二氧化氮（NO₂)是一种具有高度活性的气态物质，NO₂与Na₂O₂均具有较强的氧化性，某研究性学习小组对二者能否发生反应进行探究。

【实验】

下列关于实验室制备NO₂的说法正确的是_______

a．实验室常用铜和浓硝酸反应制取二氧化氮

b．二氧化氮常用向下排空气法收集

c．二氧化氮易溶于水，尾气可用水吸收.

d．用注射器收集的二氧化氮，压缩后颜色变浅

e．实验后容器中残留液需用碱液处理

【提出假设】

假设一：NO₂与Na₂O₂二者不反应；

假设二：NO₂能被Na₂O₂氧化；

假设三：                            

【查阅文献】

NO₂在反应中能生成HNO₃和HNO₂；HNO₂旣有氧化性，又有还原性，能被强氧化剂如KMnO₄氧化。

【设计实验】

(1)实验时，将NO₂气体通入盛有Na₂O₂的玻璃管中，淡黄色粉末完全变成白色，说明假设    不成立。

(2)若假设二成立，反应的化学方程式是               。

(3)为验证假设二是否成立，该小组同学做了如下定性实验研究，请完成下表内容。

【定量分析】

若实验前该小组同学用托盘天平称量过氧化钠的质量为3.9g，充分反应后白色固体质量为8.4g，该小组同学得出假设2不成立的结论。你是否同意他们的结论，并简述理由：               

（12分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，该反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，则ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的 CO与0.58mol H₂的混合气体充入2L密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。

①在0～2min内，以H₂表示的平均反应速率为        mol·L^-1·s^-1 。

②列式计算300℃时该反应的平衡常数K =                                   。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将         。

A．向正方向移动   B．向逆方向移动   C．处于平衡状态   D．无法判断

④下列措施可增加甲醇产率的是         

A．压缩容器体积                B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它条件不变，使反应在500℃下进行，在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图。

【解析】（1）根据反应的特点可知△S小于0，因为反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，所以根据△G＝△H－T·△S可知反应是放热反应。

（2）①反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，根据图像可知反应进行到2min时甲醇

的浓度不再发生变化，平衡时甲醇的物质的量是0.04mol，则消耗氢气是0.08mol，所以在0～2min

内，以H₂表示的平均反应速率为。

②平衡时氢气的浓度是，CO的平衡浓度是

,所以该温度下的平衡常数为。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时它们的浓度分别为0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因为＞4，所以反应向逆反应方向移动。

④压缩体积，压强增大，平衡向正反应方向移动。选项B是降低生成物浓度，平衡也向正反应方

向移动。充入He，使体系总压强增大，但物质但浓度没有变化，所以平衡不移动。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，所以答案是ABD。

（3）因为反应是放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，但反应速率会加快，所以图

像为

0.1mol某烃在氧气中完全燃烧，将生成物全部通入浓硫酸中，浓硫酸增重9g，继续通入足量的澄清石灰水中，得到沉淀50g.

求：（1）该有机化合物的分子式

（2）若分子中只有两个甲基且属于不饱和烃，写出其结构简式

【解析】考查有机物分子式和结构式的判断。浓硫酸增重9g，说明生成物水是9g，物质的量是0.5mol。沉淀是碳酸钙，物质的量是0.5mol，则二氧化碳也是0.5mol。根据原子守恒可知分子式为C₅H₁₀。若属于不饱和烃，则是烯烃，分子中只有两个甲基，所以可能的结构简式是、、。

0.1mol某烃在氧气中完全燃烧，将生成物全部通入浓硫酸中，浓硫酸增重9g，继续通入足量的澄清石灰水中，得到沉淀50g.

求：（1）该有机化合物的分子式

（2）若分子中只有两个甲基且属于不饱和烃，写出其结构简式

【解析】考查有机物分子式和结构式的判断。浓硫酸增重9g，说明生成物水是9g，物质的量是0.5mol。沉淀是碳酸钙，物质的量是0.5mol，则二氧化碳也是0.5mol。根据原子守恒可知分子式为C₅H₁₀。若属于不饱和烃，则是烯烃，分子中只有两个甲基，所以可能的结构简式是、、。

（12分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，该反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，则ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的 CO与0.58mol H₂的混合气体充入2L密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。

①在0～2min内，以H₂表示的平均反应速率为       mol·L^-1·s^-1。

②列式计算300℃时该反应的平衡常数K =                                  。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将        。

A．向正方向移动   B．向逆方向移动   C．处于平衡状态  D．无法判断

④下列措施可增加甲醇产率的是         

A．压缩容器体积                B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它条件不变，使反应在500℃下进行，在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图。

【解析】（1）根据反应的特点可知△S小于0，因为反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，所以根据△G＝△H－T·△S可知反应是放热反应。

（2）①反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，根据图像可知反应进行到2min时甲醇

的浓度不再发生变化，平衡时甲醇的物质的量是0.04mol，则消耗氢气是0.08mol，所以在0～2min

内，以H₂表示的平均反应速率为。

②平衡时氢气的浓度是，CO的平衡浓度是

,所以该温度下的平衡常数为。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时它们的浓度分别为0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因为＞4，所以反应向逆反应方向移动。

④压缩体积，压强增大，平衡向正反应方向移动。选项B是降低生成物浓度，平衡也向正反应方

向移动。充入He，使体系总压强增大，但物质但浓度没有变化，所以平衡不移动。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，所以答案是ABD。

（3）因为反应是放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，但反应速率会加快，所以图

像为