合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。工业上以天然气为原料合成氨。其生产工艺如下：造气阶段→转化阶段→分离净化→合成阶段
（1）造气阶段的反应为：CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.1 kJ/mol
①在一密闭容器中进行上述反应，测得 CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如下图1所示。反应中处于平衡状态的时间为 、 ；10 min时，改变的外界条件可能是 。
②如图2所示，在初始容积相等的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和H2O。在相同温度下发生反应，并维持反应过程中温度不变。则达到平衡时，两容器中CH4的转化率大小关系为：α甲(CH4) α乙(CH4)；
（2）转化阶段发生的可逆反应为： CO(g)＋H2O(g) 
CO2(g)＋H2(g)
一定温度下，反应的平衡常数为K＝1。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：
| CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
| 0.5 mol |
8.5 mol |
2.0 mol |
2.0 mol |
此时反应中正、逆反应速率的关系式是 （填序号）。
a．v(正)＞v(逆) b．v(正)＜v(逆) c．v(正)＝v(逆) d．无法判断
（3）合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=－92.4kJ•mol ‾1
①依据温度对合成氨反应的影响，在下图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。
②根据勒夏特列原理，简述提高合成氨原料转化率的一种方法 。
（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。
目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应。平衡常数（K1、K2、K3）如下所示：
请回答下列问题：
（1）反应②是______________（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_____________（用K1、K2表示）。
（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动，可采取的措施有_______________（填字母序号）
A．缩小反应容器的容积 B．扩大反应容器的容积
C．升高温度 D．使用合适的催化剂
E．从平衡体系中及时分离出CH3OH
（4）500℃时，测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度（mol·L-1）分别为0．8、0．1、0．3、0．15，则此时v正____________v逆（填“＞”、“=”或“＜”）．
（5）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它们在高温下能传导O2－离子，该电池的正极反应式为_________________。电池工作时，固体电解质里的O2－向_____________极移动。
（6）300℃时，在一定的压强下，5molCO与足量的H2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454kJ。在该温度时，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是______________________。
A．2c1>c3 B．a+b<90．8C．2p 2<p3D．α1+α3<1
（1）已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：
| 弱酸化学式 |
HSCN |
CH3COOH |
HCN |
H2CO3 |
| 电离平衡常数 |
1．3×10—1 |
1．8×10—5 |
4．9×10—10 |
K1=4．3×10—7 K2=5．6×10—11 |
①25℃时，将20mL0．1mol/LCH3COOH溶液和20mL0．1mol/LHSCN溶液分别与20mL 0．1mol/LNaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）的变化如图所示：
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是：________________．
反应结束后所得两溶液中，c（SCN—） c（CH3COO—）（填“＞”、“＜”或“＝”）
②若保持温度不变，，下列量会变小的是______________（填序号）
a．c（CH3COO-） b．c（H+） c．Kw d．醋酸电离平衡常数
（2）若往20mL0．1mol/L的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如右图所示，下列有关说法正确的是_______________。
①该烧碱溶液的浓度为0．02mol·L-1
②该烧碱溶液的浓度为0．01mol·L-1
③HNO2的电离平衡常数：b点＞a点
④从b点到c点，混合溶液中一直存在：c（Na+）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H+）
碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题：
（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）＋CO2（g）+2H2O（g）ΔH1＝－574kJ·molˉ1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）＋CO2（g）+2H2O（g） ΔH2
若2molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为1734kJ，则ΔH2＝ ；
（2）据报道，科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应为：Fe2O3（s）+3CH4（g）
2Fe（s）+3CO（g）+6H2（g） ΔH>0
①若反应在5L的密闭容器中进行，1min后达到平衡，测得Fe2O3在反应中质量减少3．2g。则该段时间内CO的平均反应速率为________________。
②若该反应在恒温恒压容器中进行，能表明该反应达到平衡状态的是____________
a．CH4的转化率等于CO的产率
b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．v（CO）与v（H2）的比值不变
d．固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示，当温度由T1升高到T2时，平衡常数KA KB（填“>”、“<”或“=”）。纵坐标可以表示的物理量有哪些 。
a．H2的逆反应速率
b．CH4的的体积分数
c．混合气体的平均相对分子质量
d．CO的体积分数
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：
请回答：
①甲烷燃料电池的负极反应式是：__________________________。
②当A中消耗0．05mol氧气时，B中________________极（填“a”或“b”）增重________________g。
（4）工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低，而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为：N2＋3H2
2NH3，该过程中还原反应的方程式为 。
电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5．0~6．0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀。Fe（OH）3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，除去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。
（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，可向污水中加入适量的 。
a．BaSO4b．CH3CH2OHc．Na2SO4d．NaOH
（2）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是
①．______________________；②． 。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe（OH）3沉淀的离子方程式是____________________。
（4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（如图）。A物质的化学式是____________________。
（共11分）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4（s）
2NH3（g）＋CO2（g）。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
| 温度（℃） |
15．0 |
20．0 |
25．0 |
30．0 |
35．0 |
| 平衡总压强（kPa） |
5．7 |
8．3 |
12．0 |
17．1 |
24．0 |
| 平衡气体总浓度 |
|||||
| （×10－3 mol·L－1） |
2．4 |
3．4 |
4．8 |
6．8 |
9．4 |
（1）氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数K的表达式为_____ __。
（2）判断氨基甲酸铵分解反应的ΔH____________0（填“>”、“<”或“＝”），其原因是什么？
（3）判断氨基甲酸铵分解反应的ΔS____ _0（填“>”、“<”或“＝”），该反应在任何温度下是否一定能自发进行？
（4）升高温度，化学平衡常数K如何变化？ 增大容器的压强，K值如何变化？ （填“变大”“变小”或“不变”）
（5）根据表格中的数据，计算25℃时，氨基甲酸铵的分解平衡常数
（6）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中（固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡，判断该分解反应已经达到化学平衡的是（）
A．2v（NH3）＝v（CO2）B．密闭容器中混合气体平均分子量不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变