2022届高三化学一轮复习化学反应原理17化学反应原理综合题含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理17化学反应原理综合题含解析，共29页。试卷主要包含了如图所示，是原电池的装置图，工业制硫酸的反应之一为等内容，欢迎下载使用。
化学反应原理综合题
填空题（个16题）
1．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下各种电池广泛使用于日常生活.生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息填空：
(1)如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓CuSO4溶液，(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)一段时间后，当杠杆为绝缘体时，___端高；当杠杆为导体时，____端高(填“A”或“B”)。

(2)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应过程的离子方程式为______，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为____，正极反应式为_____。
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为_____。
A．铝片、铜片B．铜片、铝片C．铝片、铝片D．铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：_______。
(4)某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl，当电路中转移amole-时，交换膜左侧溶液中约减少_______mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)_______(填“>”“＜”或“=”)1mol·L-1(忽略溶液体积变化)。

2．如图所示，C、D、E、F都是惰性电极，A、B为电源。将电源接通后，向乙中滴人酚酞溶液，在F极附近显红色，D质量增加。

(1)AB作为电源，可以利用多种原电池来提供电能，兴趣小组同学设计如下电源：
①小红同学设计利用反应“Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+”制成化学电池来提供电能，该电池的负极材料是____，电解质溶液是____。
②小秦同学设计将铝片和铜片用导线相连，一组插人浓硝酸中，一组插人烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为___(填字母)。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
③小明同学利用CO、氧气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，A电极上的反应式为___，工作一段时间后溶液的pH___(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若甲中装有足量的硫酸铜溶液，工作一段时间后，停止通电，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入____(填字母)。
A．Cu B．Cu2(OH)2CO3 C．Cu(OH)2 D．CuCO3
(3)通电后乙中发生的总反应方程式为____。
(4)欲用丙装置给铜镀银，则金属银应为___(填“G”或“H”)极，反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池作电源)铜制品质量增加43.2g，理论上消耗氧气的质量为____g。
3．元素周期表中第VIIA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)第VIIA族原子半径最小的元素的原子结构示意图为_______。
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是_______(填序号)。
a.Cl2、Br2、I2的沸点 b.Cl2、Br2、I2的氧化性
c.HCl、HBr、HI的稳定性 d.HCl、HBr、HI的酸性
(3)工业上，通过如下转化可制得KClO3晶体：
NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体
①完成I中反应的总化学方程式：_______；
②II中转化的基本反应类型是_______，该反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出的主要原因是_______。
(4)一定条件，在水溶液中1molCl-、(x=1，2，3，4)的能量(kJ·mol-1)相对大小如图所示。

①上图中最不稳定的离子对应的酸是_______(填写名称)。
②B→A＋C反应的能量变化为_______kJ·mol-1。
4．如图所示，是原电池的装置图。请回答：

(1)若溶液C 为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为Fe 且作负极，则 A 电极上发生的电极反应为___________。
(2)若需将反应 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则 A 极(负极)材料为___________， B 极电极反应式为___________。
(3)若 C 为 CuCl2溶液，Zn 是___________极(填正极或负极)，Cu 极发生___________反应(填氧化或还原)，Cu 极电极反应为___________。
(4)CO 与 H2反应还可制备 CH3OH，CH3OH 可作为燃料使用，用 CH3OH 和 O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：

电池总反应为 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，则电极 d 反应式为___________，若线路中转移 2 mol 电子，则上述 CH3OH 燃料电池，消耗的 O2 在标准状况下的体积为___________ L。
5．氧化剂在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以分解为例，探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号
温度(℃)
反应物
催化剂
①
20
253%溶液
无
②
20
255%溶液
无
③
20
255%溶液
0.1g
④
20
255%溶液
1~2滴1溶液
⑤
30
255%溶液
0.1g
(1)实验①和②的目的是___________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示，通常条件下过氧化氢稳定，不易分解。为了达到实验目的，可采取的改进方法是___________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化如甲图所示。分析该图能得出的结论是___________，___________；

(3)同学乙设计了乙图所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析，以生成20气体为准，其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是___________。
(4)向某体积固定的密闭容器中加入0.6A、0.2C和一定量(未知)的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答：

①写出反应的化学方程式：___________；
②若，则内反应速率___________，A的转化率为___________；
③B的起始的物质的量是___________；平衡时体系内的压强为初始状态的___________倍。
6．汽车行驶、某些化工厂生产过程，会向空气中排放出NOx、CO、SO2等有害气体，影响生态环境。
I.汽油中含有某种烃A．已知A的相对分子质量为100，其中氢元素的质量分数为16%，A的分子式为_______。
II.为防止氮的氧化物污染空气，可用氨或活性炭还原氮氧化物。回答下列问题：
(1)为了减少重型柴油车排放NOx，向尾气处理装置内自动喷入的尿素溶液在一定条件下先转化为NH3，NH3再与NOx反应生成两种无污染的物质。
①写出其中NH3与NO在一定条件下反应的化学方程式：_______。
②为提高此反应的速率，下列措施可行的是_______(填字母代号)。
A．缩小容器体积 B．降低温度 C．使用适合催化剂 D．移出产物
(2)向两个1L的密闭容器中各加入活性炭(足量)和1.0molNO，发生反应为：C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下NO和N2的物质的量变化如表所示：
温度/℃
物质的量/mol
时间
0
5min
9min
10min
12min
T1
NO
1.0
0.58
0.42
0.40
0.40
N2
0
0.21
0.29
x
x
T2
NO
1.0
0.50
0.34
0.34

N2
0
0.25
0.33
0.33

①温度为T1℃时，0~5min内，以CO2表示的该反应的平均速率v(CO2)=_______mol·L-1·min-1；反应达到最大限度(即平衡状态)时，混合气体中N2的物质的量分数为_______。从反应开始到建立平衡的过程中，体系内气体的总压强_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
②两容器中的温度关系为T1_______T2(填“>”“＜”或“=”)。
7．能源是现代社会发展的支柱之一、请回答下列有关问题：
(1)化学反应中的能量变化，主要表现为热量的变化。
①下列反应中，属于放热反应的是___________(填字母)。
a．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合搅拌 b．高温煅烧石灰石 c．铝与盐酸反应
②某同学进行如图所示实验，测量稀盐酸与烧碱溶液中和反应的能量变化。实验表明，反应温度升高；由此判断该反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应，其离子方程式是___________。


(2)电能是现代社会应用最广泛的能源之一、如图所示的原电池装置中，负极是___________，正极上能够观察到的现象是___________。原电池工作一段时间后，若消耗锌6.5 g，则放出气体___________g。


8．氮的化合物种类繁多，性质也各不相同。请回答下列问题：
(1)已知：
①SO3(g)+NO(g)=NO2(g)+SO2(g) ∆H1=+41.8mol·L-1
②2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ∆H2=-196.6mol·L-1
则2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)的∆H=_______。
(2)NO作为主要空气污染物，其主要来源是汽车尾气，研究人员用活性炭对汽车尾气中的NO进行吸附，并发生反应：C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ∆H
【详解】
(1)当杠杆为绝缘体时，加入硫酸铜溶液后，铁和硫酸铜发生置换反应生成铜附着在铁表面，质量增加，因此是A端比B揣高；当杠杆为导体时，加入硫酸铜溶液后，铁和铜构成原电池。铁的金属性强于铜，因此铁是负极失去电子，被还原。铜是正极，溶液中的铜离子得到电子，发生还原反应析出铜。因此是A端比B端低；
(2)氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；该反应为氧化还原反应，铜发生氧化反应，做原电池的负极，正极材料只要能够导电且活泼性小于铜即可，氯化铁在正极得电子发生还原反应，电极反应式：Fe3++e-=Fe2+；
(3)将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中，形成原电池，常温下，Al遇浓硝酸钝化，所以Cu电极作负极；将铝片和铜片用导线相连，插入烧碱溶液中，AI能和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，Cu不能和NaOH溶液反应，所以Al作负极，答案选B；烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：Al+4OH--3e-=+2H2O；
(4)负极电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl，原电池工作时，电路中转移amole-，则负极消耗amolCl-，形成闭合回路移向正极的n(H+)=amol，所以负极区即交换膜左侧溶液中约减少2amol离子；正极区电极反应为Cl2+2e-=2Cl-，生成n(HCl)=amol，所以交换膜右侧溶液c(HCl）增大，即交换膜右侧溶液c(HCl)>1mol/L，故答案为：2a；>。
2．Cu 氯化铁等含铁离子的溶液 B 减小 D G 3.2g
【分析】
电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，图中C、D、E、F都是惰性电极，将电源接通后，向乙中滴酚酞溶液，在F极附近显红色，则F电极反应为： 、F为阴极，D质量增加，则D电极反应为：，D为阴极；则A为正极、B为负极；C、E和G为阳极、D、F和H为阴极；原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，据此回答；
【详解】
(1)①小红同学设计利用反应“”制成化学电池来提供电能，Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+中Cu为还原剂，故电池的负极材料是Cu，正极上Fe3+得到电子转变为Fe2+，则电解质溶液是含铁离子的溶液，例如氯化铁。
②铝与浓硝酸发生钝化反应，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、水和二氧化氮，故该原电池中铜为负极，铝能与氢氧化钠溶液反应：，铜不能与氢氧化钠溶液反应，则该原电池中，负极为铝。则B满足；答案为B。
③小明同学利用CO、氧气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，A电极上的反应式为，CO在负极失去电子发生氧化反应：，按得失电子数守恒，负极消耗的氢氧根离子大于正极生成的氢氧根离子，故工作一段时间后溶液的pH减小。
(2)若甲中装有足量的硫酸铜溶液，反应为，设电解消耗2mol CuSO4，则欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入相当于2molCuO的物质，则D满足，答案为D。
(3)通电后乙中发生的是惰性电极电解氯化钠溶液，产物为氢氧化钠，氢气和氯气：总反应方程式为。
(4) 电镀时，镀层金属作阳极、待镀金属作阴极；欲用丙装置给铜镀银，则金属银应为G极，按得失电子数守恒，得， 反应一段时间后(用CO、氧气燃料电池作电源)铜制品质量增加43.2g，则消耗银，理论上消耗氧气0.1mol、氧气的质量为3.2g。
3． bc NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑ 复分解反应 KClO3在该条件下的溶解度较其他晶体小 亚氯酸 -117
【详解】
(1)第VIIA族原子半径最小的元素是F，其原子结构示意图为；故答案为；
(2) 卤族元素最外层电子数相等，但随着原子序数增大，原子半径增大，原子核对最外层电子吸引力减小，其非金属性减弱，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强、其最高价氧化物的水化物酸性越强、其单质的氧化性越强，与物质的溶沸点、氢化物水溶液的酸性无关，故选bc，
故答案为bc；
(3) ①根据氧化还原反应得失电子数相等可推断出，I中反应的总化学方程式为NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑；故答案为NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑；
②NaClO3转化为KClO3，说明该反应中两种物质相互交换离子生成盐，为复分解反应，相同温度下，溶解度小的物质先析出，室温下KClO3在水中的溶解度肯定小于其它晶体，所以先析出KClO3；
故答案为：复分解反应；室温下KClO3在水中的溶解度明显小于其它晶体；
(4) ①根据图象知，C中氯元素化合价为+5价，能量最高，能量越高越不稳定，故图中最不稳定的离子对应的酸是亚氯酸；故答案为：亚氯酸；
②B→A+C，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO-=ClO3-+2Cl-，由图可得能量变化为：，故答案为-117。
4．2H++2e- =H2↑ Cu 或铜 2Fe3++2e- =2Fe2+ 负 还原 Cu2++2e- =Cu O2+ 4H++ 4e- =2H2O 11.2
【详解】
(1)若溶液C 为稀H2SO4 溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为Fe 且作负极，说明形成了原电池，铁失电子发生氧化反应，则 A 电极上得电子，发生还原反应，发生的电极反应为2H++2e- =H2↑。故答案为：2H++2e- =H2↑；
(2)若需将反应 Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，铜是还原剂，作负极，则 A 极(负极)材料为Cu 或铜， B 极得电子发生还原反应，电极反应式为2Fe3++2e- =2Fe2+。故答案为：Cu 或铜；2Fe3++2e- =2Fe2+；
(3)若 C 为 CuCl2 溶液，Zn是活泼金属，作负极(填正极或负极)，Cu 极发生还原反应(填氧化或还原)，Cu 极电极反应为Cu2++2e- =Cu。故答案为：负；还原；Cu2++2e- =Cu；
(4)电池总反应为 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，则电极 d 得电子发生还原反应，反应式为O2+ 4H++ 4e- =2H2O，若线路中转移 2 mol 电子，则上述 CH3OH 燃料电池，消耗的 O2 在标准状况下的体积为 =11.2 L。故答案为：O2+ 4H++ 4e- =2H2O；11.2。
5．探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或升高相同温度) 升高温度，反应速率加快 对过氧化氢分解的催化效果更好 产生20气体所需的时间 0.006 60% 0.08 1
【详解】
(1)实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；同学甲在进行实验时并没有观察到明显现象。资料显示，通常条件下过氧化氢稳定，不易分解。为了便于比较，需要加快反应速率，可以向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中，升高相同温度)，故答案为：探究浓度对反应速率的影响；向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中，升高相同温度)；
(2)由图可知，③、⑤中⑤的反应速率大，说明升高温度，反应速率加快；③、④中④的反应速率小，说明MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好，故答案为：升高温度，反应速率加快；MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好；
(3)反应是通过反应速率分析的，根据，所以实验中需要测量的数据是时间(或收集一定体积的气体所需要的时间)，故答案为：产生20mL气体所需的时间；
(4)①由图可知，A、B的物质的量减小，C的物质的量增加，且t1时物质的量不变，说明该反应为可逆反应，A、C的物质的量的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2，反应过程中混合气体的平均相对分子质量不变，则反应为3A⇌B+2C，故答案为：3A⇌B+2C；
②若t1=10时，则内以C物质浓度变化表示的反应速率；t1时，A的转化率为，故答案为：0.006；60%；
③由A和C的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2，可以推出B的变化量为0.03mol/L，容器的体积为4L，所以B起始的物质的量是(0.05-0.03)×4mol=0.08mol；根据阿伏加德罗定律可知，在同温同体积条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，也等于其分子数之比。由于反应前后气体的分子数保持不变，所以平衡时体系内的压强保持不变，为初始状态的1倍，故答案为：0.08mol；1。
6．C7H16 4NH3+6NO(g)=5N2+6H2O AC 0.042 0.30或30% 不变 ＜
【详解】
I．某烃A的相对分子质量为100，其中氢元素的质量分数为16%，则A分子中H原子数是、C原子数是7，A的分子式为C7H16；
II．(1)①NH3与NO在一定条件下发生归中反应生成无污染的氮气和水，反应的化学方程式4NH3+6NO(g)=5N2+6H2O。
②A.缩小容器体积，增大压强，速率加快，故选A；
B.降低温度，反应速率一定减慢，故不选B；
C.使用适合催化剂，能加快反应速率，故选C；
D.移出产物，生成物浓度减小，反应速率减慢，故不选D；
故选AC；
(2)①温度为T1℃时，0~5min内，生成0.21mol N2，则同时生成0.21mol CO2，v(CO2)=0.042mol·L-1·min-1；根据表格数据，反应达到最大限度时，n(NO)=0.4mol，所以反应消耗0..6molNO，则生成0.3mol CO2、0.3mol N2，混合气体中N2的物质的量分数为30%。反应前后气体系数和不变，从反应开始到建立平衡的过程中，体系内气体的总压强不变。
②根据表格数据，T2温度下反应速率快，所以两容器中的温度关系为T1＜T2。
7．c 放热 H++OH-=H2O 锌极 有气泡生成 0.2
【详解】
(1)①a．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，a不符合题意；
b．高温煅烧石灰石是吸热反应，b不符合题意；
c．铝与盐酸的反应是放热反应，c符合题意；
故选c；
②反应温度升高，说明该反应是放热反应，反应的离子方程式为H++OH-=H2O；
(2)图示装置为Cu-Zn电池，负极是锌极，正极是铜极，正极表面上能够观察到有气泡生成；原电池工作一段时间后，消耗锌6.5g，n(Zn)===0.1mol，由Zn~H2↑可得，n(H2)=n(Zn) =0.1mol，m(H2)=n(H2) ∙M(H2)=0.1mol´2g/mol=0.2g。
8．+113.0KJ/mol b、c 20% 该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于反应物的转化，故反应温度不宜过高 0.05
【详解】
(1)根据盖斯定律，反应①×2-反应②得2NO2(g)=2NO(g)+O2(g) ∆H=-(2×∆H1+ ∆H2)= -(2×41.8-196.6)=+113.0KJ/mol，故答案为：+113.0KJ/mol。
(2) 温度低于1050K时，反应速率较慢，反应未达平衡状态，温度等于或高于1050K时达到平衡，1100K是NO的平衡转化率为40%，假设通入NO的物质的量为1mol，利用三段式则有： ，所以N2的平衡体积分数为，故答案为：b、c，20%。
(3) ①NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g)，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于反应物的转化，故反应温度不宜过高，故答案为：该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于反应物的转化，故反应温度不宜过高。
②500℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，8min时反应达到平衡，此时NH3的转化率为40%，体系压强为p0MPa，利用三段式则有： ，v(N2)= mol·L-1·min-1，根据阿伏伽德罗定律，恒温恒容时，压强与物质的量成正比，500℃时该反应的平衡常数Kp= MPa= Mpa，故答案为：0.05、。
9．b ac 64 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动 分子筛膜从反应体系中不断分离出，有利于反应正向进行，甲醇产率升高 210
【详解】
(1) a. 反应①中碘单质是氧化剂，二氧化硫是还原剂，氧化性：，故a错误；
b. 由三个反应可知，该循环过程的总反应为水分解成氧气和氢气，实际消耗的物质是是，因此需不断补充，故b正确；
c. 硫酸具有较好的热稳定性，常温下很难发生分解反应，故反应③在常温下不易发生，故c错误；
d. 由反应可知、是反应①的产物，同时也分别是反应②和反应③的反应，是整个循环过程的中间产物，不是最终目标产物，故d错误；
故答案为：b；
(2)①由图可知在2min内，氢气的反应速率为：，根据速率之比等于化学计量数之比可知HI的反应速率0.1，故答案为：；
②a. ，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，故正确；
b. 反应前后各物质均为气体，气体的总质量不变，容器的体积不变则混合气体的密度保持恒定，因此密度不再改变不能确定平衡状态，故错误；
c.各组分的浓度不再改变是平衡的特征，故正确；
d. 反应前后气体分子数相等，容器内气体压强保持恒定，故压强不再改变不能说明反应达到平衡状态，故错误；
故答案为：ac；
③由图像可知平衡时生成氢气的物质的量为0.1mol，结合反应可知消耗的HI为0.2mol，HI的转化率=，故答案为：20%；
④由图像信息可知达到平衡时的浓度均为0.1mol/L，HI的浓度为0.8mol/L，可反应的平衡常数K=，常温下反应的平衡常数为64，故答案为：64；
Ⅱ. (1)由反应可知，正反应为放热反应，温度升高时平衡逆向移动，导致甲醇的转化率降低，故答案为：该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；
(2)P点对应的体系中有分子筛膜，由题意可知分子筛膜能选择性分离出，水的分离有利于平衡正向移动，从而提高了甲醇的转化率，故答案为：分子筛膜从反应体系中不断分离出，有利于反应正向进行，甲醇产率升高；
(3)由图像可知使用分子筛膜，在温度210℃时甲醇的转化率最高，故答案为：210；
10． 70% ②⑤ BDE 23:30 增大
【详解】
(1)前10min SO3的物质的量增加1.0mol，SO3的平均反应速率为，25min后反应达到平衡，二氧化硫由2.0mol减少至0.6mol，其转化率为：，故答案为：；70%；
(2) ①反应前后气体分子数不相等，反应过程中压强不断减小，当达到平衡时容器中压强不再改变，故压强不变可判断平衡状态，①不选；
②容器中各物质均为气体，气体的总质量不变，容器体积恒定，则容器中气体密度不变，因此密度不变不能判断平衡状态，②选；
③SO3的质量不再改变说明反应达到平衡状态，③不选；
④各组分浓度不变是平衡的基本特征，因此O2的物质的量浓度不再改变说明反应达到平衡状态，③不选；
⑤根据元素守恒可知，容器内气体原子总数始终恒定不变，因此原子数不再发生变化不能判断反应达到平衡，⑤选；
故答案为：②⑤；
(3) A．向容器中通入氦气，各组分的浓度不变，反应速率不变，故A不选；
B．升高温度可以加来反应速率，故B选；
C．扩大容器的体积，使各物质的浓度减小，反应速率减小，故C不选；
D．向容器中通入O2 ，增大了反应物的浓度，反应速率加快，故D选；
E．使用正催化剂可以加快反应速率，故E选；
故答案为：BDE；
(4)由图像可知平衡时二氧化硫的物质的量为0.6mol，三氧化硫的物质的量为1.4mol，结合反应可知消耗的氧气为0.7mol，则平衡时剩余的氧气为0.3mol，平衡时总气体物质的量为2.3mol，平衡时，体系的压强与开始时的压强之比等于气体的物质的量之比，即2.3mol：3mol=23:30，由反应可知，反应前后气体的总质量保持不变，气体的物质的量减小，因此反应达平衡时气体的平均相对分子质量增大，故答案为：23:30；增大；
11．0.05mol/L 50% CD > 2 >
【详解】
(1)若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2 mol，因此消耗氢气的物质的量是0.2mol×＝0.3mol，氢气的转化率为：，由方程式可知，消耗氮气为0.1mol，平衡时氮气的浓度是＝0.05mol/L，故答案为：0.05mol/L；50%；
(2)A．加了催化剂加快反应速率，不影响平衡移动，氢气转化率不变，选项A错误；
B．增大容器体积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，氢气转化率减小，选项B错误；
C．正反应为放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向移动，氢气转化率增大，选项C正确；
D．加入一定量N2，平衡正向移动，氢气转化率增大，选项D正确，
故答案为：CD；
(3)①由反应可知平衡常数的表达式为：K=，故答案为：；
②正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故K1>K2，故答案为：>；
③400℃时，反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数与N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数互为倒数，则400℃时，反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数K==2；此时浓度商Qc==v(N2)逆，故答案为：2；>；
12．B 从右向左 滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可) 增大 Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑ 铁氰化钾 蓝色沉淀 CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O 0.012 3mol/L
【详解】
Ⅰ．由图可知，甲装置中左侧为原电池装置，锌为原电池的负极，铜为正极，右侧为电解装置，与正极相连的M电极为电解池阳极，与负极相连的N电极为阴极；
(1)甲装置中左侧为原电池装置，金属活泼性强的锌做负极，金属活泼性弱的铜做正极，若保证电极反应不变，正极材料的金属活泼性不能强于锌，则不能用金属活泼性强于锌的镁代替铜，故选B；
(2) 实验过程中，硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左；M极是电解池的阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铜离子与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀，故答案为：从右向左；滤纸上有蓝色沉淀产生；
Ⅱ．由图可知，乙装置为电解池，与直流电源正极相连的Y电极做电解池的阳极，溶液中的氢氧根离子和铁电极失去电子发生氧化反应，与负极相连的X做阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子；
(3)由分析可知，电解过程中，与负极相连的X做阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e—=H2↑+2OH—，溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，故答案为：增大；
(4) 由分析可知，电解过程中，与直流电源正极相连的Y电极做电解池的阳极，溶液中的氢氧根离子和铁电极失去电子发生氧化反应，电极反应式为Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑，故答案为：Fe—6e—+8OH—=FeO+4H2O和4OH——4e—=2H2O+O2↑；
(5)若铁电极附近溶液中生成了Fe2+离子，向溶液中加入铁氰化钾溶液，溶液中会有蓝色沉淀生成，故答案为：铁氰化钾；蓝色沉淀；
(6) ①若想在Ⅱ中实现铁上镀铜，Ⅱ中铜电极做电镀池的阳极，与燃料电池的正极相连，则通入氧气的b处电极为燃料电池的正极，通入甲烷的a处电极为负极，碱性条件下，甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O，故答案为：CH4 —8e—+10OH—=CO + 7H2O；
②Ⅱ中电解前CuSO4溶液的浓度为3 mol/L，若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟时，转移电子的物质的量为mol，则理论上消耗Ⅰ中甲烷的质量为mol××16g/mol≈0.012g；电镀时，溶液中CuSO4溶液的浓度不变，则电解池中CuSO4溶液的浓度依然为3 mol/L，故答案为：0.012；3 mol/L。
13． 22.4 b 2.145
【详解】
(1)由图可知，电解质为KOH溶液，a极通入氢气，为负极，氢气失电子发生氧化反应，b极通入氧气，为正极，氧气得电子发生还原反应，则正极极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，负极极反应式为：；若将负极材料改为，甲烷发生氧化反应，负极发生反应的方程式：；
(2) 电解质溶液是的溶液，电池总反应为；根据反应可知，氨气发生氧化反应，做原电池的负极，氧气发生还原反应，做原电池的正极；该电池负电极发生反应的化学方程式为；根据反应可知，每转移的电子产生标准状况下的气体的量为1mol，标况下体积为22.4L；
(3)①据图可知，氧气得到电子生成氢氧根离子，铜失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，青铜基体做负极，正极为多孔催化层，故选b；
②扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以氯离子、铜离子、氢氧根离子反应生成Cu2(OH)3Cl，反应的方程式为：；
③理论上耗氧体积为(标准状况下)，物质的量为0.01mol；由图可知，负极极反应为：Cu-2e-=Cu2+，正极极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，根据电子转移守恒规律可知，消耗0.01mol氧气，生成铜离子0.02mol，生成Cu2(OH)3Cl为0.01mol，质量为0.01mol×214.5g/mol=2.145g。
14． 36% b、c 正极 解：(理论上)燃料电池与电解池中电子转移数目相等。
由题意可得：


解得

【详解】
(1)解析：(1）8.0gCH4的物质的量为0.5mol完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量，lmolCH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出890.2kJ热量，热化学方程式为：；
(2)①由题目信息可得三段式：
CO的平均反应速率=，H2的转化率为=；
②a．容器中混合气体的密度＝，所有反应物产物都是气体，根据质量守恒，m不变，又由于是恒容反应，所以V不变，所以密度不是变量，a错误；
b．反应前后气体分子数不一样，所以压强是变量，容器中混合气体的总压强保持不变可以证明反应达到平衡，b正确；
c．容器中的质量是变量，所以容器中的质量分数保持不变，可以证明反应达到平衡，c正确；
d．单位时间内每消耗1molCO，同时生成1mol，这两个过程都是正速率，这时即使速率之比等于系数之比，也不能证明反应达到平衡，d错误；
故选b、c。
(3)①通入氧气的电极得电子，发生还原反应，是正极；
②在电解池和原电池中转移电子数相等，由此可得在原电池里变成，可计算出转移的电子数，如下：


解得

15．当pH过大时，OH-浓度大，OH-会结合Mg2+、，使上述平衡向逆反应方向移动，不利于沉淀的生成；pH过小时，H+结合，上述平衡也向逆反应方向移动，不利于沉淀的生成。 3NaClO+2NH3=N2+3NaCl+3H2O 350℃左右，3.0% a点以后浓度过高时，以反应Ⅱ平衡向逆反应方向移动为主，降低NO2去除率
【分析】
根据题中所给化学平衡，由pH过高或过低影响平衡移动判断；根据氧化还原反应和题中所给产物写出化学方程式；根据题中图示1信息，判断适宜温度和负载率；根据题中图示2信息结合二个化学平衡，a点以后以反应II为主判断；据此解答。
【详解】
(1)由题中信息Mg2+++MgNH4PO4↓可知，当pH过大时，OH-浓度大，OH-会结合Mg2+、，使上述平衡向逆反应方向移动，不利于沉淀的生成；pH过小时，H+结合，上述平衡也向逆反应方向移动，不利于沉淀的生成；答案为当pH过大时，OH-浓度大，OH-会结合Mg2+、，使上述平衡向逆反应方向移动，不利于沉淀的生成；pH过小时，H+结合，上述平衡也向逆反应方向移动，不利于沉淀的生成。
(2)NaClO具有强氧化性，废水中的NH3为-3价，被氧化转化为N2，NaClO被还原为NaCl，其反应的化学方程式3NaClO+2NH3=N2+3NaCl+3H2O；答案为3NaClO+2NH3=N2+3NaCl+3H2O。
(3)由图1可知，b曲线的最高处脱硝率最高，负载率低，适宜的温度约为350℃，负载率为3.0%；答案为350℃，3.0%。
(4)因为浆液中CaSO3质量一定，随着反应进行，a点以后浓度过高，以反应Ⅱ平衡向逆反应方向移动为主，降低NO2去除率；答案为a点以后浓度过高时，以反应Ⅱ平衡向逆反应方向移动为主，降低NO2去除率。
16． = CD
【详解】
(1) ①内该反应的平均反应速率；
②A点反应达到平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，=；
③A.单位时间内，每消耗的同时生成，则正反应速率等于逆反应速率，可说明达到平衡状态，A不选；
B.在该条件下达到最大转化率，则反应已达到平衡，B不选；
C.容器内是体积恒定，混合气体的质量不变，密度一直保持不变，不能说明达到平衡，C选；
D.反应速率之比等于系数比，则一直保持不变，不能说明达到平衡，D选；
故选：CD；
④反应在10min时达到平衡状态，速率之比等于系数比，变化浓度也等于系数比，则∆c(CO2)=∆c(CO)= ∆n(CO)/V=0.3mol/2L=0.15mol/L，0~10minCO2浓度从0到0.15，10~15min浓度保持0.15不变，则 时间内，的浓度随时间变化的曲线图为：；
(2)燃料电池氧气一定在正极反应，介质是酸性，则正极的电极反应式：。