反应 
过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应是反应(填"吸热""放热");
(2)当反应达到平衡时，升高温度，的转化率(填"增大""减小""不变")，原因是；
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?，原因是：
(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，和的变化是：，(填"增大""减小、""不变")。
(15分)铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛，不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。
（1）某校化学兴趣小组同学，取磁性氧化铁按教材中的实验装置（如图甲）进行铝热反应，现象很壮观。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。出现这种现象的原因，除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外，还有一个原因是 。
（2）若证明上述所得“铁块”中含有金属铝，可选择 （填试剂名称），所发生反应的离子方程式为 。
（3）为克服图甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液没有出现血红色。为测定该实验所得 “铁块”的成分，实验流程如图所示。
几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
| |
Fe2+ |
Fe3+ |
Al3+ |
Mg2+ |
| 开始沉淀时的pH |
7.5 |
2.8 |
4.2 |
9.6 |
| 沉淀完全时的pH |
9.0 |
4.0 |
5 |
11 |
①试剂A应选择 ，试剂B应选择 。（填序号）
A．稀盐酸
B．氧化铁
C．H2O2溶液
D．氨水
E．MgCO3固体
②已知常温下Fe(OH)3的Ksp＝1.1×10－36，则反应Ⅲ后溶液中c(Fe3+)＝ mol·L－1。
③灼烧完全的标志是 。
④若最终红色粉未M的质量为12.0 g，则该“铁块”的纯度是 。如果对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量，计算“铁块”的纯度，则计算结果会 （填“偏大”“偏小”或“无影响”），原因是 。
“低碳循环”已引起各国家的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化学家研究的主要课题。
Ⅰ．用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：
C+ KMnO4+ H2SO4→ _CO2↑+ MnSO4 + K2SO4+ H2O
Ⅱ．工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO（同时产生H2），CO和水蒸气在一定条件下发生反应也能制取氢气：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) △H＝－41 kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：
| 容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
达到平衡的时间 |
达平衡时体系能量的变化/kJ |
|||
| CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
|||
| ① |
1 |
4 |
0 |
0 |
t1 min |
放出热量：32.8 kJ |
| ② |
2 |
8 |
0 |
0 |
t2 min |
放出热量：Q |
（1）容器①中反应达平衡时，CO的转化率为 。
（2）计算容器②中反应的平衡常数K= 。
（3）下列叙述正确的是 （填字母序号）。
a．平衡时，两容器中H2的体积分数相等
b．容器②中反应达平衡状态时，Q =" 65.6" kJ
c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等
d．容器①中，反应的化学反应速率为：
e．平衡时，容器中的转化率：① < ②
Ⅲ．工业上利用用CO2来生产燃料甲醇的反应原理：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),某些化学键的键能数据如下表：
则该热化学反应方程式为 。
Ⅳ．将CH3OH设计成燃料电池，其利用率更高，下图是利用甲醇燃料电池进行某种电化学反应的示意图。
①写出该燃料电池的负极电极方程式 。
②若A、B是石墨电极，X为NaCl溶液，当A极产生22.4L气体(标况下)，则理论上消耗CH3OH 克。
③若乙池要实现铁上镀铜，则A电极选择 。
选考【化学－物质结构与性质】(13分)物质结构理论有助于人们理解物质变化的本质，进行分子设计和研究反应规律。请回答下列问题：
（1）金属钛性能优越，被誉为“第三金属”。
①写出Ti基态原子的电子排布式 。
②月球岩石·玄武岩的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）。FeTiO3与80％的硫酸反应可生成TiOSO4。SO2—4的空间构型为 ，其中硫原子采用 杂化。
（2）镍的抗腐蚀性佳，镍属于亲铁元素。
①已知NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分为0.069nm和0.078nm，则熔点NiO_____FeO（填“＜”或“＞”）；NiO晶体中Ni2+的配位数为______。
②Ni(CO)4是一种无色液体，沸点为42.1℃，熔点为-19.3℃。Ni(CO)4的晶体类型是 。
（3）继C60之后，科学家又合成了Si60、N60。C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是_______（用元素符号表示）。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为____________。
甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）已知：CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g) △H＝—283 kJ·mol—1
CH3OH(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g) ＋2H2O(l) △H＝—725kJ·mol—1
若要求得CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(l)的△H，还需要知道反应（用化学方程式表示） 的焓变。
（2）工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g） △H="—a" kJ/mol（a＞0），H2的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。
压强：P1 P2（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）在容积固定的密闭容器中发生CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H="—a" kJ/mol（a＞0），各物质的浓度如下表：
| 浓度mol/L 时间/min |
c(CO) |
c(H2) |
c(CH3OH) |
| 0 |
0.8 |
1.6 |
0 |
| 2 |
0.6 |
1.2 |
0.2 |
| 4 |
0.3 |
0.6 |
0.5 |
| 6 |
0.3 |
0.6 |
0.5 |
①反应从2 min到4 min之间，H2的反应速率为 。
②反应达到平衡时CO的转化率为 。
③反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是 （填序号）。
A．使用催化剂 B．降低温度 C．增加H2的浓度
（3）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，实验室用如图装置模拟该过程，其原理是：通电后，Co2+被氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把甲醇氧化成CO2而除去(Co3+的还原产物是CO2+)。
①写出阳极电极反应式_____________________________________________________________；
②写出除去甲醇的离子方程式_______________________________________________________。
短周期元素X、Y、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下图，地壳中含量最高的元素已包含其中。
| |
|
Y |
|
Q |
|
| X |
|
|
|
|
Z |
回答下列问题：
（1）Q在元素周期表中的位置是 。X离子的结构示意图为 。
（2）下列选项中，能证明元素非金属性Z强于Y的是 。
A．反应中，Y原子得到的电子数比Z原子得到的电子数多
B．最高正价，Z比Y的高
C．最高价氧化物的水化物酸性：Z＞Y
（3）ZQ2是国际公认高效安全杀菌消毒剂，已知ZQ2可将弱酸性废水中的Mn2+转化为MnO2而除去，同时ZQ2被还原为Z—，该反应的离子方程式为 。
（4）H元素与Y形成的化合物中二者的质量之比是1:3，已知常温下4g该化合物完全燃烧并恢复到原来温度时放出222.6kJ热量，则表示该化合物燃烧热的热化学方程式为_________________。
（5）表中X的最高价氧化物对应水化物的化学式为X(OH)n ，在T℃时，其饱和溶液能使酚酞试液变红，则其饱和溶液中的pH =_____（已知：T℃，Ksp[Y(OH) n]=4.0×l0-12；lg5＝0.7）。
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