1 . 氢能作为一种清洁高效的二次能源，在未来能源格局中发挥着重要作用。已知：常温下，，。回答下列问题：
（1）常温下、水的分解不能自发进行的热力学依据是________________________。
（2）将负载在上，产氧温度在1200℃，产氢温度在1000℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化对反应的影响。
第Ⅰ步：
第Ⅱ步：

①_________285.84（填“>”“<”或“=”）。第Ⅰ步反应中化合价有变化的元素为________（填名称）。
②第Ⅱ步反应的，，、分别为正、逆反应速率常数，仅与温度有关。1000℃时，在体积为1L的B反应器中加入2mol发生上述反应，测得和物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60min内，_________（保留2位小数）。a点时________（填最简整数比）；平衡时，体系压强为10kPa，则_________。
（3）热力学铜-氯循环制氢法分电解、水解、热解三步进行。

电解：；
水解：；
热解：。
已知：为白色固体，。
电解装置如图所示，则A为________极（填“阳”或“阴”），B极电极反应为______________。

2 . CO₂的资源化利用能有效减少CO₂的排放，充分利用碳资源。
（1）全球变暖现象很可能是大气中的温室气体（如CO₂）聚集造成的。有科学家提出可以将CO₂通过管道输送到海底，这样可减缓空气中CO₂浓度的增加。下列有关说法正确的是__（填字母）。
A．送到海底越深的地方，CO₂溶解得越多，同时CO₂可能液化甚至变成干冰
B．把CO₂输送到海底，会使海水酸性增强，有利于海洋生态环境
C．把CO₂输送到海底，这是人类减缓空气中CO₂浓度增加速率的唯一办法
D．要减缓空气中CO₂浓度的增加，最有效的措施是使用新能源和植树造林
（2）已知：①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) ΔH=-890kJ·mol^-1
②2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l) ΔH=-572kJ·mol^-1
则反应CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O(l) ΔH=__kJ·mol^-1。
（3）CO₂催化加氢合成二甲醚是CO₂转化的一种方法，主要发生下列反应：
反应Ⅰ：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41.2kJ·mol^-1
反应Ⅱ：2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g) ΔH=-122.5kJ·mol^-1
在一体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO₂与1molH₂，CO₂的平衡转化率和平衡时CH₃OCH₃的选择性随温度的变化曲线如图所示。其中：CH₃OCH₃的选择性=×100%。

①CH₃OCH₃的选择性随温度的升高而降低的原因是___。
②270℃时，测得平衡时CH₃OCH₃的物质的量为0.1mol，此时反应Ⅰ的化学平衡常数K=__（保留2位有效数字）。
（4）多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO₂还原为烃类（如C₂H₄）的金属。电解装置中分别以多晶Cu和铂为电极材料，用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室，阴、阳极室的KHCO₃溶液的浓度（约0.1mol·L^-1左右）基本保持不变。并向某极室内持续通入CO₂，温度控制在10℃左右。通入CO₂的电极为___（填“阴极”或“阳极”），生成C₂H₄的电极反应式为__。

3 . 用硼镁矿(Mg₂B₂O₅·H₂O，含Fe₂O₃杂质)制取硼酸(H₃BO₃)晶体的流程如下。

回答下列问题：
(1)沉淀的主要成分为____________________(填化学式)。
(2)写出生成Na₂B₄O₅(OH)₄·8H₂O的化学方程式_________________________________。
(3)检验H₃BO₃晶体洗涤干净的操作是______________________________。
(4)已知：

实验室利用此原理测定硼酸样品中硼酸的质量分数。准确称取0.3000g样品于锥形瓶中，加入过量甘油加热使其充分溶解并冷却，滴入1～2滴酚酞试液，然后用0.2000mol·L^-1NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00mL。
①滴定终点的现象为________________________。
②该硼酸样品的纯度为_________________％(保留1位小数)。
(5)电解NaB(OH)₄溶液制备H₃BO₃的工作原理如下图。

①b膜为________交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)。理论上每生成1molH₃BO₃，两极室共生成__________L气体(标准状况)。
②N室中，进口和出口NaOH溶液的浓度：a％_________b％(填“>”或“<”)。

4 . 乙烷是一种重要的化工原料，可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。
请回答下列问题：
I.乙烷蒸汽裂解技术是工业上应用成熟的乙烯制备方法：C₂H₆(g)C₂H₄(g)+H₂(g) △H。
（1）已知：C₂H₆(g)、H₂(g)和CH₂CH₂(g)的标准燃烧热分别是1560kJ·mol^-1、285.8kJ·mol^-1和1411.0kJ·mol^-1，则△H=___。
（2）1000℃时，在某刚性密闭容器内充入一定量的C₂H₆(g)，只发生反应C₂H₆(g)CH₂=CH₂(g)+H₂(g)△H，若平衡时容器中总压为pPa，乙烷的转化率为α，则该反应的平衡常数K_P=__Pa(用含p、α的代数式表示，K_P为用分压表示的平衡常数)。已知1000℃时该反应的K_P=4×10⁴Pa，若p=2.1×10⁵，则α=__。达到平衡后，欲同时增大反应速率和α，可采取的措施有__(填选项字母)。
A.升高温度                       B.通入惰性气体
C.增加乙烷浓度                 D.加入催化剂
II.乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法：C₂H₆(g)+O₂(g)C₂H₄(g)+H₂O(g)△H=-149kJ·mol^-1。
（3）在乙烷氧化过程中，若过高，则会导致乙烷转化率降低，且易形成积碳。800℃时，当n(C₂H₆)和n(O₂)的混合气以一定流速通过反应器时，混合气中的比值对乙烷氧化裂解制乙烯的反应性能的影响如图1所示：

①n的最佳比值应为__。
②较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能为__。
Ⅲ.我国科学家利用固体氧化物电解池成功实现了乙烷电化学脱氢制备乙烯，装置如图2所示：

（4）通入CO₂的电极为___极(填“阳”或“阴”)；C₂H₆生成C₂H₄的电极反应式为__。

5 . 电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。
(1)Na₂FeO₄是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na₂FeO₄

①阳极的电极反应式为_______
②阴极产生的气体为________
③右侧的离子交换膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜，阴极区a％_______b％(填“>”“=”或“<”)
(2)如图是一种用电解原理来制备H₂O₂，并用产生的H₂O₂处理废氨水的装置。

①为了不影响H₂O₂的产量，需要向废氨水中加入适量HNO₃调节溶液的pH约为5，则所得溶液中c(NH)_________(填“>”“<”或“=”)c(NO)。
②Ir－Ru惰性电极吸附O₂生成H₂O₂，其电极反应式为_______。
③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理废氨水中溶质(以NH₃计)的质量是______g。

6 . 氮、碳氧化物的排放会对环境造成污染。多年来化学工作者对氮、碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得一些重要成果。
I．已知2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）的反应历程分两步：
第一步：2NO（g）N₂O₂（g） （快） ∆H₁<0；
v_1正=k_1正c²（NO） ；v_1逆=k_1逆c（N₂O₂）
第二步：N₂O₂（g）+O₂（g）2NO₂（g） （慢） ∆H₂< 0；
v_2正=k_2正c（N₂O₂）c（O₂）；v_2逆=k_2逆c²（NO₂）
①在两步的反应中，哪一步反应的活化能更大___（填“第一步”或“第二步”）。
②一定温度下，反应2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）达到平衡状态，请写出用k_1正、k_1逆、k_2正、k_2逆表示的平衡常数表达式K=____________；
II．(1)利用CO₂和CH₄重整不仅可以获得合成气（主要成分为CO、H₂），还可减少温室气体的排放。已知重整过程中部分反应的热化方程式为：
① CH₄（g）=C（s）+2H₂（g）       ΔH₁＞0
② CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g）       ΔH₂＞0
③ CO（g）+H₂（g）=C（s）+H₂O（g）       ΔH₃＜0
则反应CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）的ΔH=______________________（用含 ΔH₁ 、ΔH_{2 、} ΔH₃的代数式表示）若固定n（CO₂）=n（CH₄），改变反应温度，CO₂和CH₄的平衡转化率见图甲。


同温度下CO₂的平衡转化率大于CH₄的平衡转化率，原因是_________。
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH₄和CO₂，在一定条件下发生反应CO₂（g） + CH₄（g） 2CO（g） + 2H₂（g），CH₄的平衡转化率与温度及压强（单位Pa）的关系如图乙所示。y点：v（正）_____v（逆）（填 “大于”“小于”或“等于”）。已知气体分压（p _分）=气体总压（p _总）× 气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数K_p，求x 点对应温度下反应的平衡常数K_p=__________________。
III．根据2CrO₄^2﹣+2H⁺ Cr₂O₇^2﹣+H₂O设计如图丙装置（均为惰性电极）电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，图丙中左侧电极连接电源的_________极，电解制备过程的总反应化学方程式为_________。测定阳极液中Na和Cr的含量，若Na与Cr的物质的量之比为a：b，则此时Na₂CrO₄的转化率为_________。若选择用熔融K₂CO₃作介质的甲烷（CH₄）燃料电池充当电源，则负极反应式为________________。

7 . 合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。
（1）尿素[CO(NH₂)₂]是一种高效化肥，也是一种化工原料。
①以尿素为原料在一定条件下发生反应：
CO(NH₂)₂(s)+H₂O(l)2NH₃(g)+CO₂(g) △H=+133.6 kJ/mol。关于该反应的下列说法正确的是____________________（填序号）。
a．从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
b．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
c．降低温度使尿素的转化率增大
d. 缩小容器的体积，平衡向逆反应方向移动，达新平衡时NH₃的浓度大于原平衡
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。
已知：
再结合①中的信息，则反应2CO(NH₂)₂(s)+6NO(g)5N₂(g)+2CO₂(g)+4H₂O(l)的△H ＝_______kJ/mol。
③密闭容器中以等物质的量的NH₃和CO₂为原料，在120℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO₂(g)+2NH₃(g) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)，混合气体中NH₃的物质的量百分含量随时间变化关系如图所示。则a点的正反应速率v_正（CO₂）______b点的逆反应速率v_逆（CO₂）（填“>”、“=”或“<”）；氨气的平衡转化率为________________。

（2）NO₂会污染环境，可用Na₂CO₃溶液吸收NO₂并生成CO₂。已知9.2g NO₂和Na₂CO₃溶液完全反应时转移电子0.1mol，此反应的离子方程式为_________；恰好反应后，使溶液中的CO₂完全逸出，所得溶液呈弱碱性，则溶液中离子浓度大小关系是c(Na^＋)>______。
（3）用肼燃料电池为电源，通过离子交换膜电解法控制电解液中OH^－的浓度来制备纳米Cu₂O，装置如图所示：

上述装置中B电极应连电极__（填“C”或“D”）。该电解池中的离子交换膜为__（填“阴”或“阳”）离子交换膜。

8 . 铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，前景广阔，由此产生的CO₂、SO₂等废气处理意义重大。
(1)电解硫酸镁废液可制备氢氧化镁，废液中的其它成分不参与反应。装置如图所示：

①b电极应连接外接电源的____极。(填“正”或“负”)
②写出产生氢氧化镁固体的电极反应式：___________________。
(2)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法。
高炉炼铁的尾气中通常含有较多的SO₂气体。为减少污染，分离并回收气体，工业上用碱性工业废渣吸收SO₂气体，脱硫效率、尾气中SO₂质量浓度和温度的关系如下图所示。依据图中数据分析，合适的温度是______℃；选择合适的质量浓度，经测定40min内共处理10m³废气，则40min内平均脱硫速率为______mg·min^-1。

(3)工业上可用炼铁尾气中的CO₂与H₂制备甲醇：CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g)。某温度下，将1molCO₂和3mol H₂充入体积不变的2L密闭容器中发生上述反应。测得不同时刻反应前后的压强关系如下表所示：

时间/h	1	2	3	4	5	6
	0.90	0.85	0.83	0.81	0.80	0.80

①若使用催化剂，反应速率加快，2h时H₂的转化率______上表中2h时H₂的转化率。(填“大于”、“小于”或“等于”)
②该温度下，测得反应开始前压强为1.25MPa，则该反应的点K_P=_____(MPa)^-2。(结果保留最简分式形式)

9 . 利用钛白粉厂的废酸（主要含硫酸、Fe³⁺、Fe²⁺、TiO²⁺、Al³⁺）制备过二硫酸铵[(NH₄)₂S₂O₈]，同时回收TiO(OH)₂的简要流程如下：

已知：i．部分离子完全生成氢氧化物沉淀的pH：

金属离子	TiO2+	Fe3+	Fe2+	Al3+
开始沉淀的PH	1.2	1.9	7.0	3.2
沉淀完全的pH	2.8	3.1	9.4	4.7

ii．pH>7时，Fe²⁺部分生成Fe（II）氨络离子[Fe(NH₃)₂]²⁺。
请回答下列问题：
（1）为保证产物TiO(OH)₂的纯度，加入试剂A要适量。试剂A为__________
（2）煅烧回收的TiO(OH)₂，获得的TiO₂会发黄，发黄的杂质可能是_____（填化学式）。
（3）滤渣I的主要成分除Fe(OH)₂、Al（OH）₃外，还含有______________。
（4）加入H₂O₂的目的是氧化除掉Fe（II）氨络离子[Fe(NH₃)₂]²⁺，配平下列离子方程式： 2[Fe(NH₃)₂]²⁺ +________+4H₂O +H₂O₂ =_______ + 4NH₃·H₂O 。
（5）电解制备过二硫酸铵的装置如下图所示。

①S₂O₈^2-中S元素的化合价为+6，1mol S₂O₈^2-过氧键的数目为___________。
②电解时，铁电极连接电源的___________极。
③常温下，电解液中含硫微粒主要存在形式与 pH 的关系如下图所示。

在阳极放电的离子主要为HSO₄^-，阳极区电解质溶液的 pH 范围为___________，阳极的电极反应式为______________________。

10 . 铁单质及其化合物在生活生产中应用广泛。
（1）硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是（用离子方程式表示）______________________。
（2）已知25°C时，K_sp[Fe(OH)₃]=2.79×10^-39，该温度下反应Fe(OH)₃+3H⁺⇌Fe³⁺+3H₂O的平衡常数K=______________
（3）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)₃沉淀。Fe(OH)₃有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某研究小组设计装置如图所示。
   
①装置B中通入空气的电极反应是_______________
②装置A中，阳极的电极反应式分别为Fe-2e^-=Fe²⁺、_______________
③实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣．此时，应向污水中加入适量的___________
a．H₂SO₄ b．BaSO₄ c．Na₂SO₄ d．NaOH e．CH₃CH₂OH
（4）工业催化剂K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O是翠绿色晶体，在421~553℃时，分解为Fe₂O₃、K₂CO₃、CO、CO₂、H₂O。实验室由草酸亚铁晶体（FeC₂O₄·2H₂O）、草酸钾（K₂C₂O₄）、草酸（H₂C₂O₄）和双氧水（H₂O₂）混合制备。
①制备过程要防止草酸被H₂O₂氧化，请写出草酸被H₂O₂氧化的化学方程式__________________。
②配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量，如Cu²⁺ + 4NH₃ ⇌[Cu(NH₃)₄]²⁺，其稳定常数表达式为：。已知：[Fe(C₂O₄)₃]^3－的稳定常数K₁=10²⁰， Fe(SCN)₃的稳定常数K₂=2×10³，请设计检验K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O中铁元素的方案_______________________。