1 . 请运用化学反应原理的相关知识回答下列问题：
(1)焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了131.6 kJ热量。该反应的热化学方程式为___________，该反应在___________条件下能自发进行(选填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)CO是有毒的还原性气体，工业上有重要的应用。 CO是高炉炼铁的还原剂，其主要反应为：Fe₂O₃(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO₂(g)       ΔH = a kJ mol^-1
①已知： Fe₂O₃(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g)       ΔH₁ = + 489.0 kJ mol^-1
C(石墨)+CO₂(g) = 2CO(g)        ΔH₂ = + 172.5 kJ mol^-1
则a =___________。
②温度升高后，K值___________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
③在T ℃时，该反应的平衡常数K = 64，在恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。

	Fe2O3	CO	Fe	CO2
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	2.0	1.0	1.0

下列说法正确的是___________(填字母)
a、若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b、甲容器中CO的平衡转化率为60%，大于乙
c、甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2∶3
d、由于容器的体积未知，所以无法计算该条件下甲容器中CO的平衡转化率
(3)甲醇(CH₃OH)燃料电池是以铂为电极，以KOH溶液为电解质溶液，在两极区分别加入CH₃OH和O₂即可产生电流。负极的电极反应是___________。

2 . 甲醛(HCHO)俗称蚁醛，在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。
I·甲醛的制备
工业上利用甲醇脱氢法制备甲醛，已知：CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g) △H
（1）该反应的能量变化如图甲所示，△H=___kJ•mol^-1。

（2）为提高CH₃OH转化率，采取的措施有___、___；在温恒容条件下，该反应达到平衡状态的标志有___（填标号）。
a.混合气体的密度保持不变
b.混合气体的总压强保持不变
c.v(CH₃OH)_消耗=v(H₂)_生成
d.甲醛的浓度保持不变
（3）选用Ag/SiO₂—ZnO作催化剂，在400～750℃区间进行活性评价，图乙给出了甲醇转化率与甲醛选择性（选择性越大，表示生成该物质越多）随反应温度的变化曲线。制备甲醛的最佳反应温度为___（填标号），理由是___。
a.400℃b.650℃c.700℃d.750℃

（4）T℃时，在2L恒容密闭容器中充入1mol甲醇，发生反应：
①CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)
②CH₃OH(g)CO(g)+2H₂(g)
平衡时甲醇为0.2mol，甲醛为0.7mol。则反应i的平衡常数K=___。
II.甲醛的用途
（5）将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO₄)溶液混合，可用于化学镀镍。反应过程中有CO₂产生，则该反应的离子方程式为___：若收集到112mLCO₂（标准状况），理论上转移电子___mol。

3 . 氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。
(1)NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g) △H,上述反应分两步完成，其反应历程如下图所示：

回答下列问题：
①写出反应I的热化学方程式_________。
②反应I和反应Ⅱ中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。决定2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)反应速率的是_______(填“反应I”或“反应Ⅱ”)；对该反应体系升高温度，发现总反应速率反而变慢，其原因可能是__________(反应未使用催化剂)。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，T℃时，各物质起始浓度及10min和20min各物质平衡浓度如表所示：

①T℃时，该反应的平衡常数为_____________________(保留两位有效数字)。
②在10min时，若只改变某一条件使平衡发生移动，20min时重新达到平衡，则改变的条件是__________________________________。
③在20min时，保持温度和容器体积不变再充入NO和N₂，使二者的浓度均增加至原来的两倍，此时反应v_正_______v_逆(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NO₂存在如下平衡：2NO₂(g)N₂O₄(g) △H<0，在一定条件下NO₂与N₂O₄的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系：v(NO₂)=k₁·p²(NO₂)，v(N₂O₄)=k₂·p(N₂O₄)，相应的速率与其分压关系如图所示。

一定温度下，k₁、k₂与平衡常数k_p(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k₁=____________；在上图标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的点是___，理由是________。

4 . 国家倡导推进传统产业改造升级，引导企业创新优化产业结构。其根本目的是节能减排，“减排”的关键是减少CO₂排放，而“减排”的重要手段是合理利用CO₂。回答下列问题：
（1）CO₂的电子式是___。
（2）利用CO₂可合成尿素[CO(NH₂)₂]，合成原料除CO₂外，还有NH₃。该方法制备尿素的化学方程式是，该方法制备尿素一般需＞2，即NH₃过量，原因是____。
（3）利用太阳能，以CO₂为原料制取炭黑的流程如图1所示：一定条件“过程1”生成1mol炭黑的反应热为ΔH₁；“过程2”的热化学方程式为：2Fe₃O₄(s)6FeO(s)＋O₂(g)   ΔH₂。则图1中制备炭黑的热化学方程式为___。

（4）将1mol CO₂和3mol H₂充入容积为1L的恒容密闭容器中，发生反应：2CO₂(g)＋6H₂(g) C₂H₄(g)＋4H₂O(g)     ΔH。
①图2是测得的该反应中X、Y的浓度随时间变化的曲线，其中X为___(写化学式)，反应达到平衡时的平均反应速率v(H₂)＝____mol·L^－1·min^－1。

②不同温度下平衡时，混合气体中H₂的物质的量随温度的变化曲线如图3所示，则该反应的ΔH____0(填“＞”“＜”或“不能确定”)；测定温度小于T₂时，反应体系中无O₂存在，则T₁～T₂的温度范围内，H₂的物质的量急剧增大的原因可能是____。

（5）CO₂还可以合成甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g) H₂O(g)＋CH₃OH(g)   ΔH＝－53.7 kJ·mol^－1，一定条件下，将1 mol CO₂和2.8 mol H₂充入容积为2L的绝热密闭容器中，发生上述反应。CO₂的转化率[α(CO₂)]在不同催化剂作用下随时间的变化曲线如图4所示。n点的平衡常数K＝___。

5 . 氧化铝在工业生产中有多种用途。请根据信息回答：
（1）以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN)
已知：2Al₂O₃(s)＝4Al(g)＋3O₂(g)△H₁＝＋3351 kJ·mol^－1
2C(s)＋O₂(g)＝2CO(g)；△H₂＝－221 kJ·mol^－1
2Al(g)＋N₂(g)＝2AlN(s)△H₃＝－318 kJ·mol^－1
则碳热还原法合成AlN的热化学方程式为_____。
（2）电解氧化铝生产铝时，阳极产生的副产物CO₂，可通过CO₂甲烷化再利用，反应原理为：CO₂(g)＋4H₂(g)CH₄(g)＋2H₂O(g)△H₄。
常压下以Ru/TiO₂作催化剂，在恒容且容积相同的不同容器中，分别充入10mol CO₂和H₂的混合气体(体积比1：4)于不同温度下进行反应，第tmin时分别测定CH₄的体积分数，并绘成如图甲所示曲线。

①A、B、C、D、E五点中，尚未达到平衡的点是___，该反应的△H₄__0(填“>”或“<”)。
②350℃时，在2L恒容密闭容器中测得CO₂的平衡转化率如图乙所示，则前10 min的平均反应速率v(CO₂)＝___；平衡常数为____

（3）据文献报道，科学家利用氮化镓材料与铜组成如图所示的人工光合系统装置，成功地以CO₂和H₂O为原料合成了CH₄。

①写山铜电极表面的电极反应式____。
②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量__(选填“盐酸”或“硫酸”)。

6 . “绿水青山就是金山银山”。目前人们对环境保护、新能源开发很重视，研究NO₂、NO、CO、SO₂等大气污染物转化为能参与大气循环的物质，对建设美丽中国具有重要意义。
（1）有人设计通过硫循环完成CO的综合处理，原理为
a．2CO(g)+SO₂(g) S(l)+2CO₂(g) △H₁=-37.4kJ·mol^-1
b．S(l)+2H₂O(g)2H₂(g)+SO₂(g) △H₂=-45.4 kJ·mol^-1
则CO和水蒸气完全反应生成H₂和CO₂的热化学方程式为______。
（2）CO可在一定条件下转化为CH₃OH。已知：向2L密闭容器中通入2 molCO和4molH₂，在适合的催化剂和T₁温度下，发生反应CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) △H<0，10min时达到平衡状态，10min后改变温度为T₂，20min时达到平衡状态，反应过程中部分数据见表：

反应时间	CO(mol)	H2(mol)	CH3OH(mol)
0min	2	4	0
10min		2
20min	0.2

①前10min内的平均反应速率v(CO)=______；在20min时，温度T₂下，该反应的化学平衡常数为_______。
②若30min时升高温度，化学平衡常数值_______(填：“增大“减小”“不变”)。
③在T₁温度下，既能增大反应速率和提高CO平衡转化率的措施有_______(填两种措施即可)
④在恒温恒容下，下列可以判断CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)反应达到平衡状态的_____（填序号)。
a．2v_正(H₂)=v_逆(CH₃OH)
b．混合气体的物质的量不再变化
c．单位时间内有1 mol CO消耗同时消耗2molH₂
d．混合气体的平均相对分子质量不变
（3）已知反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂的正反应速率v_正=k₁C^m(NO)Cⁿ(O₂)，其中k₁为速率常数，可通过下表实验数据计算k₁、m、n。

则k₁=____，m=_____，n=_____。

7 . 二甲醚制备两种方法原理如下
第一种方法：丹麦Topspe工艺的合成气一步法，是专门针对天然气原料开发的一项新技术。
①2CH₄(g)+O₂(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H₁
第二种方法：二甲醚生产二步法，即先合成甲醇，甲醇在催化剂下制二甲醚。
②CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) △H₂
③2CH₃OH(g)CH₃OCH₃ (g)+H₂O(g) △H₃
(1)若由合成气(CO、H₂)直接制备 1molCH₃OCH₃(g)，且生成H₂O(1)，整个过程中放出的热量为244kJ，则△H₂=___________kJ·mol^－1。(已知：H₂O(1)=H₂O(g) △H=+44.0 kJ/mol)
(2)下列有关反应①叙述不正确的是___________
a.达到平衡后，升高温度，ν正减少、ν逆增大，平衡逆向移动
b.当四种物质的浓度相等，反应达到化学平衡状态
c.若改变条件，反应物的转化率一定增大，正反应速率一定大于逆反应速率
d.当达到平衡时2v_正(O₂)=v_逆(CH₄)
e.向该恒容平衡体系中充入氩气，ν正、ν逆均增大，平衡向右移动
(3)有人模拟制备原理Ⅱ，绘制如图甲图象：
i说明CO的转化率随温度升高先增大后减小的原因：______________________。
ii.反应②自发进行的条件是______________________。
iii.若在350℃时的2L的密闭容器中充入2 mol CO和6molH₂，8min达到平衡，c(CH₃OCH₃)=0.3mol·L^－1，用H₂表示反应②的速率是___________；可逆反应③的平衡常数K₃=___________。
iv.若350℃时测得容器中n(CH₃OH)=n(CH₃OCH₃)，此时反应③v(正)___________ν(逆)，说明原因_________。
                    
                                 甲                                                                      乙
(4)光能储存一般是指将光能转换为电能或化学能进行储存，利用太阳光、CO₂、H₂O生成二甲醚的光能储存装置如图乙所示则b极的电极反应式为___________________________。

8 . 请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有碳纳米颗粒(杂质)，这种碳纳米颗粒可用氧化后气化的方法提纯，其除杂质过程为把杂质用热的重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)酸性溶液浸泡发生反应，溶液逐渐变成浅绿色(Cr³⁺)，同时产生使澄清石灰水变浑浊的气体，写出反应的离子方程式：____________________________________________。
(2)焦炭可用于制取水煤气。测得24g碳与水蒸气完全反应生成水煤气时，吸收了263.2kJ热量。该反应的热化学方程式为_________________________________。
(3)甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g) △H₁=－116kJ·mol^－1。
①下列措施有利于提高反应物转化率的是___________(填序号)。
A.及时将CH₃OH与反应混合物分离        B.降低反应温度
C.减小体系压强                                     D.使用高效催化剂
②乙醇电池具有很高的实用价值。如右图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。该电池的负极反应式为_________________________________。

③已知：CO(g)+O₂(g)=CO₂(g) △H₂=－283 kJ·mol^－1
H₂(g)+ O₂(g)=H₂O(g) △H₃=? kJ·mol^－1
1mol气态甲醇完全燃烧生成CO₂和水蒸气时放出热量651kJ，则△H₃=________________。
④在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律，如图是上述三种温度下不同的H₂和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答下列问题：

(i)在上述三种温度中，曲线X对应的温度是______________________。
(ii)利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)的平衡常数K=___________。
(4)CO₂经常用氢氧化钠溶液来吸收，现有0.2moCO₂，若用100mL3 mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________________。

9 . 明矾石经处理后得到明矾【 KAl(SO₄)₂·12H₂O】。从明矾制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO₄)₂·12H₂O+3S＝2K₂SO₄+2Al₂O₃+9SO₂+48H₂O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是__________________。
（2）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是_____________________。

（3）A1₂O₃在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是____。
（4）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)₂，该电池反应的化学方程式是_____________________________。
（5）焙烧产生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时：
2SO₂(g) +O₂(g)2SO₃(g) △H₁= 一197 kJ/mol；
2H₂O (g)＝2H₂O(1) △H₂＝一44 kJ/mol；
2SO₂(g)+O₂(g)+2H₂O(g)＝2H₂SO₄(l) △H₃＝一545 kJ/mol。
则SO₃(g)与H₂O(l)反应的热化学方程式是__________________________。
焙烧948t明矾(M＝474 g/mol )，若SO₂的利用率为96%，可生产质量分数为98％的硫酸________t。

10 . 液化石油气的主要成分为丙烷，在燃烧时能放出大量的热，作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知：①C₃H₈（g）+5O₂（g） 3CO₂（g）+4H₂O （l）△H₁=-2219.9kJ/mol
②2COg）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol
(l)反应2C₃H₈（g）+7O₂（g）═6CO（g）+8H₂O （l） 的△H=______．
(2)C₃H₈在不足量的氧气里燃烧，生成CO和气态水，以它们为原料制备甲醇的工业流程如下：

反应室1为一个容积为10 L的密闭容器，在850℃发生如下反应：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），CO(g)和H₂O(g)浓度随反应时间的变化如下图所示：

0～4 min的平均反应速率v(CO₂)= ___，该反应在850℃时的化学平衡常数K= ___.
(3)恒压下，0.2 mol CO₂与0.6 mol H₂在催化剂作用下在反应室2（容器的容积可变）中发生反应生成甲醇：CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH(g)+H₂O(g) △H ,CO₂的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①该反应的△H __ 0（填“<”或“>”）。
②压强P₁__ p₂（填“<”或“>”）。
③在P₁、100℃条件下，反应达到平衡后再向容器中加入0.1 mol CO₂和0.3 mol H₂，反应重新达到平衡时，CO₂的平衡转化率____50%（填“<”“>”或“=”），CH₃OH 的平衡体积分数____（填“增大”“不变”或“减小”）。
④将a点的平衡混合物通入1 L 0．15 mol/LNaOH溶液中，充分吸收后，所得溶液中的溶质除甲醇外，还有____，所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为________