4 . 钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、材料等领域。
(1)基态钛原子的价电子排布式为_______。
(2)钛可与高于70℃的浓硝酸发生反应，生成Ti(NO₃)_4.其球棍结构如图Ⅰ，Ti的配位数是_______，试㝍出该反应的方程式_______。

(3)钙钛矿(CaTiO₃)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图Ⅱ．设N_A为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为_______g。

(4)TiCl₄是由钛精矿(主要成分为TiO₂制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl₄的流程示意图如图：

资料：TiCl₄及所含杂质氯化物的性质

化合物	SiCl4	TiCl4	AlCl3	FeCl3	MgCl2
沸点/℃	58	136	181(升华)	316	1412
熔点/℃	-69	-25	193	304	714
在TiCl4中的溶解性	互溶	—	微溶		难溶

TiO₂与Cl₂难以直接反应，加碳生成CO和CO₂可使反应得以进行。
已知：TiO₂(s)+2Cl₂(g)=TiCl₄(g)+O₂(g) △H₁=+175.4kJ·mol^-1
2C(s)+O₂(g)=2CO(g) △H₂=-220.9kJ·mol^-1
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl₄(g)和CO(g)的热化学方程式_______。
②氯化过程中CO和CO₂可以相互转化，根据如图Ⅲ判断：CO₂生成CO反应的△H_______0(填“＞”“＜”或“=”)，判断依据_______。

5 . (1)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM－5催化下合成ETBE，反应的化学方程式为：C₂H₅OH(g)+IB(g)=ETBE(g) △H。回答下列问题：


反应物被催化剂HZSM－5吸附的顺序与反应历程的关系如图所示，该反应的△H=__________ kJ·mol^-1。反应历程的最优途径是________(填C₁、C₂或C₃)。
(2)开发清洁能源是当今化工研究的一个热点问题。二甲醚(CH₃OCH₃)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H₂为原料生产CH₃OCH₃。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃)进行下列反应：
反应ⅰ：CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)   ΔH₁=-99kJ·mol⁻¹
反应ⅱ：2CH₃OH(g)⇌CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)   ΔH₂=-23.5kJ·mol⁻¹
反应ⅲ：CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g)   ΔH₃=-41.2kJ·mol⁻¹
①在该条件下，若反应1的起始浓度分别为：c(CO)=0.6mol·L⁻¹，c(H₂)=1.4mol·L⁻¹，8min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8min内H₂的平均反应速率为__________。
②在t℃时，反应2的平衡常数为400，此温度下，在1L的密闭容器中加入一定的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
c(mol·L−1)	0.46	1.0	1.0

此时刻v_正___v_逆(填“＞”“＜”或“＝”)，平衡时c(CH₃OCH₃)的物质的量浓度是___。
③催化反应室的总反应3CO(g)+3H₂(g)⇌CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)，CO的平衡转化率α(CO)与温度、压强的关系如图所示，图中X代表___(填“温度”或“压强”)，且L₁___L₂(填“＞”“＜”或“＝”)。

④在催化剂的作用下同时进行三个反应，发现随着起始投料比的改变，二甲醚和甲醇的产率(产物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈现如图的变化趋势。试解释投料比大于1.0之后二甲醚产率和甲醇产率变化的原因：______________。

6 . （1）已知: 25℃、101 kPa时，
I.H₂（g） + O₂（g） = H₂O（g） △H₁ =- 241.8kJ/mol
II.H₂（g） + O₂（g） = H₂O（l） △H₂ =-2858kJ/mol
试回答下列问题:
①能表示氢气燃烧热的热化学方程式为____ （填“I” 或“II”）
②H₂O（g） = H₂O（l）   △H = ___ kJ/mol。
（2）已知: 25℃、101 kPa时，CO（g） + H₂O（g）CO₂（g） + H₂（g） △H = -41.0 kJ/mol。将1molCO和Imol H₂O（g）置于1L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡。试回答下列问题:
①放出的热量___41.0kJ（填“>”、“<”或“=”）；
②该反应的平衡常数表达式K =__
③其他条件不变时，升高温度，c（H₂）将__
A 大   B 小   C 变
（3）常温下，现有0.1mol/L FeCl₃溶液:
①该溶液呈___（填“酸性”、 “碱性”或“中性"）;
②为沉淀Fe³⁺，加入定量氨水调节pH，当c(Fe³⁺)= 4.0×10^-5mol/L时，溶液的pH=__（ 已知Ksp[Fe(OH)₃]= 4.0×10^-38）。
（4）如图是电解CuSO₄溶液的装置示意图。a、b是电源的两极，x、y都是石墨电极。通电一段时间后，y极上有气泡产生。试回答下列问题:①电源的正极是__（填 “a”或“b”）；②有关溶液变化的描述正确的是______；

A．pH降低
B．SO₄^2-浓度减小
C．Cu²⁺浓度增大
③x极的电极反应式为________

7 . 用H₂O₂、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验（短时间内产生大量泡沫），某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1：KI在该反应中的作用：H₂O₂ + I= H₂O + IO；H₂O₂ + IO= H₂O + O₂↑+ I。总反应的化学方程式是_______________________________________________。
(2)资料2：H₂O₂分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。下列判断正确的是______（填字母）。

a．加入KI后改变了反应的路径
b．加入KI后改变了总反应的能量变化
c．H₂O₂ + I= H₂O + IO是放热反应
(3)实验中发现，H₂O₂与KI溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。再加入CCl₄，振荡、静置，气泡明显减少。
资料3：I₂也可催化H₂O₂的分解反应。
① 加CCl₄并振荡、静置后还可观察到___________________________________，说明有I₂生成。
② 气泡明显减少的原因可能是：
ⅰ. H₂O₂浓度降低；
ⅱ._________________________________________。
以下对照实验说明ⅰ不是主要原因：向H₂O₂溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl₄，B试管不加CCl₄，分别振荡、静置。观察到的现象是________________________。
(4)资料4：I+ I I K= 640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式，进行实验：向20 mL一定浓度的H₂O₂溶液中加入10 mL 0.10 mol·L^-1 KI溶液，达平衡后，相关微粒浓度如下：

微粒	I	I	I
浓度/ (mol·L-1)	2.5×10-3	a	4.0×10-3

① a =____________________。
② 该平衡体系中除了含有I、I和I外，一定还含有其他含碘微粒，理由是_____________________。

8 . AlN新型材料应用前景广泛，其制备与性质研究成为热点。
相关数据如下：

物质	熔点/℃	沸点/℃	与N2反应温度/℃	相应化合物分解温度/℃
Al	660	2467	＞800	AlN：＞2000   （＞1400升华） AlCl3：（＞181升华）
Mg	649	1090	＞300	Mg3N2：＞800

(1)AlN的制备。
① 化学气相沉积法。
Ⅰ.一定温度下，以AlCl₃气体和NH₃为原料制备AlN，反应的化学方程式是____________________。
Ⅱ.上述反应适宜的温度范围是______℃（填字母）。
a.75~100               b.600~1100             c.2000~2300
② 铝粉直接氮化法。
Al与N₂可直接化合为AlN固体，AlN能将Al包裹，反应难以继续进行。控制温度，在Al粉中均匀掺入适量Mg粉，可使Al几乎全部转化为AlN固体。该过程发生的反应有：__________________、_________和2Al + N₂ 2AlN。
③碳热还原法。
以Al₂O₃、C（石墨）和N₂为原料，在高温下制备AlN。
已知：ⅰ. 2Al₂O₃(s) ⇌ 4Al(g) + 3O₂(g)              ∆H ₁ =＋3351 kJ·mol^-1
ⅱ. 2C(石墨，s) + O₂(g) = 2CO(g)        ∆H ₂ =－221 kJ·mol^-1
ⅲ. 2Al(g) + N₂(g) = 2AlN(s)                     ∆H ₃ =－318 kJ·mol^-1
运用平衡移动原理分析反应ⅱ对反应ⅰ的可能影响：______________________________________。
(2)AlN的性质。AlN粉末可发生水解。相同条件下，不同粒径的AlN粉末水解时溶液pH的变化如图所示。

① AlN粉末水解的化学方程式是____________________________________。
② 解释t₁-t₂时间内两条曲线差异的可能原因：_______________________________。
(3)AlN含量检测。向a g AlN样品中加入足量浓NaOH溶液，然后通入水蒸气将NH₃全部蒸出，将NH₃用过量的v₁ mL c₁ mol·L^-1 H₂SO₄溶液吸收完全，剩余的H₂SO₄用v₂ mL c₂ mol·L^-1 NaOH溶液恰好中和，则样品中AlN的质量分数是________________________________。

9 . 偏二甲肼（）、肼（ ）和四氧化二氧（ ）可作为运载火箭的推进剂。
（1）已知：


和反应生成、和并放出大量热，写出该反应的热化学方程式（ 用含 、 、 的代数式表示）__________。该反应______（填“是”或“不是”）自发反应，判断的理由是_______。
（2）肼（ ）也可用于新型环保燃料电池中，燃料电池的工作原理示意图如图1所示，该燃料电池的负极反应式为_________________________________。

（3）将4molN₂O₄放入2 L，恒容密闭容器中发生反应N₂O₄(g) 2NO₂(g)，平衡体系中N₂O₄的体积分数（）随温度的变化如图2所示
①D点v（正）________v（逆）（填“>”“=”或“<”）。
②A、B、C点中平衡常数K的值最大的是________点。 时，N₂O₄的平衡转化率为________；若达平衡时间为5 s，则此时间内的平均反应速率为________。
③若其条件不变，在原平衡基础上，再加入一定量，达到新平衡时，与原平衡相比，NO₂的体积分数________（填“增大”“不变”或“减小”）。

10 . “低碳经济”正成为科学家研究的主要课题，为了减少空气中的温室气体，并且充分利用二氧化碳资源，科学家们设想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式如下：
6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) ΔH=-76.0kJ·mol^-1
①上述反应中每生成1molFe₃O₄，转移电子的物质的量为_______mol。
②已知：C(s)+2H₂O(g)=CO₂(g)+2H₂(g) △H=+113.4kJ·mol^-1，则反应：3FeO(s)+H₂O(g)=Fe₃O₄(s)+H₂(g)的△H=__________。
(2)用氨水捕集烟气中的CO₂生成铵盐是减少CO₂排放的可行措施之一。
①分别用不同pH的吸收剂吸收烟气中的CO₂，CO₂脱除效率与吸收剂的pH关系如图所示，若烟气中CO₂的含量（体积分数）为12％，烟气通入氨水的流量为0.052 m³·h^-1(标准状况)，用pH为12.81的氨水吸收烟气30min，脱除的CO₂的物质的量最多为____________(精确到0.01)。
   
②通常情况下温度升高，CO₂脱除效率提高，但高于40℃时，脱除CO₂效率降低的主要原因是______________。
(3)一定条件下，Pd-Mg/SiO₂催化剂可使CO₂“甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如图所示，回答下列问题：
   
①       该反应的化学方程式为________________；反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是_________。
②       向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂：0.2mol·L^-1、H₂：0.8mol·L^-1、CH₄：0.8mol·L^-1、H₂O：1.6mol·L^-1，CO₂的平衡转化率为_________________；300℃时上述反应的平衡常数K=___________________。
③已知该反应正反应放热，现有两个相同恒容绝热(与外界无热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1molCO₂和4molH₂，在Ⅱ中充入1molCH₄和2molH₂O(g)，300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是________(填字母)：
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅱ中CH₄的物质的量分数相同
C.容器Ⅰ中CO₂的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO₂的转化率与容器Ⅱ中CH₄的转化率之和小于1。