CH₄(g)＋2NO₂(g)N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol^－1。該反應可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃時，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，測得有關數據如下表：

實驗 編號	溫度	時間/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)開展實驗1和實驗2的目的是______________________________。
(2)180 ℃時，反應到40 min，體系________(填“是”或“否”)達到平衡狀態(tài)，理由是__________________________；
CH₄的平衡轉化率為________。
(3)已知130 ℃時該反應的化學平衡常數為6.4，試計算a的值。(寫出計算過程)
(4)一定條件下，反應時間t與轉化率α(NO₂)的關系如圖所示，請在圖像中畫出180 ℃時，壓強為p₂(設壓強p₂>p₁)的變化曲線，并做必要的標注。

(5)根據已知求算：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

某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨（H₂NCOONH₄）水解反應速率的測定和分解反應平衡常數。

（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定水解反應速率，得到c(H₂NCOO^－)隨時間變化趨勢如圖所示。

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

②對比圖中哪兩條曲線，能得出“水解反應速率隨溫度升高而增大”的結論？      。

（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(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：H₂NCOONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)。實驗測得不同溫度下的平衡數據列于下表：

溫度(℃)	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓強(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能標志該分解反應已經達到化學平衡狀態(tài)的是          。

A．單位時間內生成1 mol CO₂的同時消耗2 mol NH₃                               

B．容器內氣體壓強保持不變

C．容器中CO₂與NH₃的物質的量之比保持不變

D．容器中混合氣體的密度保持不變

④根據表中數據計算，15.0℃時的分解平衡常數(K_c)為           。

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

⑥氨基甲酸銨分解反應的熵變△S    0（填＞、＜或＝）。 

（10分）

以天然氣為原料經由合成氣（CO 、H₂）制化學品是目前天然氣轉化利用的主導技術路線，主要工藝有以下幾種：

（1）甲烷的部分氧化。其反應式如下：

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

則該反應的ΔS   ▲  0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

有研究認為甲烷部分氧化的機理為：

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入中心管。根據下表數據計算甲烷的轉化率為       ▲        。

氣體	進口溫度/℃	進口壓強/MPa	進口流量/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。下列說法錯誤的是  ▲  （填序號）。

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．使用恰當的催化劑可以增大甲烷的轉化率

D．因發(fā)電尾氣反應中包含甲烷燃燒，可實現部分熱量自供，可降低成本

（12分）某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨(NH₂COONH₄)分解反應平衡常數。

(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(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：

NH₂COONH₄(s) ?2NH₃(g)＋CO₂(g)

實驗測得不同溫度下的平衡數據列于下表：

溫度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡總壓 強/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已經達到平衡的是(　　)

A．2v(NH₃)＝v(CO₂)

B．密閉容器中總壓強不變

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數不變

（2）該分解反應的平衡常數表達式為____________________________，根據表中數據，列式計算25.0 ℃時的分解平衡常數：____________________。（保留兩位有效數字）

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

（4）氨基甲酸銨分解反應的焓變ΔH________0(填“＞”“＝”或“＜”)，熵變ΔS________0 (填“＞”“＝”或“＜”)。此反應在該溫度下能自發(fā)進行原因是 ________ 效應大于 ___________效應.

 

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一步氧化制備高鐵酸鉀的工藝流程。

請回答下列問題：
（1）氯化鐵有多種用途，請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的化學式為              　　    ；氧化劑Y的化學式為________________。
（3）堿性條件下反應①的離子方程式為____________________________________。
（4）過程②將混合溶液攪拌半小時，靜置，抽濾獲得粗產品。該反應的化學方程式為
2KOH＋Na₂FeO₄＝K₂FeO₄＋2NaOH，請根據復分解反應原理分析反應發(fā)生的原因_________。
（5）K₂FeO₄在水溶液中易發(fā)生反應：4FeO₄^2-+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^-+3O₂↑。在提純K₂FeO₄時采用重結晶、洗滌、低溫烘干的方法，則洗滌劑最好選用      （填序號）。

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）可用滴定分析法測定粗K₂FeO₄的純度，有關反應離子方程式為：
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標準溶液滴定，三次滴定消耗標準溶液的平均體積為18．93 mL。則上述樣品中高鐵酸鉀的質量分數為            。