第2章化学键化学反应规律 单元测试卷（含答案）2022-2023学年下学期高一化学鲁科版（2019）必修第二册

第2章化学键 化学反应规律 测试卷
一、单选题
1．X、Y、Z、W均为短周期元素，原子序数依次递增。Y元素最外层电子数是电子层数的3倍，Z元素在元素周期表中的周期数等于族序数，Z的简单阳离子与YX-含有相同的电子数，W元素的基态原子最高能级和最低能级填充电子的数目相等。下列说法不正确的是
A．Y和Z组成的某种微粒中，可以只有离子键，也可以只有共价键
B．第一电离能大小：Z>W>Y
C．工业上常用电解法制备元素Z的单质
D．Z、W的最高价氧化物均可溶于氢氧化钠溶液中
2．氯元素的原子结构示意图为，下列说法正确的是
A．氯原子在化学反应中易失去电子
B．氯原子易得到电子形成稳定的氯离子
C．氯元素的化合价只有-1价
D．氯在元素周期表中位于第3周期第Ⅶ族
3．下列反应既属于氧化还原反应又属于放热反应的是
A．浓硫酸的稀释 B．与水反应
C．与反应 D．与反应
4．废旧电池最好的处理方法是
A．深埋入地下 B．丢弃 C．回收利用 D．烧掉
5．下列关于化学键的说法中正确的是（ ）
A．中既有极性键又有非极性键
B．凡是有化学键断裂的过程一定发生了化学反应
C．非金属元素之间只能形成共价化合物
D．所有盐、碱和金属氧化物中都含有离子键
6．大多数有机物分子中的碳原子与其他原子的结合方式是
A．全部通过非极性键结合 B．形成4对共用电子
C．通过2个单键结合 D．通过离子键和共价键结合
7．下列说法不正确的是（ ）
A．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱，酸性依次增强
B．熔融状态下能导电的化合物一定含离子键
C．NCl3 分子中所有的原子均为 8 电子稳定结构
D．NaHSO4 晶体中阴、阳离子的个数是 1：2，且熔化时破坏的是离子键和共价键
8．下列有关化学用语表示正确的是（ ）
A．质量数为31的磷原子： B．氟原子的结构示意图：
C．的电子式： D．甲酸甲酯的结构简式：
9．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷（C4H10）气体，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，其在熔融状态下能传导O2-。已知电池的总反应是2C4H10+13O2→8CO2+10H2O。下列说法不正确的是（ ）
A．在熔融电解质中，O2-向负极移动
B．通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为O2+4e-=2O2-
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O
10．已知：H2 (g)+F2(g) =2HF(g) △H=- 270 kJ /mol，下列说法正确的是
A．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ
B．1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2mol 液态氟化氢放出的热量小于270kJ
C．在相同条件下，2 mol 氟化氢气体的总能量大于1 mol 氢气与1 mol 氟气的总能量
D．2 mol氟化氢气体分解成1mol的氢气积1mol的氟气吸收270kJ热量
11．一定温度下，在1L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：下列描述正确的是
A．反应开始到10s，用X表示的反应速率为0.158mol/(Ls)
B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.395mol/L
C．反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)Z(g)
D．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%
12．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W最外层电子数是内层电子数的3倍，Y在短周期元素中原子半径最大，Z的最高正价与最低负价代数之和为4.下列说法不正确的是
A．氢化物的还原性：X ＞ W ＞ Z B．Z与W形成的某种物质能使品红溶液褪色
C．X与Y形成离子化合物 D．W与Y组成的某种物质可以作为呼吸面具的供氧剂
13．在体积为的密闭容器中，充入和，一定条件下发生反应：，能说明上述反应达到平衡状态的是
A．反应中与的物质的量浓度相等时
B．V(CO2)=V(H2)
C．单位时间内每消耗，同时生成
D．的体积分数在混合气体中保持不变
二、填空题
14．(1)下列物质：A．，B．，C．，D．，E.，F.。
①只含有离子键的是_______(填序号，下同)；
②既含有离子键又含有共价键的是_______；
③只含有共价键的是_______。
(2)下列变化：①碘的升华，②冰熔化，③氯化钠溶于水，④氯化氢溶于水，⑤碳酸氢钠加热分解，化学键未被破坏的是_______；仅共价键被破坏的是_______。
15．化学就在我们身边，它与我们的日常生活密切相关。按要求回答以下问题：
(1)缺铁性贫血患者应补充Fe2+，通常以硫酸亚铁的形式补充，而硫酸铁无这种药效。当用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是___。
(2)最重要的人工固氮途径是___(用化学方程式表示)。
(3)“硅材料”是无机非金属材料的主角，其中广泛应用的光导纤维成分是___。
(4)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统无机非金属材料，其中生产普通玻璃的主要原料有___。
(5)盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的原因是__(用离子方程式表示)。
(6)铅蓄电池在汽车和电动车中都有广泛应用，该电池放电时的正极电极反应式为___。
16．宏观和微观相结合是认识物质结构与性质的重要方法，请回答下列问题。
(1)氧原子的结构示意图为，硫原子的结构示意图为。
①一个硫原子得到二个电子形成一种新粒子，该粒子的符号为___________。
②氧气和硫单质分别与氢气反应生成和。、中氧与硫元素的化合价均为价，从原子结构上分析它们化合价相同的原因是___________。
(2)溶液和溶液反应的微观示意图如图1所示。该反应中实际参加反应的离子是___________(填离子符号)。
(3)硫及其化合物的“化合价-物质类别”关系图如图2所示。物质X的化学式为___________。
17．如图所示，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。
(1)将锌片直接插入稀硫酸中，发生反应的化学方程式是_______。用导线将锌片和石墨棒连接，再插入稀硫酸中，构成原电池反应。铜片上的现象是_______，电极反应式为_______。
(2)电子由_______经导线流向_______(填“锌”或“铜”)，说明_______为负极。
(3)若反应过程中有电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为_______。
18．某温度下，在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答：
(1)该反应的化学方程式可表示为_______________________________________________。
(2)反应起始至t min(设t＝5)，X的平均反应速率是________________。
(3)在t min时，该反应达到了____________状态，下列可判断反应已达到该状态的是________(填字母，下同)。
A．X、Y、Z的反应速率相等 B．X、Y的反应速率比为2∶3
C．混合气体的密度不变 D．生成1molZ的同时生成2molX
(4)从开始到t秒末X的转化率__________。
(5)用一定能使该反应的反应速率增大的措施有________。
A．其他条件不变，及时分离出产物 B．适当降低温度
C．其他条件不变，增大X的浓度 D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大
(6)在一个体积固定的密闭容器中，进行的可逆反应A(s)+3B(g) 3C (g)。下列叙述中表明可逆反应一定达到平衡状态的是 __________
①C的生成速率与C的分解速率相等；
②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B；
③B的浓度不再变化；
④混合气体总的物质的量不再发生变化；
⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶3；
⑥混合气体的密度不再变化。
19．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：CH4+2O2=2H2O+CO2。
(1)下图能正确表示该反应中能量变化的是________。
(2)酸性甲烷燃料电池的总反应方程式为CH4+2O2 = 2H2O+CO2。其中，负极的电极反应式为________；正极发生________反应(填“氧化”或“还原”)。电路中每转移0.2 mol电子，标准状况下消耗O2的体积是________ L。
(3)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，请你利用下列反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计一个化学电池，并回答下列问题：
①该电池的正极材料是 ________ ，负极材料是 ________ ，电解质溶液是 ________。
②正极的电极反应式为________。
20．在100 ℃时，将0.100 mol的N2O4气体充入1 L 抽空的密闭容器中，发生如下反应：N2O42NO2，隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到下表：
(1)达到平衡时，N2O4的转化率为______________，表中c2________c3，a________b(填“>”、“<”或“＝”)。
(2)20 s时N2O4的浓度c1＝________ mol·L－1，在0～20 s内N2O4的平均反应速率为________ mol·L－1·s－1。
(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，则要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是________ mol·L－1。
21．(1)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示。电池工作时，外电路上电流的方向应从电极_______(填A或B)流向用电器。内电路中，CO向电极_______(填A或B)移动，电极A上CO参与的电极反应为_______。
(2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。
①假设使用的“燃料”是氢气(H2)，则a极的电极反应式为_______。
若电池中氢气(H2)通入量为224 mL(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电流表的电量为_______C (法拉第常数F=9.65×104C/mol)。
②假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，则a极的电极反应式为_______。
如果消耗甲醇160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为_______(用NA表示)。
参考答案
1．B
【分析】X、Y、Z、W均为短周期元素，原子序数依次递增。Y元素最外层电子数是电子层数的3倍，则Y为O元素；Z元素在元素周期表中的周期数等于族序数，则Z为Al元素；Z的简单阳离子是Al3+，含有10个电子，Z的简单阳离子与YX-含有相同的电子数，YX-含有10个电子，Y为O元素，含有8个电子，则X为H元素；W元素的基态原子最高能级和最低能级填充电子的数目相等，W的价电子排布式为3s23p2，则W为Si元素。
【详解】A．Y为O元素，Z为Al元素，二者组成的某种微粒中，只含有共价键，Al2O3只含有离子键，A项正确；
B．非金属性O＞Si＞Al，非金属性越强，第一电离能越强，则第一电离能大小：Y >W>Z，B项错误；
C．工业上通过电解熔融氧化铝冶炼铝，C项正确；
D．Z的最高价氧化物为Al2O3，具有两性，可溶于氢氧化钠溶液中，W的最高价氧化物为SiO2，是酸性氧化物，可溶于氢氧化钠溶液中，D项正确；
答案选B。
2．B
【详解】A．氯原子最外层电子数为7，易得到电子形成8电子稳定结构，A项错误；
B．氯原子最外层有7个电子，易得到1个电子形成稳定的氯离子，B项正确；
C．氯元素的化合价有－1，0，+1，+4，+5，+7等价，C项错误；
D．氯元素在元素周期表中位于第3周期第ⅦA族，D项错误；
答案选B。
3．B
【详解】A．浓硫酸的稀释，不是化学反应，不属于氧化还原反应，该过程放出热量， A不符合题意；
B．与水反应生成NaOH和H2，属于氧化还原反应，同时放出大量的热，属于放热反应，B符合题意；
C．与反应属于复分解反应，反应过程吸收热量，不属于放热反应，C不符合题意；
D．C与反应生成CO，该反应属于氧化还原反应，反应过程吸收热量，不属于放热反应，D不符合题意；
故选B。
4．C
【详解】废电池里含有大量重金属汞、镉、锰、铅等，当废电池日晒雨淋表面皮层锈蚀后，其中的成分就会渗透到土壤和地下水，造成土壤污染和水污染，则废旧电池最好的处理方法是回收利用，故答案为C。
5．A
【详解】A.中氢原子与氧原子之间形成极性键，氧原子与氧原子之间形成非极性键，A正确；
B.有化学键断裂的过程不一定发生化学反应，如熔化过程离子键断裂，B错误；
C.非金属元素之间也可形成离子化合物，如铵盐，C错误；
D.不是全部盐、碱、金属氧化物中都含有离子键，如氯化铝是共价化合物，不含离子键，D错误；
答案选A。
6．B
【详解】A．碳原子与其他原子形成的化学键有极性键，也有非极性键，碳碳键是非极性的，碳氢键是极性的，A错误；
B．有机物分子中每个碳原子结合4个电子，形成8电子稳定结构，也就是4对共用电子，B正确；
C．碳原子与其他原子可形成单键、双键或三键，C错误；
D．碳原子与其他原子形成的化学键都是共价键，D错误；
故选B。
7．D
【详解】A．同主族从上到下，非金属性减弱，氢化物稳定性减弱，酸性增强，因此HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱，酸性依次增强，故A正确；
B．熔融状态下能导电的化合物，说明有自由移动的离子，则一定含离子键，故B正确；
C．根据价态绝对值加最外层电子数是否等于8判断，NCl3分子中所有的原子均为 8 电子稳定结构，故C正确；
D．NaHSO4 晶体中阳离子为钠离子，阴离子为硫酸氢根离子，因此阴、阳离子的个数是1：1，熔化时只破坏离子键，故D错误。
综上所述，答案为D。
8．A
【详解】A．P是15号元素，质量数为31的磷原子：，A正确；
B．氟离子的结构示意图：，氟原子核外共9个电子，B错误；
C．是离子化合物，两个氯原子分别得一个电子与钙离子结合形成，其电子式为：，C错误；
D．结构简式是结构式省略单键的一种简单表达形式，甲酸甲酯中含碳氧双键，不能省略，D错误；
答案选A。
9．D
【详解】A．原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以在熔融电解质中，O2-移向负极，故A正确；
B．通入丁烷的一极是负极，在该电极上发生丁烷失电子的氧化反应，电极反应为C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O，故B正确；
C．通入空气的一极是正极，在该电极上发生氧气得电子的还原反应，电极反应为O2+4e-=2O2-，故C正确；
C．通入丁烷的一极是负极，在该电极上发生丁烷失电子的氧化反应，电极反应为C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O，故 D错误；
故答案为D。
10．D
【详解】A．热化学方程式中的化学计量数代表物质的量，不代表分子数，A错误；
B．2mol液态氟化氢所含能量比2mol气态氟化氢所含能量低，故生成2mol液态氟化氢比生成2mol气态氟化氢放热多，B错误；
C．该反应是放热反应，所以在相同条件下，2 mol 氟化氢气体的总能量小于1 mol 氢气与1 mol 氟气的总能量，C错误；
D．由热化学方程式可知，2mol氟化氢气体分解成1mol的氢气和1mol的氟气时应吸收270kJ的热量，D正确。
答案选D。
11．D
【详解】A．由图可知，反应开始到10s，用X表示的反应速率为mol/(L s)，A错误；
B．由图可知，反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了(1.00-0.21)mol÷1L=0.79mol/L，B错误；
C．根据化学反应进行时，物质的量之比等于化学计量数之比，由图可知，10s内X变化了1.20-0.42=0.78mol，Y变化了：1.00-0.21=0.79mol，Z变化了1.58mol，故反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)2Z(g)，C错误；
D．由图可知，反应开始到10s时，Y的转化率为=79.0%，D正确；
故答案为：D。
12．A
【分析】W最外层电子数是内层电子数的3倍，W位于第二周期，为氧元素；Y在短周期元素中原子半径最大，Y是钠元素，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，所以X是氟元素；Z的最高价与最低价代数之和为4，Z的最高价是+6价，为硫元素。
【详解】A. 非金属越强，氢化物的还原性越弱，则氢化物的稳定性： ，A错误；
B. Z与W形成的某种物质能使品红溶液褪色，该物质是二氧化硫，B正确；
C. X与Y形成离子化合物NaF，C正确；
D. W与Y组成的物质可以作为呼吸面具的供氧剂，该物质是过氧化钠，D正确。
答案选A。
13．D
【分析】化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变。
【详解】A．反应物和生成物浓度相等不能作为判断达到平衡状态的标志，故A错误；
B ．v(CO2)=v(H2)没有标注正逆反应速率，且不符合两者的化学计量数关系，不能判定平衡状态，故B错误；
C．该反应在反应的任何时刻均存在单位时间内每消耗，同时生成，故不能判断达到平衡状态，故C错误；
D．反应物或生成物浓度不变，说明反应达到平衡，故的体积分数在混合气体中保持不变，说明反应达到平衡状态，故D正确；
故选：D。
14． D EF AB ①② ④
【详解】(1) A.只含共价键，B.只含共价键，C.是单原子分子，不存在化学键，D.只含离子键，E.含共价键和离子键，F. 含共价键和离子键；
①只含有离子键的是：D；
②既含有离子键又含有共价键的是：EF；
③只含有共价键的是：AB；
(2) ①碘的升华、②冰熔化改变了分子间作用力，并未破坏发生化学键，③氯化钠溶于水发生电离，故仅破坏了离子键，④氯化氢溶于水发生电离，因为氯化氢是共价化合物，故仅破坏了共价键，⑤碳酸氢钠加热分解既破坏了离子键又破坏了共价键；
化学键未被破坏的是：①②；仅共价键被破坏的是：④。
15． 防止硫酸亚铁被氧化 N2+3H22NH3 SiO2 纯碱、石英、石灰石 SiO2+2OH-=SiO+H2O PbO2(s)+4H+(aq)+SO(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)
【详解】(1)由于二价铁容易被氧化成三价铁，故亚铁盐药片需外包糖衣，故此处填：防止硫酸亚铁被氧化；
(2)最重要的人工固氮是合成氨反应，故此处填：；
(3)由于SiO2对光的传导能力强，故可以用来生产光导纤维，故此处填SiO2；
(4)工业上以纯碱、石灰石、石英为原料，在玻璃回转窑中高温煅烧生产玻璃，故此处填：纯碱、石灰石、石英；
(5)由于NaOH溶液会与玻璃中的SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3，从而将塞子和瓶体粘在一起，所以保存NaOH溶液不能用玻璃塞，对应离子方程式为：SiO2+2OH-=+H2O；
(6)铅蓄电池负极为Pb，正极为PbO2，电解质为硫酸溶液，放电时，Pb失电子转化为PbSO4，PbO2在正极得电子转化为PbSO4，对应电极反应为：PbO2(s)+4H+(aq)+(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)。
16．(1) 氧原子和硫原子的最外层均为6个电子，均易得到2个电子形成8电子稳定结构
(2)和
(3)
【分析】（1）
①一个硫原子得到二个电子形成一种新粒子，该粒子的符号为；
②、中氧与硫元素的化合价均为价，从原子结构上分析它们化合价相同的原因是氧原子和硫原子的最外层均为6个电子，均易得到2个电子形成8电子稳定结构；
（2）
根据溶液和溶液反应的微观示意图所示，反应前后该反应中实际参加反应的离子是和没有变化，实际参加反应的离子是和；
（3）
根据硫及其化合物的“化合价-物质类别”关系图所示，物质X属于S是+4价的氧化物，化学式为。
17．(1) 铜片上有气泡产生
(2) 锌片 铜片 锌片
(3)
【解析】(1)
锌片直接插入稀硫酸中，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ ；用导线将锌片和铜片连接，该装置为原电池装置，锌为负极，铜片为正极，铜片上氢离子得电子生成氢气，现象是：铜片上有气泡产生；电极反应为：2H++2e =H2↑；
(2)
该原电池中锌片为负极，电子由负极流出，沿着导线流向正极，故电子由锌片经导线流向铜片，说明锌片为负极；
(3)
根据正极的电极反应，电路中转移电子0.2mol时，生成氢气0.1mol，标况下氢气的体积为2.24L。
18． 2X(g)3Y(g)＋Z(g) 0.08mol·L-1·min-1 化学平衡 D 33.3% C ①③⑥
【分析】根据图示中反应物的减少量与生成物的增加量确定化学方程式；根据所给条件中各组分的速率或浓度是否发生变化判断反应是否达到平衡状态；根据影响化学反应速率的因素判断化学反应速率的变化，据此分析。
【详解】(1) 由图象可以看出，X的物质的量逐渐减小，则X为反应物，Y、Z的物质的量逐渐增多，作为Y、Z为生成物，当反应到达t min时， n(X)=0.8mol， n (Y)=1.2mol， n(Z)=0.4mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比， n(X)： n (Y)： n(Z)=2：3：1，则所以反应的化学方程式为：2X(g)3Y(g)＋Z(g)；
(2)某物质的化学反应速率等于这段时间内浓度的变化量与这段时间的比值，故X的平均反应速率v===0.08mol·L-1·min-1；
(3) t min时体系中各物质的物质的量不再发生变化，说明反应已经达到了化学平衡状态；
A选项中由于各物质的化学计量数不等，则X、Y、Z的反应速率相等不能说明是否达到平衡状态，故A错误；
B选项中由于化学反应速率之比等于化学计量数之比，但没有明确物质的生成速率还是反应速率，当X为消耗速率Y为生成速率时无论是否达到平衡状态，X、Y的反应速率比都为2：3，故B错误；
C选项中由于反应在体积不变的密闭容器中进行，反应过程中气体的体积不变，质量不变，则混合气体的密度不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；
D选项中生成1mol Z的同时生成2mol X，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确；
答案选D；
(4)转化率等于这段时间内反应掉的物质的物质的量与物质的总物质的量的比值，故物质X的转化率==33.3%；
(5)A选项，其他条件不变，及时分离出产物，由于反应物的浓度不发生变化，故不会增大反应速率，A错误；
B选项，适当降低温度，使单位体积内活化分子百分数降低，降低反应速率，B错误；
C选项，增大X的浓度可以增大单位体积内X的活化分子百分数，增大反应速率，C正确；
D选项，体积不变充入Ar气，单位体积内活化分子百分数不变，反应速率不变，D错误；
故选择C；
(6)①同一物质的分解速率与生成速率相同，说明正逆反应速率相同，可以说明反应达平衡状态，①正确；
②化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间生成a mol A，同时生成3a mol B，②错误；
③反应达平衡时各组分浓度不再发生变化，可以说明反达平衡状态，③正确；
④气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等，无论是否达到平衡状态，混合气体总的物质的量都不变，④错误；
⑤平衡时各物质的物质的量取决于起始配料比以及转化的程度，各组分物质的量的比不能作为判断是否达到平衡状态的依据，⑤错误；
⑥A为固体，混合气体的密度不变化，说明气体的总质量不变，反应达到平衡状态，⑥正确；
故选择①③⑥。
19．(1)A
(2) CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 还原 1.12 L
(3) C或Ag或Pt Cu AgNO3 Ag++e-=Ag
【详解】（1）CH4+2O2=2H2O+CO2表示的是甲烷的燃烧反应甲烷燃烧会放出热量，说明反应物总能量比生成物的总能量高。图示中A表示的是反应物总能量比生成物的总能量高，该反应类型是放热反应，B表示的是反应物总能量比生成物的总能量低，该反应类型是吸热反应，故图示A符合题意，合理选项是A；
（2）在甲烷燃料电池中，通入燃料CH4的电极为负极，CH4失去电子，发生氧化反应变为CO2气体，则负极的电极反应式为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；
通入O2的电极为正极，正极上O2得到电子，发生还原反应，O2被还原产生H2O，正极的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O。根据电极反应式可知：每有1 mol O2发生反应，转移4 mol电子，当电路中每转移0.2 mol电子时，反应消耗O2的物质的量为n(O2)=，其在标准状况下体积是V(O2)=0.05 mol×22.4 L/mol=1.12 L；
（3）①对于反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，金属Cu失去电子，被氧化发生氧化反应，氧化产生Cu2+，所以Cu为负极材料；正极材料是导电性比Cu弱的非金属石墨或金属电极Ag、Pt等物质，含有Ag+的电解质溶液AgNO3溶液为电解质溶液；
②在正极上溶液中的Ag+得到电子被还原为单质Ag，则正极的电极反应式为：Ag++e-=Ag。
20． 60 > = 0.07 0.0015 0.20
【分析】（1）由表可知，60s时反应达平衡，根据方程式计算△c(N2O4)，根据转化率计算平衡时N2O4的转化率；根据方程式计算，计算c2、c3，据此解答；60s后反应达平衡，反应混合物各组分的浓度不变；
（2）由△c(NO2)，根据方程式计算△c（N2O4），20s的四氧化二氮的浓度=起始浓度-△c(N2O4)；根据v=计算v(N2O4)；
（3）达到上述同样的平衡状态，说明两个平衡为等效平衡，按化学计量数换算到N2O4一边，满足c(N2O4)为0.100mol/L；
【详解】(1)由表可知，60s时反应达平衡，c(NO2)=0.120mol/L,根据反应N2O4 2NO2可知,平衡时消耗二氧化氮的浓度为：c(N2O4)=0.120mol/L×=0.06mol/L，则平衡时N2O4的转化率为： ×100%=60%；达到平衡时各组分的浓度不再变化，则c3=a=b=0.1mol/L 0.06mol/L=0.04mol/L；由表可知，40s时，c(N2O4)=0.050mol/L，N2O4的浓度变化为：(0.1 0.05)mol/L=0.05mol/L，则c2=0.05mol/L×2=0.10mol/L，所以c2>c3，
故答案为：60；>；=；
(2)由表可知，20s时，c(NO2)=0.060mol/L，则反应消耗N2O4的浓度为0.030mol/L，则20s的四氧化二氮的浓度c1=0.1mol/L 0.03mol/L=0.07mol/L；在0s 20s内四氧化二氮的平均反应速率为v(N2O4)==0.0015mol (L s) 1，
故答案为：0.07；0.0015；
(3)达到上述同样的平衡状态，为等效平衡，按化学计量数换算到N2O4一边,满足c(N2O4)为0.100mol/L即可，根据反应N2O4 2NO2可知二氧化氮的浓度应该为：c(NO2)=2c(N2O4)=0.1mol/L×2=0.20mol/L，
故答案为：0.20。
【点睛】根据信息得出两个平衡为等效平衡。
21． B A CO-2e-+CO=2CO2 H2-2e-+2OH-=2H2O 1.93×103 CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O 30NA
【分析】
分析熔融碳酸盐燃料电池原理示意图，通入氧气的一端为原电池正极，通入一氧化碳和氢气的一端为负极，电流从正极流向负极，溶液中阴离子移向负极，A电极上一氧化碳失电子发生氧化反应生成二氧化碳；根据某种燃料电池的工作原理示意，由电子转移方向可知a为负极，发生氧化反应，应通入燃料，b为正极，发生还原反应，应通入空气。
【详解】
(1)分析熔融碳酸盐燃料电池原理示意图，通入O2的B电极为原电池正极，通入CO和H2的电极为负极，电流从正极流向负极，电池工作时，外电路上电流的方向应从电极B(填A或B)流向用电器。内电路中，溶液中阴离子移向负极，CO向电极A(填A或B)移动，电极A上CO失电子发生氧化反应生成CO2，CO参与的电极反应为CO-2e-+CO=2CO2。故答案为：B；A；CO-2e-+CO=2CO2；
(2)①由分析a为负极，假设使用的“燃料”是氢气(H2)，a极上氢气失电子，发生氧化反应，则a极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。若电池中氢气(H2)通入量为224 mL(标准状况)，且反应完全，n(H2)= =0.01mol，则理论上通过电流表的电量为Q=9.65×104C/mol×0.01mol=1.93×103C (法拉第常数F=9.65×104C/mol)。故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；1.93×103；
②假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，a极上甲醇失电子，发生氧化反应，则a极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O。 如果消耗甲醇160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为= =30NA。故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O；30NA。