近年全国各地雾霾严重，为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物等污染物是一项重要而艰巨的工作。

Ⅰ\(\rm{.}\)氮氧化物的研究

\(\rm{(1)}\)一定条件下，将\(\rm{2mol NO}\)与\(\rm{2mol O_{2}}\)置于恒容密闭容器中发生反应：\(\rm{2NO(g)+O_{2}(g)⇌ 2NO_{2}(g)}\)，下列状态能说明该反应达到化学平衡的是\(\rm{(}\)     \(\rm{)}\)

A.混合气体的密度保持不变           

B.\(\rm{NO}\)的转化率保持不变

C.\(\rm{NO}\)和\(\rm{O_{2}}\)的物质的量之比保持不变 

D.\(\rm{O_{2}}\)的消耗速率和\(\rm{NO_{2}}\)的消耗速率相等

的体积分数随时间\(\rm{(t)}\)的变化如图\(\rm{1}\)所示。根据图象可以判断曲线\(\rm{R_{1}}\)、\(\rm{R_{2}}\)对应的下列反应条件中不同的是______\(\rm{ (}\)填字母序号\(\rm{)}\)。

 

  \(\rm{A.}\)压强     \(\rm{B.}\)温度      \(\rm{C.}\)催化剂

根据图\(\rm{2}\)中的能量变化数据\(\rm{.}\)计算反应\(\rm{2NO(g)⇌ N_{2}(g)+O_{2}(g)}\)的\(\rm{ΔH=}\)_________

Ⅱ\(\rm{.}\)碳氧化物研究

\(\rm{(3)CO}\)和\(\rm{H_{2}}\)在一定条件下可以合成甲醇：\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)}\)  \(\rm{ΔH < O}\) ，现在体积为\(\rm{1L}\)的恒容密闭容器\(\rm{(}\)图\(\rm{3}\)甲\(\rm{)}\)中通入\(\rm{1mol CO}\)和\(\rm{2mol H_{2}}\)，测定不同时间、不同温度\(\rm{(T)}\)下容器中\(\rm{CO}\)的物质的量，如下表：

请回答：

\(\rm{①T_{1}}\)____\(\rm{T_{2}(}\)填“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)，理由是____________。已知\(\rm{T_{2}℃}\)时，第\(\rm{20min}\)时容器内压强不再改变，此时\(\rm{H_{2}}\)的转化率为________，该温度下的化学平衡常数为_______。

\(\rm{②}\)若将\(\rm{1mol CO}\)和\(\rm{2mol H_{2}}\)通入原体积为\(\rm{1L}\)的恒压密闭容器\(\rm{(}\)图\(\rm{3}\)乙\(\rm{)}\)中，在\(\rm{T_{2}℃}\)下达到平衡，此时反应的平衡常数为________；若再向容器中通入\(\rm{l mol CH_{3}OH(g)}\)，重新达到平衡后，\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)在体系中的百分含量________\(\rm{(}\)填“变大”或“变小”或“不变”\(\rm{)}\)。

\(\rm{(4)}\)一定条件下也可用\(\rm{NaOH}\)溶液与\(\rm{CO}\)反应生成甲酸钠，进一步反应生成甲酸来消除\(\rm{CO}\)污染。常温下将\(\rm{a mol}\)的\(\rm{CO}\)通入\(\rm{2 L bmol/L NaOH}\) 溶液中，恰好完全反应生成甲酸钠和含少量甲酸的混合溶液\(\rm{(}\)假设溶液体积不变\(\rm{)}\)，测得溶液中\(\rm{c(Na^{+})=c(HCOO^{-})}\)，则该混合溶液中甲酸的电离平衡常数 \(\rm{Ka=}\)___________  \(\rm{(}\)用含\(\rm{a}\)和\(\rm{b}\)的代数式表示\(\rm{)}\)。

\(\rm{pH}\)是溶液中\(\rm{c(H^{+})}\)的负对数，若定义\(\rm{pc}\)是溶液中溶质物质的量浓度的负对数，则常温下，某浓度的草酸\(\rm{(H_{2}C_{2}O_{4})}\)水溶液中\(\rm{pc(H_{2}C_{2}O_{4})}\)、\(\rm{pc(HC_{2}O\rlap{_{4}}{^{-}})}\)、\(\rm{pc(C_{2}O\rlap{_{4}}{^{2-}})}\)随着溶液\(\rm{pH}\)的变化曲线如图所示。已知草酸的电离常数\(\rm{K_{1}=5.6×10^{-2}}\)，\(\rm{K_{2}=5.4×10^{-5}}\)，下列叙述正确的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

​

\(\rm{(1)}\)碳酸钠俗称，可作为碱使用的原因是\(\rm{(}\)用离子方程式表示\(\rm{)}\)                                ：

\(\rm{(4)}\)已知室温时，\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{sp}}\)\(\rm{［Mg(OH)}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{］=4.0×10}\)\(\rm{{\,\!}^{−11}}\)。在\(\rm{0.1 mol/L}\)的\(\rm{MgCl}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)溶液中，逐滴加入\(\rm{NaOH}\)溶液，当\(\rm{Mg}\)\(\rm{{\,\!}^{2+}}\)完全沉淀时\(\rm{(}\)离子浓度小于\(\rm{1×10}\)\(\rm{{\,\!}^{-5}}\)\(\rm{mol/L}\)时，即可认为该离子沉淀完全\(\rm{)}\)，溶液的\(\rm{pH}\)是                                \(\rm{(}\)已知\(\rm{\lg 2=0.3)}\) 。

氢气是一种高能燃料，也广范应用在工业合成中。

\(\rm{(1)}\)标准摩尔生成焓是指在\(\rm{25℃}\)和\(\rm{101kPa}\)，最稳定的单质生成\(\rm{1 mol}\)化合物的焓变。已知\(\rm{25℃}\)和\(\rm{101kPa}\)时下列反应：

\(\rm{①2C_{2}H_{6}(g)+7O_{2}(g)=4CO_{2}(g)+6H_{2}O(l)}\) \(\rm{\triangle H=-3116kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{②C(}\)石墨，\(\rm{s)+O_{2}(g)=CO_{2}(g)\triangle H= -393.5 kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{③2H_{2}(g)+0_{2}(g)=2H_{2}O(l)}\)，\(\rm{\triangle H= -571.6 kJ·mol^{-1}}\)

写出乙烷标准生成焓的热化学方程式：_____________。

\(\rm{(2)}\)已知合成氨的反应为：\(\rm{N_{2}+3H_{2}⇌ 2NH_{3}}\) \(\rm{\triangle H < 0}\)。某温度下，若将\(\rm{1molN_{2}}\)和\(\rm{2.8molH_{2}}\)分别投入到初始体积为\(\rm{2L}\)的恒温恒容、恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中，测得反应过程中三个容器\(\rm{(}\)用\(\rm{a}\)、\(\rm{b}\)、\(\rm{c}\)表示\(\rm{)}\)内\(\rm{N_{2}}\)的转化率随时间的变化如图所示，请回答下列问题：

\(\rm{①}\)图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是______\(\rm{(}\)用\(\rm{a}\)、\(\rm{b}\)、\(\rm{c}\)表示\(\rm{)}\)。

\(\rm{②}\)曲线\(\rm{a}\)条件下该反应的平衡常数\(\rm{K=}\)__________________。

\(\rm{③b}\)容器中\(\rm{M}\)点，\(\rm{v(}\)正\(\rm{)}\)_____\(\rm{ v(}\)逆\(\rm{)(}\)“大于”、“小于”或“等于”\(\rm{)}\)。

\(\rm{(3)}\)利用氨气可以设计成高能环保燃料电池，用该电池电解含有\(\rm{NO_{2}^{-}}\)的碱性工业废水，在阴极产生\(\rm{N_{2}}\)。阴极电极反应式为_____；标准状况下，当阴极收集到\(\rm{1l.2LN_{2}}\)时，理论上消耗\(\rm{NH_{3}}\)的体积为_______。

\(\rm{(4)}\)氨水是制备铜氨溶液的常用试剂，通过以下反应及数据来探究配制铜氨溶液的最佳途径。已知：\(\rm{Cu(OH)_{2}(s)⇌ Cu^{2+}+2OH^{-}}\) \(\rm{Ksp=2.2×10^{-20}}\)

\(\rm{Cu^{2+}+4NH_{3}·H_{2}O⇌ [Cu(NH_{3})_{4}]^{2+}(}\)深蓝色\(\rm{)+4H_{2}O K_{β}=7.24×10^{12}}\)

\(\rm{①}\)请用数据说明利用该反应：\(\rm{Cu(OH)_{2}(s)+4NH_{3}·H_{2}O⇌ [Cu(NH_{3})_{4}]^{2+}+4H_{2}O+2OH^{-}}\)配制铜氨溶液是否可行：________________。

\(\rm{②}\)已知反应\(\rm{Cu(OH)_{2}(s)+2NH_{3}·H_{2}O+2NH_{4}^{+}⇌ [Cu(NH_{3})_{4}]^{2+}+4H_{2}O K=5.16×10^{2}}\)。向盛有少量\(\rm{Cu(OH)_{2}}\)固体的试管中加入\(\rm{14 mol/L}\)的氨水，得到悬浊液；此时若加入适量的硫酸铵固体，出现的现象为__________；解释出现该现象的原因是_____________________。

在\(\rm{T}\)温度下，分别在三个容积为\(\rm{1L}\)的恒容绝热密闭容器中，发生反应：\(\rm{2CO\left(g\right)+S{O}_{2}\left(g\right)⇌S\left(g\right)+2C{O}_{2}\left(g\right)\;\;\;∆H > 0 }\)，测得相关数据如表所示。下列说法正确的是\(\rm{(}\)  \(\rm{)}\)。

消除氮氧化物污染对优化空气质量至关重要。

\(\rm{(l)}\)用\(\rm{CH_{4}}\)催化还原\(\rm{NO_{x}}\)消除氮氧化物污染发生的反应如下：

\(\rm{CH_{4}(g)+4NO_{2}(g)=4NO(g)+CO_{2}(g)+2H_{2}O(g) \triangle Ｈ=-574 kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{CH_{4}(g)+4NO(g)=2N_{2}(g)+CO_{2}(g)+2H_{2}O(g)}\)  \(\rm{\triangle Ｈ=-1160 kJ·mol^{-1}}\)

若用\(\rm{0.2molCH_{4}}\)将\(\rm{NO_{2}}\)还原为\(\rm{N_{2}}\)，则整个过程中放出的热量为____\(\rm{kJ}\)。\(\rm{(}\)假设水全部以气态形式存在\(\rm{)}\)

\(\rm{①}\) 请结合上表数据，写出\(\rm{NO}\)与活性炭反应的化学方程式\(\rm{＿＿}\)。

\(\rm{②T_{1}℃}\)时，上述反应的平衡常数的值为\(\rm{＿}\)。如果已知\(\rm{T_{2} > T_{1}}\)，则该反应正反应的\(\rm{\triangle H}\)___\(\rm{(}\)填“\(\rm{ > }\)” “\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)0}\)。

\(\rm{③}\) 在\(\rm{T_{1}}\)温度下反应达到平衡后，下列措施不能增大\(\rm{NO}\)转化率的是_____。

\(\rm{a.}\)降低温度    \(\rm{b.}\)增大压强    \(\rm{c.}\)增大\(\rm{c(NO) d.}\)移去部分\(\rm{F}\)

\(\rm{(3)}\)汽车尾气处理中的反应有\(\rm{2NO+2CO===2CO_{2}+N_{2}}\)。某温度时，在\(\rm{1L}\)密闭容器中充入\(\rm{0.1molCO}\)和\(\rm{0.1molNO}\)，\(\rm{0.5s}\)时反应达到平衡，测得\(\rm{NO}\)的浓度为\(\rm{0.02mol·L^{-1}}\)，则反应开始至平衡时，\(\rm{NO}\)的平均反应速率\(\rm{v(NO)=}\)______。若此温度下，某时刻测得\(\rm{CO}\)、\(\rm{NO}\)、\(\rm{N_{2}}\)、\(\rm{CO_{2}}\)的浓度分别为\(\rm{0.01mol·L^{-1}}\)、\(\rm{amol·L^{-1}}\)、\(\rm{0.01mol·L^{-1}}\)、\(\rm{0.04mol·L^{-1}}\)，要使反应向正反应方向进行，\(\rm{a}\)的取值范围为______。

在一容积为\(\rm{2L}\)的密闭容器中，加入\(\rm{0.2 mol}\)的\(\rm{N_{2}}\)和\(\rm{0.6 mol}\)的\(\rm{H_{2}}\)，在一定条件下发生反应：\(\rm{N_{2}(g)+3H_{2}(g){{p}_{1}} < {{p}_{2}}2NH_{3}(g) Δ}\)\(\rm{H}\)\(\rm{ < 0.}\)反应中\(\rm{NH_{3}}\)的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)根据上图，计算从反应开始到平衡时的反应速率\(\rm{v}\)\(\rm{(NH_{3})}\)为                      ．

\(\rm{(2)}\)该反应达到平衡时\(\rm{H_{2}}\)的转化率                        ．

\(\rm{(3)}\)反应达到平衡后，第\(\rm{5}\)分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则\(\rm{NH_{3}}\)的物质的量浓度不可能为                \(\rm{.(}\)填序号\(\rm{)}\)

\(\rm{a.0.20mol/L}\)          \(\rm{b.0.12mol/L}\)          \(\rm{c.0.10mol/L}\)          \(\rm{d.0.08 mol/L}\)

\(\rm{(4)}\)反应达到平衡后，第\(\rm{5}\)分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡                       移动\(\rm{(}\)填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”\(\rm{)}\)．

\(\rm{(5)}\)在第\(\rm{5}\)分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第\(\rm{8}\)分钟末达到新的平衡\(\rm{(}\)此时\(\rm{NH_{3}}\)的浓度约为\(\rm{0.25mol/L)}\)，请在上图中画出第\(\rm{5}\)分钟末到此平衡时\(\rm{NH_{3}}\)浓度的变化曲线．

\(\rm{(6)}\)已知：反应在第\(\rm{４}\)分钟末达到平衡时，共放出\(\rm{9.22 kJ}\)热量，写出该反应的热化学方程式：                                                      

煤燃烧排放的烟气含有\(\rm{SO_{2}}\)和\(\rm{NO_{x}}\)，形成酸雨、污染大气。采用碱性\(\rm{NaClO_{2}}\)溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：

I. 在鼓泡反应器中通入含有\(\rm{SO_{2}}\)和\(\rm{NO}\)的烟气，反应温度\(\rm{323 K}\)，\(\rm{NaClO_{2}}\)溶液浓度为\(\rm{5×10^{-3}mol·L^{-1}.}\)反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表．

\(\rm{①}\)写出\(\rm{NaClO_{2}}\)溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式________________________\(\rm{.}\)增加压强，\(\rm{NO}\)的转化率               \(\rm{(}\)填\(\rm{"}\)提高\(\rm{""}\)不变\(\rm{"}\)或“降低”\(\rm{)}\)。

\(\rm{②}\)随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的\(\rm{pH}\)逐渐_______\(\rm{(}\)填“增大”“不变”或“减小”\(\rm{)}\)。 

Ⅱ\(\rm{.}\)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：\(\rm{Bodensteins}\)研究了下列反应：\(\rm{2HI(g)⇌ H_{2}(g)+I_{2}(g)}\)，在\(\rm{716 K}\)时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数\(\rm{x(HI)}\)与反应时间\(\rm{t}\)的关系如下表：

\(\rm{(1)}\)根据上述实验结果，该反应的平衡常数\(\rm{K}\)的计算式为________。

\(\rm{(2)}\)上述反应中，正反应速率为\(\rm{v_{正}=k_{正}x^{2}(HI)}\)，逆反应速率为\(\rm{v_{逆}=k_{逆}x(H_{2})x(I_{2})}\)，其中\(\rm{k_{正};k_{逆}}\)为速率常数，则\(\rm{k_{逆}}\)为________\(\rm{(}\)以\(\rm{K}\)和\(\rm{k_{正}}\)表示\(\rm{).}\)若\(\rm{k_{正}=0.0027 min^{-1}}\)，在\(\rm{t=40 min}\)时，\(\rm{v_{正}=}\)________\(\rm{min^{-1}}\)．

\(\rm{CH_{4}}\)、\(\rm{CH_{3}OH}\)、\(\rm{H_{2}}\)既是重要的化工原料又是未来重要的能源物质。

\(\rm{(l)}\)将\(\rm{1.0molCH_{4}}\)和\(\rm{2.0molH_{2}O(g)}\)通入容积为\(\rm{100L}\)的反应室，在一定条件下发生反应\(\rm{CH_{4}(g)+H_{2}O(g)⇌ CO(g)+3H_{2}(g)}\)，

测得在一定的压强下\(\rm{CH_{4}}\)的平衡转化率与温度的关系如下图。

\(\rm{①}\)假设\(\rm{100℃}\)时达到平衡所需的时间为\(\rm{5 min}\)，则用\(\rm{H_{2}}\)表示该反应的平均反应速率为          ；

\(\rm{②100℃}\)时该反应的平衡常数为          ，该反应\(\rm{Δ}\)\(\rm{H}\)    \(\rm{0(}\)填“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{ > }\)”\(\rm{)}\)

\(\rm{(2)}\)在一定条件和有催化剂存在时，将\(\rm{1.0molCH_{4}}\)与\(\rm{2.0molH_{2}}\)充入密闭容器发生反应\(\rm{CH_{4}(g)+H_{2}O(g)⇌ CH_{3}OH(g)+H_{2}(g) Δ}\)\(\rm{H}\)\(\rm{ < 0}\)，下列措施可以提高\(\rm{CH_{4}}\)的转化率是\(\rm{(}\)填选项序号\(\rm{)}\)          。

\(\rm{a.}\)增大压强 \(\rm{b.}\)升高温度 \(\rm{c.}\)及时分离生成的\(\rm{CH_{3}OH}\) \(\rm{d.}\)投入更多的\(\rm{H_{2}O(g)}\)

\(\rm{f.}\)投入更多的\(\rm{CH_{4}(g)}\)

\(\rm{(3)}\)在一定温度和压强条件下发生了反应：\(\rm{C{O}_{2}(g)+3{H}_{2}(g)⇌C{H}_{3}OH(g)+{H}_{2}O(g),∆H < 0 }\)，反应达到平衡时，改变温度\(\rm{(}\)\(\rm{T}\)\(\rm{)}\)和压强\(\rm{(}\)\(\rm{p}\)\(\rm{)}\)，反应混合物\(\rm{CH_{3}OH}\)“物质的量分数”变化情况如图所示，关于温度\(\rm{(}\)\(\rm{T}\)\(\rm{)}\)和压强\(\rm{(}\)\(\rm{p}\)\(\rm{)}\)的关系判断正确的是     \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)。   

A.\(\rm{{P}_{3} > {P}_{2} {T}_{3} > {T}_{2} }\)
B.\(\rm{{P}_{2} > {P}_{4}{T}_{4} > {T}_{2} }\)
C.\(\rm{{P}_{1} > {P}_{3}{T}_{1} > {T}_{3} }\)

D.\(\rm{{P}_{1} > {P}_{4}{T}_{2} > {T}_{3} }\)

\(\rm{(4)}\)甲醇部分氧化可制得氢气。已知\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)、\(\rm{H_{2}(g)}\)的燃烧热分别为\(\rm{726.5kJ·mol^{-1}}\)、\(\rm{285.8kJ·mol^{-1}}\)，则当\(\rm{ \dfrac{n(O_{2})}{n(CH_{3}OH)}= 0.5}\)时，\(\rm{CH_{3}OH}\)与\(\rm{O_{2}}\)发生的热反应方程式为                      。