CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，可以在一定条件下制备甲醇，二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。
（1） 已知：CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol，且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
（2）在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示：
  时间/min物质 浓度 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
| CH4 |
0.2mol·L—1 |
0.13 mol·L—1 |
0.1 mol·L—1 |
0.1 mol·L—1 |
0.09 mol·L—1 |
| H2 |
0 mol·L—1 |
0.2 mol·L—1 |
0.3 mol·L—1 |
0.3 mol·L—1 |
0.33 mol·L—1 |
①3—4min之间，化学平衡向___ ____反应方向移动（填“正”或“逆”）。
②3min时改变的反应条件是____________________（只填一种条件的改变）
（3）已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系：p1_______p2
（4）以天然气（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时，正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。
（共9分）在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
（1）800 ℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是________；
（2）如图中表示NO2的变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2)b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大的是________。
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂
(10分)五种短周期元素D、E、F、X、Y、Z的原子序数依次增大，D、E两元素最高正价与最低负价之和均为0，E元素的一种同位素常用于考古断代，D和X同主族，F和Y同主族，F的多种化合物可用作化肥，豆科植物的根瘤菌可将其单质转化为化合物，X和Z形成的二元化合物是厨房常用的调味品。回答下列问题：
①E元素在元素周期表中的位置是_______________。
②由D和F，Y，Z所形成的最简单常见共价型化合物中，还原性最强的是___________（用化学式表示）。
③F、X、Z形成的简单离子半径从大到小顺序为_________________(用离子符号表示)。
④X与Z能形成一种离子化合物，用电子式表示其形成过程：________________________。
⑤2012年，罗马大学科学家制造出F4分子，则F4和F2两种单质的关系是____________。
| 时间(s) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| n(NO)(mol) |
0.020 |
0.01 |
0.008 |
0.007 |
0.007 |
0.007 |
三氟化氮（NF3）是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体， 它可在铜的催化作用下由F2和过量的NH3反应得到，该反应另一种产物为盐。
（1）生成物NF3中氮原子的轨道杂化方式为，NF3分子空间构型为；键角109°28′(填“大于” “小于” “等于”) 。
（2）N3-被称为类卤离子，写出1种与N3-互为等电子体的分子的化学式。
（3）某元素X跟氟可形成离子晶体，其晶胞结构如图，该离子化合物的化学式为（用X、F表示）；X阳离子的配位数为。
（4）若晶胞边长为a cm，该离子化合物的摩尔质量为M g/mol,则该晶体的密度为g· cm-3（用a、M、NA表达）。
I．(6分) 已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) 在427℃时, 当一氧化碳和水蒸气的起始浓度都为0.01mol/L时, 一氧化碳的转化率为50%。
（1）该反应在427℃时的平衡常数K =。
（2）温度不变时,若起始时一氧化碳浓度仍为0.01mol/L, 水蒸气的起始浓度为0.02mol/L,此时一氧化碳的转化率为(用百分数表示，百分数中保留一位小数)。
（3）在保持温度和压强不变时向平衡体系中充入氩气，一氧化碳的转化率(填“增大”“减小”“不变”)。
（4）在保持温度和容器体积不变时向平衡体系中充入氩气，一氧化碳的转化率(填“增大”“减小”“不变”)。
II.(8分)某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生0.025mol的气体时，CuSO4恰好被完全电解，得密度为1.2g／cm3的溶液100mL，求：
（1）电解后所得溶液的pH =。
（2）电解前所取CuSO4溶液的质量为克。
（3）若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入的物质为(写化学式)，质量为克。
(18分）某中学化学兴趣小组同学为探究元素周期律，设计了如下一系列实验。利用下图所示装置可以验证元素的非金属性的变化规律。
（1）仪器A的名称为，仪器D的作用是________________。
（2）实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性强于硫的：________、________、________，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为___________。
（3）若要证明非金属性：C>Si，则A中应加入________，B中应加入Na2CO3，C中应加入____________溶液，观察到C中的现象为______________________。