高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响简答题

I．将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中，各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。

请回答：
（1）下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是           （填选项字母）。

A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变

B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变

C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变

D．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变

（2）反应进行到10 min时，共吸收热量11．38 kJ，则该反应的热化学方程式为                ；
（3）计算该反应的平衡常数K=                                          。
（4）反应进行到20 min时，再向容器内充入一定量NO₂，10min后达到新的平衡，此时测得c（NO₂）=0．9 mol／L。
①第一次平衡时混合气体中NO₂的体积分数为w₁，达到新平衡后混合气体中NO₂的体积分数为w₂，则w₁      w₂ （填“>”、“=”或“<”）；
②请在图2中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线（曲线上必须标出“X”和“Y”）。
II．（1）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO₄电池中某电极的工作原理如下图所示：

该电池的电解质为能传导Li⁺的固体材料。放电时该电极是电池的              极（填“正”或“负”），该电极反应式为                                      。
（2）用此电池电解含有0．1 mol/L CuSO₄和0．1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0．02 mol e^－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是__________L。

(17分)运用化学反应原理研究碳、氮、硫元素及其化合物有重要意义。
（1）已知一定量的C单质能在O₂(g)中燃烧，其可能的产物及能量关系如图所示：
写出CO₂(g)与C(s)反应生成CO(g)的热化学方程式_______________________。
（2）汽车尾气净化过程中发生反应2NO(g)+2CO(g)N₂+2CO₂(g) △H<0。一定条件下，向某密闭恒容容器中按体积比1：l充入44.8L(标准状况)NO和CO混合气体，发生上述反应，某同学根据反应过程中的有关数据绘制了如图所示曲线。

①下列关于上述反应过程的叙述正确的是 ________(填写字母代号)。

A．其它条件不变，加入催化剂，△H的值不变

B．及时除去二氧化碳，反应的正反应速率加快

C．NO、CO、N2、CO2浓度均不再变化，说明平衡未发生移动

D．混合气体的平均相对分子质量不再改变，证明反应达到化学平衡状态

②前10min内CO的平均反应速率为______，达平衡时NO的转化率为_____，能使上述平衡体系中增大的措施有__________(任写一条)。
（3）已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表(单位省略)：

弱电解质	H2CO3	H2SO3	NH3·H2O
电离平衡常数	Ka1=4.2×10^－7 Ka2=5.6×10^－11	Ka1=1.54×10^－2 Ka2=1.02×10^－7	Kb=1.7×10^－5

①室温条件下。用敞口容器加热氨水一段时间，恢复至室温后，溶液中水的电离程度比加热前_______(填写“增大”、“减小”或“不变”)了．
②常温下，0.1 mo1·L^-1(NH₄)₂SO₄溶液呈_____(填“酸”、“中”、“碱”)性。
③常温下，测得某碳酸饮料的pH=6，则该饮料________。

(13分)《华北电力大学学报：社会科学版》2014年第2期的文章《欧盟暂停征收航空碳排放税的法律思考》，该文章从欧盟暂停征收航空碳排放税的背景人手，分析了欧盟征收航空碳排放税的争议焦点所在，最后对欧盟暂停征收航空碳排放税进行了评析，并提出征收航空碳排放税是未来趋势的观点，希望在反对声中换一个视角来阐述征收航空碳排放税对于环境保护、技术革新和国际法的促进作用。
（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：
____C＋____KMnO₄＋____H₂SO₄→____CO₂↑＋____MnSO₄＋____K₂SO₄＋____H₂O
（2）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。
①计算K₁=        。
②根据上述信息判断，温度T₁和T₂的关系是(填序号)           。
a．T₁大于T₂       b．T₁小于T₂      c.无法比较
（3）工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)         ΔH＝－41 kJ/mol
已知：2H₂O (g)  =  2H₂ (g)＋O₂ (g)  ΔH＝＋484 kJ/mol，
①写出CO完全燃烧生成CO₂的热化学方程式：                        。
②某温度下，在一容积可变的容器中， CO转化生成CO₂的反应达到平衡时， CO、O₂和CO₂的物质的量分别为4 mol、2 mol、和4 mol.保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是：

A．均增加1 mol

B．均加倍

C．均减少1 mol

D．均减半

（4）现以CO、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成的燃料电池，采用电解法制备高铁酸盐Na₂FeO₄的装置如图所示。其中Y为CO₂。

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式                                 。
写出电解池中生成FeO₄^2－的电极反应式为                                 。

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C_xH_y(烃)催化还原NO_x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                 。

汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g) △H=-746.5KJ/mol   (条件为使用催化剂)
已知：2C (s)+O₂(g)2CO(g)   △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O₂(g)CO₂(g)     △H=-393.5KJ/mol
则N₂（g）+O₂（g）＝2NO（g）  △H＝        kJ·mol^-1。
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，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	10.0	4.50	C1	1.50	1.00	1.00
C(NO)10^-3  mol/L	3.60	3.05	C2	2.75	2.70	2.70

则c₁合理的数值为      （填字母标号）。
A．4.20      B．4.00     C．3.50    D．2.50
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示：

则曲线Ⅰ对应的实验编号依次为              。
（4）将不同物质的量的H₂O（g）和CO（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H₂O(g)+CO(g)CO₂(g)+H₂(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
H2O	CO	CO	H2
①	650	2	4	2．4	1．6	5
②	900	1	2	1．6	0．4	3
③	900	a	b	c	d	t

①实验组①中以v(CO₂)表示的反应速率为       ，温度升高时平衡常数会     （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②若a＝2,b＝1，则c＝    ,达平衡时实验组②中H₂O（g）和实验组③中CO的转化率的关系为
α₂ (H₂O)    α₃ (CO)（填“＜”、“＞”或“＝”)。
（5）CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准，该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y₂O₃）和氧化锆（ZrO₂）晶体，能传导O^2－。
①则负极的电极反应式为________________。

②以上述电池为电源，通过导线连接成图一。若X、Y为石墨，a为2L 0．1mol／L KCl溶液，写出电解总反应的离子方程式                   。电解一段时间后，取25mL上述电解后的溶液，滴加0.4mol／L醋酸得到图二曲线（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）。根据图二计算，上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。

(13分)某条件下，在2 L密闭容器中发生如下反应：2NO₂(g) 2NO(g)＋O₂(g)
在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800 ℃，实验Ⅲ在850 ℃，NO、O₂的起始浓度都为0，NO₂的浓度(mol·L^－1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题：

（1）实验Ⅱ隐含的反应条件是     。
（2）实验II中，从反应开始至达到平衡，用氧气浓度变化表示的化学反应速率为        。
（3）800 ℃时，该反应的平衡常数K=           ，该反应是     (填“吸” 或“ 放”)热反应。
（4）若实验Ⅰ中达到平衡后，再向密闭容器中通入2 mol由物质的量之比为1：1组成的NO₂与O₂混合气体(保持温度不变)，此时反应将向       进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
（5）NO₂、NO是重要的大气污染物，近年来人们利用NH₃在一定条件下与之反应而将其转化为无害的参与大气循环的物质，
如：8NH₃＋6NO₂7N₂＋12H₂O。若将此反应设计成原电池，融熔K₂CO₃为电解质，则正极反应方程式为：       。
（6）向AlCl₃溶液中逐滴加入氨水，发生如下反应Al^3＋＋3NH₃·H₂O Al(OH)₃↓＋3NH₄^＋ ，一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^－5 mol·L^－1时，沉淀已完全。已知当溶液中Al^3＋恰好沉淀完全时溶液的pH="4.7" ，则Al(OH)₃的溶度积常数为      (已知：lg2=0.3)。

研究表明丰富的CO₂完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳 源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO₂累积所产生的温室效应，实现CO₂的良性循环。
（1）目前工业上有一种方法是用CO₂和H₂在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO₂和1.5 mol H₂转化率达80%时的能量变化示意图。能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________。

a．容器中压强不变       
b．H₂的体积分数不变
c．c（H₂）=3c（CH₃OH）       
d．容器中密度不变
e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。
（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol[	平衡量/mol	达到平衡所需 时间/min
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验2条件下平衡常数K=           。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值______（填具体值或取值范围）。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol，则此时V_正  V_逆（填“<”，“>”，“=”）。
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l） ＋ 3O₂（g） ＝ 2CO₂（g） ＋ 4H₂O（g）   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO （g）+ O₂（g） ＝ 2CO₂（g）  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H₂O（g） ＝ H₂O（l）  ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                           。
（4）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC₂O₄）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液中滴加10mL 0.01mol·L^-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系              ；
（5）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________；

氨气常用作致冷剂及制取铵盐和氮肥，是一种用途广泛的化工原料。（1）下表是当反应器中按n（N₂）:n（H₂）=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是       。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是      （填字母）。
A．及时分离出NH₃可以提高H₂的平衡转化率
B．加催化剂能加快反应速率且提高H₂的平衡转化率
C．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）= K（Q） >K（N）
③M点对应的H₂转化率是              。
（2）工业制硫酸的尾气中含较多的SO₂，为防止污染空气，回收利用SO₂，工业上常用氨水吸收法处理尾气。
①当氨水中所含氨的物质的量3mol，吸收标准状况下44.8 L SO₂时，溶液中的溶质为            。
②NH₄HSO₃溶液显酸性。用氨水吸收SO₂，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确的是   （填字母）。
a．c（NH₄^＋） = 2c（SO₃^2－） ＋ c（HSO₃^－）
b．c（NH₄^＋）> c（SO₃^2-）> c（H⁺）= c（OH^-）
c．c（NH₄^＋）+ c（H⁺）= c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
（3）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理：

①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择      （填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液。
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是                。
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池正极的电极反应方程式是                                   。

(13分)硫、碳、氮等元素及其化合物与人类的生产生活密切相关，其中．硫酸、氨气、硝酸都是重要的化工原料．而SO₂、NO、NO₂、CO等相应氧化物又是主要的环境污染物：
（1）过度排放CO₂会造成“温室效应”，而煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径。煤综合利用的一种途径如图所示。

已知：C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)  AH₁= +131．3 kJ·mol^-
C(s)十2H₂O(g)=CO₂(g)+2H₂(g)  AH₂=" +90" kJ·mol^-
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是                         。
（2）298 K时．将氨气放入体积固定的密闭容器中使其发生分解反应。当反应达到平衡状态后．改变其中一个条件X，Y随X的变化符合图中曲线的是           (填字号)：

a．当X表示温度时，Y表示氨气的物质的量
b．当X表示压强时．Y表示氨气的转化率
c．当X表示反应时间时．Y表示混合气体的密度
d．当x表示氨气的物质的量时．Y表示某一生成物的物质的量
（3）燃煤产生的烟气中的氮氧化物NO_x(主要为NO、NO₂)易形成污染．必须经脱除达标后才能排放：能作脱除剂的物质很多．下列说法正确的是            (填序号)：
a．用H₂O作脱除剂，不利于吸收含氮烟气中的NO
b．用Na₂SO₃作脱除剂，O₂会降低Na₂SO₃的利用率
c．用CO作脱除剂，会使烟气中NO₂的浓度增加
d．用尿素[CO(NH₂)₂]作脱除剂．在一定条件下能有效将NOx氧化为N₂
（4）在压强为O．1 MPa条件下，容积为V L的密闭容器中，amol CO与2amol H₂在催化剂作用下反应生成甲醇。反应的化学方程式为CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，CO的平衡转比率与温度、压强的关系如图所示，则：

①P₁       P₂(填“>”“<”或“=”)。
②在其他条件不变的情况下，向容器中增加a molCO与2amol H₂．达到新平衡时．CO的转化率      (填“增大””减小”或“不变”．下同)，平衡常数              .
③在P₁下、100℃时，CH₃OH(g) CO(g)十2H₂(g)的平衡常数为     (用含a、V的代数式表示)。
（5）①常温下．若将2 mol NH₃(g)和l mol CO₂(g)通入1 L水中．可得pH=10的溶液，则该溶液中浓度最大的阴离子是                                  ；
②常温下，将0．01 mol·L^- NaOH溶液和0.01 mol·L^-(NH₄)₂SO₄溶液等体积混合．所得溶液pH为10，那么该混合液中c(Na⁺)+c(NH₄⁺)=          mol·L^一(填准确代数式．不能估算)。

研究和深度开发CO、CO₂的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
（1）CO可用于炼铁，已知：

则CO还原Fe₂O₃(s）的热化学方程式为_________。
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。写出该电池的负极反应式：_________ 。
（3）CO₂和H₂充人一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：
测得CH₃OH的物质的量随时间的变化见图1。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为（填“>”或“=”或“<”）。
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为_________。
（4）利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(g）转化为CH₄和O₂。紫外光照射时，在不同催化剂（工、Ⅱ，Ⅲ）作用下，CH₄产量随光照时间的变化见图2。在O～15小时内，CH₄的平均生成速率工、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为_________（填序号）。

（5）以为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3。
①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是__________________________________.
②Cu₂Al₂O4可溶于稀硝酸，写出有关的离子方程式：________________________________。

（15分)用NH₃催化还原N_xO_y可以消除氮氧化物的污染。
已知：反应I：4NH₃（g)+6NO（g)  5N₂（g)＋6H₂O（l)    △H₁
反应II：2NO（g)+O₂（g) 2NO₂（g)            △H₂（且|△H₁| ＝2|△H₂|）
反应III：4NH₃（g)+6NO₂（g) 5N₂（g)＋3O₂（g)＋6H₂O（l)   △H₃
反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表

温度/K	反应I	反应II	已知： K2＞K1＞K2′＞K1′
298	K1	K2
398	K1′	K2′

（1）推测反应III是   反应（填“吸热”或“放热”）
（2）相同条件下，反应I在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N₂的量随时间变化如图所示。

①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v（NO）=   。
②下列说法正确的是   。
A．该反应的活化能大小顺序是：E_a（A)>E_a（B)>E_a（C)
B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数
C．单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡
D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
（3）一定条件下，反应II达到平衡时体系中n（NO) ∶n（O₂)∶n（NO₂)＝2∶1∶2。在其它条件不变时，再充入NO₂气体，分析NO₂体积分数——φ（NO₂)的变化情况：（填“变大”、“变小”或“不变”）恒温恒压容器，φ（NO₂)   ；恒温恒容容器，φ（NO₂)   。
（4）一定温度下，反应III在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为3 L，c（N₂)与反应时间t变化曲线X如下图所示，若在t₁时刻改变一个条件，曲线X变为曲线Y或曲线Z。则：

①变为曲线Y改变的条件是   。变为曲线Z改变的条件是   。
②若t₂降低温度，t₃达到平衡，请在上图中画出曲线X在t₂- t₄内c（N₂)的变化曲线。

开发新能源、新材料是实现社会可持续发展的需要。请回答下列问题：
（1）下图是2LiBH₄/MgH₂体系放氢焓变示意图。

则：Mg（s）＋2B（s）=MgB₂（s）  ΔH＝        。
（2）采用球磨法制备Al与LiBH₄的复合材料，并对Al－LiBH₄体系与水反应产氢的特性进行下列研究：25℃水浴时，每克不同配比的Al－LiBH₄复合材料与水反应产生H₂体积随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是       （填字母）。

A．25℃时，纯铝与水不反应
B．25℃时，纯LiBH₄与水反应产生氢气
C．25℃时，Al－LiBH₄复合材料中LiBH₄含量越高，1000s内产生氢气的体积越大
（3）工业上可采用CO和H₂合成再生能源甲醇，其反应的化学方程式为
CO（g）＋2H₂（g）CH₃OH（g）。
①在一容积可变的密闭容器中，充有10 mol CO和20 mol H₂，用于合成甲醇。
CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示：
上述合成甲醇的反应为    反应（填“放热”或“吸热”）。平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为     。若达到平衡状态A时容器的体积为10 L，则平衡状态B时容器的体积为     L。

②图中虚线为该反应在使用催化剂条件下，起始H₂、CO投料比和CO平衡转化率的关系图。当其他条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下，起始H₂、CO投料比和CO平衡转化率的关系示意图。

（4）己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量。关于二甲醚（CH₃OCH₃）碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池，下列说法正确的是     （填字母）。
A．两种燃料互为同分异构体，分子式和摩尔质量相同，比能量相同
B．两种燃料所含共价键数目相同，断键时所需能量相同，比能量相同
C．两种燃料所含共价键类型不同，断键时所需能量不同，比能量不同
（5）LiFePO₄与Li_1－xFePO₄作为磷酸亚铁锂电池电极材料，充放电过程中，发生LiFePO₄与Li_1-xFePO₄之间的转化，电池放电时负极发生的反应为Li_xC₆-xe^-═xLi⁺+6C，写出电池放电时反应的化学方程式                    。

BaS是一种白色晶体，微溶于水，可用于制备立德粉、Na₂S等。工业上可用H₂与重晶石（BaSO₄）在高温下反应制备BaS，热化学方程式为BaSO₄(s）+4H₂(g）BaS(s）+4H₂O(g）。回答下列问题：
（1）在温度和容积不变的条件下，能说明该反应己达到平衡状态的是     （填字母序号）。
a．n(H₂）＝n(H₂O）    
b．容器内压强保持不变
c． 
d．水蒸气的浓度保持不变
（2）平衡后下列措施既可提高反应速率，又可提高H₂的转化率的是    （填字母序号）。
a．使用催化剂     
b．升高反应体系的温度
c．增大反应容器的体积
d．及时从反应体系中分离出水蒸气
（3）将温度恒定为T℃，向体积为2L的密闭容器中加入一定量的重晶石和H₂。在不同时间测得H₂的物质的量如下表：

①2t时，n    1.20（填“＞”、“＜”或“＝”）
②若氢气的平衡转化率为a，则该温度下反应的化学平衡常数K＝     （用含a的
代数式表示）；若测得该反应达到平衡时吸热Q kJ ,则x＝      （用含a、Q的代数式表示）。
（4）为了探究温度、固体反应物的表面积对化学反应速率的影响，某同学在一固定容积的密闭容器中加入一定量的重晶石和H₂，设计了下表中的三组实验：

①填写上表中的实验条件：
②在直角坐标系中画出I, II两组实验氢气的浓度随时间变化趋势图，并在每条曲线上标明对应的实验编号。

(共16分)Ⅰ.CO和H₂作为重要的燃料和化工原料，有着十分广泛的应用。
（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)         △H₁= -393．5 kJ·mol^-1
C(s)+H₂O(g)= CO(g)+H₂(g)     △H₂= +131．3 kJ·mol^-1
则反应CO(g)+H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g)+CO₂(g)△H=           kJ·mol^-1。
（2）利用反应CO(g) +H₂(g)+O₂(g) = CO₂(g) +H₂O(g)设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H₂物质的量之比为1:1）作负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如图所示。则有：

①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________ ；
②已知饱和食盐水的体积为1 L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11．2 mL(标准状况)，若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为                。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为：
2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)。请回答下列问题：
（3）一定温度下，在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时，反应进行到t时刻时达到平衡状态，此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N₂)=bmol，且N₂占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K=              （用只含a、V的式子表示）
②判断该反应达到平衡的标志是____（填序号）
A．v(CO₂)_生成=v(CO)_消耗
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．混合气体的密度不再改变    
D．NO、CO、N₂、CO₂的物质的量浓度均不再变化
（4）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示，则：

①有害气体NO的转化率是      ，0～15minCO₂的平均反应速率v(CO₂)=____（保留小数点后三位）
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件是    。（填序号）。
A．增加CO的量     B．加入催化剂
C．减小CO₂的量     D．扩大容器体积

氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用。请按要求回答下列相关问题：
（1）食品添加剂铵明矾NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O高温可分解，下列关于其分解产物的预测不合理的是_____。
A．NH₃、N₂、SO₂、H₂O           B．NH₃、SO₃、H₂O
C．NH₃、SO₂、H₂O               D．NH₃、N₂、SO₃、SO₂、H₂O
（2）汽车发动机工作时也会引发N₂和O₂反应产生大气污染物NO，其能量变化示意图为_____

则该反应的热化学方程式为_________________________。
（3）工业合成氨的反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H<0，分别在T₁、T₂温度下，改变起始氢气物质的量，测得平衡时氨的体积分数如图所示：

①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是________点。
②T₂条件下，在2 L的密闭容器中，充入x mol N₂和y mol H₂时，3 min达平衡，此时反应物的转化率均为a，写出下列仅含a、x的表达式（不必化简）：v(N₂)=_______；该反应的平衡常数的值K =_______。
③图像中T₂________T₁（填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”）。
④科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）实现氨的电化学合成，这提高了氮气和氢气的转化率。写出电化学合成过程中发生还原反应的电极方程式：___________________________________。
（4）将质量相等的四份铁粉和铜粉的均匀混合物，分别加入同浓度稀硝酸充分反应，（假设硝酸的还原产物只有NO）实验数据如下表：

编 号	①	②	③	④
稀硝酸体积/mL	100 mL	200 mL	300 mL	400 mL
剩余金属/g	18.0 g	9.6 g	0	0
NO体积/L（标准状况下）	2.24 L	4.48 L	6.72 L	V

下列有关分析推断正确的是____________。
A．硝酸起始浓度为4 mol/L          B．①中溶解了5.6 g Fe
C．③中n(Cu²⁺) =" 0.15" mol           D．④中V =" 6.72" L