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某化工廠以甲烷為主要原料來制取合成甲醇及合成氨的原料，其主要反應為：

CH₄(g)＋H₂(g)CO(g)＋3H₂(g)……①(反應中CH₄轉化率為1)

2CO₄(g)＋O₂(g)2CO(g)＋4H₂(g)……②(反應中CH₄轉化率為1)

CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)……(反應中CO轉化率為2/3)

合成工藝如下：

請回答下列問題(所有氣體體積均折算為標準狀況)：

1．若只用反應器①來直接合成甲醇．當充入反應器①的甲烷和水蒸汽的體積分別為672 m³和2240 m³時，反應剩余物中CO為________mol、H₂為________mol；

2．若CH₄同時和H₂O(g)及O₂(g)反應，則am³CH₄按上述兩式完全反應，產物氣體的體積V的范圍為________．

3．若充入反應器①的甲烷和水蒸汽的體積分別為l體積和3體積，反應剩余物中：V(H₂)∶V(N₂)∶V(CO)＝3∶1∶1．則充入反應器②的富氧空氣(只含N₂和H₂)的體積為________；富氧空氣中氧氣體積分數為________．

4．若將25％的富氧空氣、CH₄和H₂O(g)混合并充分反應，反應的產物中n(H₂)/n(N₂)＝3∶1，來合成氨氣，則反應中的H₂O(g)和富氧空氣的物質的量之比為________．

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合成氨反應原理為：1/2N₂(g)+3/2H₂(g)NH₃(g) △H=xkJ/mol。請回答：
(1)為提高上述反應的速率，工業上常采用催化劑。目前，最好的催化劑組成為n(Fe²⁺)：n(Fe³⁺)=0.5，若以FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄為原料，則三者的物質的量之比為___________________。
(2)將N₂及H₂按物質的量之比1：3充入密閉容器中，相等時間內，不同溫度下，在催化劑表面反應，N₂的轉化率與反應溫度的關系如圖1所示，下列說法正確的是______________。

A．△H<0
B．v(N₂)=2v(NH₃)時，說明已達平衡
C．該催化劑約在500℃時活性較大
D．若增大壓強，N₂的轉化率一定提高
(3)已知：保持溫度、容積不變時，各氣體的壓強（分壓）與它們的物質的量成正比。若用Kp表示平衡常數，p(N₂)、p(H₂)、p(NH₃)分別表示N₂、H₂、NH₃的分壓。 寫出上述反應的平衡常數表達式：
Kp=____。
(4)合成氨工業中，平衡耐NH₃的含量[用φ(NH₃)表示]與反應的總壓、溫度、氫氮比[用γ= n(H₂)/n(N₂)表示]和惰性氣體含量（用xi表示）存在一定關系。下列兩圖是探究γ、x_i對合成氨生產影響時所得到的。

根據圖2，可得出的結論是：_______。 根據圖3，可得出的結論是：________。

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說明：

1. 本答案供閱卷評分使用，試題的參考解答是用來說明評分標準的，考生如按其他方法或步驟解答，正確的同樣給分；有錯的，根據錯誤的性質，參照評分標準中相應的規定評分。

2. 化學專用名詞中出現錯別字、元素符號有錯誤，都要參照評分標準扣分。

3. 化學方程式、離子方程式未配平的，都不給分。

4. 計算只有最后答案而無演算過程的，不給分。

第Ⅰ卷（選擇題，共50分）

一、選擇題（本題包括25小題，每小題2分，共50分。每小題只有一個選項符合題意）

1. D  2. B  3. C  4. D  5. B  6. D  7. C  8. A  9. A  10. C  11. C  12. B  13. B  14. A

15. D  16. D  17. B  18. A  19. A  20. C  21. C  22. A  23. B  24. C  25. D

第Ⅱ卷（非選擇題，共50分）

二、填空題（本題包括6小題，每空1分，共25分）

26.（4分） ＞    ＞    10^-7 mol?L^-1    10^-14

27.（6分）2    失去2    3    FeS    Fe＋Cu²⁺===Fe²⁺＋Cu    2Fe＋3Cl₂點燃=====2FeCl₃

28.（4分）→    ←    ←    ―

29.（2分）正    氧化

30.（5分）（1）Al    3    ⅢA    （2）鈉 

31.（4分）

三、簡答題（本題包括3小題，共15分）

32.（共7分，每空1分）（1）2Al＋Fe₂O₃高溫=====2Fe＋Al₂O₃    鋁（或Al） 

（2）大量氣泡    2H₂O₂MnO2======2H₂O＋O₂↑  

（3）紅   變深    增大任何一種反應物的濃度，都促使化學平衡向正反應方向移動

33.（共4分，每空1分）酸    Fe³⁺＋3H₂O Fe(OH)₃＋3H⁺    鹽酸（或HCl）

抑制Ag⁺ 的水解，防止溶液變渾濁

34.（共4分）（1）氣體顏色加深（1分）    氣體顏色變淺（1分）    （2）升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動；降低溫度，平衡向放熱反應方向移動（2分）

四、計算題（本題包括2小題，共10分）

35. 解：HNO₃＋KOH===KNO₃＋H₂O   ……………………………………………（1分）

c(HNO₃)?V[HNO₃(aq)]＝c(KOH)?V[KOH(aq)]   ……………………………（1分）

c(HNO₃)＝＝＝0.5018 mol/L （2分）

答：這種HNO₃溶液的物質的量濃度為0.5018 mol/L。

36. 解：合金粉末與過量的NaOH溶液混合，只有Al與NaOH反應。

2Al＋2NaOH＋2H₂O===2NaAlO₂＋3H₂↑

2×27 g                        3×22.4 L

 m(Al)                           3.36 L  …………………………………（2分）

m(Al)＝＝2.7 g   ……………………………………………（2分）

合金中鎂的質量分數w(Mg)＝×100 %＝32.5 % ………………（2分）

     答：合金中鎂的質量分數為32.5 % 。