12．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）（△H＜0）
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式 K=$\frac{{c{{（S{O_3}）}^2}}}{{c（S{O_2}）•c（{O_2}）}}$．
（2）降低温度，该反应K值增大（填增大、减小或不变）．
（3）600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图所示，反应处于平衡状态的时间有15-20min和25-30min．
（4）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是增加了氧气的浓度（或通入氧气）（用文字表达）；
（5）10min到15min的曲线变化的原因可能是CD（填写编号）．
A．降低温度          B．增加SO₃的物质的量
C．加了催化剂         D．缩小容器体积．

11．你被遗忘在火星上，如何生存下去等待救援呢？
（1）获得氢气．向火箭燃料液态联氨（N₂H₄）中加入铱催化剂，分解生成氮气和氢气．
已知：3N₂H₄（l）?4NH₃（g）+N₂（g）△H=-336.6kJ•mol^-1
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1
则N₂H₄（l）?N₂（g）+2H₂（g）△H=-50.6kJ•mol^-1，该反应平衡常数的表达式为$\frac{[{N}_{2}][{H}_{2}]^{2}}{[{N}_{2}{H}_{4}]}$．
（2）获得氧气．火星大气中有稀薄的CO₂．
以碱溶液为电解质可实现如下转化2CO₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2CO+O₂，该反应在一定条件下能自发进行的原因是△S＞0，阴极的反应式为2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-．
（3）获得水．火星上含有高浓度高氯酸根的有毒卤水，可对其进行生物降解．
Ⅰ．在微生物的催化下，ClO₄^-可被CH₃COO^-还原，过程如图1所示．CH₃COO^-也可作为碳元素的来源，促进微生物生长．

①该过程总反应的离子方程式为ClO₄^-+CH₃COO^-+H⁺=2CO₂+2H₂O+Cl^-．
②CH₃COO^-的浓度对ClO₄^-降解程度的影响如图2所示，则12小时后，CH₃COO^-浓度小于0.4g/L的条件下，ClO₄^-的降解几乎停滞的原因是CH₃COO^-浓度过低，不能促进微生物生长，失去催化作用，反应速率显著降低．
Ⅱ．高氯酸、盐酸和硝酸的酸性在水溶液中差别不大．某温度下，这三种酸在冰醋酸中的电离平衡常数如表所示．冰醋酸做溶剂，这三种酸酸性最强的是HClO₄．在冰醋酸中，盐酸的电离方程式为HCl?H⁺+Cl^-．

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

10．碳酸亚铁（FeCO₃）是菱铁矿的主要成分，将其在空气中高温煅烧能生成Fe₂O₃．再将Fe₂O₃在一定条件下还原可得“纳米级”的金属铁，而“纳米级”的金属铁则可用于制造固体催化剂．
（1）已知25℃，101kPa时：
①CO₂（g）=C（s）+O₂（g）△H=+393kJ•mol^-1
②铁及其化合物反应的焓变示意图如图1：

请写出FeCO₃在空气中煅烧生成Fe₂O₃的热化学方程式4FeCO₃（s）+O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+4CO₂（g）△H=-260kJ•mol^-1．
（2）一定条件下Fe₂O₃可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁．其反应为：Fe₂O₃（s）+3CH₄（g）=2Fe（s）+3CO（g）+6H₂（g）△H
①该反应的平衡常数K的表达式为$\frac{{c}^{3}（CO）．{c}^{6}（{H}_{2}）}{{c}^{3}（C{H}_{4}）}$．
②该反应在3L的密闭容器中进行，2min后达到平衡，测得Fe₂O₃在反应中质量减少4.8g，则该段时间内用H₂表示该反应的平均反应速率为0.03mol•L^-1•min^-1．
③在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量Fe₂O₃，然后分别充入a mol CH₄，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图2所示，此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是III；上述反应的△H小于0（填“大于”或“小于”）．
（3）还原的铁通过对N₂、H₂吸附和解吸可作为合成氨的固体催化剂．若用分别表示N₂、H₂、NH₃和固体催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程可用图表示：

①吸附后，能量状态最低的是C（填字母序号）．
②由上述原理，在铁表面进行NH₃的分解实验，发现分解速率与浓度关系如图3．从吸附和解吸过程分析，c₀前速率增加的原因可能是随着气相NH₃浓度的增加，催化剂的吸附率升高，固相NH₃浓度增加，NH₃的分解速率加快；c₀后速率降低的原因可能是催化剂吸附达到饱和，同时不利于解吸，NH₃的分解速率降低．

9．CO₂和CH₄是两种主要的温室气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值的化学品是目前的研究目标．
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4L容器中通入6mol CO₂、6mol CH₄，发生如下反应：CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．平衡体系中各组分的体积分数如表：

物质	CH4	CO2	CO	H2
体积分数	0.1	0.1	0.4	0.4

①此温度下该反应的平衡常数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
反应CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）的△H=247.3kJ•mol^-1．
（2）以二氧化钛表面覆盖的Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成为乙酸．
①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的变化关系如图所示．250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低．
②为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是增大反应压强、增大CO₂的浓度．
③将Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的离子方程式为3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O．
（3）以CO₂为原料可以合成多种物质．
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由CO₂加聚而成的．写出聚碳酸酯的结构简式：．
②以氢氧化钾水溶液作为电解质进行电解，CO₂在铜电极上可转化为甲烷，电极反应式为CO₂+8e^-+6H₂O=CH₄+8OH^-．

8．对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理，可实现绿色环保、节能减排等目的．汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$N₂（g）+2CO₂（g）△H=a kJ•mol^-1．
I、已知2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H=b kJ•mol^-1；CO的燃烧热△H=c kJ•mol^-1．写出消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与CO反应的热化学方程式2NO₂（g）+4CO（g）=N₂（g）+4CO₂（g）△H=a-b+2c kJ•mol^-1．
II、一定条件下，在一密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓度如表：

时间/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）在恒容密闭容器中充入CO、NO气体，如图3图象正确且能说明反应达到平衡状态的是AD

（2）前2s内的平均反应速率υ（N₂）=0.09mol/（L•s）（保留两位小数，下同）；此温度下，该反应的平衡常数为0.03mol•L^-1．
（3）采用低温臭氧氧化脱硫脱硝技术，同时吸收SO₂和NO_x，获得（NH₄）₂SO₄的稀溶液，
①常温条件下，此溶液的PH=5，则$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=1.7×10⁴（已知该温度下NH₃•H₂O的K_b=1.7×10^-5）

②向此溶液中再加入少量 （NH₄）₂SO₄固体，$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}$的值将变大（填“变大”、“不变”或“变小”）
（4）设计如图1装置模拟传感器测定CO与 NO反应原理．
①铂电极为正极（填“正极”或“负极”）．
②负极电极反应式为CO+O^2--2e^-=CO₂
III、如图2所示，无摩擦、无质量的活塞1、2将反应器隔成甲、乙两部分，在25℃和101kPa下实现平衡时，各部分体积分别为V_甲、V_乙．此时若去掉活塞1，不引起活塞2的移动．则x=1.5，V_甲：V_乙=3：1．

7．氮及其化学物在合成化肥，药物等方面具有广泛用途．
（1）已知反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₂（g）△H＜0，现分别在200℃、400℃、600℃时，按n（N₂）：n（H₂）=1：3向容器中投料发生该反应，当反应达到平衡时，体系中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线如图1所示．
①曲线a对应的温度是200℃．
②关于工业合成氮的反应，下列叙述正确的是AD．
A．缩小容器体积可以提高H₂的转化率．
B．M点对应N₂的转化率是25%
C．如图1中M、N、Q三点平衡常数K的大小关系是K（M）=K（Q）＜K（N）
D．若N点时c（NH₃）=0.2mol•L^-1，则此时该反应的化学平衡常数K≈0.93
（2）硫酸铵是培养酵母菌的氨源，酸性染料染色助染剂，常温下，向某硫酸钠溶液中滴加适量氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c（NH₄⁺）=填“＞”“＜”或“=”）2c（SO₄^2-）．
（3）尿素（H₂NCONH₂）是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH₃、CO₂为原料生产尿素的反应如下：
该反应实际为二步反应：
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．写出工业上以NH₃、CO₂为原料合成尿素的热化学方程式：2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（NH₂）₂ （s）△H=-134kJ/mol．
Ⅱ．某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5L的恒容密闭器中投入4mol氨气和1mol二氧化碳，实验测得反应中部分组成物质的量随时间的变化如图2所示．
①合成尿素总反应的快慢由二步反应决定．
②在0～10min内，第一步反应的速率v（NH₃）=0.296mol•L^-1•min^-1．
③在图3中画出第二步反应的平衡常数K随温度T的变化曲线．
（4）利用氨气设计一种环保燃料电池，其工作原理如图4所示，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₂）的氧化锆（ZrO₂）晶体，它在熔融状态下能传导O^2-．通入氨气的电极为负极（填“正极”或“负极”），写出负极的电极反应式：2NH₃-6e^-+3O ^2-=N₂+3H₂O．

6．I．碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关．
（1）有机物加氢反应中镍是常用的催化剂．但H₂中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，
在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO₂，为搞清该方法对催化剂的影响，查阅资料并绘制图象如图1：


则：①不用通入O₂氧化的方法除去CO的原因是避免O₂与Ni反应再使其失去催化作用．
②SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）；△H=-270kJ/mol．
（2）汽车尾气中含大量CO和氮氧化物（NO_x）等有毒气体．
①活性炭处理NO的反应：C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂ （g）；△H=-a kJ•mol^-1（a＞0）若使NO更加有效的转化为无毒尾气排放，以下措施理论上可行的是b．
a．增加排气管长度                b．增大尾气排放口
c．添加合适的催化剂              d．升高排气管温度
②在排气管上添加三元催化转化装置如图3，CO能与氮氧化物（NO_x）反应生成无毒尾气，其化学方程式是2xCO+2NO_x$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2xCO₂+N₂．
Ⅱ．氮元素和碳元素一样也存在一系列氢化物并有广泛应用．例如：NH₃、N₂H₄、N₃H₅、N₄H₆…．
（1）写出该系列氢化物的通式NnHn+2（n≥2）．
（2）已知NH₃为一元碱，N₂H₄为二元碱，N₂H₄在水溶液中的一级电离方程式可表示为N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，试写出N₂H₄的二级电离方程式N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-．
（3）已知用氨气制取尿素[CO（NH₂）₂]的反应为：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）；△H＜0
某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4molNH₃和2molCO₂，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO₂的转化率为50%．该温度下此反应平衡常数K的值为2500．图2中的曲线表示该反应在前25s内的反应进程中的NH₃浓度变化．若反应延续至70s，保持其它条件不变情况下，请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线．

5．1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法，其反应原理为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H（△H＜0）

（1）在一容积为4L的密闭容器中，加入0.4mol的N₂和1.2mol的H₂，在一定条件下发生反应，反应中NH₃的物质的量浓度变化情况如图1：
①根据图1，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v（H₂）为0.0375mol/（L•min）．

②反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为AC．
A． 0.20mol/L       B． 0.12mol/L       C． 0.10mol/L     D． 0.08mol/L
（2）某温度时，N₂与H₂反应过程中的能量变化如图2所示． 下列叙述正确的是AB
A．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
B．在密闭容器中加入1mol N₂、3mol H₂，充分反应放出的热量小于92kJ
C．由图可知，断开1mol 氮氮三键与1mol 氢氢键吸收的能量和小于形成1mol 氮氢键所放出的能量
D．反应物的总能量低于生成物的能量
（3）哈伯因证实N₂、H₂在固体催化剂（Fe）表面吸附和解吸以合成氨的过程而获诺贝尔奖．若用分别表示N₂、H₂、NH₃和固体催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程可用下图4表示：
①吸附后，能量状态最低的是C（填字母序号）．
②由上述原理，在铁表面进行NH₃的分解实验，发现分解速率与浓度关系如图3．从吸附和解吸过程分析，c₀前速率增加的原因可能是氨的浓度增加，催化剂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达到一定浓度后，氨分子浓度太大阻碍N₂和H₂的解吸．
（4）已知液氨中存在：2NH₃（l）?NH₂^-+NH₄⁺．用Pt电极对液氨进行电解也可产生H₂和N₂．阴极的电极反应式是2NH₃+2e^-=H₂+2NH₂^-或2NH₄⁺+2e^-=H₂↑+2NH₃．

4．氯及其化合物在生产、生活中有广泛的用途．回答下列问题：
（1）“氯氧化法”是指在碱性条件下用Cl₂将废水中的CN^-氧化成无毒物质．写出该反应的离子方程式：5Cl₂+2CN^-+8OH^-═10Cl^-+N₂↑+2CO₂↑+4H₂O．
（2）地康法制备氯气的反应为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断裂时分别需要吸收431J、243kJ、489kJ的能量，则1molO-H断裂时需吸收的能量为460.65kJ．
（3）取ClO₂消毒过的自来水（假定ClO₂全部转化为Cl^-）30.00mL，在水样中加入几滴K₂CrO₄溶液作指示剂，用一定浓度AgNO₃溶液滴定，当有砖红色的Ag₂CrO₄沉淀出现时，反应达到滴定终点，测得溶液中CrO₄^2-的浓度是5.00×10^-3mol•L^-1，则滴定终点时溶液中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个恒温、恒容密闭容器中分别充入4molClO₂（g），发生反应：4ClO₂）（g）?2Cl₂O（g）+3O₂（g）△H＞0，测得ClO₂（g）的部分平衡转化率如表所示．

容器编号	温度/	容器体积/L	ClO2（g）的平衡转化率
a	T1	V1=1L	75%
b	T2	V2
c	T3	V3	75%
d
e

已知：T₃＞T₁，V₂＞V₁．
①该反应中Cl₂O是还原产物（填“还原产物”或“氧化产物”）．
②T₁℃时，上述反应的平衡常数K=25.63．
③V₂＞（填“＞”、“＜”或“=”）V₃．
④d、c两容器中的反应与a容器中的反应均各有一个条件不同，a、d、e三容器中反应体系总压强随时间的变化如图所示，a、d、e三容器中ClO₂的平衡转化率由大到小的排列顺序为e＜a=d（用字母表示）；与a容器相比，d容器中改变的一个实验条件是加入催化剂，其判断依据是ad图象中曲线变化可知，d反应速率增大，压强不变平衡点不变．

3．开发利用清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减少污染解决雾霾问题．甲醇是一种可再生的清洁能源，一定条件下用CO和H₂合成CH₃OH：CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g）△H=-105kJ•mol^-1．向体积为2L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H₂，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

（1）①Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是Ⅱ中使用催化剂．
②反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v （CH₃OH）=0.125 mol/（L．min）．
③反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=12．在体积和温度不变的条件下，在上述反应达到平衡Ⅱ时，再往容器中加入1mol CO和3mol CH₃OH后v_（正）= v_（逆）．（填“＞”“＜”“=”），原因是浓度商Qc=$\frac{\frac{1.5+3}{2}}{\frac{1+0.5}{2}×0．{5}^{2}}$=12=K，可逆反应处于平衡状态．
④比较反应Ⅰ的温度（T₁）和反应Ⅲ的温度（T₃）的高低：T₁＞T₃（填“＞”“＜”“=”），判断的理由是此反应为放热反应，降低温度，反应速率减慢，平衡向正反应方向移动．
（2）某研究所组装的CH₃OH-O₂燃料电池的工作原理如图2所示．
①该电池负极的电极反应式为：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂↑+6H⁺；．
②以此电池作电源进行电解，装置如图3所示．发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生，其原因是Al-3e^-=Al³⁺、Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．（用相关的离子方程式表示）．