1 . 研究含碳、氮、硫的化合物对能源、环保及材料发展等方面有着重要意义。
(1)已知下列热化学方程式：
i．   
ii．   
又已知在相同条件下，反应的正反应的活化能E_a(正)为akJ⋅mol^﹣1，则其逆反应的活化能E_b(逆)为______kJ⋅mol^﹣1(用含a的代数式表示)。
(2)将含有大量CO₂的空气吹入K₂CO₃溶液中，再把CO₂从溶液中提取出来，并使之与H₂在催化剂作用下生成可再生能源甲醇，相关反应如下：
反应Ⅰ.   
反应Ⅱ.   
①现使用一种催化剂(CZZA/rGO)，按n(CO₂)：n(H₂)=1：3(总量为amol)投料于恒容密闭容器中进行反应，CO₂的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率为转化的CO₂中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图(忽略温度对催化剂的影响)。在513K达平衡时，反应体系内甲醇的物质的量为___________mol(列出计算式)；随着温度的升高，CO₂的平衡转化率增加，但甲醇的选择率降低，请分析其原因：___________。

②将1.0molCO₂和3.0molH₂充入2L恒容密闭容器中，使其仅按反应Ⅰ进行，在不同催化剂作用下，相同时间内CO₂的转化率随温度变化如图所示。

下列说法错误的是___________(填字母)。
A．根据图中曲线分析，催化剂Ⅰ的催化效果最好
B．b点v_正可能等于v_逆
C．a点转化率比c点高，可能的原因是该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率降低
D．CO₂与H₂浓度比保持1：3不再变化，说明该反应已达平衡状态
③若将密闭容器恒定为1L，温度为180℃，起始时充入2.0molCO₂和2.0molH₂，使其仅按反应Ⅱ进行。已知：反应速率，CO₂平衡转化率为60%。该温度下，k_正与k_逆的比值为___________(保留两位有效数字)。
(3)已知反应能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H₂O和O₂为原料制备H₂O₂，如图为制备装置示意图。

①通电后，电极b附近溶液pH___________(填“增大”或“减小”)。
②a极的电极反应式是___________。

2 . 近日，科学家开发新型催化剂实现一氧化二氮对C₄馏分中2-丁烯的气相选择性氧化，反应原理如下：

反应l：CH₃CH=CHCH₃(g)+N₂O(g)⇌CH₃CH₂COCH₃(g)+N₂(g)   △H₁

反应2：CH₃CH=CHCH₃(g)+2N₂O(g)⇌2CH₃CHO(g)+2N₂(g)   △H₂<0

(1)几种共价键的键能数据如下表所示。

共价键	C-H	C-C	C=C	C=O	N≡N	N=O	N=N
键能/kJ·mol-1	413	347	614	745	945	607	418

已知N₂O的结构与CO₂相似，可表示为N=N=O。根据键能估算：△H₁=___________kJ/mol。

(2)某温度下，向恒压密闭容器中充入CH₃CH=CHCH₃(g)和N₂O(g)，发生上述反应1和反应2，测得平衡体系中N₂的体积分数与起始投料比[]的关系如图1所示，那么在M、N、Q三点中，CH₃CH=CHCH₃(g)的转化率由小到大排序为___________(填字母)。

(3)已知：阿伦尼乌斯经验公式为Rlnk=-+C(R、C为常数，T为热力学温度，k为速率常数，Ea为活化能)。测得反应1在不同催化剂Cat1、Cat2作用下，Rlnk与温度的倒数关系如图2所示，以此判断催化效果较高的催化剂是___________(填“Cat1”或“Cat2”)。

(4)在反应器中充入1mol2-丁烯和2molN₂O(g)，发生上述反应，测得2-丁烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图3所示，X点时丁酮(CH₃CH₂COCH₃)的选择性为。

已知：[CH₃CH₂COCH₃的选择性=]

①其他条件不变，升高温度，2-丁烯的平衡转化率降低的原因是___________。

②p___________31kPa(填“>”“<”或“=”)。

③Y点反应1的压强平衡常数Kp为___________(可用分数形式表达)。

(5)以熔融碳酸盐(如K₂CO₃)为电解质，丁烯(C₄H₈/空气燃料电池的能量转化率较高。电池总反应为C₄H₈+6O₂=4CO₂+4H₂O，则负极的电极方程式为___________。

3 . 乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或电解法制取。回答下列问题：
Ⅰ、乙烯气相直接水合法制乙醇
(1)已知：
①2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)     △H₁=-23.9kJ/mol
②2CH₃OH(g)=C₂H₄(g)+2H₂O(g)     △H₂=-29.1 kJ/mol'
③C₂H₅OH(g)=CH₃OCH₃(g)     △H₃= + 50.6 kJ/mol
则乙烯气相直接水合反应C₂H₄(g)+H₂O(g)=C₂H₅OH(g)的△H=_______。
(2)已知等物质的量的C₂H₄和H₂O的混合气体在一定的条件下反应，乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

①写出一种提高C₂H₄平衡转化率的措施_______。
②图中压强P₁、P₂、P₃ 由小到大的顺序为_______。
③乙烯水合制乙醇反应在图中A点(P₂=8.1MPa)的平衡常数表达式为：_______。
Ⅱ、电解法制乙醇
(3)以铅蓄电池为电源可将CO₂转化为乙醇，其原理如图所示，电极材料均为惰性电极。该电解池阴极上的电极反应式为_______；质子交换膜中H⁺迁移的方向为_______。(选填“从左向右”或“从右向左”)。

4 . 广泛存在于天然气等燃气及废水中，热分解或氧化有利于环境保护并回收硫资源。回答下列问题：
(1)用氯气除去废水中的反应为，该反应的正、逆反应速率表达式分别为，，(、分别为正、逆反应的反应速率常数，只与温度有关)，化学平衡常数K与、的关系是___________。
(2)可用于高效制取氢气，发生的反应为。若起始时容器中只有，平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图1所示：

①A、B两点化学平衡常数较大的是___________(填“”或“”)。
②若在两个等体积的恒容容器中分别加入、，测得不同温度下的平衡转化率如图2所示。代表分解的曲线是___________(填“甲”或“乙”)；M、N两点容器内的压强：___________(填“大于”或“小于”)。

(3)Binoist等进行了热分解实验：，开始时，当与混合，在及不同温度下反应达平衡时、及的体积分数如图3所示，该反应在Q点对应温度下的平衡常数___________kPa(K为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，结果保留小数点后两位)。

(4)利用如图所示的电化学装置处理工业尾气中的硫化氢可实现硫元素的回收，写出甲电极上的电极方程式___________。

(5)已知反应，在恒温恒容的密闭容器中，充入等物质的量的与发生该反应，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。

A．混合气体密度保持不变	B．的转化率保持不变
C．的体积分数保持不变	D．

7 . NO_x(主要指NO和NO₂)和SO₂是大气主要污染物。有效去除大气中的NO_x和SO₂是环境保护的重要课题。
(1)用水吸收NO_x的相关热化学方程式如下：
2NO₂(g)+H₂O(l)=HNO₃(aq)+HNO₂(aq)     ΔH=-116.1kJ·mol^-1
3HNO₂(aq)=HNO₃(aq)+2NO(g)+H₂O(l)     ΔH=+75.9kJ·mol^-1
反应3NO₂(g)+H₂O(l)=2HNO₃(aq)+NO(g)的ΔH=_______kJ·mol^-1。
(2)电化学氧化法是一种高效去除废水中硫化物的方法，电解NaHS溶液脱硫的原理如图1所示。碱性条件下，HS^-首先被氧化生成中间产物S，S容易被继续氧化而生成硫单质。

①阳极HS^-氧化为S的电极反应式为_______。
②电解一段时间后，阳极的石墨电极会出现电极钝化，导致电极反应不能够持续有效进行，其原因是_______。
(3)新型氨法烟气脱硫技术采用氨吸收烟气中的SO₂生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。亚硫酸铵又可用于燃煤烟道气脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式_______。
(4)在一定条件下，CO可以去除烟气中的SO₂，其反应原理为2CO+SO₂=2CO₂+S。其他条件相同、以比表面积大的γ—Al₂O₃作为催化剂，研究表明，γ—Al₂O₃在240℃以上发挥催化作用。反应相同的时间，SO₂的去除率随反应温度的变化如图2所示。

240℃以前，随着温度的升高，SO₂去除率降低的原因是_______。240℃以后，随着温度的升高，SO₂去除率迅速增大的主要原因是_______。

9 . 甲烷、乙醇是重要的燃料及化工原料，其制取和利用是科学家研究的重要课题。回答下列问题：
(1)甲烷的制备原理之一为 ，有关反应的热化学方程式如下：
i． ；
ii． 。
①_______。
②反应 自发进行的条件为_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)，从温度和压强角度考虑，为了提高甲烷的平衡产率，反应适宜在_______条件下进行。
③反应i： 的反应速率表达式为，(、为速率常数，与温度、催化剂有关)，若平衡后升高温度，则_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)乙醇的制备原理之一为。一定条件下，在一密闭容器中充入和发生该反应，图甲表示压强为或下的平衡转化率与温度的关系。

①根据图甲可以判断_______(填“>”“＜”或“=”)。
②b点对应的平衡常数_______(列出含的算式即可，为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
③若在恒容绝热的容器中发生该反应，下列情况下反应一定达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.容器内的压强不再改变
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内
D.断开C=O键与形成H-H键的数目之比为2∶3
(3)一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图乙所示，以熔融碳酸盐()为电解质。
①电势比较：电极A_______(填“>”“＜”或“=”)电极B。
②该燃料电池负极的电极反应式为_______。

10 . 按要求回答下列问题：
(1)下列变化中属于吸热反应的是 ___________。
①铝片与稀盐酸的反应   ②将胆矾加热变为白色粉末   ③干冰汽化   ④氯酸钾分解制氧气
⑤甲烷在氧气中的燃烧反应       ⑥C与H₂O(g)高温条件生成水煤气
(2)反应C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)在一个容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 ___________。
①增加C的量                                               ②将容器的体积缩小一半
③保持体积不变，充入N₂使体系压强增大       ④保持压强不变，充入N₂使容器体积变大
(3)在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图：

①从3min到9min，v(CO₂)=___________(结果保留两位有效数字)；a点时v(正) ___________v(逆)(填＞、＜或=，下同)；第9分钟时v_逆(CH₃OH) ___________第3分钟时v_正(CH₃OH)。
②若已知生成标准状况下2.24LCH₃OH(g)时放出热量为4.9kJ，而上述反应的实际放热量总小于49kJ，其原因是 ___________。
(4)微生物燃料电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池工作原理如图所示。

①该微生物燃料电池，负极为 ___________(填“a”或“b”)。
②该电池正极电极反应式为 ___________。
③当电路中有0.5mol电子发生转移，则有 ___________mol的H⁺通过质子交换膜。