1 . 为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：

（1）上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是_____。
（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是____，说明该反应属于___(填“吸热”或“放热”)反应。
（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_____；
②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水____(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)；
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是____。

2 . NO₂和N₂O₄的相互转化2NO₂(g)N₂O₄(g)是高中乃至大学讨论化学平衡问题的常用体系。请回答：
Ⅰ. 将N₂O₄ (g)转化为N₂O₄(l)，可用来制备硝酸。
（1）已知2NO₂(g)N₂O₄(g) △H₁ 2NO₂(g)N₂O₄(l) △H₂
下列能量变化示意图正确的是____________。
A.    
B.    
C.    
（2）NO₂和N₂O₄物质的量之比为1:1与O₂和H₂O恰好完全反应的化学方程式为_____。
Ⅱ. 对于2NO₂(g)N₂O₄(g)反应体系，标准平衡常数K^θ=，其中P^θ为标准压强(1×10⁵ Pa)，P(N₂O₄)和P(NO₂)为各组分平衡分压(平衡分压=总压×物质的量分数）。
（1）若起始NO₂的物质的量设为1mol，反应在恒定温度和标准压强下进行，N₂O₄的平衡产率为0.75，则K^θ=____________。
（2）利用现代手持技术传感器可以探究压强对2NO₂ (g) N₂O₄ (g)化学平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的NO₂气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t₁、t₂时刻迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。
   
①B点时NO₂的转化率为____________。
②E、H两点对应气体的平均相对分子质量M_E __________M_H（填“<、>或=”）。
Ⅲ. 已知反应：2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)是通过下面两步完成的：
反应①：2NO(g)N₂O₂(g) △H₁<0（快） v_1正=k_1正c²(NO) v_1逆=k_1逆c(N₂O₂)
反应②：N₂O₂(g)+O₂(g)2NO₂(g) △H₂<0（慢） v_2正=k_2正c(N₂O₂)c(O₂) v_2逆=k_2逆c²(NO₂)
某科研小组测量出反应②的部分实验数据如下表所示：

c(N2O2)/ mol/L	c(O2)/ mol/L	ν2正/ mol·L-1·s-1
0.010	0.010	1.75×10-6
0.030	0.020	1.05×10-5
x	0.060	1.05×10-5

（1）根据上表中的有关数据计算：x=________。
（2）若①、②两反应的正、逆反应速率常数分别用k_1正、k_2逆、k_2正、k_2逆表示，则2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)的平衡常数K=____（用速率常数表示）；反应达到平衡后升高温度，在新平衡建立前，体系内c(N₂O₂)的大小变化趋势是逐渐_____。

3 . 空气质量评价的主要污染物为PM₁₀、PM_2.5、SO₂、NO₂、O₃、CO等物质。脱硝(除NO_x)技术和脱硫(除SO₂)技术都是环境科学研究的热点,对于消除环境污染有重要意义。
（1）已知在催化剂存在的条件下,H₂可以将NO还原为N₂。如图是一定条件下H₂还原NO生成N₂和1mol水蒸气的能量变化示意图。由图可看出此反应为:__________反应（填“放热”或“吸热”），写出该反应的热化学方程式:__________(ΔH用E₁、E₂、E₃表示)

（2）升高温度绝大多数反应的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g)的反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g) N₂O₂(g)(快) ΔH₁ < 0 ;v_1正=k_1正·c²(NO);v_1逆=k_1逆·c(N₂O₂)
Ⅱ.N₂O₂(g)+O₂(g) 2NO₂(g)(慢) ΔH₂ < 0 ;v_2正=k_2正·c(N₂O₂)·c(O₂); v_2逆=k_2逆·c²(NO₂)
请回答下列问题:
① 一定温度下,反应2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g)达到平衡状态,请写出此反应的平衡常数表达式K=__________。
② 决定2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g)反应速率的是反应Ⅱ,反应Ⅰ的活化能E₁与反应Ⅱ的活化能E₂的大小关系为E₁__________ E₂(填“ >”“<”或“=”)。根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是__________(填序号)。
A k_2正增大,c(N₂O₂)增大 B k_2正减小,c(N₂O₂)减小
C k_2正增大,c(N₂O₂)减小 D k_2正减小,c(N₂O₂)增大
③ 由实验数据得到v_2正~c(O₂)的关系可如图表示。当X点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为__________(填字母)。

（3）我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H₂S+O₂=H₂O₂+S↓,已知甲池中发生的反应为:


① 装置中H⁺从__________移向__________(填“甲池”或“乙池”)。

4 . 在一试管中放入几小块镁片，把试管放入盛有25 ℃的饱和石灰水的烧杯中，用胶头滴管滴入5 mL1 mol/L盐酸于试管中。试回答下列问题：
(1)实验中产生的现象是_________。
(2)产生上述现象的原因是____________。
(3)写出有关的离子方程式：____________。
(4)由实验推知：MgCl₂溶液与H₂的总能量________(填“＜”“＞”或“＝”)镁片和盐酸的总能量。
(5)实验室制氢气常用____________，为什么不用镁的原因是____________。

5 . 聚合硫酸铁(PFS)是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣(有效成分为Fe₂O₃ 和Fe₃O₄)制备PFS，其工艺流程如下图所示。

（1）还原焙烧过程中，CO还原Fe₃O₄生成FeO的热化学方程式为________________________。
已知： Fe₃O₄(s)+C(s)= 3FeO(s)+CO(g) ΔH₁=+191.9kJ·mol^-1
C(s)+O₂(g)=CO₂(g)        ΔH₂=-393.5kJ·mol^-1
C(s)+CO₂(g)=2CO(g)     ΔH₃=+172.5kJ·mol^-1
（2）CO是还原焙烧过程的主要还原剂。下图中，曲线表示4个化学反应a、b、c、d达到平衡时气相组成和温度的关系，I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、Fe稳定存在的区域。a属于_________（填“吸热反应”或“放热反应”）；570℃时，d反应的平衡常数K= ____________。

（3）工业上，还原焙烧的温度一般控制在800℃左右，温度不宜过高的理由是___________________。
（4）若“酸浸”时间过长，浸出液中Fe²⁺含量反而降低，主要原因是___________________________。
（5）FeSO₄溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe(OH)SO₄，该反应的离子方程式为_____________________________。“催化氧化”过程用NaNO₂作催化剂（NO起实质上的催化作用）时，温度与Fe²⁺转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe²⁺转化率随温度的升高先上升后下降的原因是___________________________________________________。

6 . 尿素[CO(NH₂)₂]是含氮量最高的氮肥。
(1) 已知工业上合成尿素的反应分为如下两步：
第1步：2NH₃(I)+CO₂(g) H₂NCOONH₄(I)       H₁=-330.0kJ·mol^-1
第2步：H₂NCOONH₄(I) H₂O(I)+CO(NH₂)₂(I)        H₂=+226.3 kJ·mol^-1
则下列各图能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是___________（填字母编号）。

(2)一定条件下工业合成尿素的总反应：CO₂(g)+2HH₃(g) CO(NH₂)₂(g)+H₂O(g)，t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.20molCO₂和0.80molNH₃，反应中CO₂的物质的量随时间变化如下表所示：

时间/min	0	40	70	80	100
n(CO2)/mol	0.20	0.12	0.10	0.10	0.10

①前40min内v(NH₃)=_________，此温度下该反应的平衡常数为___________。
②30min时v_正(CO₂)________80min时v逆(H₂O)（选填“>”、“=”、“<”）。
③在100min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.10molCO₂和0.4molNH₃，重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将________（填“增大”、“不变”、“减小”）
④氨碳比[n(NH₃)/n(CO₂)]对合成尿素有影响，恒温恒容条件下将总物质的量为3mol的NH₃和CO₂的混合气体按不同氨碳比进行反应，结果如图1所示。a、b线分别表示CO₂或NH₃的转化率变化，c线表示平和体系中尿素的体积分数变化。[n(NH₃)/n(CO₂)]=______时，尿素产量最大，经计算图中y=_______（精确到0.01）。
     
(3)工业生成中为提高尿素的产率可采取的措施有___________________。
(4)近期科学家发现微生物可将生产废水中的尿素直接转化为对环境友好的两种物质，其工作原理如图2所示。回答下列问题：
①N极为_________极（填“正”、“负”），M电极反应式________________。
②N极消耗标准状况下33.6L气体时，M极理论上处理的尿素的质量为__________g。

7 . 氯化钴（CoCl₂）可溶于水，常用作湿度和水分的指示剂，工业上也可用于制取钴。
（1）钴元素的常见化合价与铁元素相同。往CoCl₂溶液中加入NaOH溶液产生粉红色沉淀，露置于空气中一段时间后，沉淀变为棕褐色。
① 化合态钴的常见化合价有_______。
② 沉淀由粉红色变为棕褐色反应的化学方程式为_______________。
（2）将CoCl₂溶于浓盐酸中能形成[CoCl₄]^2-，溶液中存在平衡：[Co(H₂O)₆]²⁺+4Cl^-[CoCl₂]^2-+6H₂O
T₁℃时，将0.025mol CoCl₂·6H₂O溶于50mL 12mol/L浓盐酸中，再加水稀释至100 mL。溶液中c(Cl^-)与温度（T）的关系如右图所示。

① T_l ℃时，取10mL上述溶液稀释至l00mL，稀释后的溶液中c(Cl^-)______0.6mol·L^-1（填“>”“=”或“<”）。
② 由图可知，上述反应的△H______0（填“>”“=”或“<”）。
③ 根据A点数据，计算出T₁℃时上述反应的平衡常数为________。
（3）采用下图所示装置（Ti-Ru电极为惰性电极）电解CoCl₂溶液制取钴。Co能与强酸反应产生H₂，不利于Co的沉积，故电解过程中，CoCl₂溶液的pH通常控制在3.9～4.2。

① Co沉积在_______（填“Ti-Ru”或“Ti”) 电极上。
② CoCl₂溶液中常含有少量Cu²⁺、Fe³⁺、Na⁺等，为提高产品的纯度和电流效率，电解前必须将其中的_______（填离子符号）除去。
③ 若用CoSO₄溶液代替CoCl₂溶液，会使产率降低。其原因是_____________。

8 . 为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。
I.汽车内燃机工作时会引起N₂和O₂的反应：N₂+O₂2NO，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
(1)在T₁、T₂温度下，一定量的NO发生分解反应时N2 的体积分数随时间变化如右图所示，根据图象判断反应N₂(g)+O₂(g) 2NO(g)的△H__________0(填“>"或“ <”）。

(2)在T₃温度下，向2L密闭容器中充入10molN₂与5molO₂，50秒后达到平衡，测得NO的物质的量为2mol，则该反应的速率v(N₂)_________。该温度下，若增大压强此反应的平衡常数将____________(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确记”）；若开始时向上述容器中充入N₂与O₂均为1 mol，则达到平衡后O₂的转化率为__________。
II.甲烷和甲醇可以做燃料电池，具有广阔的开发和应用前景，回答下列问题
(3)甲醇燃料电池（简称DMFC )由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如右图所示：

通入a气体的电极是原电池的____________极（填“正”或“负”），其电极反应式为_______________。
(4)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示U形管中氯化钠溶液的体积为800mL。闭合K后，若每个电池甲烷用量为0.224L (标况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 __________(法拉第常数F=9.65×10⁴C/mol)，若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为_________。

9 . A～J分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出)，且已知G为主族元素的固态氧化物，A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。

请填写下列空白：
（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素在周期表中的位置_________。
（2）写出反应①、⑤、⑥的化学方程式和反应④的离子方程式。
反应①：________________。
反应⑤：________________。
反应⑥：________________。
反应④：________________。
（3）从能量变化的角度看，①、②、③反应中，ΔH＜0的是_______(填序号)。

10 . 二氧化碳的过度排放会引发气候问题，而进行有效利用则会造福人类，如以CO₂和NH₃为原料合成尿素。经研究发现该反应过程为：
①CO₂(g)+2NH₃(g)NH₂COONH₄(s) △H₁
②NH₂COONH₄(s)CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g) △H₂>0
请回答下列问题：
(1)研究反应①的平衡常数（K）与温度（T）的关系，如图1所示，则△H₁____0。(选填“>”、“<”或“=”)。
   
(2)有体积可变（活塞与容器之间的摩擦力忽略不计）的密闭容器如图2所示，现将3molNH₃和2molCO₂放入容器中，移动活塞至体积V为3L，用铆钉固定在A、B点，发生合成尿素的总反应如下：
CO₂(g)+2NH₃(g)CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)
   
测定不同条件、不同时间段内的CO₂的转化率，得到如下数据：

CO2的转化率T（℃）	10min	20min	30min	40min
T1	30%	65%	75%	75%
T2	45%	50%	a1	a2

①T₁℃下，l0min内NH₃的平均反应速率为__________。
②根据上表数据，请比较T₁_________T₂(选填“>”、“<”或“=”)；T₂℃下，第30min时，a₁=________，该温度下的化学平衡常数为_________。
③T₂℃下，第40min时，拔去铆钉（容器密封性良好）后，活塞没有发生移动，再向容器中通入3molCO₂，此时v(正）_____v(逆）（选填“>”、“<”或“=”），判断的理由是______。
(3)请在下图中补画出合成氨总反应2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)过程中能量变化图，并标明中间产物〔NH₂COONH₄(s)〕、 生成物〔CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)〕。
_____