CH₄(g)＋2NO₂(g)N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol^－1。該反應(yīng)可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃時(shí)，分別將0.50 mol CH₄和a mol NO₂充入1 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	溫度	時(shí)間/min	0	10	20	40	50
1	130 ℃	n(CH4)/mol	0.50	0.35	0.25	0.10	0.10
2	180 ℃	n(CH4)/mol	0.50	0.30	0.18		0.15

 
(1)開展實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的目的是______________________________。
(2)180 ℃時(shí)，反應(yīng)到40 min，體系________(填“是”或“否”)達(dá)到平衡狀態(tài)，理由是__________________________；
CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率為________。
(3)已知130 ℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為6.4，試計(jì)算a的值。(寫出計(jì)算過程)
(4)一定條件下，反應(yīng)時(shí)間t與轉(zhuǎn)化率α(NO₂)的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D像中畫出180 ℃時(shí)，壓強(qiáng)為p₂(設(shè)壓強(qiáng)p₂>p₁)的變化曲線，并做必要的標(biāo)注。

(5)根據(jù)已知求算：ΔH₂＝________。
CH₄(g)＋4NO₂(g)4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH₁＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH₂

某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨（H₂NCOONH₄）水解反應(yīng)速率的測(cè)定和分解反應(yīng)平衡常數(shù)。

（1）已知：H₂NCOONH₄＋2H₂ONH₄HCO₃＋NH₃·H₂O。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測(cè)定水解反應(yīng)速率，得到c(H₂NCOO^－)隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖所示。

①25℃時(shí)，0～6min氨基甲酸銨水解反應(yīng)的平均速率為            。

②對(duì)比圖中哪兩條曲線，能得出“水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大”的結(jié)論？      。

（2）將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：H₂NCOONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度(℃)	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓強(qiáng)(kPa)	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡氣體總濃度 (×10－3mol/L)	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

③能標(biāo)志該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是          。

A．單位時(shí)間內(nèi)生成1 mol CO₂的同時(shí)消耗2 mol NH₃                               

B．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

C．容器中CO₂與NH₃的物質(zhì)的量之比保持不變

D．容器中混合氣體的密度保持不變

④根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算，15.0℃時(shí)的分解平衡常數(shù)(K_c)為           。

⑤氨基甲酸銨分解反應(yīng)屬于       反應(yīng)（填放熱或吸熱），理由是                  。

⑥氨基甲酸銨分解反應(yīng)的熵變△S    0（填＞、＜或＝）。 

（10分）

以天然氣為原料經(jīng)由合成氣（CO 、H₂）制化學(xué)品是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主導(dǎo)技術(shù)路線，主要工藝有以下幾種：

（1）甲烷的部分氧化。其反應(yīng)式如下：

CH₄(g) + 1/2O₂ (g)＝CO (g) + 2H₂(g)；ΔH ＝-35.6 kJ·mol^－1。

則該反應(yīng)的ΔS   ▲  0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

有研究認(rèn)為甲烷部分氧化的機(jī)理為：

① CH₄(g) + 2O₂ (g) ＝CO ₂(g) + 2H₂O(g)；ΔH₁＝-890.3 kJ·mol^－1

② CH₄(g) + CO₂ (g) ＝ 2CO (g) + 2H₂(g)；ΔH₂＝247.3 kJ·mol^－1

③ CH₄(g) + H₂O (g) ＝ CO (g) + 3H₂(g)；ΔH₃＝  ▲  kJ·mol^－1

（2）甲烷水蒸汽催化重整。如右上圖所示熱氦氣從下部流入提供能量。由甲烷和水蒸汽混合氣從催化管的上部流入，從下端出來后再向上進(jìn)入中心管。根據(jù)下表數(shù)據(jù)計(jì)算甲烷的轉(zhuǎn)化率為       ▲        。

氣體	進(jìn)口溫度/℃	進(jìn)口壓強(qiáng)/MPa	進(jìn)口流量/g·s―1	出口流量/ g·s―1
甲烷	464	4.26	12	5.4

（3）甲烷二氧化碳催化重整。高溫下，該反應(yīng)速率明顯降低的原因可能是  ▲   。

（4）甲烷的部分氧化與重整耦合。以天然氣為燃料的發(fā)電尾氣（主要含CO₂、H₂O、O₂ 和N₂）與甲烷可直接用于制合成氣。下列說法錯(cuò)誤的是  ▲  （填序號(hào)）。

A．直接利用煙氣中的CO₂，可以大規(guī)模地減少 CO₂的排放量

B．發(fā)電尾氣的出口溫度較高，可以利用以節(jié)約能量

C．使用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢栽龃蠹淄榈霓D(zhuǎn)化率

D．因發(fā)電尾氣反應(yīng)中包含甲烷燃燒，可實(shí)現(xiàn)部分熱量自供，可降低成本

（12分）某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨(NH₂COONH₄)分解反應(yīng)平衡常數(shù)。

(1)將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：

NH₂COONH₄(s) ?2NH₃(g)＋CO₂(g)

實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓 強(qiáng)/kPa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡氣體 總濃度/ mol·L－1	2.4× 10－3	3.4× 10－3	4.8× 10－3	6.8× 10－3	9.4× 10－3

（1）可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是(　　)

A．2v(NH₃)＝v(CO₂)

B．密閉容器中總壓強(qiáng)不變

C．密閉容器中混合氣體的密度不變

D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變

（2）該分解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為____________________________，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算25.0 ℃時(shí)的分解平衡常數(shù)：____________________。（保留兩位有效數(shù)字）

（3）取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中，在25.0 ℃下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量________(填“增加”“減少”或“不變”);

（4）氨基甲酸銨分解反應(yīng)的焓變?chǔ)?i>H________0(填“＞”“＝”或“＜”)，熵變?chǔ)?i>S________0 (填“＞”“＝”或“＜”)。此反應(yīng)在該溫度下能自發(fā)進(jìn)行原因是 ________ 效應(yīng)大于 ___________效應(yīng).

 

氯化鐵和高鐵酸鉀都是常見的水處理劑。下圖為制備氯化鐵及進(jìn)一步氧化制備高鐵酸鉀的工藝流程。

請(qǐng)回答下列問題：
（1）氯化鐵有多種用途，請(qǐng)用離子方程式表示下列用途的原理。
①氯化鐵做凈水劑______________________；
②用FeCl₃溶液（32%～35%）腐蝕銅印刷線路板____________________________。
（2）吸收劑X的化學(xué)式為              　　    ；氧化劑Y的化學(xué)式為________________。
（3）堿性條件下反應(yīng)①的離子方程式為____________________________________。
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時(shí)，靜置，抽濾獲得粗產(chǎn)品。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2KOH＋Na₂FeO₄＝K₂FeO₄＋2NaOH，請(qǐng)根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理分析反應(yīng)發(fā)生的原因_________。
（5）K₂FeO₄在水溶液中易發(fā)生反應(yīng)：4FeO₄^2-+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^-+3O₂↑。在提純K₂FeO₄時(shí)采用重結(jié)晶、洗滌、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用      （填序號(hào)）。

A．H2O

B．稀KOH溶液、異丙醇

C．NH4Cl溶液、異丙醇

D．Fe(NO3)3溶液、異丙醇

（6）可用滴定分析法測(cè)定粗K₂FeO₄的純度，有關(guān)反應(yīng)離子方程式為：
①FeO₄^2-＋CrO₂^-＋2H₂OCrO₄^2-＋Fe(OH)₃↓＋OH^-
②2CrO₄^2-＋2H^＋Cr₂O₇^2-＋H₂O
③Cr₂O₇^2-＋6Fe^2＋＋14H^＋2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O
現(xiàn)稱取1．980 g粗高鐵酸鉀樣品溶于適量氫氧化鉀溶液中，加入稍過量的KCrO₂，充分反應(yīng)后過濾，濾液定容于250 mL容量瓶中。每次取25．00 mL加入稀硫酸酸化，用0．1000 mol/L的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，三次滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為18．93 mL。則上述樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為            。