1 . (1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe₃O₄/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO₂直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO₂催化转化领域的突破性进展”。
已知：H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(l)     ΔH₁ = －aKJ/mol
C₈H₁₈(1)+25/2O₂(g)=8CO₂(g)+9H₂O(1)     ΔH₂= －bKJ/mol
试写出25℃、101kPa条件下，CO₂与H₂反应生成汽油(以C₈H₁₈表示)的热化学方程式_________________________________。
(2)利用CO₂及H₂为原料，在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下，也可合成CH₃OH，涉及的反应有：
甲：CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g)             △H= — 53.7kJ·mol^-1     平衡常数K₁
乙：CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g)                      △H= + 41.2kJ·mol^-1     平衡常数K₂
①CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)的平衡常数K=______(用含K₁、K₂的表达式表示)，该反应△H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO₂转化为CH₃OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。
③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样，具有高度的选择性。下列四组实验，控制CO₂和H₂初始投料比均为1：2.2，经过相同反应时间(t₁min)。

温度(K)	催化剂	CO2转化率(%)	甲醇选择性(%)	综合选项
543	Cu/ZnO纳米棒材料	12.3	42.3	A
543	Cu/ZnO纳米片材料	11.9	72.7	B
553	Cu/ZnO纳米棒材料	15.3	39.1	C
553	Cu/ZnO纳米片材料	12.0	70.6	D

由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对CO₂的转化为CH₃OH的选择性有显著影响，根据上表所给数据结合反应原理，所得最优选项为___________(填字母符号)。
(3)以CO、H₂为原料合成甲醇的反应为：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，分别都充入1molCO和2molH₂，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5min时H₂的体积分数示意图，其中有一个容器反应一定达到平衡状态。

①0～5min时间内容器Ⅱ中用CH₃OH表示的化学反应速率为_________________。
②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。

2 . CO₂是一种主要的温室气体，研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图a所示。在通常状况下，金刚石和石墨中，__________（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为__________。

（2）采用电化学法可将二氧化碳转化为甲烷，试写出以氢氧化钾水溶液作电解质时，该转化的电极反应方程式__________________________________________。
（3）CO₂为原料还可合成多种物质。工业上常以CO₂(g)与H₂(g)为原料合成乙醇。
①已知：H₂O(l)=H₂O(g)       △H=+44kJ·mol^－1
CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)       △H=－41.2kJ·mol^－1
2CO(g)+4H₂ (g) CH₃CH₂OH(g)+H₂O(g)       △H= －256.1kJ·mol^－1
则：2CO₂(g)+6H₂(g) CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(l)   △H=___________________。
②下图是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图。对上述流程的分析，下列说法正确的是_________。

A.该流程至少包含4种形式的能量转化
B.装置X中阴极反应为：2H₂O－4e^－=4H⁺+O₂↑
C.合成塔中生成乙醇的反应是化合反应
D.流程设计体现了绿色化学思想
（4）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图b为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。

① E为该燃料电池的___________极（填“正”或“负”）。F电极上的电极反应式为___________。
② 镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因__________________________。

3 . 甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，二氧化碳加氢合成甲醇是合理利用二氧化碳的有效途径。由二氧化碳制备甲醇过程中可能涉及反应如下：
反应Ⅰ：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g） △H₁=－49.58KJ/mol
反应Ⅱ：CO₂（g）+H₂（g）CO（g）+H₂O（g） △H₂
反应Ⅲ：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g） △H₃=－90.77KJ/mol
回答下列问题：
（1）反应Ⅱ的△H₂=__________，反应Ⅲ自发进行条件是__________（填“较低温”、“较高温”或“任意温度”）。
（2）在一定条件下3L恒容密闭容器中，充入一定量的H₂和CO₂仅发生反应Ⅰ，实验测得反应物在不同起始投入量下，体系中二氧化碳的平衡转化率与温度的关系曲线，如图1所示。

①氢气和二氧化碳的起始投入量以A和B两种方式投入：
A：n（H₂）=3mol n（CO₂）=1.5mol
B：n（H₂）=3mol n（CO₂）=2mol，
曲线Ⅰ代表哪种投入方式__________（用A、B表示）
②在温度为500K的条件下，按照A方式充入3mol氢气和1.5mol二氧化碳，该反应10min后达到平衡：此温度下的平衡常数为__________；500K时，若在此容器中开始充入0.3mol氢气和0.9mol二氧化碳、0.6mol甲醇、xmol水蒸气，若使反应在开始时正向进行，则 x 应满足的条件是__________。
（3）在恒温恒压密闭容器中，充入一定量的H₂和CO₂（假定仅发生反应I），反应过程中，能判断反应I已达到平衡状态的标志是_________
A．断裂3molH-H键，同时有3molH-O键形成
B．容器内的压强保持不变
C．容器中气体的平均摩尔质量不变
D．容器中气体的密度保持不变
（4）以甲醇、氧气为原料，100mL 0.15mol/LNaOH溶液为电解质设计成燃料电池，若放电时参与反应的氧气体积为336mL（标况）产生的气体全部被NaOH溶液吸收，则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为__________，溶液中各离子浓度由大到小的顺序___________________________。

4 . CO₂和H₂可用于合成甲醇和甲醚。
（1）已知①CH₃OH(l)＋O₂(g) ="=" CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH＝－725.5 kJ·mol^－1
②H₂(g)＋O₂(g) ="=" H₂O(g) ΔH ＝－241.8 kJ·mol^－1
③H₂O(g) ="=" H₂O(l) ΔH ＝－44 kJ·mol^－1
则工业上以CO₂(g)、H₂(g)为原料合成CH₃OH(l)，同时生成H₂O(l)的热化学方程式为_______。
（2）将CO₂转化为甲醚的反应原理为2CO₂(g)＋6H₂(g)CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(l)
已知在投料比n(CO₂):n(H₂)=1：3的条件下，不同温度、不同压强时，CO₂的转化率见下表：

①下列关于上述可逆反应的说法正确的是

A．在恒温、恒容的密闭容器中，当反应混合气体的密度保持不变时反应达平衡状态

B．当v正(CO2)=" 3" v逆(H2)，反应达平衡状态

C．当n(CO2):n(H2)=1：3时，反应达平衡状态

D．a > 60%

②上述反应的化学平衡常数的表达式为__________。
③该反应的ΔH ______0，原因是_______________________。
④在压强为P、温度为500K、投料比n(CO₂):n(H₂)=1：3的条件下，反应达平衡状态时H₂的转化率为_________，混合气体中CO₂的体积分数为_____________。
（3）以甲醇、空气、KOH溶液为原料可设计成燃料电池：放电时，负极的电极反应式为____________。

5 . 蕴藏在海底的大量“可燃冰”，其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。用甲烷制水煤气（CO、H₂），再合成甲醇可以代替日益供应紧张的燃油。下面是产生水煤气的几种方法：

① CH₄(g)＋H₂O (g)＝CO (g)＋3H₂(g) △H₁＝+206．2kJ·mol^-1
② CH₄(g)＋O₂(g)＝CO(g)＋2H₂(g) △H₂=－35．4 kJ·mol^-1
③ CH₄ (g)＋2H₂O (g)＝CO₂ (g)＋4H₂(g) △H₃＝+165．0 kJ·mol^-1
（1）CH₄(g)与CO₂ (g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式为______________。
（2）从原料、能源利用的角度，分析作为合成甲醇更适宜的是反应_____________。（填序号）
（3）也可将CH₄设计成燃料电池，来解决能源问题，如图装置所示。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷VL。
①0＜V≤33．6L时，负极电极反应为___________。
②33．6L<V≤67．2L时，电池总反应方程式为______________。
③V=44．8L时，溶液中离子浓度大小关系为________________。
（4）工业合成氨时，合成塔中每产生1molNH₃，放出46．1kJ的热量。某小组研究在上述温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：

容器 编号	起始时各物质物质的量/mol			达到平衡的时间	达平衡时体系能量的变化/kJ
	N2	H2	NH3
①	1	4	0	t1 min	放出热量：36．88kJ
②	2	8	0	t2 min	放出热量：Q

下列叙述正确的是___________（填字母序号）。
a．平衡时，两容器中H₂的体积分数相等
b．容器②中反应达平衡状态时，Q＞73．76kJ
c．反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等
d．平衡时，容器中N₂的转化率：①<②
e．两容器达到平衡时所用时间t₁>t₂
（5）下图是在反应器中将N₂和H₂按物质的量之比为1:3充入后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

①上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是_____________。
②M点对应的H₂转化率是____________。

6 . “低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。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)CO₂的电子式为：_______________。
(2)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质)，这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：(系数按顺序填在答题卷上)
___ C+ ___ KMnO₄+ ____ H₂SO₄ ＝ ____CO₂↑+ ____MnSO₄ + ____K₂SO₄+ ____H₂O
(3)甲醇是一种新型燃料，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＝－116 kJ·mol^-1
已知： △H₂＝－283 kJ·mol^-1
△H₃＝－242 kJ·mol^-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO ₂和水蒸气时的热化学方程式为________________；
(4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的燃料电池装置。

①该电池负极的电极反应为：__________________________。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为_________________。
(5)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。下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。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 =_____________。

(6)CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^-9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为5.6×10^-5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为______________ 。

7 . (1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为__________、_______。
(2)用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示:

甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是________________。
(3)以CO₂与NH₃为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH₂)₂]。已知:
①2NH₃(g)+CO₂(g)=NH₂CO₂NH₄(s)               △H=-159.5KJ/mol
②NH₂CO₂NH₄(s)= CO(NH₂)₂(s) +H₂O(g)     △H=+116.5KJ/mol
③H₂O(l)=H₂O(g)   △H=+44KJ/mol
写出CO₂与NH₃合成尿素和液态水的热化学方程式__________________。
(4)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水。科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极在碱性条件下发生反应的电极反应式为_________________。

8 . Ⅰ.在催化剂作用下，CO₂和H₂可以制取甲醇。用工业废气中的可制取甲醇，其反应为：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O 常温常压下已知下列反应的能量变化如图示：
   
(1)写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：______。
Ⅱ.硼氢化钠(NaBH₄)是有机合成中的重要还原剂。最新研究发现，以NaBH₄和H₂O₂为原料，NaOH溶液作电解质溶液，可以设计成全液流电池，其工作原理如图所示，假设电池工作前左右两槽溶液的体积各为1L，回答下列问题：
   
(2)电极b为______(填“正极”或“负极”)，电极a上发生反 应的电极反应式为______。
(3)电池工作时，Na⁺向______极(填“a”或“b”)移动，当左槽产生0.0125molBO离子时，右槽溶液pH=______
(4)用该电池电解一定浓度的CuSO₄溶液至无色后继续电解一段时间。断开电路，向溶液中加入0.1molCu(OH)₂，溶液恢复到电解之前状态，则电解过程中转移电子数目为______

9 . 丙烯是一种重要的化工原料。2000年以来，我国丙烯的使用量已超过乙烯，且一直保持增长趋势。
(1)2010年12月18日位于浙江平湖市独山港区石化工业发展区内一个丙烯储罐突然爆炸起火，大火产生的高温使消防队员难以靠近火场。已知丙烯的燃烧热为2049 kJ/mol，则其燃烧反应的热化学方程式为：___________________。
(2)丙烯在酸性催化剂存在下，聚合生成二聚体、三聚体的混合物，将其加入汽油中，可提高汽油的__________。在催化剂存在下，丙烯聚合生成聚丙烯树脂，其反应的化学方程式为________________。
(3)制取丙烯腈的方法常有如下两种：
方法①CH≡CH+H-CN CH₂=CH-CN
方法②2CH₂=CH-CH₃+2NH₃+3O₂2CH₂=CH-CN+6H₂O
相比较而言，方法②的优点是___________________________。
(4)现以丙烯为原料，合成环酯J。已知：烯烃复分解反应是指在催化剂作用下，实现   两边基团换位的反应。如两个丙烯分子进行烯烃换位，生成丁烯和乙烯。
2CH₂=CHCH₃CH₃CH=CHCH₃+CH₂=CH₂
   
请按要求填空：
(i)写出下列反应的反应类型：①______________，⑥_________________。
(ii)反应④是与HCl加成，设计这一步反应的目的是_____________，物质E的结构简式是____________。
(iii)有机化合物C有多种同分异构体，请写出其中属于酯类且能发生银镜反应的所有同分异构体的结构简式_________________。

10 . 蕴藏在海底的大量“可燃冰”，其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。用甲烷制水煤气(CO、H₂)，再合成甲醇可以代替日益供应紧张的燃油。下面是产生水煤气的几种方法：
① CH₄(g)＋H₂O (g)=CO (g)＋3H₂(g) △H₁=+206.2kJ·mol^-1
② CH₄(g)＋1/2O₂(g)=CO(g)＋2H₂(g) △H₂=-35.4 kJ·mol^-1
③ CH₄ (g)＋2H₂O (g)=CO₂ (g)＋4H₂(g) △H₃=+165.0 kJ·mol^-1
(1)CH₄(g)与CO₂ (g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式为_______。
(2)从原料、能源利用的角度，分析四个反应，作为合成甲醇更适宜的是反应 _______。(填序号)
(3)也可将CH₄设计成燃料电池，来解决能源问题，如下图装置所示。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷VL。

①0＜V≤33.6L时，负极电极反应为_______。
②33.6L<V≤67.2L时，电池总反应方程式为_______。
③V=44.8L时，溶液中离子浓度大小关系为_______。
(4)工业合成氨时，合成塔中每产生1molNH₃，放出46.1kJ的热量。
某小组研究在上述温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在相同温度下发生反应。相关数据如下：

容器编号	起始时各物质物质的量/mol			达到平衡的时间	达平衡时体系能量的变化/kJ
	N2	H2	NH3
①	1	4	0	t1 min	放出热量：36.88kJ
②	2	8	0	t2 min	放出热量：Q

①容器①中，0-t₁时间的平均反应速率为υ(H₂)=_______。
②下列叙述正确的是_______(填字母序号)。
a.平衡时，两容器中H₂的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时，Q>73.76kJ
c.反应开始时，两容器中反应的化学反应速率相等
d.平衡时，容器中N₂的转化率：①<②
e。两容器达到平衡时所用时间t₁>t₂
(5)下图是在反应器中将N₂和H₂按物质的量之比为1：3充入后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的体积分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是_______。
②上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是_______。
③M点对应的H₂转化率是_______。