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 . 雾霾天气严重影响人们的生活，其中氮氧化物和硫氧化物是造成因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
(1)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：C(s)+2NO(g)⇌N₂(g) +CO₂(g) ΔH=a kJ·mol^-1。 在T℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表：

时间/min 浓度/mol·L-1	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①10~20 min内，NO的平均反应速率v(NO)=_____________。
②30 min 后升高温度，再次达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5:3:3．则a_____(填“>”“=”或“<”)0。
③30min后，只改变某一反应条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是__________(填字母)。
A．通入一定量的NO
B．加入一定量的活性炭
C．降低温度
(2)NH₃催化还原氮氧化物技术(SCR)是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。

已知c(NO₂) : c(NO)=1: 1时，脱氮效果最佳。若生成1 mol N₂时反应放出的热量为b kJ，此时对应的脱氮反应的热化学方程式为____________。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NO_x的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag—ZSW一5为催化剂进行反应,测得NO转化为N₂的转化率随温度的变化曲线如图所示。

①在=1时，最佳温度应控制在_____左右。
②若不使用CO，温度超过775 K时，发现NO的转化率降低，其可能的原因是___。

3 . 硒(Se)是第四周期VIA族元素，是人体内不可或缺的微量元素，其氢化物H₂Se是制备新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物的基础原料。
(1)T°C时，向一恒容密闭容器中加入3molH₂和1molSe，发生反应H₂(g)+Se(s)⇌H₂Se(g)。以5小时内得到的H₂Se为产量指标，且温度、压强对H₂Se产率的影响如图1、图2所示：

则制备H₂Se的最佳温度和压强为_____。
(2)由H₂Se在一定条件下制备CuSe，已知25℃时CuSe的K_sp=7.9×10^-49，CuS的K_sp=l.3×10^-36，则反应CuS(s)+Se^2-(aq)⇌CuSe(s)+S^2-(aq)的化学平衡常数K=____(保留2位有效数字)。

4 . 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。

5 . 科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”，其简单流程如图所示(条件及物质未标出)。

(1)已知：CH₄、CO、H₂的燃烧热分别为890.3 kJ·mol^－1、283.0 kJ·mol^－1、285.8 kJ·mol^－1，则上述流程中第一步反应2CH₄(g)＋O₂(g)===2CO(g)＋4H₂(g)的ΔH＝_________。
(2)工业上可用H₂和CO₂制备甲醇，其反应方程式为CO₂(g)＋3H₂(g)⇌CH₃OH(g)＋H₂O(g)，某温度下，将1 mol CO₂和3 mol H₂充入体积不变的2 L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：

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

①用H₂表示前2 h 的平均反应速率v(H₂)＝_________________________________；
②该温度下，CO₂的平衡转化率为________。
(3)在300 ℃、8 MPa下，将CO₂和H₂按物质的量之比1∶3 通入一密闭容器中发生(2)中反应，达到平衡时，测得CO₂的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数为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)。
(4)CO₂经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO₂(g)＋6H₂(g)⇌C₂H₄(g)＋4H₂O(g)　ΔH。在0.1 MPa时，按n(CO₂)∶n(H₂)＝1∶3投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。

①该反应的ΔH________0(填“＞”或“＜”)。
②曲线c表示的物质为________。
③为提高H₂的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施______________。（答出一条即可）

6 . 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________。

7 . 1909年德国化学家哈伯在实验室首次合成氨，合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究正是基于科学化学反应原理的指导。
（1）已知298K时，N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），ΔH=–92.2kJ/mol，ΔS=–198.2J/(K·mol)，则根据反应进行的方向综合判据，常温下合成氨反应___（填“能”或“不能”）自发进行。
（2）目前处于研究阶段的化学固氮新方法是N₂在催化剂表面与水发生如下反应：
已知：N₂(g)+ 3H₂(g)2NH₃(g)     ΔH₁=﹣92.4kJ/mol
2H₂(g)+ O₂(g)2H₂O(l)               ΔH₂=﹣571.6kJ/mol
2N₂(g)+ 6H₂O(l)4NH₃(g)+3O₂(g)          ΔH₃
则ΔH₃=___kJ/mol。
（3）合成氨反应在一密闭容器中发生，如图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。
   
①t₄时刻，体系中是什么条件发生了变化？t₄____。
②下列时间段中，氨的百分含量最高的是____。
A．0～t₁       B．t₂～t₃       C．t₃～t₄       D．t₄～t₅
（4）在容积为1L的密闭装置中，充入4mol合成气（N₂、H₂），在400℃时反应，N₂的体积分数随时间变化关系如图所示。
   
①N₂、H₂的投料比为____。
②反应达到平衡后，测得装置中H₂的体积分数为25%，则400℃时，合成氨反应的平衡常数为___(可用分数表示)。
③在恒温恒容下，N₂、H₂、NH₃的投料为1.5mol、0.5mol、1mol，平衡时H₂的体积分数为___。

8 . 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＝___。

9 . 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”)。

10 . “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=_____。