1 . 据报道，2017年4月26日下水的国产航母采用了很多在国际上领先的新技术、新材料，如碳纤维、隐形涂层、新的防腐蚀技术等；航母的发动机—“中国心”的主要材料Si₃N₄是具备抗冲击、耐腐蚀、耐高温等特点的新型陶瓷。工业上制备纯净的Si₃N₄陶瓷需要综合各方面技术。
(1)以氮气、氢气、氯气和粗硅为原料制备纯净氮化硅的主要反应如下：
①
②                                
③                 
④                                          
则a为_______。
(2)采用化学气相沉积法使氨气和甲硅烷在600℃的加热基板上生成氮化硅。
①写出甲硅烷的电子式_______。
②用化学反应方程式表示制备氮化硅的反应原理_______。
③反应所利用的原料甲硅烷具有易提纯的特点，因此甲硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法。但制备和使用甲硅烷过程必须控制无氧环境，请你分析原因_______。
(3)利用原料SiO₂ 和焦炭为原料采用碳热还原法在1400-1450℃的氮气气氛下合成氮化硅
(反应未配平)
①工业上通常用该反应的一个副反应来制备粗硅，请写出该副反应的化学方程式_______。
②为了保证石英和焦炭尽可能的转化，氮气要适当过量。某次反应用了25 mol氮气，反应生成6 mol一氧化碳，则反应中转移电子数为_______ ，此时混合气体的平均摩尔质量为_______。(表示阿伏伽德罗常数的数值)

2 . 硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：
（1）以N₂和H₂为原料合成氨气: N₂(g)+3H₂(g) ⇌2NH₃(g) △H＜0，一定温度下，在密闭容器中充入1molN₂和3molH₂发生反应。若容器容积恒定，达到平衡状态时，容器内的压强是原来的，则N₂的转化率a₁=_______；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N₂的转化率为a₂，则a₂______a₁（填“＞”、“＜”或“=”）。
（2）以氨气、空气为主要原料制硝酸：
①NH₃被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是___________________________________；
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）△H＞0 该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如图所示,若t₂、t₄时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）_______________；

a．在t₁～t₂时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t₂时，采取的措施一定是升高温度
c．在t₃～t₄时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t₀～t₅时，容器内NO₂的体积分数在t₃时值的最大
③向容积相同、温度分别为T₁和T₂的两个密闭容器中分别充入等量NO₂发生反应：
2NO₂(g)⇌N₂O₄(g) △H＜0，恒温恒容下反应相同时间后，分别测定体系中NO₂的百分含量分别为a₁、a₂，已知T₁＜T₂，则a₁_______a₂

A．大于

B．小于

C．等于

D．以上都有可能

（3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气：
①催化还原法：催化剂存在时用H₂将NO₂还原为N₂；
已知：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) △H=﹣483.5kJ/mol 、N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g) △H=+133kJ/mol
则H₂还原NO₂生成水蒸气反应的热化学方程式是_________________________；
②碱液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂，若每9.2gNO₂和Na₂CO₃溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式是__________________________________。

3 . CO₂和CH₄是两种重要的温室气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值的化学品是目前的研究方向。
（1）已知：CH₄(g) + 2O₂(g)＝CO₂(g) + 2H₂O(g) ΔH₁＝ a kJ•mol^－1
CO(g) + H₂O (g)＝CO₂(g) + H₂ (g) ΔH₂＝ b kJ•mol^－1
2CO(g) + O₂(g)＝2CO₂(g) ΔH₃ ＝ c kJ•mol^－1
反应CO₂(g) + CH₄(g) 2CO(g) + 2H₂(g) 的ΔH＝_________kJ•mol^－1。
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。

① 在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图8所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________________。
② 为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是______________。
③ 将Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的离子方程式为______________________。
（3）以CO₂为原料可以合成多种物质。
① 利用FeO吸收CO₂的化学方程式为：6FeO + CO₂＝2Fe₃O₄ + C，则反应中每生成1molFe₃O₄，转移电子的物质的量为______________mol。
② 以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，在铜电极上CO₂可转化为CH₄，另一电极石墨连接电源的___极，则该电解反应的化学方程式为_______

4 . MnO₂又名黑锰矿，主要用于生产优质软磁铁氧体。MnO₂的合成方法按制备工艺中所用原料的不同，分为固相合成和液相合成。已知：MnO₂不溶于水，其中锰的价态有+2价，也可能有+3价和+4价。

请回答下列问题：
（1）若Mn₃O₄中锰的价态看作由+2和+4价组成，写出它由氧化物形成的表达式：___________。
（2）MnOOH中锰的价态为___________价，写出②的化学方程式：________________。
（3）将(NH₄)₂SO₄溶于水使锰的悬浊液显酸性，随即缓慢地产生气泡，试用相应的离子方程式解释原因：_________________。过滤出的Mn(OH)₂需要洗涤，简要说明洗涤沉淀的操作过程：______________。
（4）若③中收集到672mL(标准状况下)的H₂，则理论上可以得到______g Mn₃O₄。

5 . 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
(1)高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法，相关反应的热化学方程式如下：
4CO(g)＋Fe₃O₄(s)=4CO₂(g)＋3Fe(s) △H=akJ·mol^-1
CO(g)＋3Fe₂O₃(s)=CO₂(g)＋2Fe₃O₄(s) △H=bkJ·mol^-1
反应3CO(g)＋Fe₂O₃(s)=3CO₂(g)＋2Fe(s)的△H=______kJ·mol^-1(用含a、b 的代数式表示)。
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步：2CH₃OH(g)⇌HCOOCH₃(g)+2H₂(g) △H>0
第二步：HCOOCH₃(g)⇌CH₃OH(g) +CO(g) △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示：

图中中间产物X的结构简式为______。
②在工业生产中，为提高CO的产率，可采取的合理措施有______。
(3)为进行相关研究，用CO还原高铝铁矿石，反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示(X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为______。

(4)某催化剂样品(含Ni₂O₃40%，其余为SiO₂)通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)₄(沸点43 ℃)，并在180 ℃时使Ni(CO)₄重新分解产生镍单质。上述两步中消耗CO的物质的量之比为______。
(5)为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl₂溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO，则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀，反应转移电子数为______。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为______。

6 . 尿素可作为H₂O₂的稳定载体，生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素[CO(NH₂)₂·H₂O₂]，其合成工艺流程如下：
请回答下列问题：
（1）操作I、II的名称分别是________、_________。CO(NH₂)₂·H₂O₂分子中尿素和过氧化氢之间以________结合，其结合力较弱，具有尿素和过氧化氢双重性质。

（2）工业上生产尿素所需的原料气可由天然气与水反应制备，已知：
①甲烷、氢气的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol
②H₂O(l)=H₂O(g) H =+44.0kJ/mol
写出CH₄与水蒸气作用生产CO₂和H₂的热化学方程式：                       。
（3）为测定产品中H₂O₂的含量，称取干燥样品12.0g配成250mL溶液，取25.00mL
于锥形瓶中，加入适量硫酸酸化，用0.20mol/LKMnO₄标准溶液滴定，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液20.00mL.（KMnO₄溶液与尿素不反应）.
①完成并配平方程式：

②计算出产品中H₂O₂的质量分数为_____________。
（4）电解含尿素的废水既可以处理废水，又可制得纯氢，电解原理如图所示。电解池中隔膜仅阻止气体通过，A、B两极均为惰性电极。请写出阳极的电极反应方程为_____________。

7 . 氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(1)以CO₂与NH₃为原料合成化肥尿素的主要反应如下：
①2NH₃(g)+CO₂(g)=NH₂CO₂NH₄(s)；ΔH=-159.47 kJ·mol^-1
②NH₂CO₂NH₄(s)=CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)；ΔH=a kJ·mol^-1
③2NH₃(g)+CO₂(g)=CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)；ΔH=-86.98 kJ·mol^-1
则a为_______。
(2)反应2NH₃(g)+CO₂(g)⇌CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g) 在合成塔中进行。图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比 [n(NH₃)/n(CO₂)]和水碳比[n(H₂O)/n(CO₂)]投料时二氧化碳转化率的情况。

①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为：A. 0.6~0.7；B. 1~1.1；C. 1.5~1.61。生产中应选用水碳比的数值为_______(选填序号)。
②生产中氨碳比宜控制在4.0左右，而不是4.5的原因可能是_______。
(3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺，其反应原理为：NO+NO₂+H₂O=2HNO₂；2HNO₂+CO(NH₂)₂=2N₂↑+CO₂↑+3H₂O。
①当烟气中NO、NO₂按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO₂)=5∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气)∶V(NO)=_______(空气中氧气的体积含量大约为20%)。
②图2是尿素含量对脱氮效率的影响，从经济因素上考虑，一般选择尿素浓度约为_______%。

(4)图3表示使用新型电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl-NH₄Cl为电解质溶液制造出既能提供能量，同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式_______。生产中可分离出的物质A的化学式为_______。

8 . 硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：
4NH₃+5O₂4NO+6H₂O ----①
4NO+3O₂+2H₂O→4HNO₃----②
完成下列计算：
52、如果以一定量的氨气在一密闭容器中与足量氧气发生上述反应，冷却后所得溶液中溶质的质量分数是_________________（保留2位小数，下同）。
53、现以1.70吨液氨为原料生产硝酸，然后加入4.50吨水，得到密度为1.31g/cm³的硝酸，该硝酸的物质的量浓度是_______mol/L（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）。
54、把22.40 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中，反应只收集到 0.30 mol NO₂ 和0.20 mol NO。通过计算推断反应后溶液中溶质的成分及其物质的量__________（写出计算过程）。
55、硝酸工业尾气中的NO、NO₂属于大气的主要污染物。已知1m³硝酸工业的尾气中含3160mg NO_x，其中n(NO) : n(NO₂) = 9:1。
（1）如果用NaOH溶液完全吸收NO_x，至少需要补充标准状况下的富氧空气多少升？
_________________________（富氧空气中O₂的体积分数为0.25）（写出计算过程）
（2）如果用氨催化还原法，即用氨作催化剂，将NO、NO₂转化为氮气直接排入空气中，需要氨气的质量为多少克？__________________________（写出计算过程）

9 . 工业上用氨气与空气混合，通过“氨的催化氧化”等反应工业合成硝酸及其他产品。
1.将NH₃与O₂在一定条件下充分反应后全部转化为硝酸溶液，则此硝酸溶液中溶质的质量分数为_________________，若所得硝酸密度为ρg/cm³，则其物质的量浓度为_______（保留两位小数）。
2.某化肥厂以氨为原料制备 NH₄NO₃，已知由氨制 NO 的产率是 96%，NO 制硝酸的产率是 92%，氨被硝酸的吸收率为100%，则制备80吨 NH₄NO₃所需氨的体积（标准状况）为________m³（保留两位小数）。
3.一定量的浓硝酸与铜反应生成NO、NO₂、N₂O₄混合气体。测出混合气体密度是同温同压下氢气的28倍。再将气体通过足量水充分吸收后，体积变为原来的2/3（相同条件下测定）。计算混合气体中NO₂的体积分数_____________。
4.合成氨原料气由CH₄在高温下与水蒸气、空气反应而得。反应原理如下：
CH₄＋2H₂O→CO₂＋4H₂2CH₄＋O₂＋2H₂O→2CO₂＋6H₂
将反应后的混合气中CO₂、H₂O (g)通过吸收和干燥除去后，只含N₂和H₂。为使进入合成氨反应塔两者体积比为1∶3。计算起始气体中CH₄和空气的比例。（已知空气中O₂和N₂的体积比为1∶4）。_____________