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)。

4 . 氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是

A．催化剂a表面只发生极性共价键的断裂和形成

B．N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%

C．在催化剂b表面形成氮氧键时，不涉及电子转移

D．催化剂a、b能提高反应的平衡转化率

5 . 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

6 . 据报道，亚硝胺[(CH₃)₂N−N=O]是一种直接的致癌物质，亚硝酸与二甲胺[(CH₃)₂NH]相遇会迅速反应生成亚硝胺，其反应机理如下图所示：

下列说法正确的是

A．亚硝酸与二甲胺生成亚硝胺的反应是吸热反应

B．过程i发生的是加成反应，过程ii发生的是取代反应

C．过程i的反应速率比过程ii的反应速率慢

D．降低温度在一定程度上会抑制亚硝胺的生成

7 . 氧化亚氮(N₂O)是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。碘蒸气存在能大幅度提高N₂O的分解速率，反应历程为：
第一步I₂(g)→2I(g)(快反应)
第二步I(g)+N₂O(g)→N₂(g)+IO(g)(慢反应)
第三步IO(g)+N₂O(g)→N₂(g)+O₂(g)+I₂(g)(快反应)
实验表明，含碘时N₂O分解速率方程v=k•c(N₂O)•[c(I₂)]^0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是

A．N2O分解反应中，k(含碘)＞k(无碘)	B．第一步对总反应速率起决定作用
C．第二步活化能比第三步小	D．I2浓度与N2O分解速率无关

8 . 乙烯是现代工业的重要原材料，研究工业制取乙烯有重要的意义。
(1)工业上用CO₂氧化C₂H₆制C₂H₄是化工工业的一个新课题，相关主要化学反应有：
Ⅰ.C₂H₆(g)+CO₂(g)C₂H₄(g)+H₂O(g)+CO(g)△H₁
Ⅱ.C₂H₆(g)+2CO₂(g)4CO(g)+3H₂(g)△H₂=+430kJ·mol^-1
反应的能量变化图如图所示：

①C₂H₆(g)+2CO(g)+3H₂(g)2C₂H₄(g)+2H₂O(g)△H=____kJ·mol^-1
②反应Ⅱ不利于反应Ⅰ中乙烯生成的原因是___；一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当___。
(2)工业上也可用甲烷催化法制取乙烯，反应如下：2CH₄(g)C₂H₄(g)+2H₂(g)ΔH＞0，温度T时，向2L的恒容反应器中充入2molCH₄，仅发生上述反应，反应过程中CH₄的物质的量随时间变化如图所示：

实验测得v_正=k_正c²(CH₄)，v_逆=k_逆c(C₂H₄)·c²(H₂)，k_正、k_逆为速率常数，只与温度有关，T温度时k_正与k_逆的比值为____；若将温度升高，速率常数增大的倍数：k_正___k_逆(填“＞”“=”或“＜”)。

9 . 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。

10 . 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 =___________。