2 . 短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如表所示。其中X、Y、Z三种元素的质子数之和为21。

(1)Y的最高价氧化物对应的水化物与Y的氢化物恰好完全反应，生成物的水溶液呈酸性，其原因是_______(用化学用语表示)；该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为_______。
(2)由XW₄、Z₂和KOH溶液组成的新型燃料电池中，负极上发生反应的电极反应式为_____。
(3)已知：2YZ₂(g)⇌Y₂Z₄(g)　ΔH＜0。在恒温恒容条件下，将一定量YZ₂和Y₂Z₄的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。

①a、b、c、d四个点中，化学反应处于平衡状态的是点_______。
②25min时，增加了_______(填物质的化学式)_______mol。
③a、b、c、d四个点所表示的反应体系中，气体颜色由深到浅的顺序是_______(填字母)。

3 . 低碳转化是当今世界重要科研课题之一，科学家们提出了多种途径来实现低碳转化。
(1)CO₂可以转化为甲醇：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH=−184 kJ·mol⁻¹。该转化过程正反应的活化能为a kJ·mol⁻¹，则逆反应的活化能为_______kJ·mol⁻¹（用含a的式子表示）；与该反应有关的化学键的键能数据如下表，则表中x=_______。

化学键	C=O	C–O	C–H	H–H	O–H
键能/kJ·mol−1	x	351	415	436	462

(2)CO₂与H₂在一定条件下还能转化为CH₄，同时发生副反应产生CO，有关图象如下。CO₂与H₂转化为CH₄适宜的条件为_______。

(3)中科院上海高等研究院将CO₂在Na−Fe₃O₄/HZSM−5催化下转变为汽油(C₅~C₁₁的烃)，辛烷值最高含量可达78%左右，该研究成果在《Nature Chemistry》上发表，并已申报中国发明专利和国际PCT专利。反应过程如下图所示。

①若CO₂在该条件下转化为辛烷，请写出该反应的化学方程式_______。
②催化剂中的Fe₃O₄可用铁做电极，稀硫酸为电解质，然后通过电解来制备，写出电解时的阳极反应式：_______。
③下列关于该转化方法的说法合理的是_______（填标号）。
a．Na−Fe₃O₄/HZSM−5不参与反应过程，可以降低反应的活化能
b．CO₂在该条件下转化为戊烷或辛烷，均需三步反应
c．反应过程中有非极性键的断裂，没有非极性键的生成
d．该方法有助于减少CO₂排放，同时减轻对化石燃料的依赖

4 . CO在工农业生产及科学研究中有着重要应用。
(1)CO催化脱氮：在一定温度下，向2L的恒容密闭容器中充入4.0molNO₂和4.0molCO，在催化制作用下发生反应：2NO₂(g)+4CO(g)⇌N₂(g)+4CO₂(g)△H=-127.8kJ/mol，测得相关数据如下：

时间 浓度	0min	5min	10min	15min	20min
c(NO2)/mol/L	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c(N2)/mol/L	0	0.15	0.22	0.25	0.25

①其他条件不变，若不使用催化剂，则0～5min内NO₂的转化率将___。(填“变大”、“变小”或“不变”)
②下列表述能说明该反应已达到平衡状态的是___。(填序号)
A.CO的化学反应速率为N₂的4倍
B.气体的颜色不再变化
C.化学平衡常数K不再变化
D.混合气体的密度不再变化
③有利于提高该反应中NO₂平衡转化率的条件是___。(填序号)
A.高温低压        B.低温高压        C.高温高压       D.低温低压
(2)CO与Ni发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂Ni的羰化反应为：Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)₄(g)△H＜0，T₀温度下，将足量的Ni粉和3.7molCO加入到刚性密闭容器中，10min时反应达到平衡，测得体系的压强为原来的。则：
①0～10min内平均反应速率v(Ni)=___g/min。
②研究表明，正反应速率v_正=k_正•x⁴(CO)，逆反应速率v_逆=k_逆•x[Ni(CO)₄](k_正和k_逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，x为物质的量分数)，计算T₀温度下的=___。
(3)CH₄与CO₂经催化反应可制得合成气：CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g)ΔH
已知：反应1：CH₄(g)=C(s)+2H₂(g)ΔH₁=+75kJ/mol
反应2：2CO(g)=C(s)+CO₂(g)ΔH₂=-172kJ/mol则该催化反应的ΔH=___kJ/mol。
(4)电极生物膜电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。某微生物膜能利用阴极电解产生的活性原子H将碱性溶液中的NO还原为N₂，工作原理如图所示。

①写出活性原子与NO反应的离子方程式___。
②若阳极生成标准状况下2.24L气体，理论上可除去NO的物质的量为___mol。

5 . 乙二酸(H₂C₂O₄)俗称草酸，为无色晶体，是二元弱酸，广泛分布于植物、动物和真菌体中，在实验研究和化学工业中应用广泛。回答下列问题：
(1)工业上可由以下反应制取草酸：
I．4CO(g)＋4C₄H₉OH(l)＋O₂(g)2(COOC₄H₉)₂(l)＋2H₂O(l)
II．(COOC₄H₉)₂(l)＋2H₂O(l)H₂C₂O₄(l)＋2C₄H₉OH(l)
①反应I选择13～15 MPa的高压条件下进行，最主要的原因是为了___________，若5min内c(O₂)减少了0.15 mol·L^-1，则用CO表示的反应速率为___________mol·L^-1·min^-1
②对于反应II，下列能够说明其已经达到平衡状态的是___________(填序号)。
a．溶液的pH保持不变
b．平衡常数K保持不变
c．丁醇的浓度保持不变
d．反应液的总质量保持不变
(2)草酸溶液中微粒的物质的量分数随溶液pH变化如图所示：

①某温度下，测得0.1 mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液的pH=1.3，此时草酸的电离方程式为___________。
②向10 mL 0.1 mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液中逐滴加入0.1 mol·L^-1 NaOH溶液，当溶液中c(Na^＋)=2c()＋c()时，加入V(NaOH)___________10 mL(填“>”“=”或“<”)，若加入NaOH溶液体积为20 mL，此时溶液中阴离子浓度的大小顺序为___________；当pH=2.7时，溶液中 =___________。

6 . H₂S作为一种有毒气体，广泛存在于石油、化工、冶金、天然气等行业的废气中，脱除气体中的硫化氢对于保护环境、合理利用资源都有着现实而重要的意义。请回答下列问题：
(1)用H₂S和天然气生产CS₂的反应为CH₄(g)+2H₂S(g)CS₂(l)+4H₂(g)。
已知：I．CH₄(g)+4S(s)CS₂(g)+2H₂S(g) ΔH₁=akJ·mol^－1；
II．S(s)+H₂(g)H₂S(g) ΔH₂=bkJ·mol^－1；
Ⅲ．CS₂(1)CS₂(g) ΔH₃=ckJ·mol^－1。
则反应CH₄(g)+2H₂S(g)CS₂(1)+4H₂(g)的ΔH=____________kJ∙mol^-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)800℃时，将一定量的H₂S气体充入1L密闭容器中，发生反应H₂S(g)S(s)+H₂(g)，tmin后反应达到化学平衡状态，测得容器中H₂与H₂S的质量浓度分别为0.02g/L、0.34g/L，则H₂S的初始浓度_______mol/L，该温度下，反应的化学平衡常数K=____________。
(3)向恒压密闭容器中充入0.1molCH₄和0.2molH₂S，发生反应CH₄(g)+2H₂S(g)CS₂(g)+4H₂(g)，测得不同温度下，CH₄的平衡转化率(%)与温度(℃)的关系如图所示：

①1200℃，反应达到平衡时， H₂S的物质的量分数为__________。
②1200℃时，在恒温恒容时，欲提高CH₄的平衡转化率，可以采取的措施是____________(填选项字母)。
A．使用高效催化剂                       B．再充入CH₄
C．再充入H₂S D．充入He             E．移走H₂
(4)某溶液中含0.01mol/L Fe²⁺和某浓度的Mn²⁺，当S^2-浓度至少为____mol/L时，Fe²⁺开始沉淀；当Mn²⁺开始沉淀时，溶液中=____。 [已知：K_sp(FeS)=1.4×10^-19，K_sp(MnS)=2.8×10^-13]

7 . 聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯，其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为：

已知v_正=_k正χ(CH₃COOCH₃)·χ(C₆H₁₃OH)，v_逆=k_逆χ(CH₃COOC₆H₁₃)·χ(CH₃OH)，其中v_正、v_逆为正、逆反应速率，k_正、k_逆为速率常数，χ为备组分的物质的量分数。
(1)反应开始时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1：1投料，测得348K、343K、338K三个温度下乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。

该醇解反应的_______0(填＞或＜)。348K时，以物质的量分数表示的化学平衡常数K_X=________(保留2位有效数字)。
在曲线①、②、③中，k_正—k_逆值最小的曲线是______________；A、B、C、D四点中，v_正最小的是_____________，v_逆最大的是_________________。
(2)343K时，乙酸甲酯和己醇按物质的量之比1：1、1：2和2：1进行初始投料。则达到甲衡后，初始投料比__________时，乙酸甲酯转化率最大；与按2：1投料相比，按1：2投料时化学平衡常数K_X_____________(填增大、减小或不变)。
(3)该醇解反应使用离子交换树脂作催化剂，下列关于该催化剂的说法不正确的是_______
a．参与了醇解反应，但并不改变反应历程       b．使k_正和k_逆增大相同倍数
c．降低了醇解反应的活化能       d．提高乙酸甲酯的平衡转化率

8 . 习近平总书记十分重视生态环境保护，多次对生态文明建设作出重要指示。试回答下列与环境有关的问题：
（1）煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用CH₃催化还原NO_x可消除氮氧化物的污染。
已知：①CH₄（g）＋2NO₂（g）＝N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）   △H＝－867.0 kJ·mol^－1
②2NO（g）＋O₂（g）＝2NO₂（g）   △H＝－112 kJ·mol^－1；
③适量的N₂和O₂完全反应，每生成5.6 L（标准状况下）NO时，吸收22.5 kJ的热量。则CH₄（g）＋4NO（g）＝2N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）   △H＝____________kJ·mol^－1。
（2）在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生下列反应：2NO（g）＋2CO（g）2CO₂（g）＋N₂（g）。在某恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，在不同温度（T）下发生上述反应时，c（CO）随时间（t）的变化曲线如图所示：

①该反应的逆反应为___________（填“放热”或“吸热”）反应。
②温度为T₁时，反应达到平衡时NO的转化率为___________。
③温度为T₂时，该反应的平衡常数K＝___________。
（3）目前烟气脱硝采用的技术有选择性非催化还原法（SNCR）脱硝技术和选择性催化还原法（SCR）脱硝技术。若用NH₃作还原剂，则主要反应可表示为4NH₃（g）＋4NO（g）＋O₂（g）4N₂（g）＋6H₂O △H<0，其中体系温度对SNCR技术脱硝效率的影响如图所示：

①SNCR技术脱硝的最佳温度为________，SNCR与SCR技术相比，SCR技术的反应温度不能太高，其原因是_____________。
②由题给信息分析，当体系温度过高时，SNCR技术脱硝效率降低，其可能的原因是_____。

9 . 以废旧磷酸亚铁锂电池正极片(、炭黑和铝箔等)为原料制备锰酸锂()的流程如图所示。

回答下列问题：
(1)中Fe元素的化合价为_________；“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是__________。
(2)“碱浸”中发生反应的离子方程式为________________________________。
(3)“浸取”中加入的作用为________________；“沉铁”过程所得滤渣为白色固体，其主要成分是________________。
(4)已知碳酸锂的分解温度为。当“焙烧”温度达到时，开始有产生，可能的原因是________________；可以利用溶液与溶液反应制备，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。
(5)写出“焙烧”过程中生成锰酸锂的化学方程式_________________________________。

10 . 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。

(1)化学家GethardErtl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程，示意如图：

下列说法正确的是___(选填字母)。

A.①表示N₂、H₂分子中均是单键

B.②→③需要吸收能量

C.该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成

(2)关于合成氨工艺的理解，下列错误的是___。

A.合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右，可用勒夏特列原理解释

B.使用初始反应速率更快的催化剂Ru，不能提高平衡时NH₃的产量

C.合成氨工业采用10MPa一30MPa的高压，是因常压下N₂和H₂的转化率不高

D.将合成后混合气体中的氨液化，剩余气体可以循环利用

(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1∶3时，平衡混合物中氨的体积分数[φ(NH₃)]。

①若分别用v_A(NH₃)和v_B(NH₃)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则v_A(NH₃)___v_B(NH₃)(填“＞”、“＜”或“=”)。

②在250℃、1.0×10⁴kPa下，N₂的转化率为___%(计算结果保留小数点后1位)。

(4)N₂和H₂在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应，随着温度上升，单位时间内NH₃产率增大，但温度高于900℃后，单位时间内NH₃产率逐渐下降的原因___。

(5)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(mmol•min^-1)。

催化剂	Ru	Rh	Ni	Pt	Pd	Fe
初始速率	7.9	4.0	3.0	2.2	1.8	0.5

①不同催化剂存在下，氨气分解反应活化能最大的是___(填写催化剂的化学式)。

②温度为T，在一体积固定的密闭容器中加入2molNH₃，此时压强为P₀，用Ru催化氨气分解，若平衡时氨气分解的转化率为50%，则该温度下反应2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K_p=___。[已知：气体分压(p_分)=气体总压(p_总)×体积分数]