【推荐1】以天然气为原料合成氨是现代合成氨工业发展的方向与趋势
（一）天然气与氮气为原料，以固态质子交换膜为电解质，在低温常压下通过电解原理制备氨气如图所示：

写出在阴极表面发生的电极反应式：_____________。
（二）天然气为原料合成氨技术简易流程如下：

一段转化主要发生的反应如下:
①CH₄（g） +H₂O（g） CO（g）+3H₂（g）     ΔH₁ = 206 kJ·molˉ¹
②CO（g） + H₂O（g） CO₂（g） + H₂（g）     ΔH₂ = -41 kJ·molˉ¹
二段转化主要发生的反应如下:
③2CH₄（g）+ O₂（g） 2CO（g）+4H₂（g）             ΔH₃ = -71.2 kJ·molˉ¹
④2CO（g） + O₂（g） 2CO₂（g）                      ΔH₄ = -282 kJ·molˉ¹
（1）已知CO中不含C=O，H－H的键能为436 kJ·molˉ¹，H－O的键能为463 kJ·molˉ¹，C－H的键能为414 kJ·molˉ¹，试计算C=O的键能_________。
（2）实验室模拟一段转化过程，在800^oC下，向体积为1L的恒容密闭反应器中，充入1mol的CH₄与1mol的H₂O，达到平衡时CH₄的转化率为40%，n（H₂）为1.4mol，请计算反应②的平衡常数_________。
（3）下列说法正确的是_________。
A．合成氨过程实际选择的温度约为700℃，温度过高或过低都会降低氨气平衡产率
B．上述工业流程中压缩既能提高反应速率又能提高合成氨的产率
C．二段转化释放的热量可为一段转化提供热源，实现能量充分利用
D．二段转化过程中，需严格控制空气的进气量，否则会破坏合成气中的氢氮比
（4）已知催化合成氨中催化剂的活性与催化剂的负载量、催化剂的比表面积和催化反应温度等因素有关，如图所示：

①实验表明相同温度下，负载量5%催化剂活性最好，分析负载量9%与负载量1%时，催化剂活性均下降的可能原因是________。
②在上图中用虚线作出负载量为3%的催化剂活性变化曲线_______。

【推荐2】甲烷是重要的资源，通过一系列过程可实现由甲烷到氢气的转化。
Ⅰ.500℃时，CH₄与H₂O重整主要发生下列反应：
反应1：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g) ΔH=+206.1kJ/mol
反应2：CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)
(1)恒温恒容下，不能证明反应体系已达平衡的是_________

A．体系的气体平均相对分子质量不变

B．1molH2O消耗的同时有3molH2消耗

C．体系的压强不再变化

D．CO与H2的物质的量之比不再改变

(2)已知：CaO(s)+CO₂(g)=CaCO₃(s) ΔH=-178.8kJ/mol，向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点是___________。
(3)向一恒容密闭容器中加入1molCH₄和一定量的H₂O，若只发生反应1，CH₄的平衡转化率按不同投料x(x=)随温度的变化曲线如图1所示。下列说法不正确的是

A．x1>x2

B．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc

C．反应速率：vb正<vc正

D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

Ⅱ.CH₄与CO₂重整的主要反应的热化学方程式为
反应a：CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g) ΔH=+246.5kJ/mol K₁
反应b：H₂(g)+CO₂(g)=CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41.2kJ/mol K₂
反应c：2CO(g)=CO₂(g)+C(s) ΔH=-172.5kJ/mol K₃
(4)在CH₄与CO₂重整体系中通入适量H₂O(g)，可减少C(s)的生成，反应3CH₄(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)=4CO(g)+8H₂(g)的ΔH=___________，K=___________(用K₁、K₂或K₃表示)
(5)将1molCH₄与1molCO₂在2L密闭容器中反应制取CO和H₂时，若只发生反应a和反应b，CH₄和CO₂的平衡转化率随温度变化关系如图2所示。

①请列出923K时反应a的化学平衡常数K的计算式(不用计算结果)：K=___________。
②CH₄还原能力R可衡量CO₂转化效率，(R=)，同一时段内CO₂与CH₄的物质的量变化量之比)，从平衡移动的角度分析，随着温度升高，R值逐渐减小直至近似等于1的原因是___________。

【推荐3】我国力争于2030年前做到碳达峰，2080年前实现碳中和。利用CO₂合成工业产品是目前的科研热点之一，已知：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
回答下列问题：
(1)二氧化碳与氢气生成甲醇蒸气和水蒸气的热化学方程式为_______。
(2)一定条件下。向10L恒容密闭容器中充入lmol CO₂(g)和2mol H₂(g)发生上述III、IV反应，实验测得反应平衡时CH₃OH(g) 、H₂O(g)的物质的量与压强的关系如图所示。

①图中表示H₂O(g)和CH₃OH(g)的物质的量与压强关系的曲线为_______、_______(填“L₁”或“L₂”)。
②P_aMPa时。若反应在5min时恰好达到平衡状态，则反应的平均速率v(CO₂)_______；该温度下，反应Ⅲ的化学平衡常数K =_______。
(3)不同催化剂对产物的量会产生影响。在其他条件相同时，添加不同催化剂，经过相同时间后测得CO₂转化率和各产物的物质的量分数如下表。欲提高单位时同内甲醇的产量，使用催化剂_______效果最好。

催化剂	CO2转化率(%)	各产物在总产物中的占比(%)
		CH3OH	CH3CH2OH	其他
A	30.5	35.9	39.6	24.5
B	27.2	75.6	22.8	1.6
C	19.8	80.7	12.5	16.8

(4)在催化剂作用下CO₂加氢可制得甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如* CO₂表示CO₂吸附在催化剂表面：图中* H已省略)。

上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决速步反应的化学方程式为_______，提高产物中甲醇选择性的方法是_______。

【推荐2】CH₃OH是一种重要的化工原料，可由CO或CO₂与H₂反应合成，在密闭容器内发生的主要反应如下，其平衡常数的自然对数ln K_p(K_p是以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)随温度的变化如图所示：
I.CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g) K_p(I)
II.CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) K_p(II)
III.CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g) K_p(III)

(1)ΔH＞0的反应是______(填标号)。
(2)反应III的K_p(III)=______[用含K_p(I)、K_p(II)的代数式表示]。
(3)若图中A点时发生反应CH₃OH(g)＋CO₂(g)2CO(g)＋H₂(g)＋H₂O(g)，则其lnK_p=______(填数值)。
(4)在某催化剂催化和3.6×10⁴ kPa下，由CO₂和H₂在密闭容器内合成甲醇，反应相同时间时，甲醇的选择性[S(CH₃OH)]、CO₂的转化率[X(CO₂)]及CO的选择性[S(CO)]与温度的关系如图所示：

①实际生产中选择260℃的原因，除X(CO₂)最大外，还有__________。
②温度高于260℃时，升高温度X(CO₂)减小的原因是__________________(从反应II、III的平衡移动角度分析)。
(5)某合成气只含CO、H₂且n(CO)：n(H₂)＝1：m，在温度t、压强p条件下在密闭容器内进行反应I，若CO平衡转化率为α，则平衡常数K_p(I)=____________(用含m、α、p的代数式表示)。

【推荐3】党的二十大报告中强调“实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”，CO₂的转化和利用是实现碳中和的有效途径。回答下列问题。
Ⅰ.利用CO₂合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在Nature杂志上。其涉及的关键反应如下：
①CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)   ΔH₁=-49kJ/mol
②CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)   ΔH₂=+41.17kJ/mol
③CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)     ΔH₃
(1)反应③中ΔH₃=___________，该反应自发的条件是___________(填“高温自发“低温自发”或“任何温度下都自发”)。
(2)在催化剂作用下，按n(CO₂)：n(H₂)=1：3的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气只发生①②两个反应。维持压强为3.2MPa，测得不同温度下，反应经过相同时间时CO₂的转化率、甲醇的选择性如图所示：

已知：甲醇的选择性=×100%。
①从图中曲线的变化趋势也可以判断出反应①是放热的，判断的依据是___________，在实际工业生产中压强不能过高也不能过低的原因是___________。
②T₁K时，若反应从开始到达到a点所用时间为10min ，则H₂的分压=___________MPa，v(CH₃OH)=___________MPa/min，反应②的Kp=___________(Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压=A的物质的量分数×P_总，最终结果用分数表示)。
Ⅱ.近年来，有研究人员用CO₂通过电催化生成多种燃料，实现CO₂的回收利用，其工作原理如图所示。

(3)请写出Cu电极上产生CH₃OH的电极反应式：___________。

【推荐1】尿素[CO(NH₂)₂]在医学、农业、工业以及环保领域都有着广泛的应用。工业合成尿素的热化学方程式为：2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(g)+H₂O(l) ∆H=-87.0kJ•mol^-1。合成尿素的反应分步进行，如图是反应的机理及能量变化(单位：kJ•mol^-1)，TS表示过渡态。

回答下列问题：
(1)若∆E₁=66.5kJ•mol^-1，则∆E₂=_____kJ•mol^-1。
(2)若向某恒温、恒容的密闭容器中分别加入等物质的量的NH₃和CO₂，发生合成尿素的反应。下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是_____(填标号)。
a．断裂6molN－H键的同时断裂2molO－H键
b．混合气体的压强不再变化
c．混合气体的密度不再变化
d．CO₂的体积分数不再变化
(3)最后一步反应的化学方程式可表示为：HNCO(g)+NH₃(g)CO(NH₂)₂(g)。
I．在T₁℃和T₂℃时，向恒容密闭容器中投入等物质的量的HNCO和NH₃，平衡时lgp(NH₃)与lgp[CO(NH₂)₂]的关系如图I所示，p为物质的分压(单位为kPa)。

①T₁_____T₂(填“＞”“＜”或“=”)。
②T₂时，该反应的标准平衡常数K^θ=_____。
[已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应：dD(g)+eE(g)gG(g)，K^θ=，其中K^θ=100kPa，p(G)、p(D)、p(E)为各组分的平衡分压。]
③保持温度不变，点A时继续投入等物质的量的两种反应物，再次达到平衡时，CO(NH₂)₂的体积分数将_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ．其他条件相同，在不同催化剂下发生该反应，反应正向进行至相同时间，容器中CO(NH₂)₂的物质的量随温度变化的曲线如图Ⅱ所示。

④在500℃时，催化效率最好的是催化剂_____(填标号)。
⑤500℃以上，n[CO(NH₂)₂]下降的原因可能是_____(不考虑物质的稳定性)。

【推荐3】党的十九大报告指出:要持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战。当前空气质量检测的主要项目除了PM2.5外，还有CO、SO₂、氮氧化物(NO和NO₂)、O₃等气体。
(1)汽车尾气中含有NO 和CO气体，可利用催化剂对CO、NO进行催化转化反应:
2CO(g) +2NO(g) N₂(g) +2CO₂(g) △H
① 已知下列热化学方程式:
N₂(g) +O₂(g) =2NO(g) △H₁ = + 180.5kJ/mol
2C(s) +O₂(g) =2CO(g) △H₂=-2210kJ/mol
C(s)+O₂(g)=CO₂(g) △H3=-393.5kJ/mol
则 △H=_________。
②在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO气体通入到固定容积为2 L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如下图所示。在0~15min,以N₂ 表示的该反应的平均速度v(N₂)=________。若保持反应体系温度不变，20min时再容器中充入NO、N₂ 各0.4mol，化学平衡将_____移动 (填“向左”“向右”或“不”)。

(2)在相同温度下，两个体积均为1L 的恒容密闭容器中，发生CO、NO催化转化反应，有关物质的量如下表:

容器编号	起始物质的量/mol				平衡物质的量/mol
	NO	CO	N2	CO2	CO2
I	0.2	0.2	0	0	a
II	0.3	0.3	b	0.1	0.2

①容器I中平衡后气体的压强为开始时的0.875倍，则a=________。
②容器II平衡时的气体压强为p，用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数K 为________。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能破少NO_x的排放。某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5对CO、NO 催化转化进行研究。测得NO 转化为N ₂的转化率随温度CO 混存量的变化情况如图所示。

①在n(NO)/n(CO) =1条件下，最佳温度应控制在_______左右。
②若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为________。
③加入CO后NO转化为N₂ 的转化率增大的原因是_______ (用平衡移动的原理解释)。
(4)以NO₂、O₂、熔融NaNO₃ 组成的燃料电池装置如右图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，则该电极反应式为_______。

【推荐1】氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛，请根据提示回答下列问题：
（1）科学家合成了一种阳离子为“N₅ⁿ⁺”，其结构是对称的，5个N排成“V”形，每个N原子都达到8电子稳定结构，且含有2个氮氮三键；此后又合成了一种含有“N₅ⁿ⁺”化学式为“N₈”的离子晶体，其电子式为___，其中的阴离子的空间构型为___。
（2）2001年德国专家从硫酸铵中检出一种组成为N₄H₄(SO₄)₂的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以SO₄^2-和N₄H₄⁴⁺两种离子的形式存在。N₄H₄⁴⁺根系易吸收，但它遇到碱时会生成类似白磷的N₄分子，不能被植物吸收。1个N₄H₄⁴⁺中含有___个σ键。
（3）氨(NH₃)和膦(PH₃)是两种三角锥形气态氢化物，其键角分别为107°和93.6°，试分析PH₃的键角小于NH₃的原因___。
（4）P₄S₃可用于制造火柴，其分子结构如图1所示。

①P₄S₃分子中硫原子的杂化轨道类型为___。
②每个P₄S₃分子中含孤电子对的数目为___。
（5）某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示，该化合物的化学式为___。若晶胞底边长为anm，高为cnm，则这种磁性氮化铁的晶体密度为__g·cm⁻³(用含a、c和N_A的式子表示)

（6）高温超导材料，是具有高临界转变温度(Te)能在液氮温度条件下工作的超导材料。高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu³⁺。基态时Cu³⁺的电子排布式为[Ar]__；化合物中，稀土元素最常见的化合价是+3，但也有少数的稀土元素可以显示+4价，观察下面四种稀土元素的电离能数据，判断最有可能显示+4价的稀土元素是___(填元素符号)。
几种稀土元素的电离能(单位：kJ·mol⁻¹)

元素	I1	I2	I3	I4
Sc(钪)	633	1235	2389	7019
Y(铱)	616	1181	1980	5963
La(镧)	538	1067	1850	4819
Ce(铈)	527	1047	1949	3547

【推荐2】下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：

(1)请写出元素“o”的基态原子的价电子排布式_______。
(2)k在空气中燃烧产物的分子构型为_______，中心原子的杂化形式为_______，该分子是_______(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)由j原子跟c原子以1：1相互交替结合而形成的晶体，晶型与晶体j相同。两者相比熔点更高的是(写化学式)_______，试从结构角度加以解释_______。
(4)i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。

若已知i的原子半径为dcm，N_A代表阿伏加德罗常数，i的相对原子质量为M，请回答：
①晶胞中i原子的配位数为_______。
②该晶体的密度为_______g/cm³。

【推荐3】近来，嫦娥五号完成“挖土”之旅返回地球。查阅资料知，月球玄武岩是构成月球的岩石之一，主要由辉石(主要成分硅酸盐)和钛铁矿(主要成分)等组成。回答下列问题：
(1)基态铁原子的价电子排布式为：___________。
(2)与Fe同周期，且最外层电子数相同的主族元素是___________(填元素符号)。
(3)基态Ti原子核电子占据的最高能层符号为___________；其最外层电子的电子云轮廓图为___________。
(4)中含有键数为___________，中配体为___________，其中C原子的杂化轨道类型为___________，H、C、N、Si四种元素的电负性由大到小的顺序为___________。
(5) 的结构如图1所示，其中由O围成的___________(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)被Fe占据，Ti的配位数为___________。

(6)已知该晶胞的密度为，表示阿伏加德罗常数的值。计算晶胞参数a=___________pm。(列出计算表达式)