第1章 化学反应与能量转化 章节测试
一、单选题
1．下列电池不属于化学电池的是（ ）
A．铅蓄电池 B．太阳能电池
C．锌锰电池 D．镍镉电池
2．对钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较，合理的是（）
A．负极反应不同 B．正极反应相同
C．析氢腐蚀更普遍 D．都是电化学腐蚀
3．COS可作为一种粮食熏蒸剂， 其制备的原理为：CO(g) + H2S(g) = COS(g) + H2(g)，已知∶
化学键 C≡O H-S C=S C=O H-H
键能/(kJ·mol-1) 1076 339 536 728 436
其中CO的结构为C≡O，则该制备反应的ΔH为（ ）
A．82 kJ·mol-1 B．54 kJ·mol-1
C．-285 kJ·mol-1 D．-110 kJ·mol-1
4．金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量，已知12克石墨或金刚石完全燃烧时放出的热量依次为Q1和Q2，下列说法错误的是（ ）
A．Q1
C．质量相等的石墨与金刚石，石墨具有的能量比金刚石低
D．质量相等的石墨与金刚石完全燃烧，生成的二氧化碳一样多
5．有些化学反应反应速率很慢且副反应较多，测定这些反应的焓变可运用（ ）
A．盖斯定律 B．勒夏特列原理
C．阿伏加德罗定律 D．质量守恒定律
6．下列有关原电池的叙述中不正确的是（ ）
A．原电池是将化学能转化为电能的装置
B．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应
C．原电池中，电解质溶液中的阴离子会移向负极
D．构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属
7．下列关于能量的变化及反应热的说法中正确的是（ ）
A．任何化学反应都有反应热
B．某些化学键断裂时吸收能量，某些化学键断裂时则放出能量
C．形成新化学键不一定放出能量
D．有热量变化的过程一定有化学键的断裂与形成
8．研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如下图所示，下列说法错误的是（ ）
A．反应总过程ΔH<0
B．Fe+使反应的活化能减小
C．Fe++N2O FeO++N2、FeO++CO Fe++CO2两步反应均为放热反应
D．FeO+也是该反应的催化剂
9．下列说法错误的是（ ）
A．可逆反应的ΔH 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关
B．放热反应不需加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应
C．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 相同
D．已知：①C(s，石墨)+O2(g) =CO2(g) ΔH1=－393.5kJ mol 1②C(s，金刚石)＋O2(g) =CO2(g) ΔH2=－395.0kJ mol 1，则石墨比金刚石稳定
10．某微生物燃料电池以对氯苯酚(分子式：C6H5OCl，用RCl表示)和醋酸钠为原料，其工作原理如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．工作时H＋通过质子交换膜向左侧电极迁移
B．左侧电极反应式为：C6H5OCl＋2e-＋H＋=C6H5OH＋Cl-
C．反应中1molCH3COO-参与放电可生成8molH＋
D．放电后体系的pH降低
11．取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法不正确的是（ ）
A．b电极是阴极 B．a电极与电源的正极相连
C．电解过程中水是氧化剂 D．b电极附近溶液的pH变小
12．乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是（ ）
A．KBr在上述电化学合成过程中起电解质与反应物的作用
B．阳极上的反应式为：
C．制得1mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子
D．双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移
13．二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池电解含有尿素的碱性溶液，用于废水处理，其装置如图所示(装置中c、d均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过)。
下列说法正确的是
A．通入的一极是燃料电池的负极
B．当有个质子通过质子交换膜时，产生
C．装置中电子移动方向：电极a→电极d→隔膜→电极c→电极b
D．电极c附近发生的电极反应为
14．如图以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是（ ）
A．铜片上析出
B．电池工作时，铜片表面产生气泡
C．电池工作中，铜电极附近浓度变大
D．消耗了，溶液质量增重65g
15．执法交警最常用的一种酒精检测仪的工作原理示意图如图所示，其反应原理为CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O，被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法不正确的是（ ）
A．电解质溶液中的移向a电极
B．b为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．呼出气体中酒精含量越高，微处理器中通过的电流越大
D．a极上的电极反应式为CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+
16．利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封放置一段时间后，下列有关说法正确的是 （ ）
A．a管发生析氢腐蚀，b管发生吸氧腐蚀
B．一段时间后，b管液面高于a管液面
C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
D．a、b两处具有相同的电极反应式：
二、综合题
17．为有效提升空气质量，国家强制各燃煤企业要对燃媒烟气进行脱硫、脱硝处理后排放。回答下列问题：
（1）燃煤烟气“脱硝”中涉及到的部分反应如下：
a.4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g)△H1
b.4NH3(B)+5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H2=-925 kJ·mol-1
c.N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H3=+175kJ·mol-1
则△H1= kJ·mol-1。
（2）向某恒容密闭容器中加入2molNH3、3molINO，在适当条件下发生(1)中反应a，反应过程中NO的平衡转化率随温度T、压强p的变化曲线如图1所示：
①p1 p2(填 “>”“ <” 或“=”)。
②若在压强为p2、温度为600℃时，达到平衡时反应体系内化学能降低了300kJ，则NO的转化率为 。
③600℃时，下列各项数据中能表明该反应已达到化学平衡状态的是 (填标号)。
a．水与NO的生成速率相等
b.混合气体的密度保持不变
c.NH3、N2生成速率比为5∶4
d.容器的总压强保持不变
（3）将2molN2、3molH2O(g)、0.5molNO的混合气体置于x、y、z三个容积相同的恒容密闭容器中，控制适当的条件发生反应，反应过程中c(NO)随时间的变化如图2所示。
①在建立平衡的过程中，三个容器中反应速率的相对大小为 。
②与y容器中反应相比，z容器中反应改变的条件及判断依据分别是 。
（4）2000℃下，在一个2L的密闭容器里发生(1)中反应c，起始时氮气和氧气的浓度均为0.69 mol·L-1，达到平衡时NO的浓度为0.18 mol·L-1，期2000℃时该反应的平衡常数K= 。
（5）将NO、NO2用NaOH溶液吸收也可消除氮氧化物污染，适当比例的NO、NO2通入NaOH溶液中可得到一种盐X，则该盐的化学式为 。
18．
（1）科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2-。
已知：正极反应式：O2-4e-=2O2-。
则：c电极的名称为 ，d电极上的电极反应式为 。
（2）如图2所示，用惰性电极电解100mL0.5mol L-1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为 ，若a电极产生56mL（标准状况）气体，则所得溶液的pH= （不考虑溶液体积变化）。
19．二十大报告指出“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”，强调要深入推进环境污染防治。其中碳和氮氧化物的综合处理是环境污染治理的重要内容，一种利用一氧化碳脱硝的方法涉及如下反应：
ⅰ. ；
ⅱ. ；
ⅲ. 。
回答下列问题：
（1）一氧化碳与一氧化氮反应生成无污染气体的热化学方程式为 。
（2）已知反应ⅲ的速率方程为(k为只受温度影响的速率常数)。向某2 L刚性密闭容器中充入0.1 mol 和0.1 mol ，控制一定温度下，只发生反应ⅲ，10 min末达到平衡，此时容器中NO的体积分数为40%。
①10 min内该反应的平均反应速率 ；
②该温度下，反应ⅲ的平衡常数 ；
③若向平衡后的容器中充入一定量，此时会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）某实验小组研究高温下和反应造成污染的程度。一定温度下，向某恒容密闭容器中按体积比4∶1投入和，发生反应ⅰ和反应ⅱ。
①下列条件能说明上述两反应均达到平衡状态的是 (填选项字母)。
a．的消耗速率等于的生成速率时
b．体积分数与体积分数相等时
c．混合气体颜色不再发生变化
d．混合气体密度不再发生变化
②当容器内压强减少5%时，的体积分数为 (保留三位有效数字)。
（4）我国科研工作者提出NO脱除可通过如图所示两种方式完成。实际生产中更适宜选择方式二的原因为 。
20．某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：
（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为 。
（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为 ，总反应的离子方程式为 。
（3）若开始时开关K与b连接.下列说法正确的是_______。
A．溶液中Na＋向A极移动
B．从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
D．若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
（4）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为 。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”) 导出。
③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因 。
21．煤和石油通常都含有硫的化合物，燃烧生成的二氧化硫为大气主要污染物之一、二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示。
已知：。
回答下列问题：
（1）图中的I、II、III、IV中属于放热反应的是 。
（2）写出表示的燃烧热的热化学方程式： 。
（3）从图中可看出将氧化成有两条途径：①经过程III、过程IV转化成；②经过程II转化成。这两种途径相比，①改变的条件是 ，改变该条件主要是降低了 。已知过程IV的化学方程式为，则过程III的热化学方程式为 。
（4）9.6gS和16g在一定条件下连续发生过程I和过程II的反应，充分反应后无固体剩余，测得放出的热量为109.8kJ。则反应后的体系中各组分的物质的量分别为 (保留两位有效数字)。
（5）工业上常用NaOH溶液吸收，若将0.4mol通入500mLNaOH溶液中充分反应，测得反应放出x kJ热量。已知该条件下，1mol通入足量的NaOH溶液中充分反应放出y kJ热量。则和NaOH溶液反应生成的热化学反应方程式为 。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】铅蓄电池、 锌锰电池 、镍镉电池都是把化学能转化为电能，属于化学电池；太阳能电池是把太阳能转化为电能，不属于化学电池，
故答案为：B。
【分析】化学电池是将化学能转化为电能，而太阳能电池是将太阳能转化为电能。
2．【答案】D
【解析】【解答】A、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极都是铁放电生成亚铁离子，负极反应相同，故A不符合题意；
B、钢铁的析氢腐蚀的正极是水膜中氢离子放电，吸氧腐蚀的正极是水膜中氧气放电，正极反应不同，故B不符合题意；
C、在钢铁的电化学腐蚀中，钢铁的吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍，故C不符合题意；
D、钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是电化学腐蚀，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】腐蚀分为化学腐蚀和电化腐蚀，其中电化腐蚀又分为 析氢腐蚀和吸氧腐蚀 。要注意金属所处的环境来判定腐蚀例型。
3．【答案】B
【解析】【解答】由题目给出的化学键键能可计算得该反应得
故答案为：B。
【分析】根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能计算。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．金刚石的能量高于石墨，二者完全燃烧时放出热量，则Q1
C．质量相等的石墨与金刚石，石墨具有的能量比金刚石低，C不符合题意；
D．质量相等的石墨与金刚石完全燃烧均生成二氧化碳，生成的二氧化碳一样多，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】石墨在一定条件下可以转化为金刚石并需要吸收能量，则金刚石的能量高于石墨，石墨比金刚石更稳定。
5．【答案】A
【解析】【解答】有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生），这给测定反应热造成了困难，此时可利用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来，
故答案为：A．
【分析】盖斯定律的应用即为计算一些复杂、难以测量焓变的反应的焓变值，据此解答即可。
6．【答案】D
【解析】【解答】A．原电池反应中能自发的进行氧化还原反应，是将化学能转化为电能的装置，选项A不符合题意；
B．原电池中，负极失电子发生氧化反应，则电子流出的一极是负极，选项B不符合题意；
C．原电池中，电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，选项C不符合题意；
D．构成原电池的两个电极不一定都是金属，可以是一极为较活泼金属，另一极为石墨棒等，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．原电池是将化学能转化为电能的装置；
B．负极失电子发生氧化反应；
C．溶液中阳离子向正极移动；
D．构成原电池的两个电极也可以是非金属导体等。
7．【答案】A
【解析】【解答】任何化学反应都有反应热，A项正确。化学键断裂时均需要吸收能量，B项错误。形成新化学键一定放出能量，C项错误。有热量变化的过程不一定有化学键的断裂与形成，D项错误。
故答案为：A
【分析】化学键断裂时均需要吸收能量，成键时吸收热量。
8．【答案】D
【解析】【解答】A、A、反应物的总能量高生成物的总能量，则反应是放热反应，所以反应的△H<0，故A不符合题意；
B、Fe+是催化剂，降低该反应的活化能，所以Fe+使该反应的活化能减小，故B不符合题意；
C、由图可知Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2两步反应，都是反应物的总能高于生成物的总能量，所以两步反应均为放热反应，故C不符合题意；
D、FeO+是中间产物，而不是催化剂，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.反应物的总能量大于生成物的总能量；
B.催化剂可降低活化能；
C.根据图中数据判断；
D.分清催化剂和中间产物的区别。
9．【答案】B
【解析】【解答】A．可逆反应的ΔH表示完全彻底反应时的热量变化，与反应是否可逆无关，故A不符合题意；
B．不能通过是否加不加热来判断反应是否为吸热反应和放热反应，反应放热与吸热反应主要与反应物总能量和生成物总能量有关，故B符合题意；
C．同温同压下，ΔH与反应条件无关，只与反应物总能量和生成物总能量有关，故C不符合题意；
D．根据题意相同质量的金刚石和石墨，金刚石放出的热量越多，说明金刚石能量高，根据能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，故D不符合题意。
故答案为B。
【分析】A.△H表示完全反应时的热量变化，与平衡移动无关；
B.有的放热反应也需要反应条件，有的吸热.反应常温下也能发生；
C.焓变与反应条件无关；
D.物质具有的能量越低越稳定，结合盖斯定律计算解答。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．工作时H+从负极移向正极，即通过质子交换膜向左侧电极迁移，A不符合题意；
B．左侧电极上C6H5OCl得电子生成C6H5OH，反应式为：C6H5OCl＋2e-＋H+=C6H5OH＋Cl-，B不符合题意；
C．反应中CH3COO-参与放电的电极反应式为：，1molCH3COO-可生成9molH+，C符合题意；
D.1molCH3COO-参与反应生成9mol氢离子，转移8mol电子，故有8mol氢离子通过质子交换膜移向正极；转移8mol电子，正极4molC6H5OCl反应消耗4molH+，体系中正极和负极的氢离子浓度增大，放电后体系的pH降低，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由图可知，该电池中，右侧电极上醋酸根失去电子发生氧化反应生成碳酸氢根，电极反应式为，则右侧电极为负极，左侧电极为正极，正极上C6H5OCl得电子生成C6H5OH，电极反应式为C6H5OCl＋2e-＋H+=C6H5OH＋Cl-。
11．【答案】D
【解析】【解答】A.由分析可知，b电极为阴极，故A项不符合题意；
B.a电极为阳极与电源正极相连，故B项不符合题意；
C.电解过程中，水分子中氢元素由+1价降为0价，被还原，为氧化剂，故C项不符合题意；
D.b为阴极与电源负极相连，电极式为2H++2e-= H2↑，氢离子浓度降低，氢氧根浓度升高，故溶液pH变大，故D项符合题意。
故答案为：D。
【分析】惰性电极电解饱和食盐水，总反应为2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-，阴极：2H++2e-= H2↑，阳极：2Cl—2e-= Cl2↑。根据题意a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色，说明a电极先生成氯气，漂白pH试纸，后OH-放电生成氧气，氢氧根浓度降低，酸性增强，故pH试纸外圈呈红色。故a极为阳极，与电源正极相连，b为阴极与电源负极相连，据此分析解答。
12．【答案】B
【解析】【解答】A．KBr中Br-参与阳极反应转化为Br2，后发生反应：+ Br2+2OH-=+H2O+2Br-，故在上述电化学合成过程中起电解质与催化剂的作用，A项不符合题意；
B．阳极上的反应式为：-2e-+2OH-=+H2O，B项符合题意；
C．设：阴极区生成乙醛酸为x，阳极区生成乙醛酸为y，则x+y=1mol，根据阴极反应，阴极区生成的乙醛酸与得电子数之比为1：2，故阴极区得电子物质的量为2x，阳极区生成的乙醛酸与消耗的Br2之比为1：1，根据阳极反应，阳极区生成的乙醛酸与阳极区失电子数之比为1：2，故阳极区失电子物质的量为2y，根据得失电子守恒，2x=2y，x=y=0.5mol，故制得1mol乙醛酸理论上外电路中迁移电子的物质的量=2×0.5mol=1mol，C项不符合题意；
D．阳离子移向阴极，故双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极方向迁移，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、溴离子移向阳极，在阳极放电形成溴；
B、乙二酸转化为乙醛酸的反应是阴极的反应；
C、结合化合价判断，可以知道阴极每转移1mol电子生成0.5mol乙醛酸，阳极每转移1mol电子生成0.5mol乙醛酸，因此转移1mol电子生成的乙醛酸总量为1mol；
D、氢离子移向阴极。
13．【答案】A
14．【答案】B
【解析】【解答】A．缺标准状况条件，无法计算当导线中通过2mol电子时析出氢气的体积，故A不符合题意；
B．由分析可知，电池工作时，铜为正极，氢离子在正极上得到电子发生还原反应生成氢气，故B符合题意；
C．由分析可知，电池工作时，锌为原电池的负极，铜为正极，阴离子硫酸根离子向负极移动，锌电极附近硫酸根离子浓度变大，故C不符合题意；
D．由分析可知，当导线中通过2mol电子时，溶液中消耗了2mol氢离子，生成了1mol锌离子，溶液质量增重1mol×65g/mol—2mol×1g/mol=63g，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑。
15．【答案】B
【解析】【解答】A．电解质溶液中阴离子向负极移动，故移向a电极，A不符合题意；
B．b为正极，电解质溶液为酸性环境，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，所以电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，B符合题意；
C．单位时间内，人呼出的气体中酒精含量越多，酒精失电子数越多，所以微处理器中通过的电流越大，C不符合题意；
D．a极是负极，CH3CH2OH失电子发生氧化反应生成CH3COOH，所以a极的电极反应式为：CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．原电池中阴离子向负极移动；
B．酸性环境，不会出现OH-；
C．酒精含量越多，失电子数越多；
D．负极失电子发生氧化反应。
16．【答案】D
【解析】【解答】A.U型管左边装置是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，右边装置是酸性溶液发生析氢腐蚀，故A不符合题意；
B.左边装置发生吸氧腐蚀时，氧气被吸收导致气体压强减小，右边装置发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，所以右边的液体向左边移动，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，故B不符合题意；
C.a处铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，所以a处pH不变；b处溶液变成硫酸亚铁溶液，溶液的pH值变大，故C不符合题意；
D.a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，所以负极上具有相同的电极反应式： ，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】本题以铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀为载体考查了原电池原理，明确钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的条件是解本题的关键，根据析氢腐蚀和吸氧腐蚀时两极发生的反应来分析解答即可。
17．【答案】（1）-1800
（2）>；33.3%；ad
（3）x>y>z；降低温度，z容器达到平衡所用时间比y容器中长，平衡时c(NO)也比y容器中的低
（4）0.09
（5）NaNO2
【解析】【解答】(1)已知
b.4NH3(B)+5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H2=-925 kJ·mol-1
c.N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H3=+175kJ·mol-1
根据盖斯定律，由b-5 c得反应a.4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) 则△H1=△H2-5△H3=-925 kJ·mol-1-5 175kJ·mol-1=-1800kJ·mol-1；
(2) ①反应4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g)是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，当温度相同时，p2条件下NO的平衡转化率大于p1条件下NO的平衡转化率，故p1> p2；②若在压强为p2、温度为600℃时，达到平衡时反应体系内化学能降低了300kJ，根据反应4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) △H1=1=-1800kJ·mol-1可知，反应消耗1 molNO，则NO的转化率为 ；③a．水与NO的化学计量数相等，两者的生成速率分别表示正逆反应速率，当两者生成速率相等时，反应达平衡状态，选项a正确；
b.反应在恒容容器中进行，参与的反应物均为气体，混合气体的密度始终保持不变，平衡不一定达平衡，选项b错误；
c.NH3、N2生成速率比为5∶4 与反应计量数不相等，正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，选项c错误；
d.反应为气体体积增大的反应，容器的总压强保持不变说明已达平衡状态，选项d正确。
故答案为：ad；
(3)①根据“先拐先平”原则，在建立平衡的过程中，三个容器中反应速率的相对大小为x>y>z；②该反应正反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，z容器达到平衡所用时间比y容器中长，平衡时c(NO)也比y容器中的低，故与y容器中反应相比，z容器中反应改变的条件及判断依据分别是降低温度；
(4)
N2(g)+ O2(g) 2NO(g)
起始（mol/L） 0.69 0.69 0
转化（mol/L） 0.09 0.09 0.18
平衡（mol/L） 0.60 0.60 0.18
平衡常数K= ；
(5)将NO、NO2用NaOH溶液吸收也可消除氮氧化物污染，适当比例的NO、NO2通入NaOH溶液中可得到一种盐X，发生反应为2NaOH+NO+NO2= 2NaNO2+H2O，则该盐的化学式为NaNO2。
【分析】（3）根据图像中拐点的出现先后判断反应速率的快慢，结合NO的浓度判断化学平衡的移动方向即可。
18．【答案】（1）正极；CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
（2）4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=4H++O2↑；1
【解析】【解答】（1）图甲是原电池，依据电流流向是从正极流向负极，c电极为正极，氧气得到电子发生还原反应，d电极为电池负极，甲烷失电子发生氧化反应，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2-离子，负极电极反应为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；（2）如图乙所示电解100mL0.5mol L-1CuSO4溶液，发生的电解总反应为：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4，与电源正极相连的a极为阳极，溶液中氢氧根离子失去电子发生氧化反应，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑或者4OH--4e-=2H2O+O2↑；若a电极产生56mL（标准状况）氧气，氧气物质的量为0.0025mol，溶液中生成氢离子物质的量为0.01mol，c（H+）= =0.1mol/L，pH=-lg0.1=1。
【分析】(1)依据装置图中电流流向分析，c为正极，氧气得电子发生还原反应，d为负极，甲烷失电子发生氧化反应；(2)图乙是电解池，与电源正极连接的a电极为阳极，电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，b为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，结合电极方程式计算。
19．【答案】（1）
（2）0.004mol/(L·min)；16；不变
（3）c；10.5%
（4）操作简单，节约资源(合理即可)
20．【答案】（1）Fe-2e- = Fe2＋
（2）2H＋+2e- = H2↑；2Cl-+2H2O=2OH－+ H2↑+ Cl2↑
（3）B
（4）2H2O－4e- =4H＋ +O2↑（或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑）；D；H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)，溶液显碱性
【解析】【解答】(1)开始时开关K与a连接形成原电池反应，B电极铁做负极失电子生成亚铁离子，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
(2)开关K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，即B电极反应为2H++2e-=H2↑；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑；
(3)A、电解过程中阳离子向阴极移动，B为阴极，溶液中Na+向B极移动，A不符合题意；
B、A极上生成氯气，氯气能够置换出碘化钾溶液中的碘生成碘单质，遇到淀粉变蓝，B符合题意；
C、反应一段时间后加适量HCl气体，可恢复到电解前电解质的浓度，不是加入盐酸，C不符合题意；
D、若标准状况下B极产生2.24L氢气，物质的量为0.1mol，依据电极反应式2H++2e-=H2↑知，电路中转移0.2mol电子，但电子不能经过溶液，D不符合题意；
故答案为：B；
(4)①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气，由于溶液为硫酸，故电极反应式为2H2O－4e- =4H＋ +O2↑(或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑)，故答案为：2H2O－4e- =4H＋ +O2↑(或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑)；
②阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钾离子向阴极移动，电解产生的氢氧化钾在阴极生成，所以氢氧化钾溶液从出口D流出，故答案为：D；
③电解过程中阴极区是水电离出的氢离子放电，2H++2e-=H2↑，所以水的电离平衡正向移动，导致氢氧根离子浓度大于氢离子，溶液显示碱性，故答案为：H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)，溶液显示碱性。
【分析】（1）K与a相连，则电极B为负原电池的负极，发生失电子的氧化反应，据此写出电极反应式；
（2）K与b相连，则为电解池装置，电极B为阴极，溶液中的H+发生得电子的还原反应，据此写出电极反应式；该装置为电解饱和食盐水装置，据此写出总反应的离子方程式；
（3）A.在电解池中，阳离子移向阴极；
B.结合电极反应式分析；
C.结合电解总反应分析；
D.结合电极反应式分析；
（4）①电解时，溶液中的OH-在阳极发生失电子的氧化反应，生成O2，据此写出电极反应式；
②根据电极反应式，结合离子流向分析；
③根据电极反应式，结合水的电离平衡分析；
21．【答案】（1）I、II、IV
（2）
（3）添加了催化剂；反应的活化能；
（4）、、
（5）
【解析】【解答】 （1）依据图像，放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量可知，I、II、III、IV中属于放热反应的是I、II、IV；
（2）在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫作该物质的燃烧热，故表示的燃烧热的热化学方程式为 ．
（3）依据图中信息可知，过程Ⅱ的热化学方程式为 ，依据盖斯定律可得，过程Ⅲ的热化学方程式为 ．
（4）反应物中，，充分反应后无固体剩余，过程Ⅱ为可逆反应，故反应后的体系中含、和三种组分．依据热化学方程式： 和 ，令有转化为，列方程：，解得，故各组分的物质的量分别为、、．
（5）依据题意，① ；② ；③ ．设，则．将0.4mol通入500mL溶液中，有0.25mol发生反应①，有0.15mol发生反应②，故有，解得，即．
【分析】依据图像，放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量；
（2）在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫作该物质的燃烧热；
（3）依据盖斯定律计算；
（4）利用原子守恒计算；
（5）热化学方程式能表示反应的热效应，反应的热效应与物质的状态、物质的量有关
