已知
和
的混合物与
反应时是与反应完后，再与反应．现将a mol的和
固体混合后，在密闭容器中加热到250℃，让其充分反应，
（1）当剩余固体为
，排出气体为
，时，
的值为________．
（2）当剩余固体为，NaOH，排出气体为，时，的值为________．
（3）当
时，剩余固体为________，排出气体为________．
（4）当排出的和为等物质的量时，则的值为________．
甲烷和氨在国民经济中占有重要地位。
（1）制备合成氨原料气H2，可用甲烷蒸汽转化法，主要转化反应如下：
CH4(g) + H2O(g) 
CO(g) + 3H2(g)ΔH =" +206.2" kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) +4H2(g)ΔH = +165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒，必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2，同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应，该反应的热化学方程式是。
（2）工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]，反应的化学方程式为：2NH3 (g)+ CO2 (g) 
CO(NH2)2 (l) + H2O (l)，该反应的平衡常数和温度关系如下：
| T / ℃ |
165 |
175 |
185 |
195 |
| K |
111.9 |
74.1 |
50.6 |
34.8 |
① 反应热ΔH（填“＞”、“＜”或“＝”）_______0。
② 在一定温度和压强下，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比）
，下图是氨碳比（x）与CO2平衡转化率（α）的关系。求图中的B点处，NH3的平衡转化率。
（3）已知甲烷燃料电池的工作原理如下图所示。该电池工作时，a口放出的物质为_________，该电池正极的电极反应式为：____，工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有mol 电子发生转移。
工业上“固定”和利用CO2能有效地减轻“温室’效应。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH =－49.0 kJ·mol－1
（1）在相同温度和容积不变时，能说明该反应已达平衡状态的是
| A．n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶3∶1∶1 |
| B．容器内压强保持不变 |
| C．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1 |
| D．容器内的密度保持不变 |
（2）一定温度时将6 mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图所示(实线)。图中数据a(1，6)代表的意思是：在1 min时H2的物质的量是6 mol。
① a点正反应速率 逆反应速率(填“大于”、“等于”或“小于”)。
② 仅改变某一实验条件时，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线Ⅰ对应的实验条件改变是 ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是 。
③ 在题给图中绘出加入催化剂对应的曲线。
④ 结合图给实线的数据，计算该温度时反应的化学平衡常数。（写出计算过程）
（3）甲醇可用以制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极的电极反应式为：。
现有苯甲酸、苯酚溶于乙醇所得的混合液，某同学设计方案分离三种物质，并检验其中的某些离子和物质。
已知：（1）酸性强弱：HCl>苯甲酸>H2CO3>苯酚> HCO3－（2）部分物理参数如下：
| 密度 （g·mL－1） |
熔点 （℃） |
沸点 （℃） |
溶解性 |
|
| 苯甲酸 |
1．2659 |
122．13℃ |
249℃ |
微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 |
| 苯酚 |
1．07 |
40．6 |
181．9 |
易溶于乙醇、乙醚，65℃以上能与水互溶 |
| 乙醇 |
0．79 |
-114．3 °C |
78．5 |
与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂 |
供选择试剂：10%氢氧化钠溶液、0.1mol/L盐酸、0.1mol/LNa2CO3、0.1mol/L NaHCO3、浓溴水、生石灰、0.1mol/L FeCl3、0.1mol/L BaCl2、CO2、0.1mol/L溴水、澄清石灰水
（1）分离物质流程如下：
①物质C是_____________，操作IV是_____________。
②操作III发生的主要化学反应方程式_________________ _______________________________。
③混合液2中加入生石灰的原因是_______。
（2）该同学检验混合液1中是否含有苯酚和NaHCO3，以证明酸性的强弱。
| 实验步骤 |
现象和结论 |
| ①取少量混合液1于试管，滴加________________________， 振荡，静置 |
|
| ②取少量步骤①上层清夜于试管，滴加__________________ ____________________________________________________ |
澄清石灰水变浑浊 说明混合液1含有HCO3－ |
| ③另取少量混合液1于试管，滴加___________________，振荡 |
_________________________， 说明混合液1不含有酚羟基 |
（3）称取2.0g苯甲酸和苯酚的混合固体溶于足量乙醇中，滴加足量饱和NaHCO3溶液，测得放出的CO2（标准状况下，不考虑CO2溶于水）为33.6mL ，则苯甲酸的质量分数为_________________________（只列式，不计算），结果为________。（结果保留1位小数）（苯甲酸的相对分子质量为122，苯酚相对分子质量为94）
除去杂质后的水煤气主要含H2、CO，是理想的合成甲醇的原料气。
（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)+CO2(g)
2CO(g)△H1；
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H2；③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H3；
上述反应△H3与△H1、△H2之间的关系为。
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：2CH4(g)＋3O2(g)
4CO(g)＋4H2O(g)△H=－1038kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）：
①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是（填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是；
（3）请在答题卡中，画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
（4）合成气合成甲醇的主要反应是：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H=－90.8kJ·mol－1，T℃下此反应的平衡常数为160。
此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10min后测得各组分的浓度如下：
| 物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
| 浓度/（mol·L－1） |
0.20 |
0.10 |
0.40 |
①该时间段内平均反应速率v(H2)=。
②比较此时正、逆反应速率的大小：v(正)v (逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）
（5）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是。
草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。
（1）为证明浓度对反应速率的影响，曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验：取两支试管，各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液，分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需时间。
实验中发生反应的离子方程式为：；
预期现象是：
①溶液的颜色由色变为色，
②其中加入mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。
然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢，后逐渐加快；最大的问题是草酸浓度大，反应速率却更慢。
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响？适宜的条件是怎样的？某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分：
表1 试验安排及结果
| 实验 编号 |
A（KMnO4溶液浓度/mol·L-1） |
B（草酸溶液浓度/mol·L-1） |
C（硫酸溶液浓度/mol·L-1） |
褪色时间/s |
| 1 |
3 |
3 |
1 |
336 |
| 2 |
1 |
2 |
3 |
82 |
| 3 |
3 |
1 |
3 |
76 |
| 4 |
1 |
3 |
2 |
133 |
| 5 |
2 |
3 |
3 |
102 |
| 6 |
3 |
2 |
2 |
156 |
| 7 |
2 |
2 |
1 |
300 |
| 8 |
2 |
1 |
2 |
115 |
| 9 |
1 |
1 |
1 |
200 |
应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析，结果如下表
表2 各因素水平的数据处理结果
| A（KMnO4溶液） |
B（草酸溶液） |
C（硫酸溶液） |
|||||||
| 浓度/mol·L-1 |
0.005 |
0.010 |
0.015 |
0.1 |
0.5 |
0.9 |
6 |
12 |
18 |
| 平均褪色时间/s |
138.3 |
172.3 |
189.3 |
130.3 |
179.3 |
190.3 |
278.7 |
134.7 |
86.7 |
（2）由表2可知，三因素中，的浓度（选填“A、B或C”，下空同）对反应速率影响显著，而的浓度对反应速率的影响不显著。
（3）由表2可知，当高锰酸钾浓度为mol·L-1、草酸浓度为mol·L-1时，反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
根据以上实验结果，该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的，测得如下实验结果：
表3 不同硫酸浓度下的褪色时间
| c(H2SO4)/mol·L-1 |
18 |
16 |
14 |
12 |
10 |
8 |
6 |
| 褪色时间/s |
67 |
83 |
90 |
103 |
129 |
146 |
200 |
（4）根据课堂实验的合适时间，可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液，即此时硫酸的浓度为mol·L-1和mol·L-1，这也有利于观察这两个反应速率的差异。
结论：草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应，可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。