【题目】如图所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料、电解质溶液见图。
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应式分别为____；____。
（2）关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，则电源a端为___极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是_____。
（3）已知C装置中溶液为AgNO3溶液，D装置的溶液为Cu(NO3)2溶液，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，D装置中Cu极的电极反应式为____，C装置中总反应的离子方程式为___。
（4）若C装置中AgNO3溶液足量，且溶液体积为1L，电解一段时间后，C装置中产生O2的体积为0.56 L(标准状况下)，则电路通过的电子的物质的量为___，溶液的pH为___(忽略溶液体积变化)。
【答案】2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－ CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O 负 变红色 Cu－2e－＝Cu2＋ 4Ag＋+2H2O
4Ag＋O2↑＋4H+ 0.1mol 1
【解析】
(1)燃料电池中，燃料电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，氧化剂电极为正极，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
(2)关闭K1，打开K2，为电解饱和食盐水装置，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，根据电解池工作原理，阴离子向阳极移动判断电源的正负极并判断反应现象；
(3)打开K1，关闭K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，结合电解原理分析解答；
(4)根据(3)的分析，结合电子得失电子守恒分析计算。
(1)甲烷燃料电池中通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极方程式为：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－；负极上甲烷发生氧化反应，电极方程式为：CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O，故答案为：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－；CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O；
(2)根据题意，KMnO4紫红色液滴向d端移动，说明高锰酸根离子向d端移动，可推出d极为阳极，进一步可确定电源a端为负极，b端为正极，滤纸c端为阴极，通电一段时间后，滤纸c端发生反应为2H++2e-=H2↑，c端附近溶液显碱性，滴加酚酞呈红色，故答案为：负；变红色；
(3)打开K1，关闭K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，D装置中Cu极连接电源的正极，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为Cu-2e-=Cu2+；C装置中右端Pt电极为阳极，氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，左端Pt电极为阴极，银离子放电生成银，电极反应式为Ag ++e-= Ag，电解总反应为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，故答案为：Cu-2e-=Cu2+；4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+；
(4)C装置中产生标准状况下O2的体积为0.56L，则转移电子数为
×4=0.1mol，C装置中总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，则生成氢离子为0.1mol，又溶液体积为1L，所以氢离子浓度为0.1mol/L，pH为1，故答案为：0.1mol；1。
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【题目】一定温度下，将1molPCl5通入一个容积固定不变的密闭容器中，发生反应：PCl5(g) 
PCl3(g) + Cl2(g)，反应达到平衡时，测得PCl5为0.4mol，此时再向容器中通入1mol PCl5，同样温度下再达到平衡时，测得PCl5为amol，下列判断正确的是（ ）
A.Cl2的体积分数增大B.PCl5的转化率增大
C.a =0.8D.a > 0.8
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【题目】在反应3BrF3＋5H2O===HBrO3＋Br2＋9HF＋O2↑中，若有5 mol H2O作为还原剂时，被还原的BrF3的物质的量为( )
A. 3 mol B. 2 mol C. 
mol D. 
mol
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【题目】某校学生实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，用如图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去，气密性已检验，F是用于鼓入空气的双连打气球)。
实验操作及现象为：
（1）操作Ⅰ中产生气体的离子反应方程式为__；
（2）操作Ⅰ的目的是__；
（3）C中白色沉淀的化学式是__，操作Ⅱ中当C产生白色沉淀时立刻将B上提的原因是__；
（4）操作Ⅲ中装置A产生无色气体的化学方程式是__；
（5）烧瓶E内气体颜色逐渐加深的原因是__；
（6）操作Ⅴ现象产生的原因是(结合化学方程式说明)__；
（7）D装置的作用是__。
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【题目】非金属元素在化学中具有重要地位，请回答下列问题：
(1)下图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分，人类活动加剧了氮循环中的物质转化。
①N在元素周期表中的位置_________，
的立体构型__________。
②反硝化过程中，CH3OH可作为反应的还原剂，1mol还原剂失去6mol电子，被氧化为两种常见离子。请将该反应的离子方程式补充完整：__CH3OH+__
___+___+___+___ 。
(2)砷及其化合物有重要的用途。
③砷(As)简化的电子排布式___，AsH3的熔沸点比NH3的 ___(填“高”或“低”)，原因是____。
④雌黄(As2S3)在我国古代常用作书写涂改修正液。分子结构如下图，则砷原子的杂化方式为_____。
⑤砷化镓(GaAs)的熔点为1238℃，密度为ρ g·cm-3，其晶胞结构如图所示。
距Ga原子最近且等距的As原子个数为____，GaAs的摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数值为NA，则该晶胞边长为___pm。
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【题目】在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质 | X | Y | Z |
初始浓度/mol·L-1 | 0.1 | 0.2 | 0 |
平衡浓度/mol·L-1 | 0.05 | 0.05 | 0.1 |
下列说法错误的是：
A. 反应达到平衡时，X的转化率为50％ B. 反应可表示为X+3Y
2Z，其平衡常数为1600 C. 增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数
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【题目】将4mol SO2与2 mol O2的混合气分别置于容积相等的甲、乙两容器中，甲是恒压容器，乙是恒容容器。发生反应：2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）；△H<0，在相同温度下，使其均达到平衡状态。下列说法正确的是
A. SO3体积分数：甲 > 乙
B. 平衡常数：甲>乙
C. 反应放出的热量：甲<乙
D. 保持容积不变，使乙容器升温可以使甲乙容器中SO2物质的量相等
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【题目】证明卤族元素的非金属性强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检查)。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是________________________________________。
(2)B中溶液发生反应的离子方程式是____________________________________________。
(3)为验证溴的氧化性强于碘，过程 Ⅳ 的操作和现象是____________________________。
(4)过程Ⅲ实验的目的是________________________________________________________。
(5)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，原子半径逐渐________，得电子能力逐渐________。
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【题目】汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH>0 ，已知该反应在240℃，平衡常数K=6.4×10-3。请回答：
（1）某温度下，向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol，5分钟后O2的物质的量为0.5mol，则N2的反应速率为______________．
（2）假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志______________．
A. 消耗1mol N2同时生成1mol O2 B.混合气体密度不变
C. 混合气体平均相对分子质量不变 D.2v正(N2)=v逆(NO)
（3）将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是______
填字母序号
。
（4）向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态
与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数___________
填“变大”、“变小”或“不变”
（5）该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1 mol/L、4.0×10-2 mol/L和3.0×10-3 mol/L，此时反应________________________填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”
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