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12．在一定條件下，二氧化硫和氧氣發生如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）（△H＜0）
（1）寫出該反應的化學平衡常數表達式 K=$\frac{{c{{（S{O_3}）}^2}}}{{c（S{O_2}）•c（{O_2}）}}$．
（2）降低溫度，該反應K值增大（填增大、減小或不變）．
（3）600℃時，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應過程中SO₂、O₂、SO₃物質的量變化如圖所示，反應處于平衡狀態的時間有15-20min和25-30min．
（4）據圖判斷，反應進行至20min時，曲線發生變化的原因是增加了氧氣的濃度（或通入氧氣）（用文字表達）；
（5）10min到15min的曲線變化的原因可能是CD（填寫編號）．
A．降低溫度          B．增加SO₃的物質的量
C．加了催化劑         D．縮小容器體積．

11．你被遺忘在火星上，如何生存下去等待救援呢？
（1）獲得氫氣．向火箭燃料液態聯氨（N₂H₄）中加入銥催化劑，分解生成氮氣和氫氣．
已知：3N₂H₄（l）?4NH₃（g）+N₂（g）△H=-336.6kJ•mol^-1
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1
則N₂H₄（l）?N₂（g）+2H₂（g）△H=-50.6kJ•mol^-1，該反應平衡常數的表達式為$\frac{[{N}_{2}][{H}_{2}]^{2}}{[{N}_{2}{H}_{4}]}$．
（2）獲得氧氣．火星大氣中有稀薄的CO₂．
以堿溶液為電解質可實現如下轉化2CO₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2CO+O₂，該反應在一定條件下能自發進行的原因是△S＞0，陰極的反應式為2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-．
（3）獲得水．火星上含有高濃度高氯酸根的有毒鹵水，可對其進行生物降解．
Ⅰ．在微生物的催化下，ClO₄^-可被CH₃COO^-還原，過程如圖1所示．CH₃COO^-也可作為碳元素的來源，促進微生物生長．

①該過程總反應的離子方程式為ClO₄^-+CH₃COO^-+H⁺=2CO₂+2H₂O+Cl^-．
②CH₃COO^-的濃度對ClO₄^-降解程度的影響如圖2所示，則12小時后，CH₃COO^-濃度小于0.4g/L的條件下，ClO₄^-的降解幾乎停滯的原因是CH₃COO^-濃度過低，不能促進微生物生長，失去催化作用，反應速率顯著降低．
Ⅱ．高氯酸、鹽酸和硝酸的酸性在水溶液中差別不大．某溫度下，這三種酸在冰醋酸中的電離平衡常數如表所示．冰醋酸做溶劑，這三種酸酸性最強的是HClO₄．在冰醋酸中，鹽酸的電離方程式為HCl?H⁺+Cl^-．

酸	HClO4	HCl	HNO3
Ka	1.6×10-5	1.6×10-9	4.2×10-10

10．碳酸亞鐵（FeCO₃）是菱鐵礦的主要成分，將其在空氣中高溫煅燒能生成Fe₂O₃．再將Fe₂O₃在一定條件下還原可得“納米級”的金屬鐵，而“納米級”的金屬鐵則可用于制造固體催化劑．
（1）已知25℃，101kPa時：
①CO₂（g）=C（s）+O₂（g）△H=+393kJ•mol^-1
②鐵及其化合物反應的焓變示意圖如圖1：

請寫出FeCO₃在空氣中煅燒生成Fe₂O₃的熱化學方程式4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=-260kJ•mol^-1．
（2）一定條件下Fe₂O₃可被甲烷還原為“納米級”的金屬鐵．其反應為：Fe₂O₃（s）+3CH₄（g）=2Fe（s）+3CO（g）+6H₂（g）△H
①該反應的平衡常數K的表達式為$\frac{{c}^{3}（CO）．{c}^{6}（{H}_{2}）}{{c}^{3}（C{H}_{4}）}$．
②該反應在3L的密閉容器中進行，2min后達到平衡，測得Fe₂O₃在反應中質量減少4.8g，則該段時間內用H₂表示該反應的平均反應速率為0.03mol•L^-1•min^-1．
③在容積均為VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個相同密閉容器中加入足量Fe₂O₃，然后分別充入a mol CH₄，三個容器的反應溫度分別為T₁、T₂、T₃且恒定不變，在其他條件相同的情況下，實驗測得反應均進行到t min時CO的體積分數如圖2所示，此時Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個容器中一定處于化學平衡狀態的是III；上述反應的△H小于0（填“大于”或“小于”）．
（3）還原的鐵通過對N₂、H₂吸附和解吸可作為合成氨的固體催化劑．若用分別表示N₂、H₂、NH₃和固體催化劑，則在固體催化劑表面合成氨的過程可用圖表示：

①吸附后，能量狀態最低的是C（填字母序號）．
②由上述原理，在鐵表面進行NH₃的分解實驗，發現分解速率與濃度關系如圖3．從吸附和解吸過程分析，c₀前速率增加的原因可能是隨著氣相NH₃濃度的增加，催化劑的吸附率升高，固相NH₃濃度增加，NH₃的分解速率加快；c₀后速率降低的原因可能是催化劑吸附達到飽和，同時不利于解吸，NH₃的分解速率降低．

9．CO₂和CH₄是兩種主要的溫室氣體，通過CH₄和CO₂反應制造更高價值的化學品是目前的研究目標．
（1）250℃時，以鎳合金為催化劑，向4L容器中通入6mol CO₂、6mol CH₄，發生如下反應：CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．平衡體系中各組分的體積分數如表：

物質	CH4	CO2	CO	H2
體積分數	0.1	0.1	0.4	0.4

①此溫度下該反應的平衡常數K=64．
②已知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-890.3kJ•mol^-1
CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=+2.8kJ•mol^-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1
反應CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）的△H=247.3kJ•mol^-1．
（2）以二氧化鈦表面覆蓋的Cu₂Al₂O₄為催化劑，可以將CO₂和CH₄直接轉化成為乙酸．
①在不同溫度下，催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的變化關系如圖所示．250～300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是溫度超過250℃時，催化劑的催化效率降低．
②為了提高該反應中CH₄的轉化率，可以采取的措施是增大反應壓強、增大CO₂的濃度．
③將Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的離子方程式為3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O．
（3）以CO₂為原料可以合成多種物質．
①聚碳酸酯是一種易降解的新型合成材料，它是由CO₂加聚而成的．寫出聚碳酸酯的結構簡式：．
②以氫氧化鉀水溶液作為電解質進行電解，CO₂在銅電極上可轉化為甲烷，電極反應式為CO₂+8e^-+6H₂O=CH₄+8OH^-．

8．對燃煤煙氣和汽車尾氣進行脫硝、脫碳和脫硫等處理，可實現綠色環保、節能減排等目的．汽車尾氣脫硝脫碳的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化劑}{?}$N₂（g）+2CO₂（g）△H=a kJ•mol^-1．
I、已知2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H=b kJ•mol^-1；CO的燃燒熱△H=c kJ•mol^-1．寫出消除汽車尾氣中NO₂的污染時，NO₂與CO反應的熱化學方程式2NO₂（g）+4CO（g）=N₂（g）+4CO₂（g）△H=a-b+2c kJ•mol^-1．
II、一定條件下，在一密閉容器中，用傳感器測得該反應在不同時間的NO和CO濃度如表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
c（NO）/mol•L-1	1.00	0.8	0.64	0.55	0.5	0.5
c（CO）/mol•L-1	3.50	3.30	3.14	3.05	3.00	3.00

（1）在恒容密閉容器中充入CO、NO氣體，如圖3圖象正確且能說明反應達到平衡狀態的是AD

（2）前2s內的平均反應速率υ（N₂）=0.09mol/（L•s）（保留兩位小數，下同）；此溫度下，該反應的平衡常數為0.03mol•L^-1．
（3）采用低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術，同時吸收SO₂和NO_x，獲得（NH₄）₂SO₄的稀溶液，
①常溫條件下，此溶液的PH=5，則$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=1.7×10⁴（已知該溫度下NH₃•H₂O的K_b=1.7×10^-5）

②向此溶液中再加入少量 （NH₄）₂SO₄固體，$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}$的值將變大（填“變大”、“不變”或“變小”）
（4）設計如圖1裝置模擬傳感器測定CO與 NO反應原理．
①鉑電極為正極（填“正極”或“負極”）．
②負極電極反應式為CO+O^2--2e^-=CO₂
III、如圖2所示，無摩擦、無質量的活塞1、2將反應器隔成甲、乙兩部分，在25℃和101kPa下實現平衡時，各部分體積分別為V_甲、V_乙．此時若去掉活塞1，不引起活塞2的移動．則x=1.5，V_甲：V_乙=3：1．

7．氮及其化學物在合成化肥，藥物等方面具有廣泛用途．
（1）已知反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₂（g）△H＜0，現分別在200℃、400℃、600℃時，按n（N₂）：n（H₂）=1：3向容器中投料發生該反應，當反應達到平衡時，體系中NH₃的物質的量分數隨壓強的變化曲線如圖1所示．
①曲線a對應的溫度是200℃．
②關于工業合成氮的反應，下列敘述正確的是AD．
A．縮小容器體積可以提高H₂的轉化率．
B．M點對應N₂的轉化率是25%
C．如圖1中M、N、Q三點平衡常數K的大小關系是K（M）=K（Q）＜K（N）
D．若N點時c（NH₃）=0.2mol•L^-1，則此時該反應的化學平衡常數K≈0.93
（2）硫酸銨是培養酵母菌的氨源，酸性染料染色助染劑，常溫下，向某硫酸鈉溶液中滴加適量氨水，恰好使混合溶液呈中性，此時溶液中c（NH₄⁺）=填“＞”“＜”或“=”）2c（SO₄^2-）．
（3）尿素（H₂NCONH₂）是一種非常重要的高效氮肥，工業上以NH₃、CO₂為原料生產尿素的反應如下：
該反應實際為二步反應：
第一步：2NH₃（g）+CO₂（g）═H₂NCOONH₄（s）△H=-272kJ•mol^-1 快
第二步：H₂NCOONH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+138kJ•mol^-1 慢
Ⅰ．寫出工業上以NH₃、CO₂為原料合成尿素的熱化學方程式：2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（NH₂）₂ （s）△H=-134kJ/mol．
Ⅱ．某實驗小組模擬工業上合成尿素的條件，在一體積為0.5L的恒容密閉器中投入4mol氨氣和1mol二氧化碳，實驗測得反應中部分組成物質的量隨時間的變化如圖2所示．
①合成尿素總反應的快慢由二步反應決定．
②在0～10min內，第一步反應的速率v（NH₃）=0.296mol•L^-1•min^-1．
③在圖3中畫出第二步反應的平衡常數K隨溫度T的變化曲線．
（4）利用氨氣設計一種環保燃料電池，其工作原理如圖4所示，一極通入氨氣，另一極通入空氣，電解質是摻雜氧化釔（Y₂O₂）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，它在熔融狀態下能傳導O^2-．通入氨氣的電極為負極（填“正極”或“負極”），寫出負極的電極反應式：2NH₃-6e^-+3O ^2-=N₂+3H₂O．

6．I．碳和氮的化合物與人類生產、生活密切相關．
（1）有機物加氫反應中鎳是常用的催化劑．但H₂中一般含有微量CO會使催化劑鎳中毒，
在反應過程中消除CO的理想做法是投入少量SO₂，為搞清該方法對催化劑的影響，查閱資料并繪制圖象如圖1：


則：①不用通入O₂氧化的方法除去CO的原因是避免O₂與Ni反應再使其失去催化作用．
②SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）；△H=-270kJ/mol．
（2）汽車尾氣中含大量CO和氮氧化物（NO_x）等有毒氣體．
①活性炭處理NO的反應：C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂ （g）；△H=-a kJ•mol^-1（a＞0）若使NO更加有效的轉化為無毒尾氣排放，以下措施理論上可行的是b．
a．增加排氣管長度                b．增大尾氣排放口
c．添加合適的催化劑              d．升高排氣管溫度
②在排氣管上添加三元催化轉化裝置如圖3，CO能與氮氧化物（NO_x）反應生成無毒尾氣，其化學方程式是2xCO+2NO_x$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2xCO₂+N₂．
Ⅱ．氮元素和碳元素一樣也存在一系列氫化物并有廣泛應用．例如：NH₃、N₂H₄、N₃H₅、N₄H₆…．
（1）寫出該系列氫化物的通式NnHn+2（n≥2）．
（2）已知NH₃為一元堿，N₂H₄為二元堿，N₂H₄在水溶液中的一級電離方程式可表示為N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，試寫出N₂H₄的二級電離方程式N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-．
（3）已知用氨氣制取尿素[CO（NH₂）₂]的反應為：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）；△H＜0
某溫度下，向容積為100L的密閉容器中通入4molNH₃和2molCO₂，該反應進行到40s時達到平衡，此時CO₂的轉化率為50%．該溫度下此反應平衡常數K的值為2500．圖2中的曲線表示該反應在前25s內的反應進程中的NH₃濃度變化．若反應延續至70s，保持其它條件不變情況下，請在圖中用實線畫出使用催化劑時該反應的進程曲線．

5．1902年德國化學家哈伯研究出合成氨的方法，其反應原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H（△H＜0）

（1）在一容積為4L的密閉容器中，加入0.4mol的N₂和1.2mol的H₂，在一定條件下發生反應，反應中NH₃的物質的量濃度變化情況如圖1：
①根據圖1，計算從反應開始到平衡時，平均反應速率v（H₂）為0.0375mol/（L•min）．

②反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH₃的物質的量濃度不可能為AC．
A． 0.20mol/L       B． 0.12mol/L       C． 0.10mol/L     D． 0.08mol/L
（2）某溫度時，N₂與H₂反應過程中的能量變化如圖2所示． 下列敘述正確的是AB
A．b曲線是加入催化劑時的能量變化曲線
B．在密閉容器中加入1mol N₂、3mol H₂，充分反應放出的熱量小于92kJ
C．由圖可知，斷開1mol 氮氮三鍵與1mol 氫氫鍵吸收的能量和小于形成1mol 氮氫鍵所放出的能量
D．反應物的總能量低于生成物的能量
（3）哈伯因證實N₂、H₂在固體催化劑（Fe）表面吸附和解吸以合成氨的過程而獲諾貝爾獎．若用分別表示N₂、H₂、NH₃和固體催化劑，則在固體催化劑表面合成氨的過程可用下圖4表示：
①吸附后，能量狀態最低的是C（填字母序號）．
②由上述原理，在鐵表面進行NH₃的分解實驗，發現分解速率與濃度關系如圖3．從吸附和解吸過程分析，c₀前速率增加的原因可能是氨的濃度增加，催化劑表面吸附的氨分子增多，速率增大；c₀后速率降低的原因可能是達到一定濃度后，氨分子濃度太大阻礙N₂和H₂的解吸．
（4）已知液氨中存在：2NH₃（l）?NH₂^-+NH₄⁺．用Pt電極對液氨進行電解也可產生H₂和N₂．陰極的電極反應式是2NH₃+2e^-=H₂+2NH₂^-或2NH₄⁺+2e^-=H₂↑+2NH₃．

4．氯及其化合物在生產、生活中有廣泛的用途．回答下列問題：
（1）“氯氧化法”是指在堿性條件下用Cl₂將廢水中的CN^-氧化成無毒物質．寫出該反應的離子方程式：5Cl₂+2CN^-+8OH^-═10Cl^-+N₂↑+2CO₂↑+4H₂O．
（2）地康法制備氯氣的反應為4HCl（g）+O₂（g）$\frac{\underline{\;CuO/CuCl_{2}\;}}{400℃}$2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6kJ•mol^-1，1molH-Cl、1molCl-Cl、1molO-O斷裂時分別需要吸收431J、243kJ、489kJ的能量，則1molO-H斷裂時需吸收的能量為460.65kJ．
（3）取ClO₂消毒過的自來水（假定ClO₂全部轉化為Cl^-）30.00mL，在水樣中加入幾滴K₂CrO₄溶液作指示劑，用一定濃度AgNO₃溶液滴定，當有磚紅色的Ag₂CrO₄沉淀出現時，反應達到滴定終點，測得溶液中CrO₄^2-的濃度是5.00×10^-3mol•L^-1，則滴定終點時溶液中c（Cl^-）=8.90×10^-6mol/L．[已知：K_sp（AgCl）=1.78×10^-10，K_sp（Ag₂CrO₄）=2.00×10^-12]
（4）在5個恒溫、恒容密閉容器中分別充入4molClO₂（g），發生反應：4ClO₂）（g）?2Cl₂O（g）+3O₂（g）△H＞0，測得ClO₂（g）的部分平衡轉化率如表所示．

容器編號	溫度/	容器體積/L	ClO2（g）的平衡轉化率
a	T1	V1=1L	75%
b	T2	V2
c	T3	V3	75%
d
e

已知：T₃＞T₁，V₂＞V₁．
①該反應中Cl₂O是還原產物（填“還原產物”或“氧化產物”）．
②T₁℃時，上述反應的平衡常數K=25.63．
③V₂＞（填“＞”、“＜”或“=”）V₃．
④d、c兩容器中的反應與a容器中的反應均各有一個條件不同，a、d、e三容器中反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示，a、d、e三容器中ClO₂的平衡轉化率由大到小的排列順序為e＜a=d（用字母表示）；與a容器相比，d容器中改變的一個實驗條件是加入催化劑，其判斷依據是ad圖象中曲線變化可知，d反應速率增大，壓強不變平衡點不變．

3．開發利用清潔能源具有廣闊的開發和應用前景，可減少污染解決霧霾問題．甲醇是一種可再生的清潔能源，一定條件下用CO和H₂合成CH₃OH：CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g）△H=-105kJ•mol^-1．向體積為2L的密閉容器中充入2mol CO和4mol H₂，測得不同溫度下容器內的壓強（P：kPa）隨時間（min）的變化關系如圖1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線所示：

（1）①Ⅱ和Ⅰ相比，改變的反應條件是Ⅱ中使用催化劑．
②反應Ⅰ在6min時達到平衡，在此條件下從反應開始到達到平衡時v （CH₃OH）=0.125 mol/（L．min）．
③反應Ⅱ在2min時達到平衡，平衡常數K（Ⅱ）=12．在體積和溫度不變的條件下，在上述反應達到平衡Ⅱ時，再往容器中加入1mol CO和3mol CH₃OH后v_（正）= v_（逆）．（填“＞”“＜”“=”），原因是濃度商Qc=$\frac{\frac{1.5+3}{2}}{\frac{1+0.5}{2}×0．{5}^{2}}$=12=K，可逆反應處于平衡狀態．
④比較反應Ⅰ的溫度（T₁）和反應Ⅲ的溫度（T₃）的高低：T₁＞T₃（填“＞”“＜”“=”），判斷的理由是此反應為放熱反應，降低溫度，反應速率減慢，平衡向正反應方向移動．
（2）某研究所組裝的CH₃OH-O₂燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池負極的電極反應式為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂↑+6H⁺；．
②以此電池作電源進行電解，裝置如圖3所示．發現溶液逐漸變渾濁并有氣泡產生，其原因是Al-3e^-=Al³⁺、Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．（用相關的離子方程式表示）．