运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
（1）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ/mol。在T1℃时，反应进行到不同时间（min）测得各物质的浓度（mol/L）如下：
 时间浓度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
| NO |
1.00 |
0.68 |
0.50 |
0.50 |
0.60 |
0.60 |
| N2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
| CO2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)=______，T1℃时，该反应的平衡常数K= ；
②30min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______（填字母编号）。
a．通入一定量的NO b．加入一定量的活性炭
c．加入合适的催化剂 d．适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，则Q______0（填“＞”或“＜”）。
④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是______（填选项编号）。
a．单位时间内生成2nmol NO（g）的同时消耗nmol CO2（g）
b．混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
c．混合气体的密度不再发生改变
d．反应体系的压强不再发生改变
（2）某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示，利用以下反应：
NO+CON2+CO2（有CO） 2NON2+O2（无CO）
①若不使用CO，温度超过775 ℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为 ；在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式 。
（3）以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，则该电极反应式为 。
(14分)综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
（1）Li4SiO4可用于富集得到高浓度CO2。原理是：在500℃，低浓度CO2与Li4SiO4接触后生成两种锂盐；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出高浓度CO2，Li4SiO4再生。700℃时反应的化学方程式为____________。
（2）固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO2/H2O，既可高效制备合成气(CO＋H2)，又可实现CO2的减排，其工作原理如图。
①b为电源的________(填“正极”或“负极”)。
②写出电极c发生的电极反应式：________、________________。
（3）电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)。对此反应进行如下研究：某温度下在一恒压容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H2，达到平衡时容器体积为2 L，且含有0.4 mol CH3OH(g)，则该反应平衡常数值为_______，此时向容器中再通入0.35 mol CO气体，则此平衡将________(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)移动。
（4）已知：
若甲醇的燃烧热为ΔH3，试用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示CO(g)＋2H2(g)CH3OH(l)的ΔH，则ΔH＝_____。
（5）利用太阳能和缺铁氧化物[如Fe0.9O]可将廉价CO2热解为碳和氧气，实现CO2再资源化，转化过程如图所示，若用1 mol缺铁氧化物[Fe0.9O]与足量CO2完全反应可生成________mol C(碳)。
(12分)聚合氯化铁铝(简称PAFC)，其化学通式为[FexAly(OH)aClb·zH2O]m。某同学为测定其组成，进行如下实验：
①准确称取4.505 0 g样品，溶于水，加入足量的稀氨水，过滤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到2.330 0 g固体。
②另准确称取等质量样品溶于水，在溶液中加入适量Zn粉和稀硫酸，将Fe3＋完全还原为Fe2＋。用0.100 0 mol·L－1标准KMnO4溶液滴定Fe2＋，消耗标准溶液的体积为20.00 mL。
③另准确称取等质量样品，用硝酸溶解后，加入足量AgNO3溶液，得到4.305 0 g白色沉淀。
（1）若滴定管在使用前未用KMnO4标准溶液润洗，测得的Al3＋含量将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
（2）实验室检验Fe3＋常用的方法是__________________。
（3）通过计算确定PAFC的化学式(写出计算过程；m为聚合度，不必求出)。
硝酸铝[Al(NO3)3]是一种常用媒染剂。工业上用铝灰（主要含Al、Al2O3、Fe2O3等）制取硝酸铝晶体[Al(NO3)3·9H2O]的流程如下：
（1）写出反应Ⅰ的离子方程式： （任写一个）。
（2）若在实验室中完成反应Ⅱ，为避免铝的损失，需要解决的问题是 ，可采取的措施为 。
（3）上述流程中采用减压蒸发，并控制反应Ⅲ中加入的稀硝酸稍过量，其目的是 。
（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体（其体积比为4:1），该反应的化学方程式是 。
（5）若用下图所示实验装置制取Al(NO3)3，通入水蒸气的作用是 。
氮的重要化合物如氨（NH3）、肼（N2H4）、三氟化氮（NF3）等，在生产、生活中具有重要作用。
（1）利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：
H2O(l)＝H2O(g) △H1＝44.0 kJ·mol－1
N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H2＝229.3 kJ·mol－1
4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g) △H3＝－906.5 kJ·mol－1
4NH3(g)＋6NO(g)＝5N2(g)＋6H2O(l) △H4
则△H4＝ kJ·mol－1。
（2）使用NaBH4为诱导剂，可使Co2＋与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。
①写出该反应的离子方程式： 。
②在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如下图1所示，则N2H4发生分解反应的化学方程式为： ；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有 （任写一种）。
（3）在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如上图2所示。
①氮化硅的化学式为 。
②a电极为电解池的 （填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式： ；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是 。
将某黄铜矿（主要成分为CuFeS2）和O2在一定温度范围内发生反应，反应所得固体混合物X中含有CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3及少量SiO2等，除杂后可制得纯净的胆矾晶体（CuSO4·5H2O）。
（1）实验测得温度对反应所得固体混合物中水溶性铜(CuSO4)的含量的影响如图所示。生产过程中应将温度控制在 左右，温度升高至一定程度后，水溶性铜含量下降的可能原因是 。
（2）下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算）。实验中可选用的试剂和用品：稀硫酸、3 % H2O2溶液、CuO、玻璃棒、精密pH试纸。
①实验时需用约3 %的H2O2溶液100 mL，现用市售30%(密度近似为1g•cm—3)的H2O2来配制，其具体配制方法是 。
②补充完整由反应所得固体混合物X制得纯净胆矾晶体的实验步骤：
第一步：将混合物加入过量稀硫酸，搅拌、充分反应，过滤。
第二步： 。
第三步： ，过滤。
第四步： 、冷却结晶。
第五步：过滤、洗涤，低温干燥。
（3）在酸性、有氧条件下，一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐，该过程反应的离子方程式为 。
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