高中化学验证原电池的效果试题

以下是对化学反应变化过程及结果的研究。按要求回答问题：
（1）已知：
甲醇脱水反应①2CH₃OH(g)＝CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g) △H₁＝－23.9kJ·mol^－1
甲醇制烯烃反应②2CH₃OH(g)＝C₂H₄ (g)＋2H₂O(g) △H₂＝－29.1kJ·mol^－1
乙醇异构化反应③CH₃CH₂OH(g)＝CH₃OCH₃(g)+H₂O△H₃＝＋50.7kJ·mol^－1
则乙烯气相直接水合反应C₂H₄ (g)＋H₂O(g)＝C₂H₅OH(g)的△H＝              。
（2）在25℃下，将pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合，若两溶液恰好完全反应，则a+b________14(填“>”、“<”或“=”)；该温度下醋酸的电离常数K=__________(用含a、b的式子表示)。
（3）用一个离子方程式表示反应：100ml 3mol·L^-1NaOH溶液中通入标准状况下4.48LCO₂               ；所得溶液中离子浓度大小排列顺序为：                         ；
（4）废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。下图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中。

a电极电极反应式为           ；T℃下，某研究员测定NH₃·H₂O的电离常数为1.8×10^－5，NH₄⁺的水解平衡常数为1.5×10^－8（水解平衡也是一种化学平衡，其平衡常数即水解常数），则该温度下水的离子积常数为          ，请判断T      25℃（填“＞”“＜”“＝”）。

氨有着广泛的用途，如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。常用电离常数K_b和电离度α来定量表示氨水的电离程度，它们均可通过各浓度氨水对应的c(OH^-)进行换算。下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH^-)：
【仪器与试剂】酸度计、50 mL碱式滴定管、100mL烧杯、 0.10 mol·L^-1氨水
【实验数据】(不必填表格)

烧杯号	V氨水 (mL)	V水(mL)	c (NH3·H2O) （mol·L^-1）	c(OH^-)	Kb	α
1	50.00	0.00		1.34×10^-3
2	25.00	25.00		9.48×10^-4
3	5.00	45.00		4.24×10^-4

请根据以上信息回答下述问题：
（1）25℃时，氨水的电离常数：K_b            。
（2）用0.10mol·L^—1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L^—1
的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L^—1氨水所得的滴定曲线如图。

请指出盐酸滴定氨水的曲线为      （填A或B），请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序                 。
（3）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有：
4NH₃（g）+3O₂（g）= 2N₂（g）+6H₂O（l）   △H₁  ①
4NH₃（g）+5O₂（g）= 4NO（g）+6H₂O（l）  △H₂  ②
4NH₃（g）+6NO（g）= 5N₂（g）+6H₂O（l）  △H₃  ③
请写出上述三个反应中△H₁、△H₂、△H₃三者之间关系的表达式，△H₁＝           。
（4）Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH₃+3O₂= 2N₂+6H₂O，正极上的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^—=4OH^—，则负极上的电极反应式为                     。

(17分)氢气和氨气都属于无碳清洁能。
（1）某些合金可用于储存氢，金属储氢的原理可表示为：M(s)+xH₂MH_2x(s)  △H<0(M表示某种合金)
下图表示温度分别为T₁、T₂时，最大吸氢量与氢气压强的关系。则下列说法中，正确的是_____________

a．T₁>T₂
b．增大氢气压强，加快氢气的吸收速率
c．增大M的量，上述平衡向右移动
d．在恒温、恒容容器中，达平衡后充入H₂，再次平衡后的压强增大
（2）以熔融碳酸盐为电解质，稀土金属材料为电极组成氢氧燃料电池(如装置甲所示)，其中负极通入H₂，正极通入O₂和CO₂的混合气体。乙装置中a、b为石墨电极，电解过程中，b极质量增加。

①工作过程中，甲装置中d电极上的电极反应式为_____________________________。
②若用该装置电解精炼铜，则b极接____(填“粗铜”或“精铜”)；若用该装置给铁制品上镀铜，则____(填“a”或“b”)极可用惰性电极(如Pt电极)，若电镀量较大，需要经常补充或更换的是_______。
（3）氨在氧气中燃烧，生成水和一种空气组成成分的单质。
已知：N₂(g)十3H₂(g)  2NH₃(g)      △H=92．4kJ·mol^-1
2H₂(g)十O₂(g)=2H₂O（1）         △H=572KJ·mo1^-1
试写出氨气在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式___________________。
（4）在一定条件下，将lmotN₂和3molH₂混台于一个10L的密闭容器中发生反应：
N₂(g)十3H₂(g)  2NH₃(g)
5min后达到平衡，平衡时氮气的转化率为。
①该反应的平衡常数K=________，(用含的代数式表示)
②从反应开始到平衡时N₂的消耗速率v(N₂)=____mo1·L^-1·min^-1。(用含的代数式表示)

(12分)高氯酸钾广泛用于火箭及热电池业。实验室制取高氯酸钾的步骤为：称取一定质量的KCl、NaClO₄溶解，然后混合，经冷却、过滤、滤出晶体用蒸馏水多次洗涤及真空干燥得到。
有关物质溶解度与温度的关系如下表：

（1）写出实验室制取高氯酸钾的化学方程式：             ；用蒸馏水多次洗涤晶体的目的是：             。
（2）Fe和KClO₄反应放出的热量能为熔融盐电池提供550-660℃的温度，使低熔点盐熔化导电，从而激活电池，这类电池称为热电池。Li/FeS₂热电池工作时，Li转变为硫化锂，FeS₂转变为铁，该电池工作时，电池总反应为：         。
（3）Fe和KClO₄作为热电池加热材料的供热原理为：KClO₄ (s)+4Fe(s)=" KCl" (s)+ 4FeO(s)，△H< 0。
①600℃时FeO可部分分解生成Fe₃O₄，写成有关的化学方程式：             。
②称取一定质量上述加热材料反应后的混合物（假定只含氯化钾一种钾盐）于烧杯中，用蒸馏水充分洗涤、过滤、干燥，固体质量减少了0.43g，在固体中继续加入过量的稀硫酸，微热让其充分反应，固体完全溶解得到的溶液中加入过量的NaOH溶液，经过滤、洗净、干燥，再在空气中充分灼烧得6.0 g棕色固体。求该加热材料反应前，铁和高氯酸钾的质量。（写出计算过程，结果保留2位有效数字）             。

(15分)氮的氢化物NH₃、N₂H₄等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
（1）已知25℃时，几种难溶电解质的溶度积如下表所示：

氢氧化物	Cu(OH)2	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
Ksp	2.2×10^-20	4.0×10^-38	8.0×10^-16	1.8×10^-11

向Cu²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺浓度都为0.01mol·L^-1的溶液中缓慢滴加稀氨水，产生沉淀的先后顺序为      （用化学式表示）。
（2）实验室制备氨气的化学方程式为      。
工业上，制备肼（N₂H₄）的方法之一是用次氯酸钠溶液在碱性条件下与氨气反应。以石墨为电极，将该反应设计成原电池，该电池的负极反应为      。
（3）在3 L密闭容器中，起始投入4 mol N₂和9 mol H₂在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如表所示：

温度(K)	平衡时NH3的物质的量(mol)
T1	2.4
T2	2.0

已知：破坏1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH₃(g)中的化学键消耗的能量。
①则T₁      T₂（填“>”、“<”或“=”）。
②在T₂ K下，经过10min达到化学平衡状态，则0～10min内H₂的平均速率v(H₂)=    ，平衡时N₂的转化率α（N₂）=      。若再增加氢气浓度，该反应的平衡常数将     （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③下列图像分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（）、N₂体积分数φ（N₂）和气体密度（ρ）与反应时间关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是    。

（共13分）I离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al₂Cl₇^—和AlCl₄^—组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
（1）钢制品应接电源的       极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为        。若改用AlCl₃水溶液作电解液，则阴极产物为   。
（2）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为          mol。
（3）用铝粉和Fe₂O₃做铝热反应实验，需要的试剂还有                 。
a．KCl        b.KClO₃        c.MnO₂        d.Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H₂SO₄，滴加KSCN溶液无明显现象，      （填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe₂O₃，理由是           （用离子方程式说明）。
II燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。
（4）美国Simons等科学家发明了使NH₃直接用于燃料电池的方法，其装置为用铂作为电极，加入电解质溶液中，其电池反应为4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O
写出该燃料电池的正极反应式                                                          
（5）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8960 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)质子交换膜燃料电池广受关注。
（1）质子交换膜燃料电池中作为燃料的H₂通常来自水煤气。
已知：①C(s)+1/2O₂(g)="CO(g)" △H₁=－110.35kJ/mol;
②2H₂O(l)=2H₂(g)+ O₂(g) △H₂=＋571.6kJ/mol
③H₂O(l)=H₂O(g) △H₃=＋44.0kJ/mol
则：C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) △H₄=             。
（2）燃料气(流速为1800mL•h^－1；体积分数为：50%H₂，0.98%CO，1.64%O₂，47.38%N₂)中的CO会使电极催化剂中毒，使用CuO/CeO₂催化剂可使CO优先氧化而脱除。
①160℃、CuO/CeO₂作催化剂时，CO优先氧化反应的化学方程式为                。
②灼烧草酸铈[Ce₂(C₂O₄)₃]制得CeO₂的化学方程式为                    。
③在CuO/CeO₂催化剂中加入不同的酸(HIO₃或H₃PO₄)，测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度变化如图所示。

加入     (填酸的化学式)的CuO/CeO₂催化剂催化性能最好。催化剂为CuO/CeO₂－HIO₃，120℃时，反应1小时后CO的体积为        mL。
（3）下图为甲酸质子交换膜燃料电池的结构示意图。

该装置中           (填“a”或“b”)为电池的负极，负极的电极反应式为              。

(本题共14分)
火力发电厂产生的烟气中含有CO₂、CO、SO₂等物质，直接排放会对环境造成危害。对烟气中CO₂、CO、SO₂等物质进行回收利用意义重大。
（1）“湿式吸收法”利用吸收剂与烟气中的SO₂发生反应从而脱硫，其中“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂，向100mL0.2mol·L^-1的NaOH溶液中通入标准状况下0.448LSO₂气体，反应后测得溶液pH<7．则溶液中下列各离子浓度关系正确的是   (填字母序号)．
A．c(HSO₃^-)>c(SO₃^2-)>c(H₂SO₃)     
B．c(Na⁺)>c(HSO₃^-)>c(H⁺)>c(SO₃^2-)
C．c(Na⁺)+c(H⁺)=c(HSO₃^-)+c(SO₃^2-)+c(OH^-)
（2）CO₂是一种温室气体,人类活动产生的CO₂长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。工业上常用高浓度的K₂CO₃溶液吸收CO₂，得溶液X，再利用电解法使K₂CO₃溶液再生，其装置示意图如下：
  
①在阳极区发生的反应包括    和H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O．
②简述CO₃^2-在阴极区再生的原理          ．
（3）再生装置中产生的CO₂和H₂在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。已知：25℃，101kP下：
① H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)  △H₁=-242kJ/mol
②CH₃OH(g)+3/2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g) △H₂="-676" kJ/mol
写出CO₂和H₂生成气态甲醇等产物的热化学方程式          ．
（4）已知反应：CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)；△H=-41.2kJ/mol．生成的CO₂与H₂以不同的体积比混合时在合适的条件下反应可制得CH₄．
①850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H₂O（g），CO和H₂O(g)浓度变化如右图所示。下列说法正确的是        (填序号)．

A．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
B．第4min时，混合气体的平均相对分子质量不再变化，可判断已达到化学平衡
C．第6min时，若升高温度，反应平衡常数会增大
D．第8min时，若充入CO，会导致v(正)>v(逆)，平衡向正反应方向移动
E．0~4min时，CO的平均反应速率为0.030mol/(L•min)
②熔融盐燃科电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。负极反应式为       ．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，为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是       ．

Ⅰ.制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H₂O（g）CO（g）+H₂（g），此反应是吸热反应。
①此反应的化学平衡常数表达式为                     ；
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是                     。

A．加入C（s）

B．加入H2O（g）

C．升高温度

D．增大压强

E.将碳研成粉末
Ⅱ.研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）已知石墨的标准燃烧热为y kJ·mol^－1，1.2g石墨在1.68L（标准状况）氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ热量。则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为：
________________________________________________________________。
（2）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是：
________________________________________________________________。
②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1所示，该电池反应的离子方程式为：_____________________________________________________________。

（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：
CO₂(g) +3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g) △H
①取五份等体积CO₂和H₂的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的ΔH__________(填“>” “<”或“＝”)0。
②在两种不同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、Ⅱ 对应的平衡常数大小关系为K_{Ⅰ__________________}K_Ⅱ(填“>” “<”或“＝”)。
③一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器	甲	乙
反应物投入量	1molCO2 3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为____________________。

甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。
Ⅰ．以CO₂为碳源制取低碳有机物一直是化学领域的研究热点，CO₂加氢制取低碳醇的反应如下：
反应I：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)  ΔH＝－49.0kJ/mol
反应II：2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g)  ΔH＝－173.6kJ/mol
写出由CH₃OH(g)合成CH₃CH₂OH(g)的反应的热化学方程式                      。
Ⅱ．工业上一般以CO和H₂为原料在密闭容器中合成甲醇：
CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·mol^－1
在容积为1 L的恒容容器中，分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下H₂和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是________；该温度下上述反应的化学平衡常数的表达式为            ；若增大H₂的用量，上述反应的热效应最大值为____________kJ。

Ⅲ．下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。
 
（1）甲中负极的电极反应式为________。
（2）乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为________________。
（3）丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图

则图中②线表示的是________的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要________ mL 5.0 mol·L^－1 NaOH溶液。

我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法．
I．已知反应Fe₂O₃（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO₂（g）△H=﹣23.5kJ•mol^﹣1，该反应在1000℃的平衡常数等于64。在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，反应经过l0min后达到平衡．
（1）CO的平衡转化率=     
（2）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe₂O₃的转化，可采取的措施是     
a．提高反应温度
b．增大反应体系的压强
c．选取合适的催化剂
d．及时吸收或移出部分CO₂
e．粉碎矿石，使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ．高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H₂反应制备甲醇：
CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）．请根据图示回答下列问题：

（1）从反应开始到平衡，用H₂浓度变化表示平均反应速率v（H₂）=         
（2）若在温度和容器相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：

容器	反应物投入的量	反应物的转化率	CH3OH的浓度	能量变化 （Q1、Q2、Q3均大于0）
甲	1mol CO和2mol H2	α1	c1	放出Q1kJ热量
乙	1mol CH3OH	α2	c2	吸收Q2kJ热量
丙	2mol CO和4mol H2	α3	c3	放出Q3kJ热量

则下列关系正确的是（      ）
A．c₁=c₂        B．2Q₁=Q₃        C．2α₁=α₃        D．α₁+α₂=1  
Ⅲ．以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，图三是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图．回答下列问题：
（1）B极上的电极反应式为                                 
（2）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为          （标况下）．

(14分) A、B、C、D、E、F六种短周期元素，其原子序数依次增大，其中B与C同周期，D与E和F同周期，A与D同主族，C与F同主族，C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，B元素的最高正价和最低负价之和为2。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体。请回答下列问题：
（1）C、D、F三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是            (用离子符号表示)。
（2）由A、B两种元素以原子个数比5∶1形成离子化合物X，X的电子式为             。
（3）由A、B元素形成的化合物B₂A₄可以与O₂、KOH溶液形成原电池，该原电池负极的电极反应式为                                  。
（4）若E是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，请写出该反应的化学方程式：         。
（5）由A、C、D、F四种元素形成的化合物Y(DAFC₃)（已知A₂FC₃的Ka₁＝1.3×10^-2、Ka₂＝6.3×10^-8），则Y溶液中各离子浓度由大到小的顺序为                           ；室温下，向Y溶液中加入一定量的NaOH，使溶液中c(AFC₃^-)＝c(FC₃^2-)，则此时溶液呈       (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
（6）A 和B 形成的某种氯化物BA₂Cl 可作杀菌剂，其原理为BA₂Cl 遇水反应生成一种具有强氧化性的含氧酸，写出BA₂Cl 与水反应的化学方程式：__________________________。

全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题。
（1）地球上的能源主要源于太阳，绿色植物的光合作用可以大量吸收CO₂以减缓温室效应，主要过程可以描述分为下列三步（用“C₅”表示C₅H₁₀O₄，用“C₃”表示C₃H₆O₃）：
Ⅰ：H₂O(l)＝2H^＋(aq)＋1/2O₂(g)＋2e^－      △H＝＋284kJ/mol
Ⅱ：CO₂(g)＋C₅(s)＋2H^＋(aq)＝2C₃^＋(s)     △H＝＋396kJ/mol
Ⅲ：12C₃^＋(s)＋12e^－＝C₆H₁₂O₆(葡萄糖、s)＋6C₅(s)＋3O₂(g)    △H＝－1200kJ/mol
写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式            
（2）工业上有一种方法有效地开发利用CO₂，是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，进行如下实验，在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)△H＝－49.0kJ/mol。测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝        mol/(L·min)；
②氢气的转化率＝            ；
③求此温度下该反应的平衡常数K=             ；
④下列措施中能使平衡体系中n(CH₃OH)／n(CO₂)增大的是           。

A．升高温度	B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离出去	D．再充入1mol CO2和3mol H2

⑤当反应达到平衡时，H₂的物质的量浓度为c₁，然后向容器中再加入一定量H₂，待反应再一次达到平衡后，H₂的物质的量浓度为c₂。则c₁     c₂的关系（填＞、＜、＝）。
（3）减少温室气体排放的关键是节能减排，大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标。如图所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。将其插入KOH溶液，从而达到吸收CO₂的目的。

①通入氧气一极的电极反应式为               ；
②随着电池不断放电，电解质溶液的pH         （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率         （填大于、小于或等于）甲烷燃烧的能量利用率。

Ⅰ．下表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数（K_a）和弱碱的电离平衡常数（K_b），表2是常温下几种难（微）溶物的溶度积常数（K_sp）。

请回答下面问题：
（1）下列能使醋酸溶液中CH₃COOH的电离程度增大，而电离常数不变的操作是    （填序号）。

A．升高温度	B．加水稀释
C．加少量的CH3COONa固体	D．加少量冰醋酸

（2）CH₃COONH₄的水溶液呈              （选填“酸性”、“中性”、“碱性”）。
（3）工业中常将BaSO₄转化为BaCO₃后，再将其制成各种可溶性的钡盐（如：BaCl₂）。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO₄粉末，并不断补充纯碱，最后BaSO₄转化为BaCO₃。现有足量的BaSO₄悬浊液，在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌，为使c(SO₄^2－)达到0.0l mol/L以上，则溶液中c(CO₃^2－)应不低于         mol/L。
Ⅱ．化学在能源开发与利用中起着重要的作用，如甲醇、乙醇、二甲醚（CH₃OCH₃）等都是新型燃料。
（1）乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇。
2CO₂(g)+6H₂(g)  CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g) △H＝a kJ/mol
在一定压强下，测得上述反应的实验数据如下表。

根据表中数据分析：
①上述反应的        0(填“大于”或“小于”)。
②在一定温度下，提高氢碳(即)比，平衡常数K值    （填“增大”、“减小”、或“不变”）。
（2）催化剂存在的条件下，在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H₂，同样可制得乙醇(可逆反应)。该反应过程中能量变化如图所示：

①写出CO和H₂制备乙醇的热化学反应方程式                  。
②在一定温度下，向上述密闭容器中加入1 mol CO、3 mol H₂及固体催化剂，使之反应。平衡时，反应产生的热量为Q kJ，若温度不变的条件下，向上述密闭容器中加入4 mol CO、12 mol H₂及固体催化剂，平衡时，反应产生的热量为w kJ，则w的范围为                     。
（3）二甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效的优良性能。以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似。该电池中负极上的电极反应式是                       。

氮族元素包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）。
（1）氮是地球上含量丰富的一种元素，工业上用N₂和H₂合成NH₃。
①已知：(Ⅰ)N₂(g)+3H₂(g)==2NH₃(g) ∆H=-92.2KJ/mol   (Ⅱ) N₂(g)+O₂(g)==2NO(g)  ∆H=+180KJ/mol
(Ⅲ)H₂(g)+1/2O₂(g)==H₂O(l) ∆H=—285.8KJ/mol，则4NH₃(g)+5O₂(g)==4NO(g)+6H₂O(l) ∆H=________
②现将1 mol N₂（g）、3mol H₂（g）充入一容积为2L的密闭容器中，在500℃下进行反应，10 min时达到平衡，下列说法中正确的是          。

A．图甲是用H₂表示的反应速率变化曲线
B．图乙表示反应过程中，混合气体平均相对分子质量为M，混合气体密度为d，混合气体压强为p的变化情况
C．图丙的两个容器中分别发生反应：N₂(g)+3H₂(g)==2NH₃(g)、2NH₃(g) ==N₂(g)+3H₂(g)。达到化学平衡时，相同组分的浓度相等且两个反应的平衡常数互为倒数
（2）反应PCl₅(g)=PCl₃(g)+Cl₂(g) ∆H>0，在2L密闭容器中放人1molPCl₅，保持一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：

①若改变温度使v（逆）增大，平衡____移动（填“正向”、“逆向”或“不”）；
②T时，该反应的平衡常数为            。
（3）①推断As元素在周期表中的位置是             。
②已知某砷酸盐可发生如下反应：AsO₄^3-+2I^-+2H⁺=AsO₃^3-+I₂+H₂O。某化学兴趣小组利用该反应原理设计如图所示装置：

C₁、C₂是石墨电极，A中盛有KI和I₂混合溶液，B中盛有Na₃AsO₄和Na₃AsO₃的混合溶液，当连接开关K后，A中溶液颜色逐渐变深，灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C₂上发生的电极反应式是          ；一段时间后，当电流计指针回到中间“0”位时，再向B中滴加过量浓NaOH溶液，可观察到电流计指针    （填“不动”、“向左偏”或“向右偏”）。