X、Y、Z、M、Q、G六种短周期元素，原子序数依次增大。X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，Y的一种同位素原子常用于测定文物的年代；Q形成的单质为淡黄色固体。请回答下列问题（涉及物质均用化学式表示）。
（1）离子化合物ZX中X离子的结构示意图为 ； Y在元素周期表中的位置是_______________。
（2）上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_______________，Q与G的气态氢化物还原性更强的是__________________。
（3）工业上制备M的高纯度单质，其中一个重要反应是：由MXG3与X2在高温下反应。该反应过程必须控制无水无氧，因为MXG3遇水剧烈反应生成H2、 和 ，而混入氧气，引起的后果是 。
（4）X2Q的燃烧热为a kJ·mol-1，下列X2Q燃烧反应的热化学方程式正确的是 。
| A．2X2Q(g) + O2(g) =" 2Q(s)" + 2X2O(g)△H=" -2a" kJ·mol-1 |
| B．X2Q(g) + 2O2(g) = QO3(g) + X2O(l)△H=" +a" kJ·mol-1 |
| C．2X2Q(g)+ 3O2(g) = 2QO2(g) + 2X2O(l)△H=" -2a" kJ·mol-1 |
| D．X2Q(g) + 2O2(g) = QO3(g) + X2O(l)△H=" -a" kJ·mol-1 |
（5）熔融状态下，Z的单质和FeG2能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：2Z + FeG2
Fe + 2ZG 放电时，电池的正极反应式为: 该电池的电解质为___________________。
随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。
（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。已知：
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－574kJ·mol－1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－1160kJ·mol－1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
（2）利用反应6NO2＋ 8NH3
7N2＋12 H2O处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是 L。NO2也可用NaOH溶液吸收，生成两种盐，该反应的化学方程式为：___________________。
（3）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H＜0。
该反应的化学平衡常数表达式为K= ，该反应ΔS 0（填“>”或“ <”），若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。
若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将 移动（填“向左”、“向右”或“不”）。20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是 （填序号）。
①加入催化剂 ②降低温度 ③缩小容器体积 ④增加CO2的量
（4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42－而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4）。已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的离子方程式为 。
教材中用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为：2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO4溶液已酸化）：
| 实验序号 |
A溶液 |
B溶液 |
| ① |
20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 |
30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液 |
| ② |
20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 |
30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液 |
（1）写出草酸溶于水的电离方程式： 。
（2）该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是：① ②（填：＞、＜、＝）。
（3）若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2（标准状况下），则 在2 min末， c(MnO4－)＝ mol/L。
（4）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定 来比较化学反应速率。
（5）小组同学发现反应速率随时间变化如图所示，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①该反应放热，② 。
已知25℃、101 kPa下，稀的强酸与强碱溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol。
（1）写出表示稀硫酸与稀烧碱溶液发生反应的中和热的热化学方程式： 。
（2）学生甲用稀硫酸与稀烧碱溶液测定中和热装置如图。
①实验时所需的玻璃仪器除烧杯、量筒外还需： 。
②该装置中有一处错误是： ，如果用该错误装置测定，结果会 （填“偏高”“偏低”“无影响”）
③如果该生用50 mL 0.25 mol/L的稀硫酸与50 mL 0.55 mol/L的稀烧碱溶液，他用试剂的用量的理由是： 。在该实验中需要测定某种数据，完成一次实验，需要测定该数据的次数为 次。使用正确的装置进行实验，取上述溶液在小烧杯中进行中和反应，三次实验温度平均升高3.4℃。已知中和后生成的溶液的比热容为4.18J／（g·℃），溶液的密度均为1g／cm3。通过计算可得中和热△H=
二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题：
（1）煤的气化的主要化学反应方程式为： 。
（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2(g)＋CO(g) 
CH3OH(g) ΔH＝－90.8kJ·mol－1
②2CH3OH(g) 
CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－23.5kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.3kJ·mol－1
写出水煤气直接合成二甲醚同时生成CO2的热化学反应方程式 。
（3）一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是 。
a高温高压 b低温低压 c减少CO2的浓度
d增加CO的浓度 e分离出二甲醚 f加入催化剂
（4）已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
| 物质 |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
| 浓度/(mol·L－1) |
0.44 |
0.6 |
0.6 |
比较此时正、逆反应速率的大小：v（正） v（逆）(填“>”、“<”或“＝”)，若上述情况达到平衡，此时c(CH3OH)＝ 。
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