1 . 2022年1月24日，习近平总书记在十九届中共中央政治局第三十六次集中学习时强调，实现碳达峰碳中和是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。因此，二氧化碳的合理利用成为研究热点。
研究证明，CO₂可作为合成低碳烯烃的原料，目前利用CO₂合成乙烯相关的热化学方程式如下：
反应i：CO₂(g)+3H₂(g)═CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₁═﹣49.0kJ•mol^﹣1
反应ii：2CH₃OH═CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H₂=﹣24.52kJ•mol^﹣1
反应iii：CH₃OCH₃═C₂H₄(g)+H₂O(g) △H₃=﹣5.46kJ•mol^﹣1
反应iv：2CO₂(g)+6H₂(g)═C₂H₄(g)+4H₂O(g) △H₄
(1)反应i为反应_______(填“放热”或“吸热”)，能正确表示该反应的图示是_______(填标号)。

(2)二甲醚(CH₃OCH₃)被誉为“21世纪的清洁燃料，以CO₂、H₂为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下：
I.2CO₂(g)+6H₂(g)⇌CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g) ΔH₁=﹣122.5kJ/mol
II.CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=+41.1kJ/mol
①在压强、CO₂和H₂的起始投料一定的条件下，发生反应I、II，实验测得CO₂平衡转化率和平衡时CH₃OCH₃的选择性随温度的变化如图所示。(已知：CH₃OCH₃的选择性=×100%)

其中表示平衡时CH₃OCH₃的选择性的曲线是_______(填“①”或“②”)；温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高的原因是_______。
②对于反应II的反应速率v=v_正﹣v_逆=k_正p(CO₂)•p(H₂)﹣k_逆p(CO)•p(H₂O)，其中k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。
a.降低温度，k_正﹣k_逆_______(填“增大”、“减小”或”不变”)；
b.在一定温度和压强下的反应II，按照n(H₂)：n(CO₂)=1：1投料，CO₂转化率为50%时，v_(正)：v_(逆)=3：4，用气体分压表示的平衡常数K_p=_______。
(3)用H₂还原CO₂可以合成CH₃OH：CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)。恒压下，CO₂和H₂的起始物质的量之比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H₂O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为_______。

2 . “低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对创新利用的研究。
(1)已知：①   
②   
③   
写出与反应生成和的热化学方程式：_______。
(2)目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，在容积为2 L的密闭容器中，充入和在一定条件下发生反应，测得、和的物质的量(n)随时间的变化如图所示：

①从反应开始到平衡，的平均反应速率_______。
②下列措施能使的转化率增大的是_______(选填编号)。
A.在原容器中再充入
B.在原容器中再充入
C.在原容器中再充入氦气
D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积
F.将水蒸气从体系中分离
(3)煤化工通常研究不同条件下CO转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下反应：中CO的平衡转化率随及温度变化关系如图所示：

①上述反应的逆反应方向是_______反应(填“吸热”或“放热”)；
②对于气相反应，用某组分(B)的平衡分压()代替平衡浓度()也可以表示平衡常数(记作)，则该反应的的表达式为_______，提高，则_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。使用铁镁催化剂的实际工业流程中，一般采用400℃左右，采用此温度条件的原因可能是_______。

3 . CO₂的的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视，将CO₂转化为高附加值化学品已成为有吸引力的解决方案。
例如可以用CO₂、H₂为原料合成CH₃OH反应：CO₂(g) + 3H₂(g)=CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH
(1)CO₂和H₂在某催化剂表面上合成甲醇的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

反应的ΔH_____ 0(填“＞”或“＜”)：该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________
(2)CO₂加氢制甲醇也可在Cu-ZnO-ZrO₂催化剂表面进行，其反应历程如图所示(催化剂表面吸附的物种用*标注)，下列说法正确的是___________。

A．若该方法实现工业生产，气体以一定流速通过Cu-ZnO-ZrO2，催化剂对反应物的转化率无影响

B．催化剂可以降低反应活化能和反应热

C．反应②中存在共价键的断裂和共价键的形成

D．水的吸附和解吸在整个反应过程中实现了循环利用，原子利用率为100%

(3)在K℃下，分别将0.20 mol CO₂、0.40 mol H₂充入2 L和1 L的2个刚性容器中，发生反应：CO₂(g)＋2H₂(g) C(s)＋2H₂O(g) 。实验测得CO₂的体积分数随时间变化如图所示：

①比较a、d两点对应的v(CO₂)大小：v_a(正)___________v_d(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)，反应从开始进行到d点，用浓度变化表示的反应速率为v(H₂)=__________ mol·L^－1·min^－1。
②在温度一定，压强P₀ MPa时，在2 L密闭容器中按投料进行反应，达到平衡时体系的压强为初始压强的0.8倍，该温度下反应平衡常数Kp=___________(用含P₀的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

4 . 氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。请回答下列问题：
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物NO_x，用CH₄催化还原NO_x可消除氮氧化物的污染。
已知：
①CH₄(g)+ 2NO₂(g)= N₂(g)+CO₂(g)+ 2H₂O(g) △H=-865.0 kJ·mol^-l
②2NO(g)+O₂(g)= 2NO₂(g) △H=-112.5 kJ·mol^-1
③适量的N₂和O₂完全反应，每生成2.24 L(标准状况下)NO时，吸收8.9 kJ的热量。
则CH₄(g)+4NO(g)= 2N₂(g)+ CO₂(g)+ 2H₂O(g)△H=___________kJ·mol^-1
(2)已知合成氨反应N₂(g)+ 3H₂(g)2NH₃(g) △H= -92 kJ·mol^-l，科研小组模拟不同条件下的合成氨反应，向刚性容器中充入10.0 mol N₂和20.0 molH₂，不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图，T₁、T₂、T₃由小到大的排序为___________；在T₂、50MPa条件下，A点v_正___________ v_逆(填“＞”“＜”或“=”)；在温度T₂压强50MPa时，平衡常数K_p=___________MPa^-2(列出表达式，分压=总压×物质的量分数)。

(3)将1mol的N₂和3mol的H₂通入密闭容器中进行反应，在一定温度和压强下达到平衡时氨气的体积分数ϕ (NH₃)的变化趋势如图所示(其中X₁→X₄逐渐减小，Y₁→Y₄逐渐增大)：图中X轴表示的外界条件为___________，判断的理由是____。

(4)利用反应6NO₂ + 8NH₃ = 7N₂+ 12H₂O构成电池，能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如下图所示：

写出电极B的电极反应式：___________。

5 . 氯胺是一种长效缓释水消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺 其作饮用水消毒剂是因为水解生成的HClO具有强烈杀菌作用，回答下列问题：
(1)二氯胺与水反应的化学方程式为________________________。
(2)工业上可利用 ∆H制备一氯胺，已知该反应化学反应能量变化如图所示，则该反应的______________

(3)在密闭容器中反应 ∆H达到平衡，据此反应通过热力学定律计算理论上 的体积分数随 (氨氯比)的变化曲线如图所示。

①a、b、c三点对应平衡常数、、的大小关系为_____________________理由是______________________; 温度下该反应的平衡常数为______________________________（保留2位有效数字)。
②在 温度下，Q点对应的速率：_____________________ (填“大于”“小于”或“等于”)；
③在 温度下，当 ______________________________时，平衡时 的体积分数最大；
④若产物都是气体，实验测得 的体积分数始终比理论值低，原因可能是_________________。

6 . 中科院天津工业生物所利用光伏发电，将电解水获得的H₂与CO₂反应合成甲醇，再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉，首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。回答下列问题：
(1)该研究成果的重大意义是____。(答出一点即可)
(2)已知：在一定温度和压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓。某些化合物的摩尔生成焓如表所示。

化合物	CO2(g)	CH3OH(g)	H2O(g)
摩尔生成焓/(kJ∙mol-1)	-395	-200	-242

反应I：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)       ΔH₁
反应II：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)       ΔH₂
①反应I的焓变ΔH₁=____kJ∙mol^-1。
②保持温度T不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的CO₂和H₂，同时发生反应I和II，起始及达平衡时，容器内各气体的物质的量如表所示。

	CO2	H2	CH3OH	CO	H2O
起始量/mol	4.0	8.0	0	0	0
平衡量/mol			n1		3.0

已知起始时总压强为1.5pkPa，平衡时体系总压强为pkPa，则表中n₁=____，反应I的平衡常数K_p=____。(含p的式子表示)
(3)取物质的量浓度为amol∙L^-1的甲醇，选择不同的工程酶组块作为催化剂反应10h，测得实验数据如表所示。

实验序号	温度/K	不同工程酶的组块	淀粉/(g∙L-1)
1	T1	agp-M1	0.21
2	T1	agp-M2	0.38
3	T2	agp-M2	1.82
4	T2	agp-M3	1.24

①根据表中数据选取最佳的反应条件____。
②已知温度升高，反应生成的淀粉量先增加后急剧减少，其可能原因是____。
③实验4可用淀粉的质量浓度表示反应速率为____g∙L^-1∙h^-1。淀粉的产率为____。(用含a的式子表示)

8 . 中国科学家为实现“碳中和”目标而不断努力，以CO₂为原料合成甲烷、乙醇等能源物质具有良好的发展前景。
(1)CO₂在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO₂(g)+4H₂(g)⇌CH₄(g)+2H₂O(g) ∆H₁=-156.9kJ·mol^-1
副反应：CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g) ∆H₂=+41.1kJ·mol^-1
①已知2H₂+O₂(g)⇌2H₂O(g) ∆H₃=-483.6kJ·mol^-1，1摩尔液态水完全汽化吸收热量44千焦，则CH₄燃烧热∆H=_______。
②500℃时，向1L恒容密闭容器中充入4mol CO₂和12mol H₂，初始压强为p，20min时主、副反应都达到平衡状态，测得c(H₂O)=5mol·L^-1，体系压强为p，则0～20min内，v(CH₄)=_______mol·L^-1·min^-1，平衡时CH₄选择性=_______(CH₄选择性=，保留3位有效数字)。
(2)已知CO₂催化加氢合成乙醇的反应为：2CO₂(g)+6H₂(g)⇌C₂H₅OH(g)+3H₂O(g) ∆H<0，设m为起始时的投料比，即m=。

①图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为_______。
②图2中m₁、m₂、m₃从大到小的顺序为_______。
③该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知Arhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=_______kJ·mol^-1。当改变外界条件时，实验数据如图3中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是_______。

9 . CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40-50% CO₂的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)研究表明CO₂和H₂在催化剂存在下可发生反应生成CH₃OH已知部分反应的热化学方程式如下：
CH₃OH(g)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH₁ =a kJ·mol^-1
H₂(g)＋O₂(g)=H₂O(g)　ΔH₂ =b kJ·mol^-1
H₂O(g) = H₂O(l) ΔH₃=c kJ·mol^-1
则CO₂(g)+3H₂(g)⇌H₂O(g)+CH₃OH(g) ΔH=_______
(2)为研究CO₂与CO之间的转化，让一定量的CO₂与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)＋CO₂(g)⇌2CO(g)　ΔH， 反应达平衡后，测得压强、温度对CO的体积分数的影响如图1所示。

回答下列问题：
①压强P₁、P₂、P₃的大小关系是_______；K_a、K _b、K_c为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是_______。
②900℃、1.0MPa时，足量碳与amol CO₂反应达平衡后，CO₂的转化率为_______(保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
③以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸，CO₂(g)＋CH₄(g)⇌CH₃COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250~300℃时，乙酸的生成速率降低的主要原因是_______。
(3)以铅蓄电池为电源可将CO₂转化为乙烯，其原理如图3所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为_______；每生成0.5mol乙烯，理论上需消耗铅蓄电池中_______mol硫酸。

10 . 第五届联合国环境大会(UNEA-5)于2021年2月份在肯尼亚举行，会议主题为“加大力度保护自然，实现可持续发展”。有效去除大气中的H₂S、SO₂以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
(1)氨水可以脱除烟气中的SO_2.氨水脱硫的相关热化学方程式如下：
2NH₃(g)+H₂O(1)+SO₂(g)=(NH₄)₂SO₃(aq)∆H=akJ∙mol^-1
(NH₄)₂SO₃(aq)t+H₂O(l)+SO₂(g)=2NH₄HSO₃(aq)∆H=bkJ∙mol^-1
2(NH₄)₂SO₃(aq)+O₂(g)=2(NH₄)₂SO₄(aq)∆H=ckJ∙mol^-1
反应NH₃(g)+NH₄HSO₃(aq)+O₂(g)=(NH₄)₂SO₄(aq)的∆H=_______。(用含a、b、c的代数式表示)kJ∙mol^-1)。
(2)SO₂可被NO₂氧化：SO₂(g)+NO₂(g)⇌SO₃(g)+NO(g)。当温度高于225℃时，反应速率v_正=k_正∙c(SO₂)∙c(NO₂)，v_逆=k_逆∙c(SO₃)∙c(NO)，k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数。在上述温度范围内，k_正、k_逆与该反应的平衡常数K之间的关系为_______。
(3)在一定条件下，CO可以去除烟气中的SO₂，其反应原理为2CO(g)+SO₂(g)⇌2CO₂(g)+S(g) ∆H>0。其他条件相同、以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1所示。下列有关SO₂大除率的说法正确的是_______(填标号)。

A.240°C以下，SO₂能够被催化剂吸附，温度升高，吸附能力减弱，SO₂去除率降低
B.以γ-Al₂O₃作为催化剂，SO₂去除率最高只能达到80%
C.温度高于500℃，SO₂去除率降低是因为催化剂的活性降低
(4)在气体总压强分别为p₁和p₂时，反应2SO₃(g)⇌2SO₂(g)+O₂(g)在不同温度下达到平衡，测得SO₃(g)及SO₂(g)的物质的量分数如图2所示：

①压强：p₁_______(填“>”或“<”)p_2。
②若p₁=0.81MPa，起始时充入一定虽的SO₃(g)发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数K_p=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算。分压=总压×物质的量分数)MPa。
(5)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3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饨化，导致电极反应不能持续有效进行，其原因是_______。