Ⅰ、实验室可以用KMnO4固体和浓盐酸反应制取少量Cl2，反应的化学方程式为：2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O回答下列问题：
（1）该反应中的氧化剂是__________，被氧化的元素是__________．
（2）该反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比为___________．
（3）氧化性：KMnO4__________Cl2（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）用双线桥法表示该反应中电子转移的方向和数目：2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
（5）每生成标准状况下2.24L Cl2，反应中转移电子的物质的量为__________．
Ⅱ、实验室常用以下方法制取氯气：MnO2＋4HCl(浓)
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O请你根据所学知识回答下列问题：
（1）把氯气通入紫色石蕊试液中，可以观察到的现象是： ，请你解释其中的原因_____________________
（2）为保证实验安全，常用NaOH溶液吸收多余的氯气。
①写出反应的化学方程式 ；
②当氯气以每分钟1.12L（标准状况）的流速匀速通入时，若实验需耗时4分钟，小烧杯中盛2 mol·L—1的NaOH溶液的体积至少应为 L
近年来我国汽车拥有量呈较快增长趋势，NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：
①写出该反应的热化学方程式：_________________________________________。
②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是___________________________
(2)在汽车上安装高效催化转化器，可有效降低NOx的排放。某研究性学习小组在技术人员的指导下，在某温度时，按下列流程探究某种催化剂作用下反应2NO＋2CO
N2＋2CO2 ΔH＜0的反应速率。
汽车尾气→尾气分析仪→催化反应器→尾气分析仪
用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表：
| 时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| c(NO)(×10－4 mol·L－1) |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
| c(CO)(×10－3 mol·L－1) |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：
①前2 s内的平均反应速率v(N2)＝________。
②在该温度下，反应的平衡常数K＝________L·mol－1(写出计算结果)。
③对于该可逆反应，通过综合分析以上信息，至少可以说明________(填字母)。
A．该反应的反应物混合后很不稳定
B．该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C．该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小
D．该反应在一定条件下能自发进行
E．该反应使用催化剂意义不大
(3)通过NOx传感器监测NOx的含量，其工作原理示意图如上图：
①Pt电极上发生的是__________反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式：________________________________________。
新的《环境空气质量标准》将于2016年1月1日在我国全面实施。据此，环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行和生活。
(1)汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因________________________________________
(2)汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知：
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
则反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；该反应的ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1 L的密闭容器中，在不同条件下反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①计算产物N2在6～9 min时的平均反应速率v(N2)＝________mol·L－1·min－1；
②第12 min时改变的反应条件为________(填“升温”或“降温”)；
③计算反应在第24 min时的平衡常数K＝________。若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.060 mol，平衡将________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(4)环境监测中还可用沉淀法测定空气中含有较高浓度SO2的含量，经查得一些物质在20 ℃的数据如下表：
| 溶解度(S)/g |
溶度积(Ksp) |
||
| Ca(OH)2 |
Ba(OH)2 |
CaSO3 |
BaSO3 |
| 0.160 |
3.89 |
6.76×10－3 |
5.48×10－9 |
①吸收SO2最合适的试剂是________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液；
②在20 ℃时，向CaSO3悬浊液中滴加适量的BaCl2溶液，当CaSO3向BaSO3的转化达到平衡时，溶液中的
＝____________(写出表达式即可)。
A、B、C、D、E、F元素是原子序数依次增大的6种短周期元素。已知A是短周期元素中原子半径最小的元素，A和B形成的18电子的化合物X常用作火箭的燃料，C原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，E与C同主族，D和C可以形成原子个数比为1∶1和2∶1的两种离子化合物。
据此回答下列问题：
(1)D和C形成1∶1的化合物中阴阳离个数比为____________。
(2)化合物X的结构式为____________。1 mol气态X在适量C2中燃烧，生成B2和气态A2C, 放出534 kJ的热量，1 mol液态A2C完全汽化需吸收44 kJ热量。请写出气态X在C2中燃烧生成B2和液态A2C时的热化学方程式_____________________________________
(3)某化合物由上述6种元素中的3种元素组成，为常见家用消毒剂的主要成分，其中化学键类型为__________________；该化合物水溶液不呈中性的原因是(用离子方程式表示)__________________________________，该化合物可以通过电解D和F形成化合物的水溶液获得，电解时反应的化学方程式为_________________________________
(4)写出一个可以证明C的非金属性大于E的化学反应方程式：_____________________________________________。
下表为部分短周期元素化合价及相应原子半径的数据：
| 元素性质 |
元素编号 |
|||||||
| A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
|
| 原子半径(nm) |
0.102 |
0.110 |
0.117 |
0.074 |
0.075 |
0.071 |
0.099 |
0.077 |
| 最高化合价 |
＋6 |
＋5 |
＋4 |
|
＋5 |
|
＋7 |
＋4 |
| 最低化合价 |
－2 |
－3 |
－4 |
－2 |
－3 |
－1 |
－1 |
－4 |
已知：
①A与D可形成化合物AD2、AD3；
②E与D可形成多种化合物，其中ED、ED2是常见的化合物，C可用于制光电池。
(1)E在周期表中位置是________________；
(2)C和H的气态氢化物的稳定性强弱关系为______________(用分子式表示)；
(3)分子组成为ADG2的物质在水中会强烈水解，产生使品红溶液褪色的无色气体和一种强酸。该反应的化学方程式是_____________________________________。
(4)工业上可用纯碱溶液处理ED和ED2，该反应如下：
ED＋ED2＋Na2CO3===2________＋CO2
横线上某盐的化学式应为________。
(5)在一密闭容器中发生反应2AD2＋D2
2AD3 ΔH＝－47 kJ/mol，在上述平衡体系中加入18D2，当平衡发生移动后，AD2中18D的百分含量________(填“增加”“减少”或“不变”)其原因为______________________________________________
(6)请设计一个实验方案，使铜和稀的H2AD4溶液反应，得到蓝色溶液和氢气。在下列方框内绘出该实验方案装置图。
CH4、H2、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式为：
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，
③C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。
(1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活，甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3 kJ。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4＋CO2=2CO＋2H2，1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量，则：
①下图能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。
②若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中，体系放出的热量随着时间的变化如图所示，则CH4的转化率为________。
(3)C(s)与H2(g)不反应，所以C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出，C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反应热ΔH＝________。
(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点，下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是________(填字母)。
| A．寻找优质催化剂，使CO2与H2O反应生成CH4与O2，并放出热量 |
| B．寻找优质催化剂，在常温常压下使CO2分解生成碳与O2 |
| C．寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2) |
| D．将固态碳合成为C60，以C60作为燃料 |
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