1 . 2019年12月20日，美国总统特朗普签署了2020财政年度国防授权法案，对俄罗斯向欧洲进行天然气输出的“北溪2号”管道项目实施制裁，实施“美国优先发展战略”。天然气       既是一种优质能源，又是一种重要化工原料，甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢是目前的研究热点。
(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，已知在反应器中存在如下反应过程：
Ⅰ.CH₄(g)+H₂O(g)⇌CO(g)+3H₂(g)∆H=+206.4kJmol^-1
Ⅱ.CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g) ∆H=-44.1kJmol^-1
根据上述信息请写出甲烷水蒸气催化重整的热化学反应方程式：_____
(2)在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1molCH₄(g)和1.1mol H₂O(g)，利用反应Ⅰ制备H₂，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b(已知容器a、b的体积为2L)。
①恒温，恒容时，能判断反应Ⅰ一定处于化学平衡状态的依据是______(填写字母序号)。
A．混合气体的压强不随时间改变
B．气体密度不随时间改变
C．H₂的体积分数不随时间改变
D．混合气体的平均相对分子质量不随时间改变
②a、b两容器的温度______(填“相同”“不相同”或“不确定”)；容器a中CH₄从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为______，在该温度下反应的化学平衡常数K=_____。

(3)某氢氧燃料电池以熔融态的碳酸盐为电解质，其中CO₂参与电极反应。工作时负极的电极反应为2H₂+2CO-4e^-=2H₂O+2CO₂。如图所示，根据相关信息回答下列问题：
①正极的电极反应为____________
②当甲池中A电极理论上消耗H₂的体积为448mL(标准状况)时，乙池中C、D两电极质量变化量之差为________g。

2 . Ⅰ.FeCl₃具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
(1)FeCl₃净水的原理是______________。
(2)FeCl₃在溶液中分三步水解：
Fe³⁺ + H₂O⇌Fe(OH)²⁺ + H⁺             K₁
Fe(OH)²⁺ + H₂O⇌Fe(OH) + H⁺ K₂
Fe(OH)+ H₂O⇌Fe(OH)₃+ H⁺ K₃
①以上水解反应的平衡常数K_1、K_2、K₃由大到小的顺序是__________
②通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氯化铁，离子方程式为：⇌。欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)________。
a.降温          b.加水稀释             c.加入NH₄Cl        d.加入NaHCO₃
③室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件___________
Ⅱ.向50mL 0.018 mol·L^－1的AgNO₃溶液中加入50mL 0.020 mol·L^－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10^－10，忽略溶液的体积变化，请计算：
(1)①完全沉淀后，溶液中c(Ag^＋)＝________。
②完全沉淀后，溶液的pH＝________。
③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L^－1的盐酸，是否有白色沉淀生成________(填“是”或“否”)。

3 . 硫酸盐(含、)气溶胶是 PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下：

下列说法不正确的是（     ）

A．该过程有 H2O 参与	B．NO2是生成硫酸盐的还原剂
C．硫酸盐气溶胶呈酸性	D．该过程中有硫氧键生成

4 . 煤和天然气都是重要的化石资源，在工业生产中用途广泛。
(1)燃煤时往往在煤中添加石灰石，目的是_____，达到该目的时发生反应的化学方程式为_____ 。
(2)煤的综合利用包括____ (将煤隔绝空气加强热)、煤的气化和液化。煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程，主要发生的反应的化学方程式为____ 。
(3)CO是煤气的主要成分，可与水蒸气反应生成氢气：CO(g)+ H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g) △H。 查阅资料得出相关数据如下：

温度/°C	400	500
平衡常数K	9	5.3

①该反应升高到一定温度时，反应将不能正向进行，由此判断该反应的△S_____(填“＞”或“＜”")0。
②在容积为10 L的密闭容器中通入0.1 mol CO(g)和0.1 mol H₂O(g)发生反应，在400℃时反应达到平衡，此时CO(g)的转化率为__。
(4)将2 mol CH₄和4 mol H₂O(g)通入容积为10 L的恒容密闭容器中，发生反应：CH₄(g)+ H₂O(g)⇌CO(g)+ 3H₂(g)。CH₄的平衡转化率与温度、压强的变化关系如图所示。

①200 °C时，该反应的平衡常数K=______。
②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系是________。
③压强：p₁_____ (填“＞”“＜”或“＝”)p₂。

5 . 研究CO₂与CH₄反应使之转化为CO和H₂，对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO₂与CH₄发生反应Ⅰ：CH₄(g)+CO₂(g) 2CO(g)+2H₂(g) ∆H₁
在反应过程中还发生反应Ⅱ：H₂(g)+CO₂(g)H₂O(g)+CO(g) ∆H₂=+41 kJ·mol⁻¹
(1)已知部分化学键的键能数据如下表所示：

化学键	C—H	H—H	C=O
键能(kJ·mol−1)	413	436	803	1076

则∆H_l =_______ kJ·mol⁻¹，反应Ⅰ在一定条件下能够自发进行的原因是________________，该反应工业生产适宜的温度和压强为_______(填标号)。
A.高温高压                    B.高温低压             C.低温高压                    D.低温低压
(2)工业上将CH₄与CO₂按物质的量1∶1投料制取CO和H₂时，CH₄和CO₂的平衡转化率随温度变化关系如图所示。

①923 K时CO₂的平衡转化率大于CH₄的原因是________________________。
②计算923 K时反应Ⅱ的化学平衡常数K=______(计算结果保留小数点后两位)。
③1200 K以上CO₂和CH₄的平衡转化率趋于相等的原因可能是_______________。
(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。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是______________________。

②为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是________________________。
(4)高温电解技术能高效实现下列反应：CO₂+H₂O CO+H₂+O₂，其可将释放的CO₂转化为具有工业利用价值的产品。工作原理示意图如下：

CO₂在电极a放电的电极反应式_____。

6 . 2019年10月27日,国际清洁能源会议(ICCE2019)在北京开幕。一碳化学成为这次会议的重要议程。甲醇、甲醛(HCHO) 等一碳化合物在化工 、医药，能源等方面都有着广泛的应用。
(1)甲醇脱氢法可制备甲醛(反应体系中各物质均为气态)，反应生成1molHCHO过程中能量变化如图1。

已知：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g) +H₂O(g) △H=-49.5kJ•mol^-1，则反应CO₂(g)+2H₂(g)=HCHO(g) +H₂O(g) △H=___________kJ•mol^-1。
(2)氧化剂可处理甲醛污染，结合图2分析春季(水温约为15℃)应急处理被甲醛污染的水源应选择的试剂为__________(填化学式)。

(3)纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇,CO₂(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) △H=akJ•mol^-1
①按=2，投料比将H₂与CO充入VL恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图3所示。则a_____(填“＞”或“＜”)0；压强p₁、p₂、p₃由小到大的关系是__________________。

②在温度为T₁℃，向某恒容密闭容器中充入H₂和CO发生上述反应，起始时c(H₂)=c(CO)=2.0mol•L^-1。达到平衡时，CO的转化率为图3中的M点对应的转化率，则在该温度下，对应的N点的平衡常数为__________(保留3位有效数字)。
(4)工业上利用CH₄(CO和H₂)与水蒸气在一定条件下制取H₂：CH₄(g) +H₂O(g)CO(g)+3H₂(g) △H=+203kJ•mol^-1，该中反应的逆反应速率及表达式为v_逆=k•c(CO)•c³(H₂),k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示，

CO浓度(mol•L-1)	H2浓度(mol•L-1)	逆反应速率(mol•L-1•min-1)
0.1	c1	8.0
c2	c1	16.0
c2	0.15	6.75

由上还数据可得该温度下，c₂=____________，该反应的逆反应速率常数k=______L³•mol^-3•min^-1)。

7 . 甲烷催化裂解、氧气部分氧化和水煤气重整是目前制氢的常用方法。回答下列问题：
(1)甲烷隔绝空气分解，部分反应如下：
Ⅰ.CH₄(g)=C(s)+2H₂(g)   ∆H₁=+74.9kJ/mol
Ⅱ.6CH₄(g)=C₆H₆(g)+9H₂(g)   ∆H₂=+531kJ/mol
Ⅲ.2CH₄(g)=C₂H₄(g)+2H₂(g)   ∆H₃=+202kJ/mol
①反应I的△S___(填“＞”或“＜”)0。
②的 △H=______kJ/mol。
(2)CH₄用水蒸气重整制氢包含的反应为：
Ⅰ.水蒸气重整：
Ⅱ.水煤气变换：
平衡时各物质的物质的量分数如图所示：

①为提高CH₄的平衡转化率，除压强、温度外，还可采取的措施是___________(写一条)。
②温度高于T₁℃时，CO₂的物质的量分数开始减小，其原因是___________。
③T₂℃时，容器中______________。
(3)甲烷部分氧化反应为。已知甲烷部分氧化、甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数lnKp与温度的关系如图所示：

①图中Q点时，反应的InKp=________。
②在某恒压密闭容器中充入lmol CH₄和1mol H₂O(g)在某温度下发生水蒸气重整反应达到平衡时，CH₄的转化率为50%，容器总压强为1 atm。H₂的平衡分压p(H₂)=____atm；此温度下反应的lnKp=___(已知；ln3≈l.1，ln4≈l.4)。

8 . K₂ FeO₄在水中不稳定，发生反应：＋l0H₂O4Fe(OH)₃（胶体）＋8OH^－＋3O₂，其稳定性与温度(T)和溶液pH的关系分别如下图所示。下列说法不正确的是

A．由图甲可知上述反应 △H < 0

B．由图甲可知温度：T1 > T2 > T3

C．由图甲可知K2 FeO4的稳定性随温度的升高而减弱

D．由图乙可知图中a < c

9 . 炽热的炉膛内有反应：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)　ΔH=-392kJ·mol^-1，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应：C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)　ΔH=+131kJ·mol^-1，2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH=-564kJ·mol^-1，2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)　ΔH=-482kJ·mol^-1由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气时(　 　)

A．不能节约燃料，但能使炉膛火更旺	B．虽不能使炉膛火更旺，但可节约燃料
C．既可使炉膛火更旺，又能节约燃料	D．既不能使炉膛火更旺，又不能节约燃料

10 . 碳、氮是中学化学重要的非金属元素，在生产、生活中有广泛的应用。
（1）治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是：在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置，使NO与CO反应，产物都是空气中的主要成分。写出该反应的热化学方程式___。
已知：①N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g)△H＝＋179.5kJ/mol
②2NO(g)＋O₂(g)＝2NO₂(g)△H＝－112.3kJ/mol
③NO₂(g)＋CO(g)＝NO(g)＋CO₂(g)△H＝－234kJ/mol
（2）已知植物光合作用发生的反应如下：
6CO₂(g)＋6H₂O(l)C₆H₁₂O₆(s)＋6O₂(g)△H＝＋669.62 kJ/mol
该反应达到化学平衡后，若改变下列条件，CO₂转化率增大的是___。
a.增大CO₂的浓度b.取走一半C₆H₁₂O₆c.加入催化剂d.适当升高温度
（3）N₂O₅的分解反应2N₂O₅(g)4NO₂(g)＋O₂(g)，由实验测得在67℃时N₂O₅的浓度随时间的变化如下：

时间/min	0	1	2	3	4	5
C(N2O5)/(mol·L-1)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

计算在0～2min时段，化学反应速率v(NO₂)＝___mol•L^－1•min^－1。
（4）新的研究表明，可以将CO₂转化为炭黑进行回收利用，反应原理如图所示。

①在转化过程中起催化作用的物质是___；
②写出总反应的化学方程式___。
（5）工业上以NH₃和CO₂为原料合成尿素[CO(NH₂)₂)，反应的化学方程式如下：2NH₃(g)＋CO₂(g)CO(NH₂)₂(l)＋H₂O(l)
根据上述反应，填写下列空白
①已知该反应可以自发进行，则△H___0。(填“>”、“<”或“＝”)；
②一定温度和压强下，若原料气中的NH₃和CO₂的物质的量之比＝x，如图是x与CO₂的平衡转化率(α)的关系。α随着x增大而增大的原因是___；B点处，NH₃的平衡转化率为___。

③一定温度下，在3L定容密闭容器中充入NH₃和CO₂，若x＝2，当反应后气体压强变为起始时气体压强的时达到平衡，测得此时生成尿素90g。该反应的平衡常数K＝___。