(7分) 科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
⑴目前合成氨的技术原理为：
该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是： 。（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，测得N2为0.1 mol，H2为0.3 mol，NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为 。
③欲提高②容器中H2的转化率，下列措施可行的是 。
| A．向容器中按原比例再充入原料气 | B．向容器中再充入惰性气体 |
| C．改变反应的催化剂 | D．液化生成物分离出氨 |
⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传导H+），从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为 。
⑶根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3和TiO2）表面与水发生下列反应：
进一步研究NH3生成量与温度关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下：
| T/K |
303 |
313 |
323 |
| NH3生成量/（10－6mol） |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
①合成反应的a_ 0。（填“大于”、“小于”或“等于”）
②已知
则
如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：
（1）甲烷燃料电池负极反应式是 ；
（2）石墨(C)极的电极反应式为 ；
（3）若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体体积为________L ，丙装置中阴极析出铜的质量为________g ；
（4）某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。
若用于制漂白液，a为电池的________极，电解质溶液最好用________；若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠作电解质溶液，阳极选用________作电极。
短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如图所示，其中W的氧化物是酸雨形成的主要物质。
（1）写出W的原子结构示意图： 。
（2）将足量X的最高价氧化物通入含Y元素的阴离子溶液中。反应的离子方程式为 。
（3）已知:①X(s) + O2(g) ＝XO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
②H2(g) + 1/2 O2(g) ＝H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
③XH4(g) + 2O2(g) ＝XO2(g) + 2H2O(g) ΔH＝－802.0 kJ·mol－1
则XH4气体分解成氢气和X固体的热化学方程式为 。
（4）ZO是由单质X和ZO2反应制取单质Z的中间产物。隔绝空气时，ZO与NaOH溶液反应(产物含有一种固体单质和一种钠盐)的化学方程式为_______________。
（5）利用原电池原理，可用W的一种氧化物、O2和H2O来制备W的最高价氧化物对应水化物。写出该电池负极反应式___________。
（6）将W的气态氢化物通入一定量的NaOH溶液中，在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，生成气体与HCl的物质的量的关系如图所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。
①O点溶液中所含溶质的化学式为____________。
②a点溶液中，c(Na+): c(Cl－)=_______________。
软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下：
已知：Fe3+、Al3+、Mn2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、10.4、12.4；温度高于27℃时，MnSO4的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
（1）“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为________。
（2）“浸出”过程中Fe2O3转化为Fe3+和Fe2+，相关反应的离子方程式为________。
（3）“滤渣1”的主要成分是__________，“调pH至5～6”所加的试剂是_________（填“石灰水”或“稀硫酸”）。
（4）根据下表数据，选择“第2步除杂”所加的物质A（由一种阳离子和一种阴离子组成），物质A的化学式为________。
 阴离子Ksp  阳离子 |
CO32－ |
F－ |
OH－ |
| Ca2+ |
5.0×10－9 |
1.5×10－10 |
4.7×10－6 |
| Mg2+ |
3.8×10－6 |
7.4×10－11 |
5.6×10－12 |
| Mn2+ |
2.2×10－11 |
5.3×10－3 |
2.1×10－13 |
| Zn2+ |
1.2×10－10 |
3.0×10－2 |
6.9×10－17 |
（5）采用“趁热过滤”操作的原因是________。
氨的合成是最重要的化工生产之一。
I．工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：
①用焦炭跟水反应：C(s）+ H2O(g) 
CO(g）+ H2(g)；
②用天然气跟水蒸气反应：CH4(g）+ H2O(g）
CO (g)+ 3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图，则方法②中反应的ΔH＝_____________。
Ⅱ．在3个1L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：
3H2(g）+ N2(g）
2NH3(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据为：
| 容 器 |
甲 |
乙 |
丙 |
| 反应物投入量 |
3 mol H2、2 mol N2 |
6 mol H2、4mol N2 |
2 mol NH3 |
| 达到平衡的时间（min） |
t |
5 |
8 |
| 平衡时N2的浓度（mol·L-1） |
c1 |
3 |
|
| N2的体积分数 |
ω1 |
ω2 |
ω3 |
| 混合气体密度（g·L-1） |
ρ1 |
ρ2 |
|
（1）下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b．v（N2）正＝3v（H2）逆
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
（2）甲容器中达到平衡所需要的时间t 5min (填＞、＜或＝)
（3）乙中从反应开始到平衡时N2的平均反应速率 （注明单位）。
（4）分析上表数据，下列关系正确的是________。
a．2c1＝3mol/L b．ω1＝ω2 c．2ρ1＝ρ2
（5）该温度下，容器乙中，该反应的平衡常数K＝____ __（用分数表示）（mol/L）－2。
α，β不饱和化合物在有机合成中有着广泛的用途。反应①是合成α，β不饱和化合物的常见的方法。
反应①：
（1）化合物Ⅲ的分子中含氧官能团的名称为 ，1mol化合物Ⅰ完全燃烧消耗 molO2。
（2）下列说法中不正确的是 。
| A．反应①属于取代反应 |
| B．1mol化合物Ⅰ、Ⅲ与氢气完全加成均需要4mol氢气 |
| C．化合物Ⅰ、Ⅲ均能与NaHCO3溶液反应 |
| D．化合物Ⅲ与Br2既能发生取代反应，也能发生加成反应 |
（3）化合物Ⅳ可以通过化合物Ⅲ在一定条件下发生分子内的酯化得到；请写出该反应的化学方程式（注明必要的条件） 。
（4）符合下列条件的化合物Ⅳ的同分异构体有____种；
①遇氯化铁溶液显紫色；
②能发生银镜反应；
③苯环上只有三个取代基
（5）化合物
是由化合物Ⅴ与化合物Ⅱ发生类似反应①的反应得到的，则化合物Ⅴ的结构简式为 。在工业上化合物Ⅱ可以通过CH3CHO在一定条件下与氧气反应制得，在反应中除了生成化合物Ⅱ以外还有水生成，则该反应的化学反应方程式为 。
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