(14分)甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：
（i）制备合成气：CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H1＝＋206.0kJ/mol
（ii）合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
请回答下列问题：
（1）制备合成气：将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应（i）；CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①已知100℃时达到平衡的时间为5min，则从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为：v(H2) ＝ 。
②图中p1 p2（填“＜”、”“＞”或“＝”）。
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO2，发生反应如下：
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为 。
（2）合成甲醇：在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下，向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g)，发生反应(ii)，反应过程中，CH3OH的物质的量（n）与时间（t）及温度的关系如图所示。
①应（ii）需在 （填“高温”或“低温”）才能自发进行。
②据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变，
原因是 （用化学方程式表示）。
③在500℃恒压条件下，请在上图中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) 
，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 。 (填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是 。
(12分)根据下列某些短周期元素中元素性质回答问题。
| |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
⑦ |
⑧ |
⑨ |
⑩ |
| 原子半径/10 -10m |
0.37 |
1.86 |
0.74 |
1.43 |
0.77 |
1.10 |
0.99 |
1.52 |
0.75 |
0.71 |
| 最高价态 |
+1 |
+1 |
|
+3 |
+4 |
+5 |
+7 |
+1 |
+5 |
|
| 最低价态 |
-1 |
|
-2 |
|
-4 |
-3 |
-1 |
|
-3 |
-1 |
（1）元素③、⑥和⑨的氢化物中沸点由高到低的顺序是__________ （填化学式）。
（2）元素①和⑨形成阳离子 ，其结构式为__________________。
（3）某元素R的原子半径为1.02×10 -10m ，它与钠形成Na2R2,其电子式是_________（R用元素符号表示）。
（4）元素②和⑦形成晶体的部分结构可用下图中的_________来表示（填序号）。
（5）①、③、⑨可以形成原子个数之比为4:3:2的中学常见无机化合物，该化合的水溶液显酸性的原因是_________________(用离子方程式表示)，其水溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________________。
(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示：
回答下列问题：
（1）在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
（2）在膜反应器中发生反应：2HI(g)
H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g)， n(H2)随时间(t)的变化如图所示：
①该温度下，反应平衡常数K=_______，若升高温度，K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
（3）电渗析装置如下图所示：
①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
（4）上述工艺流程中循环利用的物质是_________。
(18分)水是组成生命体的重要化学物质，有关水的反应有很多。
（1）水分子的空间构型为___________；水分子自身作用会生成阴、阳两种离子，其中阴离子的电子式是___________
（2）如图是某品牌饮用矿泉水标签的部分内容。请计算一瓶合格的这种矿泉水中硫酸根离子的物质的量不能超过___________。
（3）标况下将a L氨气溶于1L水中，得到的溶液密度为b g·cm﹣3。用化学方程式表示氨气溶于水显碱性的原因___________该溶液的物质的量浓度为___________mol·L﹣1。
（4）已知M是生活中常见的一种金属，将44.8 g M完全溶于很稀的过量硝酸，向所得溶液中加入足量固体烧碱并加热，放出6.72 L(标准状况)气体。M溶于该很稀的硝酸的离子方程式为___________________。M与水在高温条件下，生成1g气体吸热a kJ，写出该反应的热化学方程式_________________________________。
（5）味精是常用的调味品，当前味精生产主要采用淀粉发酵法，其中第一步是使淀粉水解为单糖。
①淀粉发生水解反应的化学方程式是_________________________________
②实验室中检验淀粉水解产物应选用的试剂可以是___________ (填字母)·
| A．NaOH溶液、氨水、AgNO3溶液 | B．H2SO4溶液、氨水、AgNO3溶液 |
| C．NaOH溶液、CuSO4溶液 | D．H2SO4溶液、CuSO4溶液 |
化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用。
（1）蕴藏在海底的可燃冰是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体．被称之为“未来能源”。在25℃、101 kPa下，1g甲烷完全燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ。甲烷燃烧的热化学方程式为 ______：相同条件下，356 g可燃冰（分子式为CH4·9H2O，Mr＝178）释放的甲烷气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出的热量为_______kJ。
（2）二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源，具有清洁、高效的优良性能。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制各二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
（Ⅰ）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g） △H1＝－90.1kJ•mol-1
（Ⅱ）CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g） △H2＝－49.0kJ•mol-1
水煤气变换反应：（Ⅲ）CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g） △H3＝－41.1kJ•mol-1
二甲醚合成反应：（Ⅳ）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4＝－24.5kJ•mol-1
①分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响___________________________________。
②由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为：__________________。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________________________。
（3）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为______________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________电子的电量。
Ⅰ.硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法，该制备过程示意图如下：
（1）焦炭在过程Ⅰ中做 剂。
（2）过程Ⅱ中Cl2用电解饱和食盐水制备，制备Cl2的化学方程式为 。
（3）整过生产过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸，反应方程式为 。
②干燥Cl2时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑，需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃，然后再通入浓H2SO4中。冷却的作用是 。
（4）Zn还原SiCl4的反应如下：
反应①：400℃～756℃，SiCl4(g)+2Zn(l)
Si(S)+2ZnCl2(l) △H1＜0
反应②：756℃～907℃，SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(g) △H2＜0
反应③：907℃～1410℃，SiCl4(g)+2Zn(g)Si(S)+2ZnCl2(g) △H3＜0
i. 反应②的平衡常数表达式为 。
ii. 对于上述三个反应，下列说明合理的是 。
a.升高温度会提高SiCl4的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应速率 d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
（5）用硅制作太阳能电池时，为减弱光在硅表面的反射，可用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2，最后转化成H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程 。
Ⅱ.（1）甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热分别为akJ·mol－1，bkJ·mol－1，ckJ·mol－1，工业上利用天燃气和二氧化碳反应制备合成气（CO、H2），其热化学反应方程式为 。
（2）已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.5×10－16，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，三种难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小的顺序为 。
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