欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖，使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）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：
（2）焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131．6 kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
（3）活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：
上述反应T1℃时的平衡常数为K1，T2℃时的平衡常数为K2。
Ⅰ．计算K1= 。
Ⅱ．根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号） 。
（4）CO2经常用氢氧化钠来吸收，现有0．4 molCO2，若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为： 。
（5）CO还可以用做燃料电池的燃料，某熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在 650 ℃下工作的燃料电池，其负极反应式：
则
正极反应式：___ ，电池总反应式 。
碳、氮、氧是地球上丰富的元素。
（1）C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）_________。
（2）前四周期元素中，基态原子未成对电子数与氮相同的元素有_________种。
（3）试判断NH3溶于水后，形成NH3·H2O的合理结构：_______（填字母代号），推理依据是____ ___________。
（4）H2O分子与H+结合的过程中未发生改变的是_________（填序号）。
a．微粒的空间构型 b．O原子的杂化方式 c．H—O—H的键角
（5）C60晶体（其结构模型如图）中每个C60分子周围与它距离最近且等距离的C60分子有__________个。
物质的结构是决定物质性质的重要因素。请回答下列问题：
（1）基态Ni原子核外电子排布式为____________；第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_________________。
（2）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晶胞中Ni2+的配位数为____________。
（3）肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4+2N2H4＝3N2+4H2O，若该反应中有4molN—H键断裂，形成的
键有________mol。
煤是重要的能源，也是化工生产的重要原料。
（1）煤燃烧产生的废气直接排放到空气中，可能导致的环境污染问题是_____________。
（2）下图是对煤矿燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的流程示意图。
①废气脱硫过程中，主要反应的化学方程式为______________、_____________；
②在煤矿中直接添加一种物质，可有效减少煤矿燃烧产生的SO2，该物质是___________；
③石膏的工业生产中的用途是_________________（写出一种用途即可）。
（3）煤经过___________（填加工方法）可以得到焦炉煤气、煤矿焦油和焦炭。煤焦油经过_______（填加工方法）可得到芳得族化合物。煤矿也可以用氢化法转化燃油，氢化法的本质是__________________。
人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实验氮的固定一电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)，则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入_________极（填“阴”或“阳”） ；向另一电极通入N2，该电极的反应式为__________________________。
II.据报道，在一定条件下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产物为NH3，相应的反应方程式为：2N2(g)＋6H2O(g)
4NH3(g)＋3O2(g) △H＝Q。
（1）上述反应的平衡常数表达式为_______________。
（2）取五份等体积N2和H2O的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数
与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述反应的Q________0（填“＞”、“＜”或“=”）。
（3）若上述反应在有催化剂的情况下发生，则下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示反应体系能量变化的是_______（选填字母代号），图中△H的绝对值为1530kJ·mol-1。
III.目前工业合成氨的原理是：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＝－93.0kJ/mol。
回答下列问题：
（1）结合II中的数据，则O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g)的△H＝______________。
（2）在一定温度下，将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol。
①达平衡时，H2的转化率α1＝______________。
②在相同条件下，若起始时只将NH3置于该容器中，达到平衡状态时NH3的转化率为α2，当α1＋α2＝1时，则起始时NH3的物质的量n(NH3)＝_____________mol。
某工业废水中含有CN-和Cr2O
等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：
回答下列问题：
（1）步骤②中，CN-被ClO-氧化为CNO-的离子方程式为________________。
（2）步骤③的反应为S2O32－＋Cr2O72－＋H＋
SO42－＋Cr3＋＋H2O（未配平），则每消耗0.4mol Cr2O72－转移__________mol e-。
（3）含Cr3+废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是____________________。
（4）在25℃下，将amol/L的NaCN溶液与0.01mol/L的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH＝7，则a________0.01（填“＞”、“＜”或“=”）；用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka＝_________________。
（5）取工业废水水样于试管中，加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成，继续加至不再产生蓝色沉淀为止，再向溶液中加入足量Na2S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀。该过程中反应的离子方程是________。
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