1 . 、既是燃料又是化工原料。工业上，可用煤炭在高温下与水蒸气反应制备水煤气（主要成分为和），发生的反应为。
（1）碳位于周期表中第__________周期第__________族。
（2）在体积可变的密闭容器中发生上述反应，改变下列条件，不会改变反应速率的是________（填字母）。
a．增大压强       b．增大炭的质量       c．增大水蒸气浓度       d．升高温度
（3）和在一定条件下可以合成下列有机物，其中原子利用率小于100%的是_______（填字母）。
a．       b．        c．       d．
（4）和在溶液中可以组成燃料电池，装置如图所示。在石墨1极上发生的电极反应为；在石墨2极上发生的电极反应为。

①石墨1极为____________（填“负”或“正”）极。在石墨2极上发生________反应（填“氧化”或“还原”）。
②放电时，电子流向是_________（填字母）。
a．由石墨1极流出，经外电路流向石墨2极       b．由石墨2极流出，经外电路流向石墨1极
c．由石墨1极流出，经电解质溶液流向石墨2极       d．由石墨1极流出，经电解质溶液流向石墨2极

2 . (1)已知在2 L的密闭容器中进行可逆反应aA(g)+bB(g)2C(g)，各物质的有关数据如下：

物质	A	B	C
起始物质的量浓度/mol·L-1	1.5	1.2	0
2s末物质的量浓度/mol·L-1	0.7	0.6	0.4

请回答下列问题。
①该可逆反应的化学方程式可表示为____________。
②用物质B来表示0~2s的平均反应速率为__________。
③从反应开始到2 s末，A的转化率为___________。
④下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是______(填字母)。
A．v_B(消耗)=v_c(生成)               
B．容器内气体的密度不变        
C．容器内气体的总压强保持不变       
D．容器内气体C的物质的量分数保持不变            
E． v_A： v_B：v_C=4：3 ：2
(2)①锌电池有望代替铅蓄电池，它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液，发生的总反应方程式是2Zn+O₂=2ZnO。则该电池的负极材料是____________。
②瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池的示意图如下，则该燃料电池工作时，负极的电极反应式为__________，电池的总反应方程式为____________。

3 . 采用科学技术减少碳氧化物、氮氧化物等物质的排放，可促进社会主义生态文明建设。
(1)CH₄既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。
①已知：CH₄(g)+2O₂(g) ＝CO₂(g)+2H₂O(l) ΔH＝-890.3kJ·mol^-1；
在深海中有一种甲烷细菌依靠酶使甲烷与O₂作用产生的能量存活。酶使1mol甲烷生成CO₂气体与液态水，放出的能量__________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3kJ。
②甲烷高温分解生成氢气和碳。在密闭容器中进行此反应时要先通入适量空气使部分甲烷燃烧，其目的是____________。
③利用CH₄的燃烧可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理如下图所示，则通入a气体的电极名称为________，通入b气体的电极反应式为_______(质子交换膜只允许H⁺通过)

(2)利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O(g)转化为CH₄和O₂。紫外光照射时，在不同催化剂(I、Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH₄产量随光照时间的变化见下图。在15小时内，CH₄的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为____________(填序号)。

(3)以TiO₂/Cu₂Al₂O₄为催化剂，也可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见下图。乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是_________；

②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜(CuAlO₂，难溶物)。将CuAlO₂溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为__________。

4 . CO₂是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题。
(1)CO₂与CH₄经催化重整，制得合成气：CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

化学键	C-H	C=O	H-H	CO(CO)
键能/kJ⋅mol-1	413	745	436	1075

则该反应的△H=____。
②按一定体积比加入CH₄和CO₂，在恒压下发生反应，温度对CO和H₂产率的影响如图所示。此反应优选温度为900℃的原因是______。

(2)O₂辅助的A1-CO₂电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO₂，电池反应产物Al₂(C₂O₄)₃是重要的化工原料。

电池的负极反应式：_____。
电池的正极反应式：6O₂+6e^-=6O^2- ；6CO²+6O^2-=3C₂O+6O₂
反应过程中O₂的作用是_____。该电池的总反应式：_____。

5 . 由于雾霾严重，长沙市19年12月15、16日在部分路段施行了限行。已知汽车尾气排放出的NO_x、SO₂等，是形成雾霾的主要物质，其综合治理是当前重要的研究课题。
(1)汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应：
2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g) ΔH
已知：CO燃烧热的ΔH₁=-283.0kJ/mol
N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) ΔH₂=+180.5kJ/mol，则ΔH=_____________。
(2)某研究小组对反应NO₂+SO₂SO₃+NO ΔH <0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n(NO₂):n(SO₂)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO₂的平衡转化率[α(NO₂)]，部分实验结果如图1所示。


①如果将图中B点的平衡状态改变为C点的平衡状态，应采取的措施是_____。
②图中B、D两点对应的实验温度分别为T_B和T_D，通过计算判断：T_B___T_D(填“>”“=”或“<”)。
(3)工业废气也是产生雾霾的重要原因，某厂采用湿法K₂S₂O₈氧化脱硝综合处理燃煤锅炉烟气，提高了烟气处理效率。
①K₂S₂O₈水解时生成H₂O₂和KHSO₄，写出该反应的化学方程式：_______。
②过二硫酸钾可通过电解KHSO₄溶液的方法制得。电解液中含硫微粒主要存在形式与pH的关系如图2所示。
已知在阳极放电的离子主要是HSO，阳极区电解质溶液的pH范围为___；阳极的电极反应式为____。

6 . 煤燃烧后的主要产物是CO、CO₂。
（1）已知：①C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g) △H₁=+131.3kJ/mol
②CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.3kJ/mol
③C(s)+2H₂O(g)CO₂(g)+2H₂(g) △H₃
△H₃=__kJ/mol，在反应②的体系中加入催化剂，△H₂____(填“增大”“减小”或“不变")。
（2）以CO₂为原料可制备甲醇：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H=-49.0kJ/mol；向1L的恒容密闭容器中充入1molCO₂(g)和3molH₂(g)，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)浓度随时间的变化如图1所示。
①图1中N表示的是__(填化学式)；0~8min内，以氢气表示的平均反应速率v(H₂)=__(保留两位有效数字)mol/(L·min)。

②在一定条件下，体系中CO₂的平衡转化率(a)与L和X的关系如图2所示，L和X分别表示温度或压强。X表示的物理量是__(填“温度"或“压强”)，L₁__(填“＞”或“＜")L₂。
（3）向一体积为20L的恒容密闭容器中通入1molCO₂发生反应：2CO₂(g)2CO(g)+O₂(g)，在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。

1600℃时反应达到平衡，则此时反应的平衡常数K=__。
（4）草酸锌可应用于有机合成、电子工业等。工业上制取ZnC₂O₄的原理如图4所示(电解液不参加反应)，Pb电极是__(填“正”“负”“阴”或“阳”)极。则Zn电极上的电极反应式为__。

7 . 用CO₂合成燃料甲醇(CH₃OH)是碳减排的新方向。现进行如下实验：某温度下在体积为1L的密闭容器中，充入2molCO₂和6molH₂发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，请回答下列问题：
(1)能判断该反应已达化学平衡状态的标志是___（填字母）。
A.CO₂百分含量保持不变
B.容器中H₂浓度与CO₂浓度之比为3：1
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.CO₂的生成速率与CH₃OH的生成速率相等
(2)现测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示，回答下列问题：

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)=___。
②平衡时甲醇的体积分数为___；CO₂的转化率为___。
(3)以KOH为电解质溶液的甲醇燃料电池的总反应为2CH₃OH+3O₂+4KOH=2KCO₃+6H₂O。通入氧气的电极为燃料电池的___（填“正”或“负”)极，负极发生的电极反应式为___。

8 . 甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。
(1)已知：①CH₃OH(l)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－638.5kJ·mol^－1
②CO(g)＋1/2O₂(g)＝CO₂(g) △H＝－283.0kJ·mol^－1
③H₂O(l)＝H₂O(g) △H＝＋44.0kJ·mol^－1
则反应CH₃OH(l)＋O₂(g)＝CO(g)＋2H₂O(l)的△H＝____kJ·mol^-1。
(2)工业上利用合成气(主要成分为CO、CO₂和H₂)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
Ⅰ.CO(g)＋2H₂(g)⇌CH₃OH(g) △H₁
Ⅱ.CO₂(g)＋3H₂(g)⇌CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H₂＜0
Ⅲ.CO₂(g)＋H₂(g)⇌CO(g)＋H₂O(g) △H₃＞0
①已知升高温度，反应Ⅰ的平衡常数K减小，则该反应的△H₁____0(填“＞”或“＜”)
②对反应Ⅱ而言，下列叙述中，能说明该反应达到平衡状态的是____。
a.单位时间内消耗1molCO₂的同时生成3molH₂
b.反应过程中c(CO₂)：c(CH₃OH)＝1：1
c.恒温恒容时，混合气体的密度保持不变
d.绝热恒容时，反应的平衡常数不再变化
③上述反应体系中，当合成气的组成n(H₂)/n(CO＋CO₂)＝2.50时，体系中CO的平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。则图中压强由大到小的顺序为____，α(CO)值随温度升高而减小的原因是____。

(3)用甲醇、二氧化碳可以在一定条件下合成碳酸二甲酯(CH₃OCOOCH₃，简称DMC)，其反应的化学方程式为：2CH₃OH(g)＋CO₂(g)⇌CH₃OCOOCH₃(g)＋H₂O(g)。在体积为2L的密闭容器中投入4molCH₃OH和2molCO₂合成DMC，一定条件下CO₂的平衡转化率(α)与温度、压强的变化关系如图所示。则：

①A点时该反应的平衡常数K＝____(mol·L^-1)^-1。
②A、B、C三点的速率v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为____。
(4)写出以KOH溶液为电解质溶液，甲醇燃料电池的负极反应式：____。

9 . 游离态氮称为惰性氮，游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化，在氮的循环系统中，氮的过量“活化”，使活化氮开始向大气和水体过量迁移，氮的循环平衡被打破，导致全球环境问题。
I.氮的活化
工业合成氨是氮的活化重要途径之一，在一定条件下，将N₂和H₂通入到体积为0.5L的恒容密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量变化如图所示：

(1)10min内用NH₃表示该反应的平均速率，v(NH₃)=________________。
(2)在第10min和第25min改变的条件可能分别是________________、______________(填字母代号)。
A.加了催化剂
B.降低温度
C.增加NH₃的物质的量
D.往容器内充入He
E.分离出氨气
(3)下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是__________(填字母代号)。
A.容器中气体密度不变
B.容器中压强不变
C.3v(H₂)_正=2v(NH₃)_逆
D.N₂、H₂、NH₃分子数之比为1：3：2
II.催化转化为惰性氮
已知：SO₂、CO、NH₃等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。在25℃、101kPa时：
N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH₁= -92.4kJ/mol
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) ΔH₂= -571.6kJ/mol
N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) ΔH₃= +180kJ/mol
则NO与NH₃反应生成惰性氮的热化学方程式为______________________________。
III.按如图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。

(1)甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO₄的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。
t₂时所得溶液的pH=___________。
(2)乙槽中盛放足量的硫酸铜溶液，电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入______________(填字母代号)。
A.Cu(OH)₂B.CuO
C.CuCO₃D.Cu₂(OH)₂CO₃

10 . Ⅰ．燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,下图是甲烷燃料电池原理示意图：

(1)a电极为__________(填“正极”或“负极”)，b电极发生_________反应(填“氧化”或“还原”)；
(2)外电路中电子从b电极_________(填“流入”或“流出”)，内电路中OH^-移向__________极(填”a”或”b”)；
(3)写出该装置中负极上的电极反应式：________________________。
Ⅱ．某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：

(4)图中对应的化学反应方程式为：________________________
(5)从开始至2min，Z的平均反应速率为____________；达到平衡状态时，X的转化率为____________
(6)将amolX与bmolY混合发生上述反应，反应到某时刻，各气体的物质的量恰好满足n(X)=n(Y)=2n(Z)，则原混合气体中a：b=____________