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（18分）

Ⅰ．某溫度下，向某密閉容器中加入1mol N₂和3 mol H₂，使之反應合成NH₃，平衡后測得NH₃的體積分數為m。若溫度不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH₃的體積分數仍為m。假設N₂、H₂、NH₃的加入量（單位：mol）用x、y、z表示，應滿足：

（1）恒定溫度、體積

①若x = 0，y = 0，則z =_________；                           

②若x = 0.75，y = _________，則z =_________；

③x、y、z應滿足的一般條件是_______________________________。

（2）恒定溫度、壓強 

①若x =0，y = 0，則z _________；

②x、y、z應滿足的一般條件是_______________________________。

Ⅱ．將2mol H₂O和2mol CO置于1L容器中，在一定條件下，加熱至高溫，發生如下可逆反應：2H₂O(g)  2H₂＋O₂、2CO＋O₂  2CO₂

（1）當上述系統達到平衡時，欲求其混合氣體的平衡組成，則至少還需要知道兩種氣體的平衡濃度，但這兩種氣體不能同時是_____和_____，或____和_____。(填它們的分子式)

（2）若平衡時O₂和CO₂的物質的量分別為： n(O₂)_平＝a mol，n(CO₂)_平＝b mol。

試求n(H₂O)_平＝__________。(用含a、b的代數式表示)

下列關于熱化學反應的描述中正確的是(    )

A．HCl和NaOH反應的中和熱△H＝－57.3kJ/mol，則H₂SO₄和Ca(OH)₂反映的中和熱△H＝2×(－57.3)kJ/mol

B．CO(g)的燃燒熱是283.0kJ/mol，則2CO₂(g)＝2CO(g)＋O₂(g)反應的△H＝+2×283.0kJ/mol

C．需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應

D．甲烷的燃燒熱就是1mol甲烷燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量

CO₂和CH₄是兩種重要的溫室氣體，通過CH₄和CO₂反應制造更高價值化學品是目前的研究目標。

⑴250℃時，以鎳合金為催化劑，向4 L容器中通入6 mol CO₂、6 mol CH₄，發生如下反應：CO₂ (g)＋CH₄(g) 2CO(g)＋2H₂(g)。平衡體系中各組分體積分數如下表：

①此溫度下該反應的平衡常數K=     。

②已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H=-890.3 kJ·mol^－1

CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g) △H=2.8 kJ·mol^－1

2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) △H=-566.0 kJ·mol^－1

反應CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g) 的△H=     。

⑵以二氧化鈦表面覆蓋Cu₂Al₂O₄為催化劑，可以將CO₂和CH₄直接轉化成乙酸。

①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如右圖所示。250～300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是   。

②為了提高該反應中CH₄的轉化率，可以采取的措施是   。

③將Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的離子方程式為     。

⑶以CO₂為原料可以合成多種物質。

①聚碳酸酯是一種易降解的新型合成材料，它是由縮聚而成。寫出聚碳酸酯的結構簡式：   。

②以氫氧化鉀水溶液作電解質進行電解，CO₂在銅電極上可轉化為甲烷，該電極反應方程式為     。

(12分)我國是個鋼鐵大國，鋼鐵產量為世界第一，高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法。高爐內可能發生如下反應：

C(s)＋O₂(g) ＝ CO₂(g)  △H₁＝－393.5 kJ·mol^—1                   ①

C(s)＋CO₂(g) ＝ 2CO(g)  △H₂＝＋172.5 kJ·mol^—1                  ②

4CO(g)＋Fe₃O₄(s) ＝ 4CO₂(g)＋3Fe(s)  △H₃＝－13.7 kJ·mol^—1       ③

請回答下列問題：

⑴計算3Fe(s)＋2O₂(g) ＝ Fe₃O₄(s)的△H＝___________________。

⑵800℃時，C(s)＋CO₂(g)2CO(g)的平衡常數K＝1.64，相同條件下測得高爐內c(CO)＝0.20 mol·L^－1、c(CO₂)＝0.05 mol·L^－1，此時反應向_______（填“正”或“逆”）方向進行。

⑶某種礦石中鐵元素以氧化物Fe_mO_n形式存在，現進行如下實驗：將少量鐵礦石樣品粉碎，稱取25.0 g樣品于燒杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不斷加熱、攪拌，濾去不溶物。向所得濾液中加入10.0 g銅粉充分反應后過濾、洗滌、干燥得剩余固體3.6 g。剩下濾液用濃度為2 mol·L^－1的酸性KMnO₄滴定，至終點時消耗KMnO₄溶液體積25.0 mL。

提示：2Fe^3＋＋Cu＝2Fe^2＋＋Cu^2＋      8H^＋＋MnO₄^－＋5Fe^2＋＝Mn^2＋＋5Fe^3＋＋4H₂O

①計算該鐵礦石中鐵元素的質量分數。（請寫出必要的解題步驟）

②計算氧化物Fe_mO_n的化學式（m、n為正整數）（請寫出必要的解題步驟）

(12分)我國是個鋼鐵大國，鋼鐵產量為世界第一，高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法。高爐內可能發生如下反應：

C(s)＋O₂(g) ＝ CO₂(g)  △H₁＝－393.5 kJ·mol^—1                   ①

C(s)＋CO₂(g) ＝ 2CO(g)  △H₂＝＋172.5 kJ·mol^—1                  ②

4CO(g)＋Fe₃O₄(s) ＝ 4CO₂(g)＋3Fe(s)  △H₃＝－13.7 kJ·mol^—1       ③

請回答下列問題：

⑴計算3Fe(s)＋2O₂(g) ＝ Fe₃O₄(s)的△H＝___________________。

⑵800℃時，C(s)＋CO₂(g)2CO(g)的平衡常數K＝1.64，相同條件下測得高爐內c(CO)＝0.20 mol·L^－1、c(CO₂)＝0.05 mol·L^－1，此時反應向_______（填“正”或“逆”）方向進行。

⑶某種礦石中鐵元素以氧化物Fe_mO_n形式存在，現進行如下實驗：將少量鐵礦石樣品粉碎，稱取25.0 g樣品于燒杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不斷加熱、攪拌，濾去不溶物。向所得濾液中加入10.0 g銅粉充分反應后過濾、洗滌、干燥得剩余固體3.6 g。剩下濾液用濃度為2 mol·L^－1的酸性KMnO₄滴定，至終點時消耗KMnO₄溶液體積25.0 mL。

提示：2Fe^3＋＋Cu＝2Fe^2＋＋Cu^2＋      8H^＋＋MnO₄^－＋5Fe^2＋＝Mn^2＋＋5Fe^3＋＋4H₂O

①計算該鐵礦石中鐵元素的質量分數。（請寫出必要的解題步驟）

②計算氧化物Fe_mO_n的化學式（m、n為正整數）（請寫出必要的解題步驟）