(15分)工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ．脱硝：已知：H2的热值为142.9kJ·g－1
N2(g) + 2O2(g) ＝ 2NO2(g) △H＝+133kJ·mol－1
H2O(g) ＝H2O(l) △H＝－44kJ·mol－1
催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为 。
Ⅱ．脱碳：向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(l)+H2O(l)
（1）①该反应自发进行的条件是 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是 。
a．混合气体的平均式量保持不变
b．CO2和H2的体积分数保持不变
c．CO2和H2的转化率相等
d．混合气体的密度保持不变
e．1mol CO2生成的同时有3mol H－H键断裂
③CO2的浓度随时间(0～t2)变化如下图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出t2～t6 CO2的浓度随时间的变化。
（2）改变温度，使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H＜0 中的所有物质都为气态。起始温度体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表：
| |
反应时间 |
CO2(mol) |
H2(mol) |
CH3OH(mol) |
H2O(mol) |
| 反应I恒温恒容 |
0 min |
2 |
6[ |
0 |
0 |
| 10min |
|
4.5 |
|
|
|
| 20min |
1 |
|
|
|
|
| 30min |
|
|
1 |
|
|
| 反应II 绝热恒容 |
0 min |
0 |
0 |
2 |
2 |
①达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I) K(II)(填“＞”、“＜”或“＝”下同)；平衡时CH3OH的浓度c(I) c(II)。
②对反应I，前10min内的平均反应速率v(CH3OH)＝ ，在其它条件不变下，若30min时只改变温度为T2℃，此时H2的物质的量为3.2mol，则T1 T2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
若30min时只向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
饮水安全在人们生活中占有极为重要的地位，某研究小组提取三处被污染的水源进行了分析，给出了如下实验信息：其中一处被污染的水源含有A、B两种物质，一处含有C、D两种物质，一处含有E物质。A、B、C、D、E五种常见化合物都是由下表中的离子形成：
| 阳离子 |
K＋ Na＋ Cu2＋ Al3＋ |
| 阴离子 |
SO42－ HCO3- NO3- OH－ |
为了鉴别上述化合物，分别进行以下实验，其结果如下所示：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；③进行焰色反应，只有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃片)；④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中产生白色沉淀；⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成。
根据上述实验填空：
（1）写出B、D的化学式：B： ；D： 。
（2）将含1 mol A的溶液与含1 mol E的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物为__________。
（3）写出实验②发生反应的离子方程式： 、 。
（4）C常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理： 。
工业碳酸钠（纯度约为98％）中常含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Clˉ和SO42ˉ等杂质，为了提纯工业碳酸钠，并获得试剂级碳酸钠的工艺流程图如下：
已知：碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：
（1）加入NaOH溶液时发生的离子反应方程式为 、 。
（2）热的Na2CO3溶液有较强的去油污能力，其原因是（用离子方程式及必要的文字加以解释） 。
（3）“趁热过滤”时的温度应控制在 。
（4）已知：Na2CO3·10 H2O(s)＝Na2CO3(s)＋10 H2O(g）△H＝+532．36kJ·mol—1
Na2CO3·10 H2O(s)＝Na2CO3·H2O(s)＋9 H2O(g） △H＝+473．63kJ·mol—1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式 。
（5）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程图中虚线所示进行循环使用。请你分析实际生产中是否可行 ，其理由是 。
向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B，在一定条件下发生反应：xA(g)＋yB(g）
pC(g)＋qD(g)，已知：平均反应速率vC＝
vA；反应2 min时，A的物质的量减少了
，B的物质的量减少了
mol，有a mol D生成。回答下列问题：
（1）反应2 min内，vA＝_____mol/(L·min)；
（2）化学方程式中，x：y：p：q＝ ；
（3）反应平衡时，D为2a mol，则B的转化率为________；
（4）如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为1．5 a mol，则该反应的ΔH________0；(填“>”“<”或“＝”)
（5）如果其他条件不变，将容器的容积变为1 L，进行同样的实验，则与上述反应比较：
①反应速率_____，(填“增大”、“减小”或“不变”)理由是 ；
②平衡时反应物的转化率________，(填“增大”、“减小”或“不变”)
理由是 。
H、C、N、O、Mg、Al、Si、S、Cu是中学化学中常见的元素，请根据题意回答与这些元素有关的问题：
（1）S简单离子的原子结构示意图为 。
（2）H2O2是实验中常用的“绿色氧化剂”，1molH218O2的中子数为____________。
（3）根据元素周期律，碳的非金属性强于硅，请用一个化学反应方程式表示_______________。
（4）粉末状的Si3N4对空气和水都不稳定，但将粉末状的Si3N4和适量氧化镁在一定条件下的密闭容器中热处理，可以得到对空气、水、和酸都相当稳定的固体材料，同时还可生成对水不稳定的Mg3N2，热处理后除去固体材料中未反应的Si3N4、MgO和Mg3N2的方法是 。
（5）某铜铝合金用足量稀硝酸完全溶解，得到标准状况下NO 11.2 L，再向溶液中加入过量氨水，充分反应后过滤。滤液深蓝色含有铜氨络离子-[Cu（NH3）4]2+,若沉淀质量为7.8g，则合金的质量为________g。
（6）将NO和NO2组成的混合气体通入如图所示的装置中，用来验证浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强（在通入混合气体之前，已通入一段时间的N2）。
已知：
（i）浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。
（ii）NaOH溶液与NO2能发生反应生成两种盐和水，NaOH溶液与NO不反应。
a．装置②、③、④中盛放的药品依次是_____ ___、 、 。
b．能够说明实验已成功的现象是____ 。
X、Y、Z、W四种物质有如下相互转化关系（其中X、W单质，Y、Z为化合物,未列出反应条件）。
Ⅰ．若Z是生活中常用的调味品，W遇淀粉溶液变蓝，则：
（1）向FeCl2溶液中加入X的水溶液，是溶液颜色变为棕黄色的微粒是 。
（2）工业上Z有多种用途，用化学方程式表示Z的一种用途 。
（3）生活中所用的Z加入了碘酸钾，过量X与Y溶液反应时可以得到一种碘酸盐，此反应的离子方程式是 。
Ⅱ．若X是工业上用量最大的金属单质，Z是一种具有磁性的黑色晶体，则：
（1）X与Y反应的化学方程式是 。
（2）若用下列装置只进行Z + W
X + Y反应（夹持装置未画出）：
①完成此实验有多步操作，其中三步是：a．点燃酒精灯，b．滴加盐酸，c．检验气体纯度
这三步操作的先后顺序是 （填字母）。
②为保证实验成功，上述装置需要改进，方法是（用文字叙述） 。
（3）将3.48 g Z加入50 mL 4 mol/L的稀HNO3中充分反应，产生112 mL的NO（标准状况），向反应后的溶液中滴加NaOH溶液能产生沉淀。当沉淀量最多时，至少需要加入2 mol/L的NaOH溶液 mL （精确到0.1）。