某短周期元素原子最外层电子数为次外层的2倍,其单质甲可发生:

甲+乙丙+丁+水。
(1)若丙为NO2
①甲与乙反应的化学方程式为                                 
② NO2可作火箭重要燃料—肼(N2H4)的助燃剂。N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ·mol-1,2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=—1135.7 kJ·mol-1,写出肼(N2H4)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式:                             
③二甲醚(CH3OCH3)也被称为21世纪的新型燃料,在未来可能替代汽油、液化气、煤气等,“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源,其工作原理如图所示。b电极是        极,写出a电极上发生的电极反应式                                        

(2)若丙为SO2
①把乙滴入硫酸铜晶体,观察到的现象是                             
②完成SO2使KMnO4褪色的离子方程式:
    MnO4- +   SO2 +       =     Mn2+ +     SO42- +     H+
③一定条件下:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0。反应的平衡常数表达式K=     ;反应达平衡时,若改变其中一个条件x,则符合图中曲线的是         

a.x表示温度,y表示n(SO2)    b.x表示压强,y表示SO2的转化率
c.x表示n(SO2),y表示n(O2)   d.x表示n(SO3),y表示化学平衡常数K

氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。回答下列关于氮元素的有关问题。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ;⊿H=" -574" kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g);⊿H=" -1160" kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) ; △H= -44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式                          ,该反应的熵变⊿S     0(填“>”、“<”、“="”" )。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) 。某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如右表:

①10min~20min以V(CO2) 表示的反应速率为              
②该反应的平衡常数的表达式为:K=         ,根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为        (保留两位小数)。
③下列各项能作为判断该反应达到平衡的是    (填序号字母)。
a.容器内压强保持不变                    b.2V(NO)(正)= V(N2(逆)
c.容器内CO2的体积分数不变                 d.混合气体的密度保持不变
④30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是              
⑤一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率        (填“增大”、“不变”或“减小”) 。

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g)  CH3OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。

A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
E. 容器中气体的压强不再改变
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
①由表中数据判断该反应的△H__________0(填“>”、“="”" 或“<”);
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO) =" 0.2" mol/L,则CO的转化率为__________,此时的温度为__________。
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________。
a. 升温                b. 加入催化剂
c. 增加CO的浓度        d. 恒容下加入H2使容器内压强变大
e. 分离出甲醇          f. 恒容下加入惰性气体使容器内压强变大
(4)在250℃时,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量浓度见下表:
CO
H2
CH3OH
0.5 mol·L-1
2mol·L-1
6mol·L-1
此时反应的正、逆反应速率的关系是:v(正)       v(逆)(填“>”、“="”" 或“<”)。
(5)如图1所示,甲为恒容密闭容器,乙为恒压密闭容器。在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的H2和CO,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生上述反应,并维持反应过程中温度不变。在图2中标出甲、乙两容器中CO的转化率随时间变化的对应图像(在图2相应曲线右侧的框格中分别标注“甲”、“乙”)。

超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO+2CO = 2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:

时间(s)
0
1
2
3
4
5
c(NO)/(mol/L)
1.00×10-3
4.50×10-4
2.50×10-4
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
c(CO)/(mol/L)
3.60×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的______0(填写“>”、“<” 或“=”)。
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
(3)该反应的平衡常数K的表达式为K=_________________________;在该温度下,反应的平衡常数的值为____________
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是______
A. 选用更有效的催化剂  B. 升高反应体系的温度
C. 降低反应体系的温度  D. 缩小容器的体积
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面的实验设计表中。请在表格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号
T/℃
NO初始浓度
mol·L-1
CO初始浓度
mol·L-1
催化剂的比表面积 m2·g-1

280
1.20×10-3
5.80×10-3
82

 
 
 
124

350
 
 
124

 0  55834  55842  55848  55852  55858  55860  55864  55870  55872  55878  55884  55888  55890  55894  55900  55902  55908  55912  55914  55918  55920  55924  55926  55928  55929  55930  55932  55933  55934  55936  55938  55942  55944  55948  55950  55954  55960  55962  55968  55972  55974  55978  55984  55990  55992  55998  56002  56004  56010  56014  56020  56028  203614 

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