2021_2022学年高中化学第一章化学反应与能量转化单元过关检测五含解析鲁教版选择性必修1

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单元过关检测（五）

一、单选题，共13小题
1．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。

下列判断正确的是(　　)
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体测定中和热，则测定中和热的数值偏高
2．现在污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（），其原理如下图所示，下列说法正确的是

A．该装置为电解装置，B为阳极
B．A极的电极反应式为 + e- = Cl－ +
C．当外电路中有0.1 mol e-转移时，A极区增加的H+的个数为0.1 NA
D．电子从B极沿导线经小灯泡流向A极
3．已知键能数据：C-H为akJ/mol，O2中看作O=O为bkJ/mol,C=O为mkJ/mol,H-O为nkJ/mol。则可计算CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）∆H，此反应∆H是
A．（+4a+2b-2m-4n）
B．（+4a+2b-2m-4n）KJ/mol
C．-（+4a+2b-2m-4n）KJ/mol
D．（+4a+2b-m-2n）KJ/mol
4．氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2+4OH－−4e－=4H2O，O2+2H2O+4e－=4OH－，据此作出判断，下列说法中错误的是
A．H2在负极发生氧化反应
B．供电时的总反应为2H2+O2=2H2O
C．产物为无污染的水，属于环境友好电池
D．燃料电池可以把化学能全部转化为电能
5．某电池以Na2FeO4和Zn为电极材料，NaOH溶液为电解溶质溶液，下列说法正确的是
A．该电池放电过程中电解质溶液浓度减小
B．正极反应式为2FeO42−+10H++6e−=Fe2O3+5H2O
C．电池工作时OH－向负极迁移
D．Zn为电池的正极
6．以石墨棒作电极，电解CuCl2溶液，若电解时转移的电子数是3．01×1023，则此时在阴极上析出的的铜的质量是
A．8g B．16g C．32g D．64g
7．白磷（P4）分子呈正四面体结构（如右图所示），科学家受白磷分子的启发，又合成了结构和白磷分子类似的N4分子，下列关于P4和N4分子的说法正确的是

A．P4和N4是同系物
B．P4和N4是同素异形体
C．P4和N4分子中各原子最外电子层均未达到8电子稳定结构
D．白磷比红磷活泼，N4比N2活泼
8．在25℃、101 kPa条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为-393.5 kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-870.3 kJ/mol，则1/2CH3COOH(l) ═ C(s)＋H2(g)＋1/2O2(g)的反应热为（ ）
A．＋244.15 kJ/mol B．＋488.3 kJ/mol C．－191 kJ/mol D．＋191 kJ/mol
9．500mLNaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)=0.3mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体1.12L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是
A．原混合溶液中c(Na+)=0.2mol·L-1
B．电解后溶液中c(H+)=0.2mol·L-1
C．上述电解过程中共转移0.4mol电子
D．电解后溶液复原时需加入4gCuO
10．按如图所示进行实验，以下叙述正确的是

A．离子交换膜既能让Na+通过，又能让OH-通过
B．阳极产生氯气和氢氧化钠
C．阴极区要定时添加饱和食盐水
D．阴极区流出的是氢氧化钠和氯化钠的混合溶液
11．关于下列图示的说法中正确的是

A．用图①所示实验可比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱
B．用图②所示实验装置排空气法收集CO2气体
C．图③表示可逆反应“CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)”中的ΔH大于0
D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量也相同
12．已知 1 mol X2 (g)完全燃烧生成 X2O(g)放出能量a kJ，且X2中 l mol X-X键断裂时吸收能量b kJ，氧气中 l mol O=O键断裂时吸收能量ckJ，则X2O中 l mol X-O键形成时放出的能量为
A．kJ B．kJ C．kJ D． kJ
13．下列关于原电池的叙述中，错误的是
A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应
D．原电池放电时，电解质溶液中的阳离子向正极移动


二、非选择题，共7小题
14．某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，请回答下列问题：(显示的电极均为石墨)。
(1)图1中，电解一段时间后，U形管___ (填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2)电解饱和食盐水的离子方程式为___，利用图2装置制作一种环保型消毒液发生器，可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则c为电源的___极。

(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节电、节能30%以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出。

①图示中电极产物X、Y分别是___、___(填化学式)。
②燃料电池B中正极的电极反应式：___。
③图示中氢氧化钠溶液质量分数大小：a%___b%(填“﹥”“﹤”或“=”)。
15．(1)已知拆开1 mol H-H键、1 mol I-I、1 mol H-I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ，则由氢气和碘反应生成1 mol HI需要_______(填“放出”或“吸收”)_______kJ的热量。
(2)已知在常温常压下：
①CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)；∆H1=-442.8 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；ΔH2=-566.0 kJ/mol
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_______
(3)已知合成氨的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)；ΔH= -92.2kJ·mol-1
表为合成氨反应在某温度下2.0L的密闭容器中进行时，测得的数据：
时间(h)
物质的量(mol)

0
1
2
3
4
N2
1.50
n1
1.20
n3
1.00
H2
4.50
4.20
3.60
n4
3.00
NH3
0.00
0.20
n2
1.00
1.00
根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为_______kJ。
②0~1小时内N2的平均反应速率_____mol·L-1·h-1
③此条件下该反应的化学平衡常数K=_______(保留两位小数)。
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1mol，化学平衡向_______方向移动(填“正反应”或“逆反应”或“不移动”)
16．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
（1）下列相关说法正确的是____________（填序号）。
A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣
B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用
C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可表示为：
2Ni(OH)2＋Cd(OH)2 Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是___________。
A．电池放电时Cd作负极 B．反应环境为碱性
C． 以上反应是可逆反应 D．该电池是一种二次电池
(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。

①a电极是电源的________极；
②若该电池为飞行员提供了360kg的水，则电路中通过了________mol电子。
③已知H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1，则该燃料电池工作产生36gH2O时，实际上产生了468.8kJ的电能，则该燃料电池的能量转化率是____________。（准确到0.01）（能量转化率是实际上释放的电能和理论上反应放出的热能的比率）
17．(1)新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车。
电池反应为FePO4+LiLiFePO4，电解质为含Li+的导电固体，且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li+自由通过而导电。该电池放电时Li+向__极移动(填“正”或“负”)，负极反应为Li-e-=Li+，则正极反应式为___。
(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①电池的负极是__(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为__。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
18．氨对地球上的生物相当重要，它是许多食物和肥料的重要成分。氨也是制造硝酸、化肥、炸药 的重要原料。氨在国民经济中占有重要地位。回答下列问题：
(1)合成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92.2 kJ热量。
①工业合成氨的热化学方程式是___________。
②若起始时向容器内放入1 mol N2和3 mol H2，达平衡后N2的转化率为20%，则反应放出的热量为Q1 kJ，则Q1的数值为___________；若在同体积的容器中充人2 mol N2和6 molH2，达平衡后放出的热量为Q2 kJ，则Q2___________(填“＞”、“＜”或“=”)2Q1。
③已知：

1 mol N-H键断裂吸收的能量约等于___________kJ。
(2)在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行合成氨反应：N2 (g)+3H2 (g) 2NH3 (g)，其平衡常数K与温度T的关系如下表：
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
①平衡常数表达式K=___________，K1___________(填“＞”、“＜”或“一”)K2。
②一定温度下，下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填字母)。
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1： 3：2
b．浓度商Q=平衡常数K
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
③在400℃时，当测得N2、H2和NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol时，则此时该反应___________(填“处于”或“不处于”)平衡状态。
19．如图中，甲是电解饱和食盐水，乙是铜的电解精炼，丙是电镀，回答：

甲 乙 丙
（1）b极上的电极反应式为__，甲电池的总反应化学方程式是__。
（2）在粗铜的电解过程中，图中c电极的材料是__（填“粗铜板”或“纯铜板”）；在d电极上发生的电极反应为__；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，则沉积在电解槽底部（阳极泥）的杂质是__，电解一段时间后，电解液中的金属离子有__。
（3）如果要在铁制品上镀镍（二价金属），则e电极的材料是__（填“铁制品”或“镍块”，下同），f电极的材料是__。
（4）若e电极的质量变化118 g，则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为__。
20．金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟。

（1）写出有关电极反应式：
①铁棒上的电极反应式：_______________。
②碳棒上的电极反应式：_______________。
（2）若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀溶液，则此图可表示______（填“析氢”或“吸氧”）腐蚀原理；若想使铁棒不被腐蚀，可以将铁棒与外电源的______极相连。
参考答案
1．D
【详解】
A. (a)是金属与酸的反应，是放热反应；(b)是氢氧化钡晶体与氯化铵反应，属于吸热反应； (c) 酸碱中和反应是放热反应；因此放热反应只有(a)和(c)，A项错误；
B. 铝粉和铝片本质一样，放出热量不变，只是铝粉参与反应，速率加快，B项错误；
C. 相较于环形玻璃搅拌棒，铁质搅拌棒导热快，会造成热量损失，对实验结果有影响，C项错误；
D. 氢氧化钠固体溶解时要放出热量，最终使测定中和热的数值偏高，D项正确；
答案选D。
2．D
【分析】
该装置中没有电源，为原电池。原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为 + 2e-+H+ = Cl－ + ，结合原电池原理分析解答。
【详解】
A．该装置中没有电源，为原电池，根据氢离子的移动方向可知，A为正极，B为负极，故A错误；
B． + e- = Cl－ + 质量不守恒，A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为 + 2e-+H+ = Cl－ + ，故B错误；
C．根据电荷守恒，当外电路中有0.2mole-转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA，而发生 + 2e-+H+ = Cl－ + ，则A极区增加的H+的个数为0.1NA，故C错误；
D．原电池中电子从负极B沿导线经小灯泡流向正极A，故D正确；
故选D。
【点睛】
本题的易错点和难点为B，要注意 + e- = Cl－ + 反应前后的H原子不守恒。
3．B
【解析】
试题分析：△H＝反应物中键能之和－生成物中键能之和，则根据方程式可知该反应的△H＝4akJ/mol+2bkJ/mol-2mkJ/mol-4nkJ/mol，答案选B。
【考点定位】考查反应热计算
【名师点晴】明确反应热的计算方法是解答的关键，（1）根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。（2）根据反应物和生成物的总能量计算：ΔH＝E生成物－E反应物。（3）依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算：ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量。（4）根据盖斯定律的计算：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程。
4．D
【详解】
A．根据电极反应式，氢气失去电子，说明H2在负极发生氧化反应，故A正确；
B．根据两个电极反应式得到供电时的总反应为2H2+O2=2H2O，故B正确；
C．氢氧燃料电池产物为无污染的水，属于环境友好电池，故C正确；
D．燃料电池可以把化学能部分转化为电能，能量转化不可能百分之百转化，故D错误。
综上所述，答案为D。
5．C
【解析】
【详解】
A．该电池总方程式为3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4NaOH，生成NaOH，则该电池放电过程中电解质溶液浓度增大，故A错误；B.因电解质溶液为NaOH，呈碱性，则正极电极方程式为2FeO42-+6e-+8H2O=2Fe（OH）3+10OH-，故B错误；C.原电池在工作时阴离子OH-向负极迁移，故C正确；D.根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，则为负极材料，故D错误；答案选C。
【点睛】
本题考查原电池的知识，应抓住原电池的工作原理来分析，书写原电池的电极反应时应注意电解质溶液的影响。
6．B
【详解】
电解氯化铜溶液时，阳极上氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极上铜离子得电子发生还原反应生成铜单质，所以阴极上的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，当有3．01×1023个（即0.5mol）电子转移时，在阴极上析出Cu的物质的质量为0.25mol，为16g，故选B。
7．D
【解析】
【分析】
A.结构相似，分子组成相差若干个CH2原子团的有机物，互为同系物；

B.同种元素形成的不同结构的单质，互为同素异形体；
C.对于共价分子，元素的最外层电子数+形成的共价键数=8，就满足8e-稳定结构；
D.化学键越容易被破坏，性质越活泼；
【详解】
A. P4和N4，结构相似，但分子组成相差不是若干个CH2，因此不是同系物，故A错误；
B. P4和N4形成元素不同，不是同素异形体，故B错误；
C. P4和N4分子中原子最外层电子数均为5，每个原子形成3个共价键，因此均达到了8电子稳定结构，故C错误；
D.白磷常温下放置在空气中易自燃，而红磷不会，因此白磷比红磷活泼；N4存在的是氮氮单键，N2中存在氮氮三键，氮氮三键键能大，不容易被破坏，因此氮气性质不活泼，故D正确；
答案：D
8．A
【详解】
25℃、101kPa下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为-393.5 kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-870.3 kJ/mol，则①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1，③CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=-870.3kJ•mol-1，由盖斯定律可知，①×2+②×2-③可得反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1)，△H=2×(-285.8kJ•mol-1)+2×(-393.5kJ•mol-1)+870.3kJ•mol-1=-488.3kJ•mol-1，则1/2CH3COOH(l) ═ C(s)＋H2(g)＋1/2O2(g) △H=＋244.15 kJ/mol；
答案选A。
【点睛】
正确书写燃烧热的热化学方程式是解答本题的关键。本题的易错点为盖斯定律的应用，要注意△H有正负之分。
9．B
【分析】
石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到1.12L气体（标准状况），则阴极发生Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2↑，阳极发生4OH--4e-═O2↑+2H2O，n(O2)==0.05mol，结合电子守恒及物质的量浓度的计算来解答。
【详解】
石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体(标准状况)，n(O2)=n(H2)==0.05mol，
阳极发生反应：，即阳极失去0.2mol电子，阴极得到0.2mol电子，阴极发生反应：Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2↑，H2的物质的量为0.05mol，即氢离子的物质的量为0.1mol，铜离子的物质的量为0.05mol；
A．c(Cu2+)= =0.1mol/L，由电荷守恒可知，原混合溶液中c(Na+)为0.3mol/L-0.1mol/L×2=0.1mol/L，故A错误；
B．电解后溶液中c(H+)依据阳极氢离子增大和阴极氢离子减小共同决定得到溶液中氢离子浓度==0.2mol/L，故B正确；
C．由上述分析可知，电解过程中转移电子总数为0.2mol，故C错误；
D．复原时需加CuO：0.05×80g=4g和H2O：0.05×18g=0.9g　或加Cu(OH)24.9g，故D错误。
答案选B。
10．D
【详解】
A.依据装置图可知，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，故A错误；
B. 水电离产生的氢离子在阴极得电子发生还原反应生成氢气，在阴极区生成氢氧根离子，则氢氧化钠在阴极产生，故B错误；
C. 氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成氯气，钠离子通常离子交换膜移向阴极，则应在阳极周围添加饱和食盐水，而不是阴极，故C错误；
D. 水电离产生的氢离子在阴极得电子发生还原反应生成氢气，在阴极区生成氢氧根离子，则阴极区流出的是氢氧化钠和氯化钠的混合液，故D正确；
故选D。
11．A
【解析】
A.元素的非金属性越强,其相应最高价氧化物对应的水化物含氧酸的酸性越强,强酸能制取弱酸,硫酸是强酸能和碳酸钠反应生成碳酸,碳酸不稳定分解生成二氧化碳和水,二氧化碳、水和硅酸钠反应生成不溶于水的硅酸和碳酸钠,硫酸的酸性大于碳酸的酸性,碳酸的酸性大于硅酸的酸性,所以用图①所示实验可比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱,故A正确；B、二氧化碳的密度大于空气的密度,且二氧化碳和空气中的成分不反应,所以收集二氧化碳应采用向上排空气集气法,即长管进气短管出气,故B错误；
C、该反应反应物的能量大于生成物的能量,所以是放热反应, △H< 0故C错误；
D、Al-Ag/H2SO4原电池中负极上电极反应式为 Zn-C/H2SO4形成的原电池的，负极上电极反应式为 两个原电池负极上失去相同电子时, Al-Ag/H2SO4原电池中消耗2Al, Zn-C/H2SO4形成的原电池的中消耗3Zn所以两个原电池消耗负极的物质的量不同,故D错误。本题答案A。
点睛：本题通过实验和图像考察了酸性与非金属的性质，气体密度大小判定，化学反应能量变化和原电池反应原理的相关知识。在比较非金属性强弱时，要注意抓最高价氧化物对应水化物酸性越强，其非金属就越强。观察反应物和生成物本身能量高低，确定吸放热；根据原电池反应原理，抓住电子守恒进行处理。
12．B
【详解】
1molX2完全燃烧生成X2O (g)放出热量akJ所以化学反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量，设X2中1molX - X键断裂时吸收能量为K，根据方程式： 2X2+O2=2X2O，则：2akJ = ckJ×4-(2K+bkJ)，解得K=kJ，综上所述，故选B。
13．A
【详解】
A．正极和负极可以是两种不同的金属，也可以是导电的非金属（碳棒）与金属，故A错误；
B．根据原电池的工作原理，原电池是将化学能转变为电能的装置，故B正确；
C．原电池中，电子流出的一极是负极，负极失去电子发生氧化反应，故C正确；
D．原电池工作时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，故D正确；
故答案为A。

14．右 2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- 负 Cl2 H2 O2+4e-+2H2O＝4OH- ＜
【详解】
(1)图1中，根据电子流向知，左边电极是电解池阳极、右边电极是电解池阴极，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气，所以a气球中气体是氯气、b气球中的气体是氢气，同时阴极附近有NaOH生成，溶液呈碱性，无色酚酞遇碱变红色，所以U形管右边溶液变红色；
(2)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，利用图2制作一种环保型消毒液发生器，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气同时阴极有NaOH生成，氯气和氢氧化钠反应生成NaClO，次氯酸钠具有与漂白性，为了使反应更充分，则下边电极生成氯气、上边电极附近有NaOH生成，上边电极生成氢气，为阴极，则c为负极、d为正极；
(3)①B是燃料电池，右边电池中通入空气、左边原电池中通入气体Y，则Y是氢气，则电解池中左边电极是阳极、右边电极是阴极，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，X、Y分别是Cl2、H2；
②燃料电池B中正极氧气得到电子，溶液显碱性，电极反应式为O2+4e-+2H2O＝4OH-。
③图中原电池中，正极上生成氢氧化钠，则其浓度大于加入的氢氧化钠，所以氢氧化钠浓度大小顺序是b%＞a%，故答案为：＜。
15．放出 5.5 CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；∆H=-725.8kJ/mol 27.66 0.05 0.15 正反应
【详解】
(1)反应中断开1 mol H—H键、1 mol I—I需要吸收的热量为436+151=587kJ，形成2摩尔氢碘键释放的热量为299×2=598kJ，所以放出的比吸收的多，反应为放出热量，每生成2摩尔碘化氢，放出的热量为598-587=11kJ，所以生成1摩尔碘化氢放出5.5kJ的热量。(2)根据盖斯定律，①+②÷2，得热化学方程式为：CH3OH(l)+ 3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；△H="-725.8" kJ/mol。(3)①进行到2小时，氮气反应了1.50-1.20=0.3摩尔，故反应放热为0.3×92.2=27.66kJ；②反应1小时，氢气反应了4.50-4.20=0.30摩尔，则氮气反应了0.10摩尔，所以氮气的平均速率=0.10÷2÷1=0.05 mol·L-1·h-1；③平衡时氨气的浓度为0.5mol/L，氮气的浓度为0.5 mol/L，氢气的浓度为1.5 mol/L，故平衡常数=(0.5)2/[0.5×(1.5)3]=0.15。④，当再都加入1摩尔时，计算浓度商=12/1×23=0.125<0.15，所以平衡正向移动。
考点：反应热的计算，盖斯定律，平衡常数的计算，根据浓度商和平衡常数判断移动方向。
16．A C 负 40000 0.82
【详解】
（1）A.通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣，A正确；
B.二次电池可以多次使用，随着使用，电极和电解质溶液消耗，不能无限次重复使用，B错误；
C.氧气在燃料电池的正极上发生还原反应，做氧化剂而不是燃料，C错误；
D.废电池进行集中处理的主要原因是电池中含有汞、镉、铅等重金属离子对土壤水源造成污染，废电池必须进行集中处理，D错误；
答案选A。
（2）A.放电是原电池，失电子的做负极，电池放电时Cd失电子作负极，A正确；
B.依据电池反应，Ni（OH）2和Cd（OH）2能溶于酸，故电解质溶液为碱性溶液，B正确；
C.两个反应方向的条件不同，充电是电解池，放电是原电池，反应条件不同，不是可逆反应，C错误；
D.二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池，镍镉电池是一种二次电池，D正确；
答案选C。
（3）①a电极通入氢气，a是负极；
②a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电，电池总反应为2H2+O2=2H2O，生成36g水转移4mol电子，则生成360kg水转移电子物质的量为×4mol=40000mol；
③已知H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1，则该燃料电池工作产生36gH2O即2mol水时，理论上放出285.8kJ·mol-1×2mol=571.6kJ，实际上产生了468.8kJ的电能，则该燃料电池的能量转化率是468.8kJ÷571.6kJ＝0.82。
17．正 FePO4+Li++e-=LiFePO4 a CH4-8e-+10OH-=+7H2O 减小
【详解】
(1)电池反应为FePO4+LiLiFePO4，放电过程是原电池，电池放电时Li+向正极移动，总反应方程式减去负极反应得到正极电极反应：FePO4+Li++e-=LiFePO4；
(2)①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极，a为原电池的负极，该极上是燃料发生失电子的氧化反应，电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O；
②在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-=+3H2O，电池工作一段时间后，由于氢氧根离子被消耗，所以电解质溶液的pH会减小。
18．N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.2kJ·mol-l 18.44 ＞ 391 ＞ bc 处于
【详解】
试题分析：成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92.2 kJ热量。根据反应规律：氨的热化学方程式是：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.2kJ·mol-l；
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.2kJ·mol-l；
起始 1 mol 3 mol 0
变化 1×20% 3×20% 2×20%
根据反应规律：1molN2___________92.2kJ；0.2molN2放热18.44kJ；若在同体积的容器中充人2molN2和6molH2，比原来都加倍，相当于加压平衡右移，放出热量的数值Q2》2Q1。
③ 断裂1摩尔氮氮三键吸收热量945.8 kJ，断裂3摩尔氢氢键吸收热量kJ；该反应N2 (g)+ 3 H2 (g) 2NH3 (g) △H =" -" 92.2 kJ·mol-l，945.8+3×436-2×3×Q="___________" 92.2；解之得出Q="391" kJ
④平衡常数表达式为生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值，K=；
⑤化学平衡状态的依据为
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1： 3：2，与平衡与否无关
b．浓度商Q=平衡常数K。达到平衡状态；
c．反应前后体积变化不为零，反应后压强变小，因此容器内压强保持不变，达平衡状态；
d．混合气体的密度等于m/v， 反应前后都为气体，m混不变，固定体积，v不变，反应是否平衡，
混合气体的密度保持不变；
考点：热化学方程式的书写；反应热量计算；平衡常数的计算、平衡状态的判断；
19．2H++2e﹣===H2↑ 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 粗铜板 Cu2++2e﹣===Cu Au、Ag Cu2+、Fe2+ 铁制品 镍块 44.8L
【详解】
(1)甲是电解饱和食盐水，M为正极，则a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，总反应化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，故答案为2H++2e-=H2↑；2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；
(2)用电解法进行粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，该装置中M为原电池的正极，N为原电池的负极，所以c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电解时，以硫酸铜溶液为电解液，溶液中的Cu2+得到电子在阴极上发生还原反应，即Cu2++2e-=Cu；作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，所以Fe发生Fe-2e-═Fe2+反应，以Fe2+的形式进入溶液中；比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子，以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是Au、Ag，电解一段时间后，电解液中的金属离子有Cu2+、Fe2+，故答案为粗铜板；Cu2++2e-=Cu；Au、Ag；Cu2+、Fe2+；
(3)要在铁制品上镀镍(二价金属)，则铁作阴极与电源负极N相连即f极，镍为阳极与电源正极M相连即e极，故答案为铁制品；镍块；
(4)若e电极的质量变化118g，根据转移电子数相等，Ni～2e-～Cl2，则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为×22.4L/mol=44.8L，故答案为44.8L。
【点睛】
本题考查了电解原理及其应用。掌握电解的基本原理和电极方程式的书写是解题的关键。本题的易错点为（2），粗铜的电解精炼过程中，阳极上比铜活泼的金属也要放电，活泼性比铜弱的形成阳极泥。
20．Fe−2e−═Fe2+ O2+2H2O+4e−═4OH− 析氢 负
【分析】
图示为Fe的吸氧腐蚀，负极上Fe失电子生成亚铁离子，正极上氧气得电子生成氢氧根离子。
【详解】
（1）①铁棒上的电极反应式为：Fe−2e−═Fe2+，故答案为：Fe−2e−═Fe2+；
②碳棒上的电极反应式为：O2+2H2O+4e−═4OH−，故答案为：O2+2H2O+4e−═4OH−；
（2）将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，变成析氢腐蚀；保护铁棒时，可以将铁棒与外加电源的负极，故答案为：析氢；负。
【点睛】
保护金属防护：①牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）；②外加电流的阴极保护法（电解池原理）。