一定温度下，在容积为\(\rm{V L}\)的密闭容器中进行反应，\(\rm{M}\)、\(\rm{N}\)两种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示：

\(\rm{(1)}\)该反应的生成物是                ；

\(\rm{(2)}\)该反应的化学反应方程式为                  ；

\(\rm{(3)t_{1}}\)到\(\rm{t_{2}}\)时刻，以\(\rm{M}\)的浓度变化表示的平均反应速率为                  ；

\(\rm{(4)}\)若达到平衡状态的时间是\(\rm{4 min}\)，\(\rm{N}\)物质在该\(\rm{4 min}\)内的平均反应速率为\(\rm{1.5 mol·L}\)\(\rm{{\,\!}^{-1}}\)\(\rm{·min}\)\(\rm{{\,\!}^{-1}}\)，则此容器的容积\(\rm{V=}\)               \(\rm{L}\)。

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\(\rm{)}\)。

试求：\(\rm{⑴NO_{2}}\)的转化率为？

\(\rm{⑵}\)反应前后的压强比为多少？

\(\rm{(1)}\)该反应的化学方程式为______________________________               

\(\rm{(2)}\)反应开始至\(\rm{2min}\)，气体\(\rm{Z}\)的平均反应速率为____________                

\(\rm{(3)}\)若\(\rm{X}\)、\(\rm{Y}\)、\(\rm{Z}\)均为气体，反应达平衡时：

\(\rm{①}\)此时体系的压强是开始的_____________倍                               

\(\rm{②}\)若此时只将容器的体积扩大为原来的\(\rm{2}\)倍，达新平衡时， 容器内温度将降低，则该反应为__________反应\(\rm{(}\)填吸热或放热\(\rm{)}\)；达新平衡时容器内混合气体的平均分子量比原平衡时来得________\(\rm{(}\)填大或小\(\rm{)}\)。

\(\rm{(4)}\)此反应达平衡后，若只加大体系压强，\(\rm{Z}\)的物质的量减少，则\(\rm{X}\)的聚集状态是____________。

某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率\(\rm{.}\)请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)上述实验中发生反应的离子方程式有： \(\rm{①}\)      ；

\(\rm{(2)}\)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 \(\rm{②}\)     ；                                                          

\(\rm{(3)}\)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 \(\rm{③}\)          \(\rm{(}\)答两种\(\rm{)}\)；

\(\rm{(4)}\)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验\(\rm{.}\)将表中所给的混合溶液分别加入到\(\rm{6}\)个盛有过量\(\rm{Zn}\)粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间．

\(\rm{①}\)请完成此实验设计，其中：\(\rm{V_{3}=}\) \(\rm{④}\) ，\(\rm{V_{8}=}\) \(\rm{⑤}\) ；

\(\rm{②}\)反应一段时间后，实验\(\rm{A}\)中的金属呈 \(\rm{⑥}\) 色，实验\(\rm{E}\)中的金属呈 \(\rm{⑦}\) 色；

\(\rm{③}\)该同学最后得出的结论为：当加入少量\(\rm{CuSO_{4}}\)溶液时，生成氢气的速率会大大提高\(\rm{.}\)但当加入的\(\rm{CuSO_{4}}\)溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降\(\rm{.}\)请分析氢气生成速率下降的主要原因 \(\rm{⑧}\) ．

\(\rm{④}\)实验\(\rm{A}\)测得：收集到产生\(\rm{H_{2}}\)体积为\(\rm{112mL(}\)标准状况下\(\rm{)}\)时所需的时间为\(\rm{10}\)分钟，求化学反应速率\(\rm{ν(H_{2}SO_{4})=}\) \(\rm{⑨}\) \(\rm{(}\)忽略反应前后溶液体积变化\(\rm{)}\)．

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______。

“温室效应”是全球关注的环境问题之一。\(\rm{CO_{2}}\)是目前大气中含量最高的一种温室气体，\(\rm{CO_{2}}\)的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。

\(\rm{(1)}\)研究表明\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)在催化剂存在下可发生反应生成\(\rm{CH_{3}OH}\)。己知部分反应的热化学方程式如下：

\(\rm{CH_{3}OH(g)+\dfrac{3}{2}O_{2}(g)=CO_{2}(g)+2H_{2}O(1)}\)    \(\rm{\triangle H_{1}=akJ⋅mol^{-1}}\)

\(\rm{H_{2}(g)+\dfrac{1}{2}O_{2}(g) = H_{2}O(1)}\)                 \(\rm{\triangle H_{2}=bkJ⋅mol^{-1}}\)

\(\rm{H_{2}O(g) = H_{2}O(l)}\)                       \(\rm{\triangle H_{3}=ckJ⋅mol^{-1}}\)

则\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g) \overset{}{} \overset{}{⇌} CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)}\) \(\rm{\triangle H=}\)__________\(\rm{kJ⋅mol^{-1}}\)

\(\rm{(2)CO_{2}}\)催化加氢也能合成低碳烯烃：\(\rm{2CO_{2}(g)+6H_{2}(g) \overset{}{} \overset{}{⇌} C_{2}H_{4}(g)+4 H_{2}O (g)}\)，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图\(\rm{1}\)所示，曲线\(\rm{b}\)表示的物质为_______________\(\rm{(}\)写化学式\(\rm{)}\)。

\(\rm{(3)CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)在催化剂\(\rm{Cu/ZnO}\)作用下可发生两个平行反应，分别生成\(\rm{CH_{3}OH}\)和\(\rm{CO}\)。

反应\(\rm{A}\)：\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g) \overset{}{} \overset{}{⇌} CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)}\)

反应\(\rm{B}\)：\(\rm{CO_{2}(g)+ H_{2}(g) \overset{}{} \overset{}{⇌} CO(g)+H_{2}O(g)}\)

控制\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)初始投料比为\(\rm{1∶3}\)时，温度对\(\rm{CO_{2}}\)平衡转化率及甲醇和\(\rm{CO}\)产率的影响如上图\(\rm{2}\)所示。

\(\rm{①}\)由图\(\rm{2}\)可知温度升高\(\rm{CO}\)的产率上升，其主要原因可能是__________________。

\(\rm{②}\)由图\(\rm{2}\)可知获取\(\rm{CH_{3}OH}\)最适宜的温度是________________，下列措施有利于提高\(\rm{CO_{2}}\)转化为\(\rm{CH_{3}OH}\)的平衡转化率的措施有_________________

A.使用催化剂                    \(\rm{B.}\)增大体系压强

C.增大\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)的初始投料比    \(\rm{D.}\)投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度

\(\rm{(4)}\)在催化剂表面通过施加电压可将溶解在水中的二氧化碳直接转化为乙醇，则生成乙醇的电极反应式为_________________________________。

\(\rm{(5)}\)由\(\rm{CO_{2}}\)制取\(\rm{C}\)的太阳能工艺如图所示。“热分解系统”发生的反应为：\(\rm{2Fe_{3}O_{4} \overset{2300K}{=} 6FeO+O_{2}↑}\) ，每分解\(\rm{1mol Fe_{3}O_{4}}\)转移电子的物质的量为_____________；“重整系统”发生反应的化学方程式为                

\(\rm{CH_{4}}\)、\(\rm{CH_{3}OH}\)、\(\rm{H_{2}}\)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                      。