【化学】新疆哈密市第十五中学2018-2019学年高二上学期期末考试（解析版）

新疆哈密市第十五中学2018-2019学年高二上学期期末考试
（可能用到的相对原子质量H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Zn 65）
一、选择题（每个小题只有一个答案正确）
1.下列反应中，生成物的总能量大于反应物总能量的是( )
A. 丙烷在氧气中燃烧 B. 氢氧化钠溶液与硫酸溶液混合
C. 氧化钙与水反应 D. 水蒸气与碳高温下反应
【答案】D
【分析】反应中生成物总能量高于反应物总能量，说明该反应是一个吸热反应。
【详解】A项、丙烷在氧气中燃烧反应是一个放热反应，故A错误；
B项、氢氧化钠溶液与硫酸溶液发生中和反应，中和反应是一个放热反应，故B错误；
C项、氧化钙与水反应是一个放热反应，故C错误；
D项、水蒸气与碳高温下反应，故D正确。
故选D。
2.下列物质对水的电离不产生影响的是( )
A. CH3COONa B. NaOH C. KCl D. H2SO4
【答案】C
【解析】A. CH3COONa溶于水后可以发生水解，促进水的电离；B. NaOH是强碱，可以抑制水的电离；C. KCl溶于水后不能发生水解，故对水的电离无影响；D. H2SO4是强酸，可以抑制水的电离。本题选C。
3.化学与社会、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A. 明矾净水与自来水的杀菌清毒原理相同
B. 医学上常采用碳酸钡作为钡餐
C. 钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快
D. 泡沫灭火剂利用了硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液混合后能发生双水解反应
【答案】D
【详解】分析：A. 明矾净水，是利用胶体的吸附性，自来水是用强氧化性物质来消毒的；
B. 碳酸钡能够溶于盐酸；
C. 吸氧腐蚀速率小于析氢腐蚀速率；
D. 泡沫灭火器装有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳。
详解:A. 明矾溶于水形成的氢氧化铝胶体能吸附不溶性固体杂质小颗粒，形成大颗粒，易于沉降，所以明矾净水，是利用胶体的吸附性，自来水是用强氧化性物质来消毒的，故A错误；
B. 碳酸钡能够溶于盐酸生成可溶性氯化钡溶液，钡为重金属离子有毒，故B错误；
C. 酸性条件下钢铁被腐蚀快，析氢腐蚀速率快于吸氧腐蚀，故C错误；
D. 泡沫灭火器装有碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，所以D选项是正确的；
所以D选项是正确的。
【点睛】本题考查了物质的性质及用途，性质决定用途，熟悉碳酸钡、明矾、碳酸氢钠等的性质是解题关键，注意金属的电化学防护原理，题目难度不大，注意对相关知识的积累。
4.在密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)，下列说法不正确的是( )
A. 将碳块磨成粉末可以加快反应速率
B. 升高温度可以加快反应速率
C. 容器体积不变时，向其中充入N2，反应速率不变
D. 增加碳的质量可以加快反应速率
【答案】D
【详解】A. 将碳块磨成粉末可以增大接触面积，从而可以加快反应速率，A项正确；
B．升高温度可以加快反应速率，B项正确；
C．容器体积不变时，向其中充入N2，CO2和CO的浓度不变，反应速率不变，C项正确；
D．碳是固体，增加碳的质量，CO2和CO的浓度不变，化学反应速率不变，D项错误；
答案选D。
5.下列化学方程式书写错误的是( )
A. NaHCO3水解的离子方程式：HCO3-+ H2OCO32-+H3O+
B. NH4Cl水解化学方程式：NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl
C. Al(OH)3的两性电离方程式：H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH−
D. NaHSO3的电离方程式：NaHSO3=Na++HSO3-
【答案】A
【详解】A. NaHCO3水解的离子方程式为HCO3－＋H2O =H2CO3＋OH－，HCO3-+ H2OCO32-+H3O+是其电离方程式，故A错误；
B. NH4Cl中铵根离子水解，该物质水解的化学方程式为NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl，故B正确；
C. Al(OH)3可以电离出氢离子和偏铝酸根，也可以电离出铝离子和氢氧根，电离方程式为H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH−，故C正确；
D. 亚硫酸氢根为弱酸的酸式酸根，所以电离方程式为NaHSO3=Na++HSO3-，故D正确；
故答案选A。
6.下列说法正确的是( )
A. 任何酸与碱发生中和反应生成1mo1H2O的过程中，能量变化均相同
B. 已知：① C(s石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol② C(s金刚石)＋O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0 kJ/mol，则金刚石比石墨稳定
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. 表示硫的燃烧热的热化学方程式：S(s) +3/2O2(g)=SO3(g)；△H=-315kJ/mol
【答案】C
【分析】A、根据强酸强碱溶解要放热，弱酸弱碱电离要吸热分析；
B、根据物质的能量越低越稳定来判断；
C、反应的焓变只与起始和终了物质状态能量有关，与变化过程、反应条件无关；
D、根据燃烧热的定义判断。
【详解】A、强酸强碱溶解要放热，弱酸弱碱电离要吸热，所以任何酸与碱发生中和反应生成1mo1H2O的过程中，能量变化可能不同，故A错误；
B、由① C(s石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol ② C(s金刚石)＋O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0 kJ/mol，则①-②得，C(s石墨)= C(s金刚石) △H=+1.5kJ/mol ，金刚石能量大于石墨的总能量，物质的量能量越高越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故B错误；
C、根据盖斯定律分析可以知道，反应的焓变只与起始和终了物质状态能量有关，与变化过程、反应条件无关，所以C选项是正确的；
D、硫的燃烧热是1molS完全燃烧生成二氧化硫放出的热量，故D错误；
所以C选项是正确的。
7.合成气(CO和H2)是目前化工常用的原料，下面是用甲烷制备合成气的两种方法：①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+216 kJ·mol-1；②2CH4(g)+O2(g)＝2CO(g)+4H2(g) ΔH2=-72 kJ·mol-1。其中一个反应的反应过程与能量变化关系如图所示。则下列说法正确的是( )

A. E1表示2CH4(g)+O2(g)＝2CO(g)+4H2(g)的活化能
B. E2表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能
C. 该图示为反应②反应过程与能量变化示意图
D. 一般情况下，加入催化剂，既能降低E1，也能降低E2，但不能改变E1与E2的差值
【答案】D
【详解】已知反应①是吸热反应，反应②是放热反应，而图象所表达的是吸热反应即反应①。所以
A、E1表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能，故A错误；
B、E2表示CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)活化能，因此B错误；
C、该图所示为反应①的反应过程与能量变化示意图，故C错误；
D、加入催化剂，正逆反应的活化能都降低了，即E1、E2都降低，但二者的差值不变，所以D正确。
本题正确答案为D。
8.下列说法正确的是( )
A. 在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B. 反应NH4HCO3(s) =NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ/mol 能自发进行，原因是体系有自发向混乱度增大的方向转变的倾向
C. 焓变和熵变都与反应的自发性有关，所以焓变和熵变均可以单独作为反应能否自发进行的判据
D. 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
【答案】B
【详解】A. 在常温下，放热反应一般能自发进行，有的吸热反应也能自发进行，故A错误；
B. 反应NH4HCO3(s) =NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ/mol 能自发进行，原因是体系有自发向混乱度增大的方向转变的倾向，故B正确；
C. 焓变和熵变都与反应的自发性有关，所以焓变和熵变不可以单独作为反应能否自发进行的判据，故C错误；
D. 催化剂只改变化学反应速率，在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不可以改变化学反应进行的方向，故D错误；
故答案选B。
【点睛】判断一个化学反应进行的方向一般要通过某温度下该反应的焓变和熵变来共同确定。
9.在恒容密闭容器中,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0 达到平衡后，其他条件不变。仅改变某一条件，下列说法不正确的是( )
A. 增加H2的浓度,可提高CO2转化率
B. 升高温度，可提高反应速率，CO2转化率降低
C. 升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增加，平衡逆向移动
D. 改用高效催化剂，可增大反应速率，平衡不移动
【答案】C
【解析】增加H2的浓度，促进CO2的转化，平衡右移，提高CO2转化率，A正确；△H<0，升温，平衡左移，速率加快，CO2转化率降低，B正确；升高温度，正、逆反应速率均加快，C错误；催化剂对平衡移动无影响，可以加快反应速率，D正确；正确选项C。
点睛：催化剂能够改变化学反应的反应速率，但是对平衡移动无影响，反应物的转化率不变，各物质浓度保持不变。
10.已知反应：①25 ℃、101 kPa时，2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=‒221 kJ·mol‒1，②稀溶液中，H+(aq)+OH‒(aq) =H2O(l) ΔH=‒57.3 kJ·mol‒1。下列说法正确的是( )
A. 碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol‒1
B. ①的反应热为221 kJ·mol‒1
C. 稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为‒57.3 kJ·mol‒1
D. 稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
【答案】A
【详解】A项，燃烧热生成的产物必须是反应物完全燃烧生成的稳定状态下的化合物，由①知碳与氧气反应生成的产物还可以继续燃烧生成二氧化碳，放出热量，因此碳的燃烧热大于，故A项正确；
B项，碳燃烧属于放热反应，反应热需要带正负号，所以①的反应热为，故B项错误；
C项，中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱反应生成液态水时放出的热量，是一个数值，不带正负号，因此稀硫酸与稀溶液反应的中和热为，故C项错误；
D项，由于醋酸是弱酸，电离需要吸热，所以稀醋酸和稀溶液反应生成水时，放出的热量小于，故D项错误；
故答案选A。
11.下列解释事实的方程式不正确的是( )
A. 小苏打溶液呈弱碱性：HCO3-+H2OCO32-+H3O+
B. 测0.1mol/L氨水的pH为11：NH3·H2ONH4++OH-
C. pH=5的硫酸稀释1000倍，pH约等于7：H2OH++OH-
D. 用Na2CO3处理水垢中CaSO4：CaSO4(s)+CO32-(aq)SO42-(aq)+CaCO3(s)
【答案】A
【解析】分析：A. 小苏打水解呈弱碱性；B. NH3·H2O为弱电解质，不完全电离；C.pH=5的硫酸稀释1000倍，接近中性，因此pH约等于7；D. CaCO3沉淀比CaSO4沉淀容易除去。
详解：A.小苏打溶液呈弱碱性，离子方程式：HCO3-+H2OHCO3-+OH-，故A错误；B. NH3·H2O为弱电解质，不完全电离，电离方程式为：NH3·H2ONH4++OH-，故B正确；C. pH=5的硫酸稀释1000倍，接近中性，因此pH约等于7，水的电离方程式为：H2OH++OH-，故C正确；D.水垢中含有CaSO4，用Na2CO3 转化为CaCO3沉淀,CaCO3沉淀易被酸所溶解，便于水垢的除去，离子方程式：CaSO4(s)+CO32-(aq)SO42-(aq)+CaCO3(s)，故D正确；答案选A.
点睛：酸或碱过度稀释会接近于中性。
12.研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题。下列判断中正确的是( )

A. 用装置①模拟研究时未见a上有气泡产生，说明铁棒没有被腐蚀
B. ②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀
C. ③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩
D. ①②③中海水均是实现化学能转化为电能的电解质
【答案】C
【详解】A.①是吸氧腐蚀，a极是氧气得电子生成氢氧根离子，而铁是负极，发生氧化反应生成亚铁离子，铁被腐蚀，故A错误；
B.金属作电解池的阴极被保护，而铁与电源正极相连，是阳极，发生氧化反应，故B错误；
C.锌比铁活泼，所以锌失电子，所以③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩，故C正确；
D.海水是混合物，不是化合物，既不是电解质，也不是非电解质，故D错误。
故选C。
13.最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )

A. 右边吸附层中发生了还原反应
B. 负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－=2H2O
C. 电池的总反应是2H2＋O2=2H2O
D. 电解质溶液中Na＋向右移动，向左移动
【答案】C
【分析】由电子的流动方向可以得知左边为负极，发生氧化反应；右边为正极，发生还原反应。
【详解】由电子的流动方向可以得知左边为负极，发生氧化反应；右边为正极，发生还原反应，故选项A、B正确；电池的总反应没有O2参与，总反应方程式不存在氧气，故C选项不正确；在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故D选项正确。答案选C。
A. 右边吸附层中发生了还原反应，A正确；
B. 氢气在负极上发生氧化反应，电解质中有强碱，故负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－=2H2O，B正确；
C. 没有氧气参与反应，C不正确；
D. 电解质溶液中Na＋向右边的正极移动，向左边的负极移动，D正确。
综上所述，本题选不正确的，故选C。
14.已知：CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) 的平衡常数K随温度的变化如下表，下列说法正确的是（ ）
温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数K
10
9
1
0.6

A. 该反应的正反应是吸热反应
B. 恒温时增大压强，正反应速率增大
C. 830℃时，反应达到平衡，一定是c(CO)＝c(CO2)
D. 400℃时，生成CO2物质的量越多，平衡常数K越大
【答案】B
【解析】A. 由表中数据可知，温度越高，K越小，所以该反应的正反应是放热反应，A不正确；B. 恒温时增大压强，正反应速率增大，B正确；C. 830℃时，反应达到平衡，虽然K=1，但是c(CO)和c(CO2)不一定相等，这取决于反应物的起始量是多少，若反应物的起始投料的比例为1：1，则相等，C不正确；D. 在一定的温度下，平衡常数K不变，D不正确。本题选B。
15.为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的CO2并提供O2，我国科学家设计了如下图装置，反应完毕，电解质溶液的pH保持不变。下列说法正确的是( )

A. 图中N型半导体为正极，P型半导体为负极
B. Y 电极的反应：4OH--4e-=2H2O +O2↑
C. 图中离子交换膜为阳离子交换膜
D. 该装置实现了“太阳能→化学能→电能”的转化
【答案】B
【解析】A、根据左图，离子移动的方向，以及原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，得出N型半导体为负极，P型半导体为正极，故A错误；B、Y电极连接电源的正极，Y电极作阳极，根据电解原理，电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，故B正确；C、反应完毕后，电解质溶液的pH不变，离子交换膜应为阴离子交换膜，故C错误；D、该装置实现了太阳能→电能→化学能，故D错误。
16.已知pAg+=−lgc(Ag+)，pX−=−lgc(X−)。某温度下，AgBr、AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )

A. a和c两点的Kw相同
B. Ksp(AgCl)=1.0×10−14 mol2·L−2
C. 向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体，可使a点变到d点
D. AgCl(s)＋Br−(aq)AgBr (s)＋Cl−(aq)平衡常数K=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)
【答案】B
【分析】由图可知，纵横坐标的乘积越大，Ksp（AgX）越小，则a、d点在AgCl的沉淀溶解平衡曲线上，b点在AgBr在沉淀溶解平衡曲线上，据此判断。
【详解】A．Kw只受温度的影响，a、c在相同的温度下，则Kw相同，故A正确；
B．b点在AgBr在沉淀溶解平衡曲线上，不能计算AgCl溶度积，故B错误；
C．向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体，氯离子浓度增大，平衡逆向移动，阴离子浓度减小，可使a点变到d点，故C正确；
D．AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)平衡常数K=c(Cl－)/c(Br－)=c(Cl－)c(Ag+)/c(Br－)c(Ag+)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，故D正确。
故答案选B。
【点睛】本题考查难溶电解质的溶解平衡，把握图中离子浓度变化、溶解平衡点的判断为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意坐标上数字的乘积越大、离子浓度乘积越小。
二、非选择题
17.活性炭可处理大气污染物NO。T℃时，在1L密闭容器中加入NO气体和炭粉，发生反应生成两种气体A和B，测得各物质的物质的量如下：

活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
起始状态
2.030
0.100
0
0
2 min时
2.000
0.040
0.030
0.030

（1）2 min内，用NO表示该反应的平均速率v(NO)＝______mol·L-1·min-1。
（2）该反应的化学方程式是______；T℃时，它的平衡常数K＝9/16，则2 min时反应______（填“是”或“不是”）平衡状态；已知升高温度时，K增大，则该反应为______（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）为了提高反应速率和NO的转化率，可采取的措施是______。
【答案】(1). ）0.03 (2). C＋2NOCO2＋N2 (3). 是 (4). 吸热 (5). 升高温度
【详解】（1）v(NO)＝∆c(NO)/∆t=(0.100mol•L‾1-0.040mol•L‾1)÷2min=0.03 mol·L-1·min-1。
故答案为：0.03；
（2）NO和活性炭（无杂质）反应生成气体A和B，由表中数据可知，平衡时C（s）、NO、A、B的物质的量变化分别为0.03mol、0.06mol、0.03mol、0.03mol，故该反应为C＋2NOCO2＋N2；2 min时Q=c(CO2)c(N2)/c2(NO)=0.03×0.03/0.042=9/16=K，所以反应是平衡状态；已知升高温度时，K增大，说明升温平衡向右移动，则该反应为吸热反应。
故答案为：C＋2NOCO2＋N2；是；吸热；
（3）升高温度可以提高反应速率，使化学平衡向右移动，提高NO的转化率。
故答案为：升高温度。
18.碳、氮元素及其化合物与人类的生产生活密切相关，试回答下列有关问题：
（1）NH3极易溶于水，其水溶液俗称氨水。用水稀释0.1mol・L-1的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是___________（填序号）。
 A．         B． C．c(H+)・c(OH-)         D．
（2）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是______________（用离子方程式表示）。向该溶液中滴加b L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将________（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为________mol/L-1。（NH3·H2O的电离平衡常数为Kb=2×10-5）
（3）以甲烷为燃料的新型电池的成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。

①B电极的反应式为_______________________。
②若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 mol·L－1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗甲烷的体积为_________(标准状况)。
【答案】 (1). BD (2). NH4++H2O NH3·H2O+H+ (3). 逆向 (4). a/200b (5). CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O (6). 1.12 L
【分析】（1）氨水中存在NH3·H2ONH4++OH-，加水稀释，促进一水合氨的电离，平衡向正方向移动，据此解答；
（2）根据影响平衡的因素分析改变条件对NH4+水解平衡NH4++H2O NH3·H2O+H+的影响；
（3）①根据燃料电池工作原理书写B电极的反应式；
②根据用惰性电极电解硫酸铜溶液的电极反应，结合电子守恒计算消耗甲烷的体积。
【详解】（1）氨水中存在NH3·H2ONH4++OH-，加水稀释，促进一水合氨的电离，平衡向正方向移动，则n（NH4+）、n（OH-）增大，但c（NH4+）、c（OH-）减小，则c（H+）增大；一定温度下，弱电解质的电离平衡常数不变，水的离子积常数不变；由于Kw不变，c（OH-）减小，c（H+）增大，故减小，由于Kb=不变，c（NH4+）减小，则减小，
故答案为：BD；
（2）NH4NO3溶液中由于NH4+水解，溶液显酸性，水解反应的离子方程式为NH4++H2O NH3·H2O+H+；滴加氨水后溶液由酸性变为中性，水的电离平衡向逆反应方向移动。
Kb＝，而c(OH－)＝10－7 mol·L－1，则c(NH4+)＝200c(NH3·H2O)，故n(NH4+)＝200n(NH3·H2O)，根据电荷守恒，n(NH4+)＝n(NO3-)＝a，滴加氨水的浓度为mol÷b L＝ mol·L－1，
故答案为：NH4++H2O NH3·H2O+H+ ；逆向；a/200b ；
（3）①B电极失去电子被氧化，做负极，该条件下的电极反应式为：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O，
故答案为：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O；
②阴极上先是铜离子得电子，Cu2++2e-=Cu，100mL1mol/L的铜离子得电子物质的量是0.2mol，然后是2H++2e-=H2↑；在阳极上是氢氧根离子失电子产生氧气，4OH--4e-=O2↑+2H2O，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时，假设产生氧气的物质的量是x，则阴极产生的氢气的物质的量也是x，根据电子守恒，得到4x=0.2+2x，解得x=0.1mol，即阳极上收集到氧气的物质的量为0.1mol，则电路中通过的电子的物质的量为40.1mol=0.4mol，
根据燃料电池电极反应式CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O，
消耗甲烷的体积为0.4mol22.4L/mol=1.12L，
故答案为：1.12 L。
19.将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500 mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：

（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。
（1）铁片上的电极反应式为______________，
（2）铜片周围溶液会出现___________的现象。
（3）若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2 g，计算：导线中流过的电子的物质的量为__________mol；
（4）金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池。如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。

①图2 B中的Sn为________极，Sn极附近溶液的pH（填“增大”“减小”或“不变”）____。
②图2 C中被腐蚀的金属是___________。比较A、B、C中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是______。
（5）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①氢氧燃料电池的正极电极反应是：___________________。电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度_____________（填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 (1). (2). 溶液颜色变浅 (3). 0.02 (4). 正 (5). 增大 (6). 锌 (7). (8). (9). 减小
【详解】(1)铁比铜活泼，为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为，则铜片周围溶液会出现溶液颜色变浅的现象；
(2)设转移xmol电子，则消耗，析出，则有，；
(3)①B装置构成原电池，Fe更活泼易失电子作负极，Sn作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，电极反应式为↑，导致氢离子浓度降低，溶液的pH增大
②A装置中Fe发生化学腐蚀;装置B、C构成原电池，B装置中Fe更活泼易失电子作负极，Sn作正极;C装置中Zn易失电子作负极，Fe作正极，作负极的金属加速被腐蚀，所以锌被腐蚀，作正极的金属铁被保护，金属腐蚀快慢速率为:作负极的金属>发生化学腐蚀的金属>作正极的金属，所以铁被腐蚀快慢速率为；
(4)①氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水，其反应的总方程式为:；
②已知氢氧燃料电池的总反应为:，电池工作一段时间后，生成水使溶液体积增大，则硫酸的浓度减小。
20.氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：

（1）图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2 和NO过程中的能量变化示意图，请写出NO2 和CO反应的热化学方程式______________________。
（2）在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5

请回答下列问题：
①试比较K1、K2大小，K1_________K2(填”＞”“=“或”＜”)。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________(填序号字母)。
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2 b．v正(N2)=3v逆(H2)
c．容器内压强保持不变 d．混合气体的密度保持不变
③400℃时，反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数K为______。当测得NH3、N2、H2的浓度分别为3 mol • L−1、2 mol • L−1、1 mol • L−1时，则该反应的v正(N2)____v逆(N2)(填”＞”“=“或”＜”)
【答案】 (1). (2). ＞ (3). c (4). 2 (5). ＜
【详解】（1）由图可知：和CO反应的热化学方程式为：H＝－234kJ/mol。
（2）①升高温度化学平衡向吸热反应方向移动。由于该反应的正反应是放热反应。所以升高温度化学平衡向逆反应方向移动。平衡越向逆反应方向移动，反应的平衡常数就越小。所以。
②a项，平衡时各物质的浓度与起始加入的物质的多少有关。只要平衡时各种物质的浓度不变，反应就达到了平衡。故a错误。
b项，在任何时刻都有，而，代入第一个式子可得。由于，反应未达到平衡。故b错误。
c项，由于容器的容积不变，若反应达到平衡，各种物质的物质的量不变，容器内压强也保持不变。故c正确。
d项，反应无论进行到什么程度，质量都不会发生变化，那么任何时刻混合气体的密度都保持不变。所以不能根据容器内混合气体的密度保持不变来判断反应达到平衡。故d错误。
综上所述，正确答案为c。
③400℃时，的化学平衡常数和反应的化学平衡常数互为倒数，即为2。由于，所以反应向逆反应方向移动，即。