2 . 甲烷是一种重要的化工原料，广泛应用于工业中。回答下列问题：
(1)甲烷在工业上可用于制备合成气：，在某密闭容器中通入和，在不同条件下发生反应。测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。

①___________(填“<”、“>”或“=”下同)P₂，___________0。
②三点的化学平衡常数大小关系为___________。
③点甲烷的转化率为___________。
(2)甲烷在一定条件下脱氢可生成乙烯，其反应如下：。温度下，在体积为的刚性密闭容器中充入甲烷进行上述反应，容器内的总压强随时间的变化如下表所示：

反应时间/min	0	2	4	6	8	10	12
总压强P/kPa	10.0	11.5	12.3	13.0	13.6	14.0	14.0

①下列有关说法正确的是___________。
A．当混合气的密度不变时，表明该反应已达到平衡状态
B．反应进行到第10分钟时刚好达到平衡
C．升温既可提高反应速率也能提高甲烷的转化率
D．使用适当的催化剂既可提高反应速率也能提高甲烷的转化率
E．该反应在较高温度下可自发进行
②前10min内，平均速率v(H₂)=___________kPa·min^-1，实验测得v_正=k_正c²(CH₄)，v_逆=k_逆c(C₂H₄)·c²(H₂)，其中k_正、k_逆为速率常数，仅与温度有关，T₁温度时，k_正/k_逆=___________(填数值)。
(3)科研人员设计了甲烷燃料电池电解饱和食盐水装置如图所示，电池的电解质是掺杂了Y₂O₃与ZrO₂的固体，可在高温下传导O^2-。

①该电池工作时负极反应方程式为___________。
②用该电池电解100mL饱和食盐水，若电解一段时间后，两极产生的气体体积分别为0.224L和0.336L(均为标准状况)，则电解所得溶液的pH=___________(忽略气体溶解和溶液体积变化)。

5 . 烯烃是重要的化工原料，如乙烯、苯乙烯、丁二烯等。
(1)目前生产苯乙烯的方法主要是乙苯脱氢法，反应原理如下：

   。

已知：部分化学键的键能数据如下表所示：

共价键
键能	347.7	413.4	615	436

①则___________。
②实际生产过程中，通常向乙苯中掺入水蒸气，保持体系总压为常压(101kPa)的条件下进行反应。掺入水蒸气的目的是___________。
③乙苯的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。

若，保持体系总压为常压(101kPa)，则A点温度下，该反应的平衡常数___________kPa(列出计算式即可，为用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)。
(2)经催化加氢合成乙烯：   。恒容条件下，按投料，各物质平衡浓度变化与温度的关系如图所示：

①指出图中曲线b、m分别表示___________、___________的浓度。
②升高温度，平衡常数K___________(填“减小”、“增大”或“不变”)。A点，___________(用表示)。写出能提高乙烯平衡产率的措施___________(任举两种)。
(3)丁二烯与卤素反应为有机合成的重要步骤，1，3-丁二烯和反应的能量随反应过程的变化关系如图所示：

①1，3-丁二烯和反应会生成两种产物，一种称为动力学产物，由速率更快的反应生成；一种称为热力学产物，由产物更加稳定的反应生成。则动力学产物结构简式为___________。
②T℃时在2L刚性密闭容器中充入1，3-丁二烯(g)()和各2mol，发生反应。1，3-丁二烯及产物的物质的量分数随时间的变化如下表：

时间(min)	0	10	20	30	40
1，3-丁二烯	100%	72%	0%	0%	0%
1，2-加成产物	0%	26%	10%	4%	4%
1，4-加成产物	0%	2%	90%	96%	96%

在0~20min内，反应体系中1，4-加成产物的平均反应速率v(1，4-加成产物)=___________。

9 . 将CO或CO₂转化为高附加值化学品是颇具前景的合成路线。
(1)工业上用CO₂和H₂反应合成二甲醚。
已知： ；
。
写出和转化为和的热化学方程式：_______________，该反应在________(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(2)CO₂催化加氢合成乙醇的反应原理为 ，设m为起始时的投料比，即。

①图1左图中m₁、m₂、m₃从大到小的顺序为________________。
②图1右图表示在总压为5MPa的恒压条件下，且m=3时，平衡状态下各物质的物质的量分数与温度的关系，则曲线d代表的物质为________(填化学式)。
(3)一种利用焦炉气中的H₂和工业废气捕获的CO₂生产绿色燃料甲醇的原理为、。
在研究该反应历程时发现，反应气中水蒸气含量会影响CH₃OH的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响，科学家利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响，如图3所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)。

①写出有水参与时的化学方程式：________________。
②资料显示：水也可以使催化剂活化点位减少。结合资料、上图及学过的知识推测，在反应气中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因：________________(任答两点)。
(4)一定条件下，利用CO₂和H₂还可制得甲烷：，主要副反应为。一定温度下，向恒容密闭容器中充入CO₂和H₂(物质的量之比为1:4)发生反应，容器内气体的压强随时间的变化如表所示：

时间/min	0	60	120	180	240	300	360
压强/kPa	100	93.8	88.0	83.4	79.4	75.0	75.0

①用单位时间内气体分压的变化表示反应的速率，则前120min内CH₄的平均反应速率________。
②该温度下，平衡时CO的体积分数为8%，反应的平衡常数________(为以分压表示的平衡常数，保留小数点后2位)。

10 . 链烷烃来源于天然气、油田伴生气等，价格低廉，合理利用该资源开发化工产品具有十分重要的意义。回答下列问题：
(1)已知；完全燃烧正丁烷生成5mol （l）和完全燃烧异丁烷生成5mol （l）放出热量分别为2878kJ、2869kJ，则正丁烷转化为异丁烷的热化学方程式为_____________________。
(2)控制适当的反应条件，发生反应：       △H＞0。实验测得；，其中、为速率常数。在两种压强（分别为、且）下，分别测得（g）与（g）平衡时的体积分数随温度的变化趋势如图所示。

①K＝__________（用速率常数表示），速率常数与温度________（填“有关”或“无关”）。
②、、的相对大小关系是______________（用“＞”“＜”或“＝”连接）。
③线Ⅱ、线Ⅲ的含义分别表示_____________________。
(3)若不加控制，通常同时存在反应：和
。T℃时，向恒容密闭容器中投入（g）发生前述反应，部分物质的浓度随时间变化如图所示，平衡时压强为17pPa。

①0～6min内，平均反应速率_________（保留三位有效数字，各组分分压＝总压×）；6min时，增大正丁烷浓度，的变化对应图中线___________（填字母序号）。
②T℃时，反应用分压表示的平衡常数________Pa。