【化学与技术】
工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如图1所示：
某课外小组模拟上述部分过程设计了如图2所示实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）
（1）工业上用氨气制取NO的化学方程式是 ；
（2）连接好装置后，首先进行的操作是 ；
（3）通入a气体的目的是 ；
（4）盛有Na2CO3溶液的烧杯为尾气处理装置，该装置中发生反应的化学方程式是 。
（5）已知：温度低于21.15℃时，NO2几乎全部转变为N2O4，工业上可用N2O4与水反应来提高硝酸产率，N2O4与a气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是 ；
（6）一定条件下，某密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c（NO2）=0.500mol/L，c（N2O4）=0.125mol/L．则2NO2（g）
N2O4（g）的平衡常数K= ，若NO2起始浓度为2mol/L，相同条件下，NO2的最大转化率为 。
(14分)甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H 1=－49.58kJ•mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ：CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g) △H 3=－90.77 kJ•mol-1
回答下列问题：
（1）反应Ⅱ的△H2= ，反应I自发进行条件是 （填“较低温”、“较高温”或“任何温度”）。
（2）在一定条件下3L恒容密闭容器中,充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ，实验测得反应物在不同起始投入量下，反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线，如图1所示。
①H2和CO2的起始的投入量以A和B两种方式投入
A：n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol
B：n(H2)=3mol，n(CO2)=2mol，曲线I代表哪种投入方式 （用A、B表示）
②在温度为500K的条件下，按照A方式充入3mol H2和1.5mol CO2，该反应10min时达到平衡：
a．此温度下的平衡常数为 ；500K时，若在此容器中开始充入0.3molH2和0.9mol CO2、0.6molCH3OH、ｘmolH2O，若使反应在开始时正向进行，则ｘ应满足的条件是
b．在此条件下，系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示，当反应时间达到3min时，迅速将体系温度升至600K，请在图2中画出3～10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线。
（3）固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池，它是以固体氧化锆、氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O 2-）在其间通过，该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极均不参与电极反应，下图是甲醇燃料电池的模型。
①出该燃料电池的负极反应式
②如果用该电池作为电解装置，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为 （法拉第常数为9.65×104C·mol-1）
减少二氧化碳的排放，氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是一项重要的热点课题。
Ⅰ.（1）CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g) + 6H2(g)
C2H4(g) + 4H2O(g) 
在0.1 MPa时，按
＝1:3投料，图1所示不同温度（T）下，平衡时的四种气态物质的物质的量（n）的关系。
①该反应的△H__________0（填“>”、“＝”或“<”）。
②曲线b表示的物质为__________。
③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是__________。
（2）在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料做电极，电解CO2可得到多种燃料，其原理如图2所示。
b为电源的__________极，电解时，生成乙烯的电极反应式是 。
Ⅱ.（3）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。
如反应：C(s)＋2NO(g)
N2(g)＋CO2(g) △H＝Q kJ·mol－1。
在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
①Tl℃时，该反应的平衡常数K＝ 。
②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是_______（答一种即可）。
Ⅲ．（4）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性。相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32－)较小的是 ，用文字和化学用语解释原因 。
不饱和酯类化合物在药物、涂料等领域应用广泛。由炔烃直接制备不饱和酯的一种新方法如下：反应①
（1）下列有关化合物Ⅰ～Ⅲ的叙述中，正确的是_ __。
| A．化合物Ⅰ能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色 |
| B．化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都能发生取代反应、加成反应、消去反应和加聚反应 |
| C．化合物Ⅰ的所有碳原子可能都处于同一平面上 |
| D．1mol化合物Ⅲ最多能与4molNaOH反应 |
（2）化合物Ⅲ的分子式为__________，1mol该化合物最多能与_____molH2完全反应。
（3）化合物Ⅳ是化合物Ⅲ的同分异构体，且满足以下条件，写出化合物Ⅳ结构简式___ （任写其中一种）
①能发生银镜反应，该化合物与银氨溶液反应的物质的量之比为1:4
②该化合物在与NaOH乙醇溶液共热能发生消去反应
③该化合物的核磁共振氢谱有四组峰，其峰面积比为6:2:2:1
④该化合物遇到FeCl3溶液显紫色
（4）化合物Ⅴ是用于制备高聚物
涂料的单体，化合物Ⅴ单体结构简式为______ 。该高聚物完全水解的化学方程式为 。利用类似反应①的方法，仅以丙炔和乙酸为有机物原料合成该单体，写出反应方程式 。
新的研究表明二甲醚（DME）是符合中国能源结构特点的优良车用替代燃料，二甲醚催化重整制氢的反应过程，主要包括以下几个反应（以下数据为25℃、1.01×105Pa测定）：
①CH3OCH3（g) + H2O（l) 
2 CH3OH（l) △H＝＋24.52kJ/mol
②CH3OH（l) + H2O（l) CO2（g) + 3H2（g) △H＝＋49.01kJ/mol
③CO（g) + H2O（l) CO2（g) + H2（g) △H＝－41.17kJ/mol
④CH3OH（l) CO （g) + 2H2（g) △H＝＋90. 1kJ/mol
请回答下列问题：
（1）写出用二甲醚制H2同时全部转化为CO2时反应的热化学方程式 。
（2）200℃时反应③的平衡常数表达式K= 。
（3）在一常温恒容的密闭容器中，放入一定量的甲醇如④式建立平衡，以下可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为_______。
A．容器内气体密度保持不变 B．气体的平均相对分子质量保持不变
C．CO的体积分数保持不变 D．CO与H2的物质的量之比保持1:2不变
（4）工业生产中测得不同温度下各组分体积分数及二甲醚转化率的关系如下图所示，
①你认为反应控制的最佳温度应为___________。
A．300～350℃ B．350～400℃
C．400～450℃ D．450～500℃
②在温度达到400℃以后，二甲醚与CO2以几乎相同的变化趋势明显降低，而CO、H2体积分数也以几乎相同的变化趋势升高，分析可能的原因是__________（用相应的化学方程式表示）。
（5）某一体积固定的密闭容器中进行反应②，200℃时达平衡。请在下图补充画出：t1时刻升温，在t1与t2之间某时刻达到平衡；t2时刻添加催化剂，CO2的百分含量随时间变化图像。
（6）一定条件下，如图示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物），则阴极的电极反应式为 。
环境保护是现代的世界性课题，人类已在多方面取得了突破性进展。
（1）连续自动监测氮氧化物（NOx）的仪器——动态库仑仪已获得实际应用。它的工作原理如下图所示。NiO电极上NO发生的电极反应式为 。
（2）使用稀土催化剂有效消除汽车尾气中的NOx、碳氢化合物也已逐渐成为成熟技术。压缩天然气汽车利用这一技术将NOx、CH4转化成无毒物质，相关反应为：
①CH4（g）＋4NO2（g） 
4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） △H1＜0
②CH4（g）＋4NO（g） 2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） △H2＜0
③CH4（g） ＋2NO2（g） N2（g） ＋CO2（g） ＋2H2O（g） △H3
则△H3＝ （用△H1和△H2表示）。
（3）实验室在恒压下，将CH4（g）和NO2（g）置于密闭容器中发生反应③，测得在不同温度、不同投料比时，NO2的平衡转化率如下表：
| 投料比[n（NO2） / n（CH4）] |
400 K |
500 K |
600 K |
| 1 |
60% |
43% |
28% |
| 2 |
45% |
33% |
20% |
①在NO2与CH4反应时，可提高NO2转化率的措施有 （填编号）。
A．增加催化剂的表面积
B．改用高效催化剂
C．降低温度
D．增大压强
E．分离出H2O（g）
F．减小[n（NO2）/n（CH4）]
②400K时，将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.40mol，充入容 积为2L的装有催化剂的密闭容器中，反应经过5min达到平衡，试计算反应在该温度时的平衡常数。（写出计算过程，计算结果保留三位有效数字）
③若温度不变，在反应进行到10min时将容器的容积快速压缩为1L，请在答题卷表格中画出0min～15min内，容器中CO2物质的量浓度c随时间变化的曲线图。
（4）SNCR是一种新型的烟气脱氮环保技术。在有氧条件下，其脱氮原理是：
NO（g）+4NH3（g）+O2（g）4N2（g）+6H2O（g） △H= -1627.2kJ·mol-1
NO和NH3在Ag2O催化剂表面的反应随温度的变化曲线如右图所示。图中曲线表明，随着反应温度的升高，在有氧的条件下NO的转化率有一明显的下降过程，其原因可能是（回答两条）： 。
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