1 . 实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸。

(1)实验结束时，两种反应气体中需要再持续通入_______(填化学式)一段时间。
(2)B中反应的化学方程式为_______。
(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是_______

A．

B．

C．

D．

(4)已知：①2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) △H=-571.5kJ/mol
②N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g) △H=+68.0kJ/mol
③N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g) △H=-92.5kJ/mol
则：8NH₃(g)+6NO₂(g)=7N₂(g)+12H₂O(l) △H=_______kJ/mol
(5)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。
①当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。白烟是_______(填化学式)。
②理论上使氨气完全转化为硝酸，则NH₃与O₂(相同条件下)的体积比应满足V(NH₃)：V(O₂)_____。

2 . CH₄－CO₂催化重整是减少温室气体排放的重要途径。回答下列问题：
(1)已知：C(s)+2H₂(g)=CH₄(g)△H=-75kJ·mol^-1
C(s)+O₂(g)=CO₂(g)△H=-394kJ·mol^-1
C(s)+O₂(g)=CO(g)△H=-111kJ·mol^-1
则催化重整反应CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)的△H=____kJ·mol^-1。
若在恒容的密闭容器中，充入1molCH₄和1molCO₂，发生催化重整反应，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是____(填标号)。
A.CH₄和CO₂的物质的量不变B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变D.2v(CH₄)_正=v(CO₂)_逆
(2)催化重整时催化剂的活性随积碳的增多而减弱，有关积碳反应和消碳反应的数据如表：

积碳反应/消碳反应	催化剂	活化能/(kJ·mol-1)
CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H=+75kJ·mol-1	X	33
	Y	43
CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H=+172kJ·mol-1	X	91
	Y	72

①由表中数据分析：从有利于催化重整的角度考虑，应选用的催化剂为____(填“X”或“Y”)；催化剂可以改变同一化学反应的____(填“活化能”或“反应热”，下同)，但不能改变其____。
②化学反应速率与反应物浓度的关系式称为速率方程，是通过实验测定的。在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k•p(CH₄)•[p(CO₂)]^-0.5，k为速率常数，与温度有关。下列说法错误的是_____。
A.增大反应物浓度，k增大导致反应速率加快
B.温度升高，k的数值增大
C.沉积碳的生成速率v与p(CO₂)成反比
D.增大CH₄的浓度2倍，反应速率加快2倍

3 . 以NO_x为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
(1)N₂O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N₂O的分解对环境保护有重要意义。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：(快反应)
第二步：(慢反应)
第三步：(快反应)
实验表明，含碘时N₂O分解速率方程(k为速率常数)。下列表述正确的是___________

A．N2O分解反应中：k值与是否含碘蒸气有关

B．第三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．IO为反应的催化剂

(2)汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO，汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体： 。
①已知：反应，若CO的燃烧热为－283.5kJ/mol，则=___________。
②若在恒容的密闭容器中，充入2molCO和1molNO，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。
A．CO和NO的物质的量之比不变       B．混合气体的密度保持不变
C．混合气体的压强保持不变       D．
③研究表明氮氧化物的脱除率除了与还原剂、催化剂相关外，还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以(A、B均为过渡元素)为催化剂，用H₂还原NO的机理如下：
第一阶段：B⁴⁺(不稳定)+H₂→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段：Ⅰ.+□
Ⅱ．
Ⅲ．□
Ⅳ.
Ⅴ.□
注：□表示催化剂表面的氧缺位，g表示气态，a表示吸附态
第一阶段用氢气还原B⁴⁺得到低价态的金属离子越多，第二阶段反应的速率越快，原因是___________。
(3)与之间存在反应。将定量的放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[]随温度的变化如图所示。

①图中a点对应温度下。已知N₂O₄的起始压强为108kPa，则该温度下反应的平衡常数Kp= ___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
②在一定条件下，该反应N₂O₄、NO₂的消耗速率与自身压强间存在关系，，其中k₁、k₂是与反应温度有关的常数。相应的速率、压强关系如图所示，一定温度下，k₁、k₂与平衡常数K_p的关系是k₁=___________，在图上标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为___________(填字母代号)。

4 . NO用途广泛，对其进行研究具有重要的价值和意义
(1)的反应历程与能量变化关系如图所示。
已知：第Ⅱ步反应为：

①第Ⅰ步反应的热化学方程式为___________。
②关于的反应历程，下列说法正确的是___________
A．相同条件下，决定该反应快慢的步骤为第Ⅱ步反应
B．使用合适的催化剂会使E₁、E₂、E₃同时减小
C．第Ⅰ步反应为吸热反应，第Ⅱ步反应为放热反应
D．反应的中间产物是和NO
(2)NO的氯化还原反应为。研究表明：某温度时，v_正=，其中。该温度下，当时，实验测得v_正与的关系如图一所示，则m=___________，n=___________。

(3)NO易发生二聚反应。在相同的刚性反应器中充入等量的NO，分别发生该反应。不同温度下，NO的转化率随时间(t)的变化关系如图二所示。

①该反应的___________0(填“＞”“＜”或“=”)。
②a、b处正反应速率v_a___________v_b(填“＞”“＜”或“=”)。
③c点对应体系的总压强为200kPa，则T₂温度下，该反应的平衡常数Kp=___________(Kp为以分压表示的平衡常数)

6 . 源开发和利用是科学研究的热点课题。
(1)几个有关CO的热化学方程式如下：
I.CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g) ∆H₁
II.2CH₃OH(g)⇌CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) ∆H₂
III.CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g) ∆H₃
则3CO(g)+3H₂(g)⇌CH₃OCH₃(g)+CO₂(g) ∆H=_______(用含∆H₁、∆H₂、∆H₃的代数表示)。
(2)在1L恒容密闭容器中充入一定量CH₃OH发生反应：2CH₃OH(g)⇌CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) ∆H，测得CH₃OH的浓度与温度的关系如图所示：

则T₁_______T₂；∆H_______0(填“>”“＜”或“=”)。
(3)工业上，利用水煤气合成CH₃OH的反应表示如下：2H₂(g)+CO(g)⇌CH₃OH(g) ∆H=-91.0kJ·mol^-1，向1L的恒容密容器中加入0.1molH₂和0.05molCO在一定温度下发生上述反应，10min后反应达到平衡状态，测得放出的热量为3.64kJ。
①从反应开始恰好平衡状态时，H₂的平均反应速率v(H₂)为_______。
②在温度不变条件下，上述反应达到平衡后再向容器中充入0.01molH₂和0.05molCH₃OH(g)时，平衡_______(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。
(4)探究CH₃OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH₃OH的产率。以CO₂、H₂为原料合成CH₃OH涉及的主要反应如下：
I.CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) ∆H=-49.5kJ·mol^-1
II.CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g) ∆H₂=-90.4kJ·mol^-1
III.CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g) ∆H₃
一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO₂和3molH₂发生上述反应，达到平衡时，容器中CH₃OH(g)为amol，CO为bmol，此时H₂O(g)的浓度为_______mol·L^-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应III的平衡常数为_______。

7 . 选择性催化还原法(SCR)是目前应用最为广泛的氮氧化物NO_x的净化方法，其原理是利用NH₃在特定催化剂作用下将NO_x还原为N_2。
主反应：4NH₃(g) +4NO(g)+O₂(g) 4N₂(g)+6H₂O(g) ΔH₁
副反应：4NH₃(g)+ 3O₂(g) 2N₂(g)+6H₂O(g) ΔH₂
(1)在无氧条件下，NH₃也可还原NO：4NH₃(g)+6NO(g) 5N₂(g)+6H₂O(g) ΔH₃，
则ΔH₂=___________(用含ΔH₁、ΔH₃的式子表示)。一定温度下，向2 L密闭刚性容器(含催化剂)中投入2 mol NH₃和3 mol NO，发生反应4NH₃(g)+6NO(g) 5N₂(g)+ 6H₂O(g)。达到平衡状态时，NO的转化率为60 %，则平衡常数为___________mol·L^-1(列出计算式即可)。
(2)目前使用的SCR催化剂是V₂O₅-WO₃/TiO₂，关于该催化剂的说法正确的是___________。
A．能加快反应速率，并且改变反应的焓变
B．能增大NH₃还原NO_x反应的平衡常数
C．具有选择性，能降低特定反应的活化能
(3)催化剂V₂O₅-WO₃/TiO₂中的V₂O₅是活性组分。在石英微型反应器中以一定流速通过烟气[n(O₂)：n(NH₃)：n(NO)=71：1：1]，在不同温度下进行该催化还原反应，V₂O₅的质量分数对单位时间内NO去除率的影响如图所示。

①从起始至对应A、B、C三点的平均反应速率由大到小的顺序为___________。
②V₂O₅的质量分数对该催化剂活性的影响是___________。
(4)NO₂存在如下平衡：2NO₂(g)N₂O₄(g) △H＜0，在一定条件下，NO₂与N₂O₄的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系：v(NO₂)=k₁·p²(NO₂)，v(N₂O₄)= k₂·p(N₂O₄)。一定温度下，k₁、k₂与平衡常数k_p(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系k₁=_____。
(5)还可用间接电解法除NO。其原理如图所示，则电解池阴极的电极反应为___________。

8 . Ⅰ.氨是工业生产硝酸的重要原料，请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：

(1)工业用甲烷制取氢气作为合成氨的原料，已知以下的热化学反应方程式：
①2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)∆H=-566kJ/mol
②2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)∆H=-484kJ/mol
③CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)∆H=-890kJ/mol
则：CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g)∆H=__kJ/mol。
(2)一定温度下，将N₂与H₂以体积比1：2置于2L的密闭容器中发生反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是___。
A.体系压强保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.N₂与H₂的物质的量之比保持不变
D.每消耗2molNH₃的同时消耗1molN₂
(3)“吸收塔”尾部会有含NO、NO₂等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用氨转化法处理：已知7mol氨恰好能将含NO和NO₂共6mol的混合气体完全转化为N₂，则混合气体中NO和NO₂的物质的量之比为__。
Ⅱ.氮肥厂的废水直接排放会造成污染，目前氨氮废水处理方法主要有吹脱法、化学沉淀法、生物硝化反硝化法等。某氮肥厂的氨氮废水中氮元素多以NH和NH₃•H₂O的形式存在。该厂技术团队设计该废水处理方案流程如图：

(4)检验某溶液中是否含有NH的方法___(写出所需试剂、操作及现象)。
(5)过程②、③：在微生物亚硝酸菌和硝酸菌作用下实现NH→NO→NO的转化，称为硝化反应。1molNH可被___L(标准状况)O₂最终氧化成NO。
(6)过程④：在一定条件下向废水中加入甲醇(CH₃OH)实现HNO₂→N₂转化，称为反硝化反应。此过程中甲醇(C元素-2价)转化为CO₂，写出此过程的化学方程式___。

9 . 生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题：
(1)有科学家预言，氢能将成为21世纪的主要能源，而且是一种理想的绿色能源。在下，氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，
①请写出表示氢气燃烧热的热化学方程式____。
②将上述反应设计成下图所示的原电池，其中Y为___极(填“正”或“负”)，该极电极反应式为___。

(2)最新一期国际学术期刊《自然·纳米技术》介绍了我国科学家曾杰团队的成果：在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化清洁液态燃料——甲醇。
①该法利用制取甲醇的有关化学反应如下：



已知：i.断开中的化学键共吸收的能量
ii.反应①中部分化学键键能数据如下：

化学键	H-H	H-O
键能/()	436	463

由此计算断开需要吸收____kJ的能量，____。
②甲醇燃烧时发生如下反应(a、b、c、d均大于0)：




由此知，a、b、c、d由小到大排序为_______。
③将甲醇完全燃烧生成液态水的反应设计成原电池，以为电解质。工作时负极的电极反应式__。

10 . 以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。

相关反应的热化学方程式为：
反应Ⅰ：SO₂(g)+I₂(g)+2H₂O(l)=2HI(aq)+H₂SO₄(aq) H₁=-213kJ•mol^-1
反应Ⅱ：H₂SO₄(aq)=SO₂(g)+H₂O(l)+O₂(g) H₂=+327kJ•mol^-1
反应Ⅲ：2HI(aq)=H₂(g)+I₂(g) H₃=+172kJ•mol^-1
下列说法不正确的是

A．该过程实现了太阳能到化学能的转化

B．SO2和I2对总反应起到了催化作用

C．总反应的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)   H=+286kJ•mol-1

D．该过程降低了水分解制氢的活化能，但总反应的H不变