工业上可以在恒容密闭容器中采用下列反应制备甲醇：
CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）
（1）下列情况可以作为判断反应达到平衡状态的依据的是（填序号） 。
A．生成CH3OH 的速率与消耗H2的速率之比为1︰2
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C．混合气体的密度保持不变
D．体系内的压强保持不变
（2）下表所列数据为该反应在不同温度下的化学平衡常数：
| 温度/℃ |
250 |
300 |
350 |
| K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①反应的平衡常数表达式为K= 。由上表数据判断，该反应的△H 0（填“＞”、“＝”或“＜”）。升高温度，正反应速率 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②某温度下，将2molCO和6molH2充入一个容积为2L的密闭容器中，达到平衡时c(H2)=1.4mol/L，则CO的转化率为 ，此时的温度为 。
（3）欲提高CO的转化率，可采取的措施是 。（填序号）
A．升温
B．加入更高效的催化剂
C．恒容条件下充入CO
D．恒容条件下充入H２
E．恒容条件下充入氦气
F．及时移走CH3OH
（4）一定条件下，CO和H2在催化剂作用下生成1molCH3OH的能量变化为90.8kJ。该温度下，在三个容积相同的密闭容器中，按不同方式投料，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
| 容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
|
| 投料方式 |
1molCO、2molH2 |
1molCH3OH |
2molCH3OH |
|
| 平衡数据 |
C(CH3OH)/(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
| 体系压强(Pa) |
p1 |
p2 |
p3 |
|
| 反应的能量变化 |
akJ |
bkJ |
ckJ |
|
| 原料转化率 |
α1 |
α2 |
α3 |
下列分析正确的是 。（填序号）
A．2c1＜c3 B．2 p1＜p3 C．|a|＋|b|＝90.8 D．α1＋α3＞1
(12分)我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生如下反应：
C(s)＋O2(g) ＝ CO2(g)△H1＝－393.5 kJ·mol—1 ①
C(s)＋CO2(g) ＝ 2CO(g)△H2＝＋172.5 kJ·mol—1②
4CO(g
)＋Fe3O4(s) ＝ 4CO2(g)＋3Fe(s)△H3＝－13.7 kJ·mol—1 ③
请回答下列问题：
⑴计算3Fe(s)＋2O2(g) ＝ Fe3O4(s)的△H＝___________________。
⑵8
00℃时，C(s)＋CO2(g)
2CO(g)的平衡常数K＝1.64，相同条件下测得高炉内c(CO)＝0.20 mol·L－1、c(CO2)＝0.05 mol·L－1，此时反应向_______（填“正”或“逆”）方向进行。
⑶某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0 g样品于烧杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol·L－1的酸性KMnO4滴定，至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0 mL。
提示：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋ 8H＋＋MnO4－＋5Fe2＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
①计算该铁矿石中铁元素的质量分数。（请写出必要的解题步骤）
②计算氧化物FemOn的化学式（m、n为正整数）（请写出必要的解题步骤）
(12分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。
| 难溶物 |
Ksp |
| Ca3(AsO4)2 |
6.8×10－19 |
| AlAsO4 |
1.6×10－16 |
| FeAsO4 |
5.7×10－21 |
表1．几种砷酸盐的Ksp
| 污染物 |
H2SO4 |
As |
| 浓度 |
28.42 g/L |
1.6 g·L－1 |
| 排放标准 |
pH 6～9 |
0.5 mg·L－1 |
表2．工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题：
⑴该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝______________mol·L－1。
⑵写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式：Ksp[Ca3(AsO4)2]＝______________，若混合溶液
中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4mol·L－1，c(AsO43－)的最大是_______________mol·L－1。
⑶工厂排放出的酸性废水中的三价砷（H3AsO3弱酸）不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷（H3AsO4弱酸），写出该反应的离子方程式________________________________。
⑷在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH
调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为______________；
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为_____________________________。
(15分)尿素（H2NCONH2）是一种非常重要的高氮化肥，工业上合成尿素的反应如下：
2NH3(l)＋CO2(g) 
H2O(l)＋H2NCONH2 (l) △H＝－103.7 kJ·mol－1
试回答下列问题：
⑴下列措施中有利于提高尿素的产率的是___________。
A．采用高温
B．采用高压
C．寻找更高效的催化剂
⑵合成尿素的反应在进行时分为如下两步：
第一步：2NH3(l)＋CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l)△H1
第二步：H2NCOONH4(l) H2O(l)＋H2NCONH2(l)△H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示：
①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_____步反应决定，总反应进行到_________min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示，则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)＝_______________________。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示，则△H2__________0（填“＞”“＜”或“＝”）
(15分)我国是氧化铝生产大国，工业上每生产1 t氧化铝将排出1～2 t赤泥，赤泥大量堆积会对环境造成严重污染。赤泥中主要成分及含量：CaO约占46%、SiO2约占22%、Al2O3约占7%、Fe2O3约占11%、TiO2约占5%及少量其他物质。
⑴一种利用废弃赤泥的方法是将赤泥配成一定的液固比，作为一种吸收剂，吸收热电厂排放的含SO2的烟气，写出吸收SO2时可能发生的化学反应方程式______________________。
⑵为综合利用赤泥中的各种成分，某科研小组设计了如下工艺流程：
已知：TiO2不溶于稀盐酸、稀硫酸，能溶于浓硫酸生成TiOSO4（硫酸氧钛，易水解）。
①氧化物D的化学式是_____________，原料A最好是下列物质中的____________。
| A．氨水 | B．氢氧化钠 | C．生石灰 | D．双氧水 |
②写出上述工艺中投入氢氧化钠时反应的离子方程式：
______________________________________________________。
③写出上述工艺中稀释时发生水解反应的化学方程式：
______________________________________________________。
气体X对氢气的相对密度为22。X可由下列步骤合成（cat表示催化剂）：
试根据题意回答下列问题：
（1）X的化学式为 ；X与CO2互为等电子体，所以可推测其分子结构呈 （型）。
（2）液态时的A能与金属钠反应生成F，熔融态的F能与X反应，其中生成一种固体G。G在受撞击时，生成两种单质，其中一种单质能与Li在常温下反应。试写出F＋X→G的化学反应方程式 。
（3）D在较稀浓度（2mol/L）时能与Mg反应生成X。试写出化学反应方程式 。
（4）实验室制备少量的X，可将B通入K2SO3溶液中制得。请写出该反应的化学方程式 。