1 . 铁及其化合物用途非常广泛。
（1）已知赤铁矿还原冶炼时是逐级进行的，已知：
(a) 3Fe₂O₃(s)＋CO(g) 2Fe₃O₄(s)＋CO₂(g) H = a kJ·mol^－1
(b) Fe₂O₃(s)＋3CO(g) 2Fe(s)＋3CO₂(g) H =b kJ·mol^－1
(c) Fe₃O₄(s)＋CO(g) 3FeO(s)＋CO₂ (g) H = c kJ·mol^－1
①上述反应(a)平衡常数表达式为K=___________________。
②反应FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO₂(g) H =__________kJ·mol^－1（用含a、b、c的代数式表示）。
（2）用类似冶炼铝的方法， 在600～1000℃时电解熔融的Fe₂O₃冶炼铁（装置示意图如图），该法除消耗能量较少外，另一最突出的优点是__________________________________；电解时阳极发生的电极反应为____________。

（3）生铁在自然界中可发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，析氢腐蚀的负极的电极反应式为_________；如图所示，纯铁处于a、b、c三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填字母）_____________。

2 . 天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。
(1)①已知：CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)     ∆H₁；
CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)     ∆H₂；
2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)     ∆H₃；
则CO₂(g)+CH₄(g)=2CO(g)+2H₂(g)的∆H=___________。
②天然气中的少量H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS。向NH₄HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式___________。
(2)天然气的一个重要用途是制取H₂，其原理为：CO₂(g)+CH₄(g)2CO(g)+2H₂(g)。该反应的平衡常数表达式为___________；在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol/L的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图20-1所示。则压强P₁___________P₂(填“大于”或“小于")；压强为P₂时，在Y点：v(正)___________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)CH₄和CO₂合成乙酸，某工业生产中以CuAlO₂为合成的催化剂，在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图20-2所示。250℃～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是___________，将CuAlO₂溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为___________。
(4)科学家用氮化镓材料与铜组装如下图所示人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH_4.写出铜电极表面的电极反应式___________。

3 . 金属镁是一种活泼的常见金属，用途广泛。在25℃，101kPa条件下。有关物质的能量如下表所示(X₂表示任意卤素单质)：

物质	Mg	X2	MgF2	MgCl2	MgBr2	MgI2
能量/kJ‧mol-1	0	0	-1124	-641.3	-524	-364

回答下列问题：
(1)镁与卤素单质的反应属于_______(“放热”或“吸热”)反应。
(2)镁与卤素单质反应的生成物中，热稳定性最差的是_________。
(3)镁与液溴反应的热化学方程式为________。
(4)反应F₂(g)＋MgCl₂(s)＝MgF₂(s)＋Cl₂(g)的△H＝_______kJ·mol^-1。

4 . 氮和氮的化合物在工农业生产、国防和生活中都有极其广泛的用途。请回答下列与氮元素有关的问题：
（1）亚硝酸氯(结构式为Cl-N=O)是有机合成中的重要试剂，可由Cl₂和NO在一定条件下通过以下反应制得：2NO+Cl₂=2ClNO，已知几种化学键的键能数据如下表所示：

化学键	Cl-Cl	Cl-N	N=O	N=O(NO)
键能(kJ·mol-1)	243	a	607	630

请根据表中数据计算：2NO(g)+Cl₂(g)=2ClNO(g)△H=___kJ•mol^-1。
（2）温度一定时，在一个体积为1L的密闭容器中通入2molNO和1molCl₂，10min时ClNO体积占气体总体积40%（气体的“体积分数”即“物质的量分数”），则反应开始到10min内NO的平均反应速率：v(NO)=___mol·L^-1·min^-1
（3）以NH₃为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物，
主反应为4NH₃(g)+4NO(g)+O₂(g)=4N₂(g)+6H₂O(g) △H₁
副反应：4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g) △H₂=－1267.1kJ/mol
4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) △H₃=－907.3kJ/mol
①△H₁=___。
②将烟气按一定的流速通过脱硝装置，测得出口NO的浓度与温度的关系如图1，试分析脱硝的适宜温度是___（填序号）
a.<850℃        b.900~1000℃        c.>1050 ℃

（4）以连二亚硫酸盐(S₂O₄^2-)为还原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如图2。阴极的电极反应式为___。

（5）利用电化学原理，将NO₂、O₂和熔融KNO₃制成燃料电池，装置如图3所示，电池工作时，NO₂转变成绿色硝化剂Y(N₂O₅)，可循环使用，则石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为：___。

5 . 天然气既是高效洁净的能源，又是重要的化工原料，在生产、生活中用途广泛。
（1）已知25℃、101kPa时，1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出37.96kJ热量，则该条件下反应2CH₄(g)+3O₂(g)=2CO(g)+4H₂O(l)的ΔH=___kJ·mol^-1。
（2）甲烷可以消除氮氧化物污染。如：CH₄(g)+2NO₂(g)N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)。下列措施能够使该反应速率加快的是___。
a.使用催化剂        b.降低温度        c.及时分离水
（3）甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用可传导O^2-的固体氧化物为电解质，其工作原理如图所示：

①外电路电子移动方向：___。（填“a极到b极”或“b极到a极”）。
②a极电极反应式为___。
③若燃料电池消耗的空气在标准状况下的体积是22.4L（假设空气中O₂体积分数为20%），则理论上消耗甲烷___mol。

6 . 锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿（主要成分是ZnS）为主要原料，涉及的主要反应有：①2ZnS（s）+3O₂（g）=2ZnO（s）+2SO₂（g）△H₁=﹣930kJ•mol^-1
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₂=﹣221kJ•mol^-1
③ZnO（s）+CO（g）=Zn（g）+CO₂（g）△H₃=+198kJ•mol^-1
（1）反应ZnS（s）+C（s）+2O₂（g）=Zn（g）+CO₂（g）+SO₂（g）的△H₄=____kJ•mol^-1。
反应中生成的CO₂与NH₃混合，在一定条件下反应合成尿素：2NH₃（g）+CO₂（g）CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）   △H。若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行，判断反应达到平衡状态的标志是___。
a．CO₂与H₂O（g）浓度相等          b．容器中气体的压强不再改变
c．2v（NH₃）_正=v（H₂O）_逆d．容器中混合气体的密度不再改变
（2）亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO与Cl₂在一定条件下合成：2NO(g)+Cl₂(g)2NOCl(g)   △H＜0。保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3mol的NO和Cl₂以不同的氮氯比[n(NO)/n(Cl₂)]进行反应，平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示：
①图中T₁、T₂的关系为：T₁___T₂(填“＞”、“＜”或“=”)；
   
②图中纵坐标为物质___的转化率；
③图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是____(填“A”、“B”、或“C”)；
④若容器容积为2L，则B点的平衡常数的值为____。

7 . 锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿（主要成分是ZnS）为主要原料，涉及的主要反应有：
2ZnS(s) + 3O₂(g) = 2ZnO(s) + 2SO₂(g)          H₁=－930 kJ·mol^－1
2C(s) + O₂(g) = 2CO(g)                              H₂=－221 kJ·mol^－1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO₂(g)                 H₃=198 kJ·mol^－1
（1）反应ZnS(s) + C(s) + 2O₂(g) = Zn(g) + CO₂(g) + SO₂(g)的H₄=________kJ·mol^－1。反应中生成的CO₂与NH₃混合，在一定条件下反应合成尿素：
该反应在一定条件下能自发进行的原因是_______；若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行，判断反应达到平衡状态的标志是________。
a．CO₂与H₂O(g)浓度相等                  b．容器中气体的压强不再改变
c．2v(NH₃)_正 = v(H₂O)_逆                       d．容器中混合气体的密度不再改变
（2）硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO₄受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。

①写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式：______________________________________________， 物质B的化学式是________________。
② 硫酸锌分解生成的SO₂经下图中的两个循环可分别得到S和H₂SO₄。写出循环I中反应2的化学方程式：_____________________________________________；循环II中电解过程阳极反应式是_________________________________________。

8 . 金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在Z-X-X-K]密闭容器中用H₂还原WO₃可得到金属钨，其总反应为：WO₃ (s) + 3H₂ (g) W (s) + 3H₂O (g)
请回答下列问题：
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为___________________________。
(2)某温度下反应达平衡时，H₂与水蒸气的体积比为2:3，则H₂的平衡转化率为____________。
(3)上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：

第一阶段反应的化学方程式为___________________________；假设WO₃完全转化为W，则三个阶段消耗H₂物质的量之比为____________________________________。
(4)已知：温度过高时，WO₂ (s)转变为WO₂ (g)；
WO₂ (s) + 2H₂ (g) W (s) + 2H₂O (g)；ΔH ＝ +66.0 kJ·mol－1
WO₂ (g) + 2H₂ W (s) + 2H₂O (g)；ΔH ＝ －137.9 kJ·mol－1
则WO₂ (s) WO₂ (g) 的ΔH ＝ ______________________。

9 . I．还原剂还原法、光催化氧化法、电化学吸收法是减少氮氧化物排放的有效措施。
(1)利用炭粉可以将氮氧化物还原。
已知：N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g) ΔH＝＋180.6 kJ·mol^－1
C(s)＋O₂(g)＝CO₂(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1
反应：C(s)＋2NO(g)＝CO₂(g)＋N₂(g) ΔH＝_____kJ·mol^－1。
(2)TiO₂在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH，OH能将NO、NO₂氧化，如下图所示，OH与NO₂的反应为NO₂＋OH＝HNO₃。

写出OH与NO反应的化学方程式：_____________。
Ⅱ．甲醇、乙醇是重要的有机化工原料，有着重要的用途和应用前景。
(3)若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有___(填字母)。
A．H₂百分含量保持不变
B．容器中气体的压强保持不变
C．容器中混合气体的密度保持不变
D．2v(H₂)_正= v(CH₃OH )_逆
(4)CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) 其平衡常数表达式为K＝___________。该反应的平衡常数K 随温度T 的变化如图所示，

则该反应的 △H___0。(填“＞”、“＜”或“=”)。已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容积为2 L的密闭容器中，此时反应将___(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
(5)下图所示是一种酸性燃料电池乙醇检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，适合进行现场乙醇检测。负极反应式为_________。

10 . 利用氨水吸收烟气中的二氧化硫，其相关反应的主要热化学方程式如下：
SO₂(g)＋NH₃·H₂O(aq)＝NH₄HSO₃(aq)    △H₁=a kJ·mol^-1 
NH₃·H₂O(aq)＋NH₄HSO₃(aq)＝(NH₄)₂SO₃(aq)＋H₂O(l)   △H₂=b kJ·mol^-1
2(NH₄)₂SO₃(aq)＋O₂(g)＝2(NH₄)₂SO₄(aq)        △H₃=c kJ·mol^-1 
⑴反应2SO₂(g)＋4NH₃·H₂O(aq)＋O₂(g)＝2(NH₄)₂SO₄(aq)＋2H₂O(l)的 △H=_____kJ·mol^-1。
⑵空气氧化(NH₄)₂SO₃的速率随温度的变化如图所示，当温度超过60℃时，(NH₄)₂SO₃氧化速率下降的原因可能是_______。 

⑶以磷石膏废渣和碳酸铵为原料制备硫酸铵，不仅解决了环境问题，还使硫资源获得二次利用。反应的离子方程式为CaSO₄(s)＋CO₃^2—(aq)SO₄^2—(aq)＋CaCO₃(s)，该反应的平衡常数 K=____。 [已知Ksp(CaCO₃)=2.9×10^-9，Ksp(CaSO₄)=9.1×10^-6 ] 
⑷(NH₄)₂SO₄在工农业生产中有多种用途。 
①将黄铜精矿（主要成分Cu₂S）与硫酸铵混合后在空气中进行焙烧，可转化为硫酸铜同时产生氨气。该反应的化学方程式为________。 

②研究硫酸铵的分解机理有利于对磷石膏的开发。在500℃下硫酸铵分解过程中得到4种产物，其含氮物质随时间变化关系如图甲所示。写出该条件下硫酸铵分解的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向及数目：_____________。 
③(NH₄)₂SO₄是工业制备K₂SO₄的重要原料。根据图乙中相关物质的溶解度曲线，简述工业上制备K₂SO₄晶体的设计思路：___________。