二甲醚\(\rm{CH_{3}OCH_{3}}\)又称甲醚，简称\(\rm{DME}\)，熔点\(\rm{-141.5℃}\)，沸点\(\rm{-24.9℃}\)，与石油液化气\(\rm{(LPG)}\)相似，被誉为“\(\rm{21}\)世纪的清洁燃料”。由合成气\(\rm{(CO}\)、\(\rm{H_{2})}\)制备二甲醚的反应原理如下：

\(\rm{①CO(g)+2H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)}\)   \(\rm{\triangle H_{1}= -90.0 kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{②2CH_{3}OH(g)⇌ CH_{3}OCH_{3}(g)+ H_{2}O(g)}\)  \(\rm{\triangle H_{2} = -20.0 kJ· mol^{-1}}\)

回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)反应\(\rm{①}\)为熵_________\(\rm{(}\)填“增加”或“减少”\(\rm{)}\)的反应，___\(\rm{(}\)填“低温”或“高温”\(\rm{)}\)下易自发进行。

\(\rm{(2)}\)写出由合成气\(\rm{(CO}\)、\(\rm{H_{2})}\)直接制备\(\rm{CH_{3}OCH_{3}}\)的热化学方程式：__________________。

\(\rm{(3)}\)温度为\(\rm{500 K}\)时，在\(\rm{2 L}\)的密闭容器中充入\(\rm{2 mol CO}\)和\(\rm{6 mol H_{2}}\)发生反应\(\rm{①}\)、\(\rm{②}\)，\(\rm{5 min}\)时达到平衡，平衡时\(\rm{CO}\)的转化率为\(\rm{60\%}\)，\(\rm{c(CH_{3}OCH_{3}) = 0.2 mol·L^{-1}}\)，用\(\rm{H_{2}}\)表示反应\(\rm{①}\)的速率是__________________，反应\(\rm{②}\)的平衡常数\(\rm{K=}\)_________________。

若在\(\rm{500K}\)时，测得容器中\(\rm{n(CH_{3}OCH_{3})=2n(CH_{3}OH)}\)，此时反应\(\rm{②}\)的\(\rm{v_{正}}\)__\(\rm{v_{逆}(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\) ”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)。

\(\rm{(4)}\)研究发现，在体积相同的容器中加入物质的量相同的\(\rm{CO}\)和\(\rm{H_{2}}\)发生反应\(\rm{①}\)、\(\rm{②}\)，在不同温度和有无催化剂组合下经过相同反应时间测得如下实验数据：

【备注】二甲醚选择性：转化的\(\rm{CO}\)中生成\(\rm{CH_{3}OCH_{3}}\)的百分比

\(\rm{①}\)相同温度下，选用\(\rm{Cu/ZnO}\)作催化剂，该催化剂能______\(\rm{(}\)填标号\(\rm{)}\)。

  \(\rm{A.}\)促进平衡正向移动         \(\rm{B.}\)提高反应速率                \(\rm{C.}\)降低反应的活化能      

  \(\rm{D.}\)改变反应的焓变           \(\rm{E.}\)提高\(\rm{CO}\)的平衡转化率

\(\rm{②}\)表中实验数据表明，在\(\rm{500K}\)时，催化剂\(\rm{Cu/ZnO}\)对\(\rm{CO}\)转化成\(\rm{CH_{3}OCH_{3}}\)的选择性有显著的影响，其原因是__________________。

下列有关催化剂的说法正确的是(    )

汽车尾气中产生\(\rm{NO}\)的反应为\(\rm{N_{2}(g)+O_{2}(g)⇌ 2NO(g)}\)。一定条件下，等物质的量的\(\rm{N_{2}(g)}\)和\(\rm{O_{2}(g)}\)在恒容密闭容器中反应，如图曲线\(\rm{a}\)表示该反应在温度\(\rm{T}\)下\(\rm{N_{2}}\)的浓度随时间的变化，曲线\(\rm{b}\)表示该反应在某一起始反应条件改变时\(\rm{N_{2}}\)的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，\(\rm{N_{2}}\)在催化剂\(\rm{(}\)掺有少量\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)的\(\rm{TiO_{2})}\)表面与水发生反应，生成的主要产物为\(\rm{NH_{3}}\)。进一步研究\(\rm{NH_{3}}\)生成量与温度的关系，部分实验数据见下表\(\rm{(}\)光照、\(\rm{N_{2}}\)压力\(\rm{1.0×10^{5} Pa}\)，反应时间\(\rm{3 h)}\)：

相应的热化学方程式如下：\(\rm{N_{2}(g)+3H_{2}O(l)═2NH_{3}(g)+ \dfrac{3}{2}O_{2}(g)}\)    \(\rm{ΔH=765.2 kJ·mol^{-1}}\)

回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)请在坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。

\(\rm{(2)}\)工业合成氨的反应为\(\rm{N_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌ 2NH_{3}(g)}\)。设在容积为\(\rm{2.0 L}\)的密闭容器中充入\(\rm{0.60 mol N_{2}(g)}\)和\(\rm{1.60 mol H_{2}(g)}\)，反应在一定条件下达到平衡时，\(\rm{NH_{3}}\)的物质的量分数\(\rm{(NH_{3}}\)的物质的量与反应体系中总的物质的量之比\(\rm{)}\)为\(\rm{ \dfrac{4}{7}}\)。计算：

\(\rm{①}\)该条件下\(\rm{N_{2}}\)的平衡转化率；

\(\rm{②}\)该条件下反应\(\rm{2NH_{3}(g)⇌ N_{2}(g)+3H_{2}(g)}\)的平衡常数。

工业合成氨\(\rm{N_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌ }\) \(\rm{2NH_{3}(g)}\)反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中\(\rm{B}\)点升高还是降低________，理由是_________________________________________________。

\(\rm{(2)}\)该反应平衡常数表达式为\(\rm{K=}\)______________，当浓度商\(\rm{Q_{c}}\)______\(\rm{K(}\)填“\(\rm{ < }\)”、“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)时，反应向右进行。

\(\rm{(3)450 ℃}\)时该反应的平衡常数________\(\rm{500 ℃}\)时的平衡常数\(\rm{(}\)填“\(\rm{ < }\)”、“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)。

\(\rm{a.}\)高温高压　\(\rm{b.}\)加入催化剂\(\rm{c.}\)增加\(\rm{N}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的浓度　\(\rm{d.}\)增加\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的浓度　\(\rm{e.}\)分离出\(\rm{NH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)

据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是(    )

如图所示的各图中，表示\(\rm{2A(g){+}B(g){⇌}2C(g)({\triangle }H{ < }0)}\)这个可逆反应的正确图象为\(\rm{(}\)注：\(\rm{\Phi(C)}\)表示\(\rm{C}\)的质量分数，\(\rm{P}\)表示气体压强，\(\rm{C}\)表示浓度\(\rm{)({  })}\)

实验室中通常用\(\rm{MnO_{2}}\)作催化剂分解\(\rm{H_{2}O_{2}}\)，已知\(\rm{CuSO_{4}}\)溶液对\(\rm{H_{2}O_{2}}\)的分解也具有催化作用，某实验兴趣小组同学猜想其他盐溶液也可能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下探究。请你帮助他们完成实验报告：

    \(\rm{(1)}\)实验过程：在一支试管中加入\(\rm{5 mL 5\%}\)的\(\rm{H_{2}O_{2}}\)溶液，然后滴入适量的\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液，把带火星的木条伸入试管。

    实验现象：_______________________________________。

    实验结论：\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液可以催化分解\(\rm{H_{2}O_{2}}\)。

    \(\rm{(2)}\)已知\(\rm{FeCl_{3}}\)在水中可解离出\(\rm{Fe^{3+}}\)和\(\rm{Cl^{-}}\)，同学们提出以下猜想：

    甲同学的猜想：真正催化分解\(\rm{H_{2}O_{2}}\)的是\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液中的\(\rm{H_{2}O}\)；

    乙同学的猜想：真正催化分解\(\rm{H_{2}O_{2}}\)的是\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液中的\(\rm{Fe^{3+}}\)；

    丙同学的猜想：真正催化分解\(\rm{H_{2}O_{2}}\)的是\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液中的\(\rm{Cl^{-}}\)。

    你认为最不可能的是____________同学的猜想，理由是_________________________。

    \(\rm{(3)}\)同学们对余下的两个猜想，用实验进行了探究，请你仔细分析后填表：

汽车尾气中\(\rm{NO}\)产生的反应为\(\rm{N_{2}(g)+O_{2}(g)⇌ 2NO(g)}\)。一定条件下，等物质的量的\(\rm{N_{2}(g)}\)和\(\rm{O_{2}(g)}\)在恒容密闭容器中反应，如图曲线\(\rm{a}\)表示该反应在温度\(\rm{T}\)下\(\rm{N_{2}}\)的浓度随时间的变化，曲线\(\rm{b}\)表示该反应在某一起始反应条件改变时\(\rm{N_{2}}\)的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

钒的化合物常用于制作催化剂和新型电池。回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)金属钒可由铝热反应制得。已知\(\rm{25℃}\)、\(\rm{101 kPa}\)时，

\(\rm{4A1(s)+3O_{2}(g)=2Al_{2}O_{3} (s) \triangle H_{1}= a kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{4V(s) +5O_{2}(g)=2V_{2}O_{5}(s) \triangle H_{2}= b kJ·mol^{-1}}\)

则用铝热反应冶炼金属\(\rm{V(s)}\)的热化学方程式为______________________________________________。

\(\rm{(2)V_{2}O_{5}}\)为橙黄至砖红色固体，无味、有毒，微溶于水，是许多有机和无机反应的催化剂。下图表示的是\(\rm{25℃}\)时，部分含钒微粒的存在形式、浓度和存在的\(\rm{pH}\)范围\(\rm{(}\)其余可溶性微粒均未标出\(\rm{)}\)，图中“\(\rm{-\lg [V]}\)”表示含钒微粒的浓度，虚线表示或\(\rm{pH}\)的范围尚未准确确定。

\(\rm{①V_{2}O_{5}}\)溶于足量\(\rm{2mol ⋅ L^{-1}NaOH}\)溶液后，再滴加硫酸溶液至过量\(\rm{(pH < 1)}\)的过程中，开始溶液保持澄淸，滴加一段时间后，观察到有橙黄色沉淀产生，继续滴加硫酸溶液，沉淀又消失。则沉淀消失过程中发生的离子反应方程式为：

_______________________________________________。

\(\rm{②}\)上述滴加硫酸溶液的过程中，先后发生如下反应：

则“\(\rm{X}\)所示区域溶液中的离子”不可能是___________。

A.\(\rm{V_{3}O_{9}^{3-}}\)      \(\rm{B.V_{4}O_{10}^{3-}}\)       \(\rm{C.V_{4}O_{12}^{4-}}\)

\(\rm{(3)①V_{2}O_{5}}\)是反应\(\rm{2SO_{2}+O}\)_{2  \(\rm{⇌ }\)}\(\rm{2SO_{3}}\)的催化剂。试从碰撞理论解释：其他条件不变，加入\(\rm{V_{2}O_{5}}\)后，该反应的速率加快的原因是___________________________

\(\rm{②１}\)个大气压下\(\rm{SO_{3}}\)物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出其它条件不变，\(\rm{２}\)个大气压下\(\rm{0～t_{1}}\)时刻\(\rm{SO_{3}}\)物质的量随时间的变化曲线。

\(\rm{(4)}\)下图所示为可充电的全钒液流电池构造示意图，该电池中的隔膜只允许\(\rm{H^{+}}\)通过。电池放电时，负极区溶液的\(\rm{pH}\)将_______\(\rm{(}\)填“增大”、“减小”或“不变”\(\rm{)}\)，电池充电时，阳极的电极反应式为_________________________________。