一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3：N2＋3H2O
2NH3＋O2
进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(反应时间3 h)：
| T/℃ |
30 |
40 |
50 |
| 生成NH3量/(10－6 mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
请回答下列问题：
(1)50℃时从开始到3 h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________ mol·h－1。
(2)该反应过程与能量关系可用如图表示，则反应的热化学方程式是____________。
(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：_______________________________________。
(4)工业合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2，达到平衡时，N2的转化率为50%，体积变为10 L。求：
①该条件下的平衡常数为________；
②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。
自洁面料就是在普通的面料纤维中加入一层薄薄的纳米二氧化钛。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3，Ti的最高价为
+4）制取纳米级TiO2的流程如下：
（1）步骤①发生的主要反应是_________________(用离子方程式表示)
（2）上述制备二氧化钛的过程中，可以利用的副产物是______________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入___________________处理。
（3）由金红石制备单质钛，涉及到的步骤为：
TiO2
TiCl4
Ti
已知：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)△H＝-393.5kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)△H＝-566.0kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)＝TiCl4(s)+O2(g)△H＝+141.0kJ·mol-1
则TiO2(s)+ 2Cl2(g)+2C(s)＝TiCl4(s)+2CO(g)的△H＝____________ kJ·mol-1
反应TiCl4+2Mg ＝2MgCl2+Ti 在氩气氛中进行的理由是________________________。
（4）TiO2是白色粉末，不溶于水，也不溶于酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中。请写出TiO2与硫酸反应的方程式
Ⅰ．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图所示，其中X、Y、Z三种元素的质子数之和为21。
（1）写出W的简单离子的原子结构示意图；
氢元素与Z形成原子个数比为1∶1的化合物，其结构式为。
（2）Y的最高价氧化物对应的水化物与Y的氢化物恰好完全反应，生成物的水溶液呈酸性，其原因是（用离子方程式表示）；
（3）写出Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与X在加热条件下反应的化学方程式
，
反应中每转移8mol 电子，消耗的还原剂质量为g。
（4）写出能说明Y的非金属性比Z弱的一个实验事实：
Ⅱ．往1L体积不变的容器中加入0.200mol CO和1.00mol H2O(g)，在t℃时反应：
CO+ H2O(g) 
CO2+ H2达到平衡，若该反应的化学平衡常数K=1，则t℃时CO 的转化率为。
Ⅲ．甲醇燃料电池是一种相对理想的绿色能源，可用于电动汽车的电源；若该氢氧燃料电池以硫酸为电解质溶液，总反应为：2CH3OH + 3O2 = 2CO2+ 4H2O,则其正极的电极反应式
(12分)合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义。
⑴向合成塔中按物质的量之比l：4充入N2、H2进行氨的合成，图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图。
①图A中氨气的体积分数为15％时，H2的转化率为。
②图B中T=500℃，则温度为450℃时对应的曲线是(填“a”或“b”)。
⑵合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H>0，一定温度下，在体积为2 L的恒容容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表：
①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态? (填“是”或“否”)，
前5 min反应的平均反应速率v(CH4)=。
②该温度下，上述反应的平衡常数K=。
③反应在7~10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是(填字母)。
a．减少CH4的物质的量 b．降低温度 c．升高温度d．充入H2
(10分)下图是一些常见的单质和化合物之间的转化关系图，有些反应中的部分物质被略去。常温常压下，A为无色有毒气体，B为红棕色粉末，C、E为生活中最常用的金属单质，J为红褐色固体，L为两性氢氧化物。反应①、②均为工业上的重要反应。
请回答下列问题：
⑴写出B的化学式为；D的电子式为。
⑵组成单质C的元素在元素周期表中的位置为；
⑶写出向I溶液中加入过量NaOH溶液时发生反应的离子方程式：
。
⑷写出向Na2SiO3溶液中通入少量D时发生反应的离子方程式：
。
(12分)短周期主族元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如下图所示：
| B |
C |
D |
||
| A |
E |
请回答下列问题：
⑴B、C、D元素的原子半径的大小顺序为：________>________>________(填元素符号)。
⑵E的氢化物与其最高价氧化物的水化物的钾盐共热能发生反应，生成一种气体单质，反应的化学方程式为______________________________________________。
⑶C有多种氧化物，其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下，2 L甲气体与0.5 L氧气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成的含氧酸盐的化学式是________。
⑷在298K下，A、B的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量a kJ和b kJ。又知一定条件下，A的单质能将B从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3mol B的单质，则该反应在298K下的ΔH＝(注：题中所设单质均为最稳定单质)
⑸要证明与D同主族相邻元素F的非金属性与E的非金属性的强弱，正确、合理的实验操作及现象是。
⑹用A、B的单质作电极，C的最高价氧化物的水化物稀溶液作电解质溶液构成原电池，写出此原电池正极的电极反应式。(假设C只被还原至＋2价)