶液；Na+由A经过阳离子交换膜向B移动；A中为NaCl溶液，氯离子放电生成氯气，则阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。
①根据上述方向，B极区电解液为NaOH溶液，A极要连接电源的正极，故答案为：NaOH；正；
②阳极电极反应式为2Cl‾—2e‾=Cl2↑，电解过程中Na+向B电极迁移，故答案为：2Cl‾—2e‾=Cl2↑；B；
③电解总反应的离子方程式为2Cl－+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH－，故答案为：2Cl－+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH－；
(2)①若 X 为碳棒，开关 K 应置于A处，构成原电池，Fe为负极，加速Fe的腐蚀；开关 K 应置于B处，构成电解池，Fe为阳极，加速铁的腐蚀；开关 K 应置于C处，构成电解池，Fe为阴极，被保护，减缓铁的腐蚀，故答案为：C；
②若 X 为锌，开关 K 应置于A处，构成原电池，Zn为负极，Fe被保护，减缓铁的腐蚀，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法。
点晴：在金属的腐蚀与防护中，解答时要从钢铁生锈的条件方面进行分析、判断，从而找出科学的防锈方法。常见的电化学方法有：牺牲阳极的阴极保护法--被保护的金属上连接一种更活泼的金属，被保护的金属作原电池的正极；外加电流的阴极保护法--被保护的金属与电源的负极相连，作电解池的阴极。
21. 氨气是重要化工原料，在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。
（1）在一定温度下，向一个2L的恒容密闭容器中充入1 mol N2和2.6 mol H2，反应过程中对NH3的物质的量进行检测，得到的数据如下表所示：
时间/min
5
10
15
20
25
30
n(NH3)/( mol )
0.16
0.28
0.36
0.40
0.40
0.40

①前10min的平均速率ν(H2)为______________________。
②一定条件下，上述反应达平衡状态后，将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是_______ (填字母序号)．
a．c ( H2 )减少 b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c．NH3的物质的量增加 d．重新平衡减小
（2）右图表示合成NH3反应在某段时间t0→t6中反应速率与反应过程的曲线图，t1、t3、t4时刻分别改变某一外界条件，则在下列到达化学平衡的时间段中，NH3的体积分数最小的一段时间是（填写下列序号，下同）_______，化学平衡常数最大的一段时间是________。
a． t0→t1 b．t2→t3 c．t3→t4 d．t5→t6

t4时改变的条件是_______________。
【答案】 (1). 0.021 mol·L－1 min－1 (2). c (3). d (4). a (5). 减小压强或增大体积
【解析】(1)①10min时测得生成NH3 0.28mol，v(NH3)==0.014mol/(L•min)，反应速率之比等于化学方程式计量数之比，则0～10min的平均反应速率v(H2)=2V(NH3)=×0.014mol/(L•min)=0.021 mol/(L•min)，故答案为：0.021 mol/(L•min)；
②a．平衡后将容器的容积压缩到原来的，压强增大，所有物质的浓度都增大，平衡向正反应方向移动，生成物的浓度增大的更大，故a错误；b．压强增大，正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大更多，故b错误；c．压强增大，平衡向正反应方向移动，NH3的物质的量增加，故c正确；d．压强增大，平衡向正反应方向移动，氢气的物质的量减小、NH3的物质的量增大，故重新平衡增大，故d错误；故答案为：c；
(2) 合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0，根据图像变化，t1时改变的条件是升高温度，平衡逆向进行，正反应是放热反应；t3时刻改变的条件是加入催化剂，改变反应速率不改变化学平衡；t4时刻正逆反应速率减小，平衡逆向进行，应是增大体积减小压强；平衡常数随温度变化，不随浓度、压强变化，依据条件改变和平衡移动方向分析，NH3的体积分数最小的一段时间为 t5→t6，化学平衡常数随温度变化，不随浓度，压强变化，所以最大的一段时间t0→t1；上述分析可知t4改变的条件是减小压强或增大体积；故答案为：d；a；减小压强或增大体积。
22. 雾霾天气频繁出现，严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。请回答下列问题：
（1）已知汽车尾气中汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0恒温，恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是_______________
a．混合气体的密度不再变化
b．混合气体的平均相对分子质量不再变化
c．N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
d．氧气的百分含量不再变化
（2）已知汽车尾气净化原理为：2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H= -746.5 kJ·mol-1，则该反应能自发进行的条件是________。(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
（3）工业废气中的CO、CO2可用作合成甲醇的原料。
①用CO合成甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。在容积为1L的密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2，实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图所示。则该反应的ΔH____0（填“＜”、“＞”或“=”），判断的理由是_____________________。

②研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在__________极。
（4）活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质）。一定条件下生成气体CO2和N2。某温度下，测得各物质平衡时物质的量（n/mol）如下表：
物质
活性炭
NO
CO2
N2
初始
3.000
0.10
0
0
平衡
2.960
0.020
0.040
0.040

①计算上述反应在该温度时的平衡常数K=________________；
②上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为_____________；
【答案】 (1). d (2). 低温 (3). ＜ (4). 温度升高，平衡时甲醇的量减少，平衡逆向移动，则正反应放热（或温度升高，平衡常数减小，平衡逆向移动，则正反应放热） (5). 阴 (6). 4 (7). 80%
【解析】(1)N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H＞0恒温，恒容密闭容器中，a．反应前后气体质量不变，体积不变，混合气体的密度始终不变化，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；b．反应前后气体质量不变，气体物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量始终不变化，不能说明反应达到平衡状态，故b错误；c．N2、O2、NO的物质的量之比为1：1：2 不能说明正逆反应速率相同，故c错误；d．氧气的百分含量不再变化是平衡标志，故d正确；故答案为：d；
(2)2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H= -746.5 kJ·mol-1，反应的△H＜0，△S＜0，根据△G=△H-T•△S＜0时，反应才能自发进行，因此该反应在低温下自发进行，故答案为：低温；
(3)①用CO合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，根据图1所示，温度升高，甲醇的物质的量减小，平衡逆向移动，则正反应放热，则该正反应的△H＜0，故答案为：＜；温度升高，甲醇的物质的量减小，平衡逆向移动，则正反应放热；
②CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，C元素化合价降低，被还原，应为电解池的阴极反应，故答案为：阴；
(4)由表中数据可知，C、NO、E、F的化学计量数之比为(3.000-2.960)：(0.10-0.020)：0.040：0.040=1：2：1：1，反应中C被氧化，结合原子守恒可知，生成为N2与CO2，且该反应为可逆反应，反应方程式为C+2NO⇌N2+CO2。
①平衡时c(NO)==0.010mol/L，c(N2)=c(CO2)==0.020mol/L，故T1℃时该反应的平衡常数为K1==4，故答案为：4； 
②反应C+2NO⇌N2+CO2是一个气体体积不变的反应，而反应物只有一种，故加入NO气体，建立的平衡和原平衡为等效平衡，原平衡中NO转化率为 ×100%=80%，则达到新平衡时NO的转化率为80%，故答案为：80%。