将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：
3A(g)＋B(g) 
xC(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。求：
（1）此时A的浓度c(A)＝________mol/L，反应开始前容器中的A、B的物质的量：
n(A)＝n(B)＝________mol。
（2）B的平均反应速率v(B)＝________mol/(L·min)。
（3）x的值为________。
【物质结构与性质】 (15分)
MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一,在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉,可以提高其利用率,优化碱锰电池的性能。
（1）写出基态Mn原子的核外电子排布式 。
（2）CoTiO3晶体结构模型如图1所示。在CoTiO3晶体中1个Ti原子、1个Co原子,周围距离最近的O 原子数目分别为 个、 个。
（3）二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。O2在其催化作用下,可将CN-氧化成CNO-,进而得到N2。与CNO- 互为等电子体的分子、离子化学式分别为 、 (各写一种)。
（4）三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是 ， 1 mol三聚氰胺分子中 σ键的数目为 。
（本题15分）
I．已知：反应
4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH =" —115.6" kJ/mol
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)ΔH =" —184" kJ/mol
（1）H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是。
（2）断开1 mol H—O 键所需能量约为kJ。
II．实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡表达式为：
，它所对应的化学方程式为： .
（2）已知在400℃时，N2 (g)+ 3H2(g) 
2NH3(g) △H<0的K="0.5," 则400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应V(N2)正V(N2)逆（填：＞、＜、＝、不能确定）欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH3的体积百分数增加，可采取的正确措施是（填序号）
A．缩小体积增大压强 B．升高温度 C．加催化剂 D．使氨气液化移走
（3）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
A(g) + 3B(g)
2C(g) + D（s） ΔH，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
| T/K |
300 |
400 |
500 |
… |
| K/(mol·L－1)2 |
4×106 |
8×107 |
K1 |
… |
请完成下列问题：
①判断该反应的ΔH0（填“>”或“<”）
②在一定条件下，能判断该反应一定达化学平衡状态的是（填序号）。
A．3v(B)（正）=2v(C)（逆）B．A和B的转化率相等
C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变
（4）以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。 
①放电时，负极的电极反应式为。
②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L-1 KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8 960 mL。放电完毕后，电解质溶液中各离子浓度的大小关系
为。
(14分)某强酸性溶液X中可能含有NH
、Fe2＋、Al3＋、CO
、SO
、Cl－、NO
中的若干种。某研究性学习小组为探究溶液X的组成，进行如下实验(其中Y为无色无味的气体)：
回答下列问题：
（1）溶液X中肯定存在的离子有________。
（2）写出生成气体A的离子方程式__________________。
（3）写出向溶液E中通入少量Y时一定发生的离子方程式_____________。
（4）则溶液中可能存在的离子________________________。
（5）由沉淀F在KOH溶液中与KClO反应可制得一种新型、高效、多功能水处理剂。已知该水处理剂是一种含氧酸盐，取3.96 g该盐溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入0. 04 mol铁粉，恰好完全反应生成Fe2＋。向反应后的溶液加入一定量的KOH溶液至刚好将Fe2＋沉淀完全，过滤，将沉淀充分加热后得到0.03 mol Fe2O3。将滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的含氧酸的正盐(不是复盐)Z，测得其物质的量为0.08 mol。
①Z的化学式为________，水处理剂的摩尔质量为________。
②完成并配平下列方程式：
欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖，使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：(系数按顺序填在答题卷上)
用单线桥标出电子转移的方向和数目。
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4→____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O
（2）焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6 kJ热量。该反应的热化学方程式为。
（3）活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：
 物质T/℃ n/mol |
活性炭 |
NO |
E |
F |
| 初始 |
2.030 |
0.100 |
0 |
0 |
| T1 |
2.000 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
| T2 |
2.005 |
0.050 |
0.025 |
0.025 |
①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式。
②根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）__________。
a．T1＞T2 b．T1＜T2 c．无法比较
（4）标准状况下，将4.48LCO2通入200mL 1.5mol/L的NaOH溶液，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为。
（5）CO还可以用做燃料电池的燃料，某熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，该电池用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质， CO 为负极燃气，空气与 CO2的混和气为正极助燃气，制得在 650 ℃下工作的燃料电池，其阳极反应式:2CO + 2CO32- =4CO2 +4e- 则阴极反应式:_______ ，电池总反应式:
（6）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为。
（7）常温常压下，饱和CO2水溶液的pH＝5.6，c(H2CO3)=1.5×10-5mol/L。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3
HCO3－+H+的电离平衡常数Ｋ＝。（已知：10－5.6＝2.5×10－6）。
(14分)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
Ⅰ SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI
Ⅱ 2HI
H2＋I2
Ⅲ 2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O
（1）分析上述反应，下列判断正确的是______。
a．反应Ⅲ易在常温下进行
b．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O
d．循环过程中产生1 mol O2的同时产生1 mol H2
（2）一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应
2HI
H2+I2，H2物质的量随时间的变化如图所示。0～2 min内的平均反应速率v(HI)=__________。该温度下，H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K＝______。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则______是原来的2倍。
a．平衡常数 b．HI的平衡浓度
c．达到平衡的时间 d．平衡时H2的体积分数
（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡______移动(填“向左”“向右”或者“不”)；若加入少量下列试剂中的______，产生H2的速率将增大。
a．NaNO3 b．CuSO4c．Na2SO4 d．NaHSO3
（4）以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJ·mol－1。某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时，生成1 mol液态水，该电池的能量转化率为________。