1 . 平衡，可逆反应的宿命，可逆反应永恒的话题。
(1)在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在一定温度时发生反应，4s后达到平衡状态。CO+H₂O(g)⇌CO₂+H₂；△H＜0
①CO和H₂O的浓度变化如下图所示，则在0~4s时正反应的平均反应速率为v(CO₂)=_______mol·L^-1·min^-1

②图中6~7s之间反应向_______(填左、右或不)移动，原因可能是_______(填字母代号)
A.只充入水蒸气　　　　B.只降低温度　　　C.只使用催化剂
D.只充入惰性气体　　　E.增大压强　　　　F.只充入CO₂
(2)在25℃下，将amol·L^-1的醋酸与0.01mol·L^-1的NaOH等体积混合，反应平衡时溶液中c(Na⁺)=c(CH₃COO^-)，则溶液显_______性(填“酸”“碱”或“中”)；用含a的代数式表示CH₃COOH的电离常数K_a=_______。
(3)氨气的水溶液称为氨水，它的主要存在微粒是NH₃·H₂O。
已知：a.常温下，醋酸和NH₃·H₂O的电离平衡常数均为1.74×10^-5mol/L
b.CH₃COOH+NaHCO₃=CH₃COONa+CO₂↑+H₂O
则CH₃COONH₄溶液呈_______性(填“酸”、“碱”或“中”)，NH₄HCO₃溶液呈_______性(填“酸”、“碱”或“中”)，NH₄HCO₃溶液中浓度最大的离子是_______(填离子的名称)
(4)已知常温下K_sp[Cu(OH)₂]=2.2×10^-20，K_sp[Fe(OH)₃]=1.0×10^-38。现有0.1mol·L^-1的CuCl₂溶液中含有Fe³⁺，调节pH=3.0使Fe³⁺沉淀完全[即当c(Fe³⁺)<10^-5mol·L^-1时认为沉淀完全]此时Cu²⁺是否开始沉淀_______(填“是”或“否”)。

2 . “水煤气(CO和)”是化学工业常用的原料气，请回答：
I.已知：焦炭、CO的标准燃烧热分别为、，氢气燃烧的热化学反应方程式：
(1)试写出由焦炭和水蒸气生成水煤气的热化学反应方程式：___________
(2)下列说法正确的是___________

A．将煤炭在空气中直接加强热进行干馏，制备生成水煤气的原料焦炭

B．水煤气可经过催化合成获得液体燃料、碳氢化合物和含氧有机物

C．水煤气也可采用高温下煤和水蒸气直接作用制得

D．在恒压反应釜中，利用焦炭与水蒸气高温制备水煤气时，适当加快通入水蒸气的流速，有利于水煤气的生成

II.合成氨工厂以“水煤气”为原料，采用两段间接换热式绝热反应器(反应器中的催化剂对原料气的吸附时间长短，对原料气的转化率会造成一定影响)在常压下进行转换合成氨，装置如图。

A反应器中主要发生的反应为：
B反应器中主要发生的反应为：
主反应：
副反应：
由进气口充入一定量含CO、、、的混合气体，在B中充分反应，在T℃下，反应达到平衡后，测得混合气体各组分的物质的量分别为CO0.2mol、、、、和。
已知标准平衡常数：，其中表示标准压强()、、、表示各组分的分压，如，为体系中CO的物质的量分数
(3)T℃时，主反应的压强平衡常数___________
(4)平衡时CO的转化率为___________
(5)进气空速对反应产品的收率有一定的影响，实验测得在不同进气空速下，测得平衡时的收率如下图所示

①曲线中A点到B点变化的原因是：___________
②若将绝热转换反应器改为恒温转换反应器，试在图中画出随进气空速变化的收率曲线___。

3 . 二氧化硫在工业上和生活中有广泛的用途。
工业用SO₂和O₂反应合成SO₃反应的反应热(ΔH)、活化能(E_a正)为：SO₂(g)+O₂(g)SO₃(g)ΔH=-98.0kJ·mol^-1E_a正=125.5kJ·mol^-1
(1)三氧化硫的分解反应SO₃(g)SO₂(g)+O₂(g)的活化能E_a正=___________。
(2)下列关于工业用SO₂和O₂反应合成SO₃反应的理解正确的是___________。

A．增大氧气浓度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快

B．该反应的实际工业生产条件是高温、高压、合适的催化剂

C．当温度、压强一定时，在原料气(SO2和O2的比例不变)中添加少量惰性气体，会使平衡转化率减小

D．反应过程中，可将SO3液化，并不断将液态SO3移去，有利于提高正反应速率

(3)在1L体积可变的密闭容器，维持温度为500°C，压强为1×10⁵Pa和初始n(SO₂)=2mol，充入一定量的O₂，发生可逆反应：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)ΔH=-196kJ·mol^-1，SO₂平衡转化率α(SO₂)随O₂物质的量n(O₂)的变化关系如图1所示：
①在500°C时，SO₂平衡转化率随着O₂物质的量的增大而升高，解释其原因___________。
②其他条件不变，若改为在1L体积不变的密闭容器中发生上述可逆反应，请在下图中画出SO₂平衡转化率α(SO₂)随O₂物质的量n(O₂)的变化关系图___________。

(4)已知活化氧可以把SO₂快速氧化为SO_3.根据计算机模拟结果，在炭黑表面上O₂转化为活化氧的反应历程与能量变化如图2所示。下列说法不正确的是___________。

A．O2转化为活化氧是氧氧键的断裂与碳氧键的生成过程

B．每活化一个O2吸收0.29eV的能量

C．该过程中的最大能垒(活化能)Ea正=1.02eV

D．该催化反应的反应物在一定条件下达到相对能量为0.75eV的过渡态后，无需加热就能发生后续反应II、III和IV

(5)已知标准状况下，1L水能溶解VL二氧化硫气体，且饱和溶液中的SO₂有与水反应生成H₂SO₃，测得c(H⁺)=0.2mol·L^-1.计算该条件下的V=___________(已知H₂SO₃的第一步电离平衡常数K_a1=0.02，忽略第二步电离和溶液体积的变化，保留小数点后2位)。

4 . 钒在生物医学、机械、催化等领域具有广泛的应用。多钒酸盐阴离子具有生物活性。溶液中五价钒的存在形体与溶液酸度和浓度有关，在弱酸性溶液中易形成多钒酸根阴离子，如十钒酸根V₁₀O、HV₁₀O和H₂V₁₀O等。将NH₄VO₃溶于弱酸性介质中，加入乙醇可以得到橙色的十钒酸铵晶体(NH₄)_xH_6-xV₁₀O₂₈·nH₂O(用A表示)。元素分析结果表明，A中氢的质量分数为3.13%。用下述实验对该化合物进行分析，以确定其组成。
实验1：准确称取0.9291gA于三颈瓶中，加入100mL蒸馏水和150mL20%NaOH溶液，加热煮沸，生成的氨气用50.00mL0.1000mol·L^-1HCl标准溶液吸收。加入酸碱指示剂，用0.1000mol·L^-1NaOH标准溶液滴定剩余的HCl标准溶液，终点时消耗19.88mLNaOH标准溶液。
实验2：准确称取0.3097gA于锥形瓶中，加入40mL1.5mol·L^-1H₂SO₄，微热使之溶解。加入50mL蒸馏水和1gNaHSO₃，搅拌5分钟，便反应完全，五价钒被还原成四价。加热煮沸15分钟，然后用0.02005mol·L^-1KMnO₄标准溶液滴定，终点时消耗25.10mLKMnO₄标准溶液。
(1)如图为滴定曲线图，请回答哪一个图为实验1的滴定曲线_______；请根据此滴定曲线选择一种最佳酸碱指示剂，并简述做出选择的理由_______。有关指示剂的变色范围如下：甲基橙(pH3.1~4.4)，溴甲酚绿(pH3.8~5.4)，酚酞(pH8.0~10.0)。

(2)在实验2中，加NaHSO₃还原V₁₀O，反应完全后需要加热煮沸15分钟。煮沸的目的是_______？写出KMnO₄滴定反应的离子方程式_______。
(3)根据实验结果，计算试样A中NH和V₁₀O的质量分数，确定A的化学式_______(x和n取整数)。

5 . 下图示出在碳酸-碳酸盐体系(的分析浓度为1.0×10^-2mol·L^-1)中，铀的存在物种及相关电极电势随pH的变化关系(E-pH图，以标准氢电极为参比电极)。作为比较，虚线示出H⁺/H₂和O₂/H₂O两电对的E-pH关系。

(1)计算在pH分别为4.0和6.0的条件下，碳酸-碳酸盐体系中主要物种的浓度_______。(H₂CO₃：K_a1=4.5×10^-7，K_a2=4.7×10^-11)
(2)图中a和b分别是pH=4.4和6.1的两条直线。分别写出与a和b相对应的铀的物种发生转化的方程式_________。
(3)分别写出与直线c和d相对应的电极反应_____、_____，并说明其斜率为正或负的原因。
(4)在pH=4.0的缓冲体系中，加入UCl₃，写出反应方程式________。
(5)在pH=8.0~12之间，体系中UO₂(CO₃)和U₄O₉(s)能否共存_______？说明理由_______；UO₂(CO₃)和UO₂(s)能否共存________？说明理由________。

6 . 光合作用是自然界最重要的过程之一，其总反应一般表示为6CO₂ + 6H₂O→C₆H₁₂O₆ + 6O₂，实际反应分多步进行，其中，水的氧化过程是一个重要环节，此过程在光系统II(简称PSII)中发生，使水氧化的活性中心是含有4个锰原子的配位簇(称为锰氧族)。初始状态的锰氧簇(S0) 在光照下依次失去电子变为S1、S2、S3 和S4， S4氧化H₂O生成O_2.该过程简示如下：

(1)光合作用中，水的氧化是几个电子转移的过程___________？
(2) 25°C， 标态下，下列电极反应的电极电势分别为：
a) MnO +4H⁺+e^-MnO₂+ 2H₂O       E=2.90V
b) MnO₂+4H⁺+e^-Mn³⁺ + 2H₂O        E=0.95V
c) O₂+4H⁺ +4e^-2H₂O                      E= 1.23V
计算上述反应在中性条件下的电极电势___________。假定MnO和Mn³⁺的浓度均为0.10 mol·L^-1，氧分压等于其在空气中的分压。回答此条件下MnO和MnO₂能否氧化水___________。
(3)在模拟锰氧簇的人工光合作用研究中，研究者注意到如下Mn(III)/Mn(II)体系(25°C)；
d) Mn³⁺+e^-Mn²⁺          E = 1.51V
e)在[H₂P₂O]=0.40 mol· L^-1， [Mn(H₂P₂O₇) ]=[Mn(H₂P₂O₇) ]的溶液中：Mn(H₂P₂O₇) +2H⁺ +e^- Mn(H₂P₂O₇) + H₄P₂O₇ E=1.15V
①计算e)中的半反应的标准电极电势___________。
(H₄P₂O₇的酸解离常数： K_a1=1.2 × 10^-1，K_a2=7.9 × 10^-3， K_a3=2.0×10^-7， K_a4=4.5 ×10^-10)
②计算Mn(H₂P₂O₇) 和Mn(H₂P₂O₇) 的稳定常数之比___________。

7 . 下列反应，其自由能在一定 范围符合给出的关 系式：
(I)2NaHCO₃(s) = Na₂CO₃(g)+ H₂O(g)+ CO₂(g)      =[129076- 334.2T/K]J· mol^-1
(II)NH₄HCO₃(s) = NH₃(g) + H₂O(g) + CO₂(g)        =[171502 - 476.4 T/K]J· mol^-1
以下问题中与上述反应相关的自由能，均可由上述条件式计算，所有分压均须以p表示。
(1)计算在 298K时，当NaHCO₃(s)， Na₂CO₃(s)和NH₄HCO₃(s)平衡共存时氨的分压________。
(2)将NaHCO₃(s)， Na₂CO₃(s)和NH₄HCO₃(s)放入一个真空容器中平衡后，体系的独立组分数K，相数Φ和自由度f各为多少________、________、________？
(3) 计算当=时，NH₄HCO₃(s)， Na₂CO₃(s)和NaHCO₃(s)平街共存的温度________。
(4)在298K时，将Na₂CO₃(s)， NaHCO₃(s)和NH₄HCO₃(s)共同置于密闭容器中，使NH₄HCO₃(s)免受更多的分解，这种设想能否实现________？请用热力学原理计算说明________。
(5)在373K，p条件下，将含有H₂O(g)的CO₂(g)通过NaHCO₃(s)， 计算：为避免NaHCO₃(s)分解，气流中水的摩尔分数________。
(6)CO₂(g)是温室气体， 焙烧CaCO₃(s)时产生过程有两种：
①CaCO₃(s)热分解制生石灰，不同温度下的分解压力即CO₂的平衡压力示于下表。由CaCO₃(s)烧制生石灰时， 若窑中气体不与外界对流，则窑温至少应维持多少度________？

t/℃	600	795	840	880	896	910
p/ p	0.0132	0.210	0.421	0.763	1.00	1.32

②用焦炭作燃料产生CO₂：若通入空气的量恰好能使其中的O₂完全转化为CO₂，燃烧后的气体从窑顶逸出，欲使CaCO₃(s)不断分解，窑的温度最低维持多少________？ (设空气体积分数为21.0% O₂和79.0% N₂，每种气体均看作理想气体)

8 . 金属A常用于铁的防护。A与氯气反应，生成易挥发的液态物质B，B和过量A反应生成具有还原性的物质C ，C可以还原Fe³⁺；B和格氏试剂( C₆H₅MgBr)反应生成D(含元素A碳和氢)。D和B反应得到E，E水解、聚合成链状的F并放出HCl。向B的盐酸溶液中通入H，S，得到金黄色沉淀G(俗名“金粉”)， G溶于硫化铵溶液得到 H。向C的盐酸溶液中通入 H₂S，得到黑色沉淀I，I可溶于多硫化铵溶液但不溶于硫化铵溶液。写出A~ I的化学式A_____   B______   C______   D______ E______ F_____ G____H______ I _____。

9 . N₂O₄和NO₂的相互转化N₂O₄(g)⇌2NO(g)是讨 论化学平衡问题的常用体系。已知该反应在295K和315K温度下平衡常数K_p分别为0.100和0.400。将一定量的气体充入一个带活塞的特制容器，通过活塞移动使体系总压恒为lbar(lbar=100kPa)。
(1)计算295K下体系达平衡时N₂O₄和NO₂的分压____。
(2)将上述体系温度升至315K，计算达平衡时N₂O₄和NO₂的分压____。
(3)计算恒压下体系分别在315K和295K达平衡时的体积比及物质的量之比____。
(4)保持恒压条件下，不断升高温度，体系中NO₂分压最大值的理论趋近值是____ (不考虑其他反应)？根据平衡关系式给出证明____。
(5)上述体系在保持恒外压的条件下，温度从295K升至315K，下列说法正确的是____。
a.平衡向左移动       b.平衡不移动       c.平衡向右移动       d.三者均有可能
(6)与体系在恒容条件下温度从295K升至315K的变化相比，恒压下体系温度升高，下列说法正确的是____ (简述理由，不要求计算)。
a.平衡移动程度更大       b.平衡移动程度更小       c.平衡移动程度不变       d.三者均有可能

10 . 推动的综合利用实现碳中和是党中央作出的重大战略决策。
(1)科学家利用电化学装置实现和两种分子的耦合转化，其原理如图所示：

①电极A上的电极反应式为___________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的和体积比为___________。
(2)一定条件可转化为， 。
①下列有关该反应的说法正确的是___________。
A．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢
B．反应体系中浓度不再变化，说明反应达到平衡状态
C．恒温恒容下达到平衡后，再通入，平衡向正反应方向移动
D．平衡时，若改变体积增大压强，则、均变大
②某温度下恒容密闭容器中，和起始浓度分别为a和3a，反应达平衡时，转化率为b，该温度下反应的平衡常数___________。
③恒压下，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，分子筛膜能选择性分离出。P点甲醇产率高于T点的原因为___________。

(3)与丙烯催化合成甲基丙烯酸。催化剂在温度不同时对转化率的影响如图所示，300℃时转化率低于200℃和250℃的原因可能为___________。