1 . 氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
(1)时，燃烧生成)放热，蒸发吸热，表示燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
①下列操作中，能提高平衡转化率的是_______ (填标号)。
A.增加用量        B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除                 D.加入催化剂
②恒温恒压条件下，1molCH₄(g)和1molH₂O(g)反应达平衡时，的转化率为，的物质的量为，则反应Ⅰ的平衡常数_______ (写出含有α、b的计算式；对于反应，，x为物质的量分数)。其他条件不变，起始量增加到，达平衡时，，平衡体系中的物质的量分数为_______(结果保留两位有效数字)。
(3)氢氧燃料电池中氢气在_______(填“正”或“负”)极发生反应。
(4)在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中，放电的电极反应式为_______。
(5)甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能量如图，则最可行途径为a→_______(用等代号表示)。

2 . 含结晶水的无机物可应用在吸波材料、电极材料和相变储能材料等领域。胆矾(CuSO₄·5H₂O)是一种重要的结晶水合物。
(1)硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，可用于土壤环境中钢质管道的电位监测。测量的电化学原理如图所示。回答下列问题：

①负极的电极反应式为_______。
②测量后参比电极中CuSO₄溶液的浓度_______(填"变大”，“变小”或“不变")。
(2)把胆矾放到密闭容器内，缓缓抽去其中的水气，胆矾分三次依次脱水，各步脱水过程为一系列的动态平衡，反应式如下(脱水过程为吸热反应)。
反应I：CuSO₄·5H₂O (s) CuSO₄·3H₂O (s) + 2H₂O(g)
反应II：CuSO₄·3H₂O (s) CuSO₄·H₂O (s) + 2H₂O(g)
反应III：CuSO₄·H₂O (s) CuSO₄(s) + H₂O(g)
如图为50°C时水合物中水的质量分数 w与压强p(H₂O)的关系图，回答下列问题：

①用无水CuSO₄检验乙醇中含有微量水的现象是_______。
②反应Ⅰ对应的线段为_______(填“ab”、“ed”或“ef”)。
③反应Ⅱ的平衡常数K_p=_______Pa²。
④反应III在60°C和50°C的平衡压强p(H₂O)分别为p₁和p₂，则p₁_______ p₂ (填*>”、“<”或“=”)。
⑤当样品状态c点下网到M点，体系存在的固体有_______； 转化率为_______% (保留小数点后两位)。
⑥25°C时为了保持CuSO₄·H₂O晶体纯度，可将其存在盛有大量Na₂CO₃· H₂O晶体(平衡压强p(H₂O)=706Pa)的密闭容器中，简述其理由_______。
已知：25℃时反应I、II、III的平衡压强p（H₂O）分别为1040、747和107Pa。

3 . 某小组实验验证“Ag⁺+Fe²⁺Fe³⁺+Ag↓”为可逆反应并测定其平衡常数。
(1)实验验证
实验I：将0.0100 mol/L Ag₂SO₄溶液与0.0400 mol/L FeSO₄溶液(pH=1)等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。
实验II：向少量Ag粉中加入0.0100 mol/L Fe₂(SO₄)₃溶液(pH=1)，固体完全溶解。
①取I中沉淀，加入浓硝酸，证实沉淀为Ag。现象是_______。
②II中溶液选用Fe₂(SO₄)₃，不选用Fe(NO₃)₃的原因是_______。
综合上述实验，证实“Ag⁺+Fe²⁺Fe³⁺+Ag↓”为可逆反应。
③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操作及现象_______。

(2)测定平衡常数
实验Ⅲ：一定温度下，待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时，取v mL上层清液，用c₁ mol/L KSCN标准溶液滴定Ag⁺，至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v₁ mL。
资料：Ag⁺+SCN^-AgSCN↓（白色） K=10¹²
Fe³⁺+SCN^-FeSCN²⁺（红色） K=10^2.3
①滴定过程中Fe³⁺的作用是_______。
②测得平衡常数K=_______。
(3)思考问题
①取实验I的浊液测定c(Ag⁺)，会使所测K值_______(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。
②不用实验II中清液测定K的原因是_______。

5 . 2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。中国空间站开启有人长期驻留时代。空间站的水气整合系统利用“萨巴蒂尔反应”，将CO₂转化为CH₄和水蒸气，配合O₂生成系统可实现O₂的再生。回答下列问题：
Ⅰ. 萨巴蒂尔反应为：CO₂(g)+ 4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g)△H₁
(1)常温常压下，已知：①和的燃烧热()分别为-285.5 kJ/mol和-890.0 kJ/mol；
② △H₂=+44.0 kJ/mol。则=___________ kJ/mol。
(2)在某一恒容密闭容器中加入CO₂、H₂，其分压分别为15kPa、 30kPa， 加入催化剂并加热使其发生萨巴蒂尔反应。研究表明CH₄的反应速率v(CH₄)= 1.2×10^-6p(CO₂)p⁴(H₂) (kPa﹒s^-1)， 某时刻测得H₂O(g)的分压为10kPa，则该时刻v(H₂)=___________。
(3)研究发现萨巴蒂尔反应的历程，前三步历程如图所示。其中吸附在Pt/SiO₂催化剂表面用“﹒”标注，Ts 表示过渡态。从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态的过程会___________(填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________。

Ⅱ.某研究团队经实验证明，CO₂在一定条件下与H₂O发生氧再生反应:
CO₂(g)+ 2H₂O(g) CH₄(g)+2O₂(g)△H₁=
(4)恒压条件时，按投料，进行氧再生反应，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。

350℃时，A点的平衡常数为______(填计算结果)。为提高CO₂的转化率，除改变温度外，还可采取的措施为____________。
(5)氧再生反应可以通过酸性条件下半导体光催化转化实现；反应机理如图所示：

①光催化CO₂转化为CH₄的阴极方程式为__________________。
②催化剂的催化效率和CH₄的生成速率随温度的变化关系如图所示。300℃到400℃之间，CH₄生成速率加快的原因是_____________。

6 . 在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题：
(1)利用CH₄-CO₂干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。
①该反应一般认为通过如下步骤来实现：
I．CH₄(g)=C(ads)+2H₂(g)
II．C(ads)+CO₂(g)=2CO(g)
上述反应中C( ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图所示：

①反应I是___________(填“ 慢反应”或“快反应”)，CH₄-CO₂干重整反应的热化学方程式为_____。(选取图中E₁、E₂、E₃、E₄、E₅表示反应热)。
②在恒压条件下，等物质的量的CH₄(g)和CO₂(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图1所示。已知在干重整中还发生了副反应：H₂(g)+CO₂(g)=H₂O(g)+CO(g) ΔH＞ 0，则表示CO₂平衡转化率的是曲线___________ (填“ A”或“B") ，判断的依据是___________。
③在恒压p 、800 K条件下，在密闭容器中充入等物质的量的CH₄(g)和CO₂(g) ，若曲线A对应物质的平衡转化率为40%，曲线B对应物质的平衡转化率为20%，则以上反应平衡体系中n(H₂)： n(H₂O)=___________，则干重整反应的平衡常数K_p___________ (用平衡分压代替平衡浓度表示，分压=总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。

(2)二氧化碳电还原反应提供了一种生产乙醇的方法，已知反应过程中在三种不同催化剂表面(Cu、C/Cu、N-C/Cu)的某个基元反应的能量变化如图所示(IS表示始态，TS表示过渡态，FS表示终态， *表示催化剂活性中心原子)。科学家研究发现铜表面涂覆一层氮掺杂的碳(N-C)可以提高乙醇的选择性，其原因可能是___________。

(3)科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO₂，其原理如图所示。

①写出与电源正极相连一极上的电极反应式：___________。
②下列说法正确的是___________(填字母)。
A．循环液1和循环液2中的阴离子种类相同
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．水的电离程度：处理后海水1＞处理后海水2
D．该方法可以同时将海水进行淡化

7 . 氮氧化物是主要大气污染物，可采用多种方法消除，其中氢气选择性催化还原()是一种理想的方法。其相关反应如下：
主反应：   
副反应：   
(1)已知：   ，   ，则_______(用含有和的代数式表示)
(2)恒温条件下，将、充入某恒容密闭容器中，在催化剂作用下进行反应。
①下列有关说法错误的是_______。(填字母序号)
a.当容器内的压强不再变化时说明主、副反应均达到平衡
b.平衡后，若向容器内再充入少量，主、副反应平衡常数均增大
c.平衡后，、和三者的物质的量之比保持不变
d.平衡后，
②在不同温度下，反应相同时间时测得混合气体中N₂、的体积分数随温度的变化关系如图所示，温度高于205℃时，的体积分数随温度的升高而减小的原因可能_______。(答一点)

(3)某温度下，将、按物质的量比1：3充入某恒容密闭容器中，若平衡后与物质的量之比为3：1，的转化率为80%，则的有效去除率(转化为的的量与起始量的比值)为_______%，的物质的量分数为_______%。(结果保留两位有效数字)
(4)在催化剂表面的反应机理如下图：

研究表明，在催化剂中，表面上形成的以的形式被储存。随后在载体上，与和产生，该反应的离子方程式为_______。(已知发生反应的、物质的量之比为1：1)
(5)除了，还有其他有效的方法消除氮氧化物，例如可用电解法将转变为，其工作原理如图。M极为电解池的_______极，N极的电极反应式为_______。