4 . 甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某实验小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。
已知：①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)       ΔH₁=-890.3kJ·mol^-1
②C₂H₄(g)+3O₂(g)=2CO₂(g)+2H₂O(l)       ΔH₂=-1323.8kJ·mol^-1
③2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)       ΔH₃=-571.6kJ·mol^-1
(1)裂解反应2CH₄(g)⇌C₂H₄(g)+2H₂(g)的ΔH=______kJ·mol^-1。
(2)在某密闭容器中投入1molCH₄(g)，在不同条件下发生反应：2CH₄(g)⇌C₂H₄(g)+2H₂(g)。实验测得平衡时C₂H₄(g)的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。

①M点时，CH₄的转化率为_______，温度：T₁____(填“>”、“<”或“=”)T₂。
②M、N、Q三点的平衡常数由大到小的顺序为_______________。
③M点对应的压强平衡常数K_p=________________(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
④若在某密闭容器中充入2molH₂、a(a>0)molC₂H₄和2molCH₄，在T₁K、p₁kPa下进行上述反应。为了使该反应逆向进行，a的范围为_____________________。
(3)该实验小组在研究过程中得出固体表面催化裂解甲烷时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(°C)的关系如图2所示。

副反应为2CH₄(g)⇌C₂H₂(g)+3H₂(g)       ΔH=+376.4kJ·mol^-1。温度高于1145℃时，C₂H₂(g)的平衡分压高于C₂H₄(g)；温度低于1145℃时，C₂H₄(g)的平衡分压高于C₂H₂(g)，其原因是______________。

5 . 铁及其化合物在工业上有许多用途。回答下列有关问题：
(1)铁系氧化物材料在五金器材的抛光、光学仪器和玉石的磨光材料、吸波材料、半导体材料等方面得以广泛应用。在空气中加热FeCO₃可制得铁系氧化物材料。已知：
①4Fe(s)+3O₂(g)=2Fe₂O₃(s) ΔH=-1648 kJ·mol^-1；
②C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH=-393 kJ·mol^-1；
③2Fe(s)+2C(s)+3O₂(g)=2FeCO₃(s) ΔH=-1480 kJ·mol^-1；
则在空气中加热FeCO₃生成铁系氧化物Fe₂O₃的热化学方程式为___________。
(2)已知在某种含铁催化剂作用下发生下列反应：CO(g)+3H₂(g)⇌CH₄(g)+H₂O(g) ΔH＜0。一定温度下和压强条件下，把1 mol CO和3 mol H₂加入到压强为p₀的恒压密闭容器中，测得不同时间CO的体积分数φ(CO)如下表：

t/min	0	10	20	30	40	50
φ(CO)	0.250	0.230	0.214	0.202	0.200	0.200

①当___________不再发生变化时(写出一条即可)，则表明反应CO(g)+3H₂(g)⇌CH₄(g)+H₂O(g)达到平衡。
②达到平衡时CO的转化率为___________；若用平衡分压代替平衡浓度，则该温度下的平衡常数K=___________(已知：气体分压=气体总压×体积分数)。
③若下图表示该反应中CO的平衡转化率与温度、压强的关系。图中温度T₁、T₂、T₃由高到低的顺序是___________。

(3)甲醇在催化剂条件下可以直接被氧化成甲酸。常温下，甲酸的电离常数K_a=1.0×10^-4，20.00 mL0.1000 mol∙L^-1NaOH溶液与等体积一定浓度的甲酸溶液混合，所得溶液中c(HCOOH)=c(HCOO^-)，则c(OH^-)=___________，溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________。

6 . 砷(As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As₂S₃、As₂O₅、H₃AsO₃、H₃AsO₄等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
(1)画出砷的原子结构示意图：______________。
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As₂S₃)制成浆状，通入O₂氧化，生成H₃AsO₄和单质硫。写出发生反应的化学方程式：___________________。
(3)已知：As(s)+H₂(g)+2O₂(g)=H₃AsO₄(s)　ΔH₁
H₂(g)+O₂(g)=H₂O(l)　ΔH₂
2As(s)+O₂(g)=As₂O₅(s)　ΔH₃
则反应As₂O₅(s)+3H₂O(l)=2H₃AsO₄(s)的ΔH=___________。
(4)298 K时，将20mL 3x mol·L^-1Na₂AsO₃、20mL 3x mol·L^-1I₂和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO₃^3-(aq)+I₂(aq)+2OH^-(aq)=AsO₄^3- (aq)+2I^-(aq)+H₂O(l)。溶液中c(AsO₄^3-)与反应时间(t)的关系如图所示。
   
①下列可判断反应达到平衡的是________(填选项字母)。
a.溶液的pH不再变化 b.v(I^-)=2v(AsO₃^3-)
c.不再变化 d.c(I^-)=y mol·L^－1
②t_m时，v_正______v_逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③t_m时v_逆____t_n时v_逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

7 . 甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法，制备过程涉及的主要反应如下：
反应I：CH₃OH(g) HCHO(g)+H₂(g)        △H₁=+85.2kJ·mol^－1
反应II：CH₃OH(g)+1/2O₂(1)HCHO(g)+H₂O(g)     △H₂
反应III：H₂(g)+1/2O₂(g)H₂O(g)             △H₃=－241.8kJ·mol^－1
副反应：
反应IV：CH₃OH(g)+O₂(g)CO(g)+2H₂O(g)     △H₄=－393.0kJ·mol^－1
（1）计算反应Ⅱ的反应热△H₂=____________________________________________。
（2）750K下，在恒容密闭容器中，发生反应CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g），若起始压强为P₀，达到平衡转化率为α，则平衡时的总压强P_平=___________(用含P₀和α的式子表示)；当P₀=101kPa，测得α=50.0%，计算反应平衡常数K_p=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，忽略其它反应)。
（3）Na₂CO₃是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下：
历程i：CH₃OH→H+·CH₂OH
历程ⅱ：·CH₂OH→·H+HCHO
历程ⅲ：·CH₂OH→3·H+CO
历程iv：·H+·H→H₂
下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响，回答下列问题：

①从平衡角度解析550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因___________；
②反应历程i的活化能___________(填“>、“<”或“=”)CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)活化能。
③650℃~750℃，反应历程ii的速率___________(填“>”、“<”或“=”)反应历程ⅲ的速率。
（4）吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程v=0.0423c(mg·L^－1·h^－1)表示(其中c为甲醛浓度)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。

浓度(mg/L)	10000	8000	4000	2000	1000
吹脱时间(h)	0	7	23	39	55

则当甲醛浓度为2000mg/L时，其吹脱速率v=___________ mg·L^－1·h^－1，分析上表数据，起始浓度为10000mg/L，当甲醛浓度降为5000mg/L，吹脱时间为___________h。

8 . 甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的有机原料。
I.利用甲醇(CH₃OH)制备甲醛
脱氢法：CH₃OH(g)=HCHO(g)+H₂(g) ∆H₁ = +92.09kJ/mol
氧化法：CH₃OH(g) +O₂(g)=HCHO(g)+H₂O(g) ∆H₂
(1)已知:2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ∆H₃=-483.64 kJ/mol，则∆H₂=_______。
(2)与脱氢法相比，氧化法在热力学上趋势较大，其原因为_______________。
(3)图1为甲醇制备甲醛反应的lgK(K为平衡常数)随温度(T)的变化曲线。曲线____(填“a”或“b”)对应脱氢法，判断依据为_________________。

II.甲醛的用途
(4)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图2)，该物质在医药等工业中有广泛用途。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为_______。
(5)将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO₄)混合，可用于化学镀镍。若反应过程中有CO₂产生，则该反应的离子方程式为____________________。
Ⅲ.甲醛的检测
(6)室内甲醛超标会危害人体健康，通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图3所示，则b极的电极反应式为_________，当电路中转移4×10^-4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为_______mg。

9 . 镁是海水中含量较多的金属，镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。
（1）Mg₂Ni是一种储氢合金，已知：
Mg（s）+H₂（g）=MgH₂（S） △H₁=- 74．5kJ·mol^-1
Mg₂Ni（s）+2H₂（g）=Mg₂NiH₄（s） △H₂=- 64．4kJ·mol^-l
则：Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）的△H₃=__________．
（2）某科研小组用水氯镁石（主要成分为MgCl₂·6H₂O）制备金属镁工艺的关键流程如下：

科研小组将MgCl₂·6H₂O在氩气气氛中进行热重分析，结果如下图（TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）。

①图中AB线段为“一段脱水”，试确定B点对应固体物质的化学式_________________；图中BC线段为“二段脱水”，在实验中通入H₂和Cl₂燃烧产物的目的是_______________。
②该工艺中，可以循环使用的物质有_____________。
（3）CH₃MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是________________，该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式__________________。
（4）储氢材料Mg（AIH₄）₂在110～200℃的反应为：Mg（AIH₄）₂＝MgH₂+2Al+3H₂↑；每转移3 mol电子生成Al的质量为_______________。
（5）“镁_一次氯酸盐”燃料电池的装置如右图所示，该电池的正极反应式为_______________。