2 . 解答下列问题：
(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)+O₂(g)=H₂O(l) ΔH₁=-akJ·mol^-1
C₈H₁₈(l)+O₂(g)=8CO₂(g)+9H₂O(l) ΔH₂=-bkJ·mol^-1
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)直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常用催化还原法和碱吸收法处理SO₂气体。1molCH₄完全燃烧生成气态水和1molS(g)燃烧的能量变化如下图所示：
   
在催化剂作用下，CH₄可以还原SO₂生成单质S(g)、H₂O(g)和CO₂，写出该反应的热化学方程式：___________。
(3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I₂O₅常用于定量测定CO的含量。
已知2I₂(s)+5O₂(g)=2I₂O₅(s) ΔH=-76kJ·mol^-1；
2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH=-566kJ·mol^-1。
则该测定反应的热化学方程式为___________。
(4)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。
已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol^-1
2C(s)+O₂(g)=2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol^-1
CO₂(g)=C(s)+O₂(g) ΔH=+393.5kJ·mol^-1
则反应2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)的ΔH=___________kJ·mol^-1。
(5)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知：CO(g)+NO₂(g)=NO(g)+CO₂(g) ΔH=-akJ·mol^-1(a>0)
2CO(g)+2NO(g)=N₂(g)+2CO₂(g) ΔH=-bkJ·mol^-1(b>0)
若用CO还原NO₂至N₂，当消耗标准状况下3.36LCO时，放出的热量为___________kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(6)氮元素、硫元素还能形成多种化合物。如汽车安全气囊中的填充物叠氮酸钠(NaN₃)，能用于处理废水中的重金属离子的硫代碳酸钠(Na₂CS₃)。根据所学化学知识分析，晶体中所含化学键的类型有___________，水溶液显___________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。

3 . 绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大设想，研究碳、氮、硫等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国有重要意义。

(1)汽车尾气中的CO、NO、NO₂等有毒气体会危害人体健康，可在汽车尾部加催化转化器，将有毒气体转化为无毒气体。

已知：①2NO(g)+O₂(g)═2NO₂(g) H₁＝﹣112.4kJ•mol^﹣1

②NO₂(g)+CO(g)═NO(g)+CO₂(g)H ₂＝﹣234kJ•mol^﹣1

③N₂(g)+O₂(g)═2NO(g)H ₃＝+179.2kJ•mol^﹣1

请写出CO和NO₂生成无污染气体的热化学方程式_______________________。

(2)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：2CO(g)+2NO(g)⇌N₂(g)+2CO₂(g)H＝﹣759.8kJ•mol^﹣1，反应达到平衡时，N₂的体积分数随的变化曲线如图1。

①b点时，平衡体系中C、N原子个数之比接近_____；

②a、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为_____。

③若＝0.8，反应达平衡时，N₂的体积分数为25%，则CO的转化率为_____。

(3)若将NO₂与O₂通入甲中设计成如图2所示装置，D电极上有红色物质析出，则A电极的电极反应式为_________________________。

(4)已知：25℃时，H₂C₂O₄的电离常数K_a1＝5.9×10^﹣2，K_a2＝6.4×10^﹣5，25℃时，0.1 mol•L^﹣1NaHC₂O₄溶液中各离子浓度由大到小的顺序为___________，若向该溶液中加入一定量NaOH固体，使c(HC₂O)＝c(C₂O)，则此时溶液__(填“酸性”“碱性”或“中性”)。

5 . 甲醇是一种优质燃料，在工业上常用CO和H₂合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。已知：①CO(g)＋O₂(g)=CO₂(g) △H₁=-283.0kJ/mol
②H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g) △H₂=-241.8kJ/mol
③CH₃OH(g)＋O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g) △H₃=-192.2kJ/mol
回答下列问题：
(1)计算CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)的反应热△H₄=________________。
(2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1mol CO、2mol H₂，发生CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)反应，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻为平衡状态的是________(填选项字母)。
(3)T₁℃时，在一个体积为5L的恒容容器中充入1mol CO、2mol H₂，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.8，则5min内用H₂表示的反应速率为v(H₂)=__________。T₁℃时，CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)的平衡常数K=______________。
(4)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，写出KOH作电解质溶液时，甲醇燃料电池的负极反应式：_____________________。
(5)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO₂将其氧化为CO₂，然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO₂与甲醇反应的离子方程式：_________。

6 . 碳单质及其化合物在生产生活中用途广泛。
I.单质碳经常应用于化学反应中。回答以下问题：
(1)炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*)，活化氧可以快速氧化SO₂，从而消除雾霾。其活化过程中的能量变化如图所示，则生成活化氧的△H=______0(填“>”、“＜”或“=”)，活化过程中有水时的活化能降低了______eV。

(2)以焦炭为原料，在高温下与水蒸气反应可制得水煤气，涉及反应如下：
a.C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)        ΔH₁
b.C(s)+2H₂0(g)=CO₂(g)+2H₂(g) ΔH₂=+90.3kJ·mol^-1
c.CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g) ΔH₃=-41.0kJ·mol^-1
①ΔH₁=______kJ·mol^-1。
②对于反应a，测得在不同温度下H₂O(g)的转化率如图所示，图中T₁、T₂、T₃的大小关系为______。用物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学反应的平衡常数(Kp)，在T₁℃、50 MPa时，反应a的平衡常数Kp=______MPa(已知气体分压=气体总压×各气体的体积分数，结果保留两位小数)。

II.甲醇(CH₃OH)是一种重要的化工原料，合成甲醇的主要反应为：CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)。原料气的加工过程中常常混有一定量CO₂，为了研究不同温度下CO₂对该反应的影响，以CO₂、CO和H₂的混合气体为原料在一定条件下进行实验，结果表明，原料气各组分含量不同时，反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不相同的。实验数据见下表：

CO2%-CO%-H2% (体积分数)		0-30-70			4-26-70			8-22-70			20-10-70
反应温度/℃		225	235	250	225	235	250	225	235	250	225	235	250
碳转化率(%)	CH3OH	4.9	8.8	11.0	19.0	33.1	56.5	17.7	33.4	54.4	8.0	12.0	22.6
	CH4	0	0	0	0	0	0	0	0	0	2.8	2.8	2.8

(3)在一定条件下，反应温度越高，碳转化率______。
(4)CO₂对甲醇合成的影响是______。
Ⅲ.甲醇可以制备二甲醚：2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)。经查阅资料：该反应压强平衡常数的计算式为：lnKp=-2.205+(T为热力学温度：热力学温度=摄氏度＋273)。
(5)在一定温度范围内，随温度升高，甲醇生成二甲醚的倾向______。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)200℃时，在密闭容器中加入一定量甲醇，反应达到平衡状态时，体系中二甲醚的物质的量分数是______。
A.>          B.        C. ~     D.         E.<

8 . 完成下列问题。
(1)已知：①
②
则表示氨气燃烧热的热化学方程式为___________，该反应可设计为碱性条件下的燃料电池，负极电极反应式为___________。
(2)已知几种化学键的键能和热化学方程式如下：

化学键
键能/()	391	193	243		432

，则=___________。
(3)4种不饱和烃分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示。根据图示计算反应(l)=(l)的=___________。

(4)Fe和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，写出该反应的化学方程式：___________，若两个最近的原子间的距离为，则该晶体的密度是___________。

9 . 氮氧化物是大气污染物，氮氧化物的处理和利用是我国科研工作者研究的热点之一，试回答下列问题：
(1)氨气还原氮氧化物的反应为：
①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)△H₁
②4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(l)△H₂
请写出NH₃(g)还原NO(g)生成N₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式___________(△H用含△H₁、△H₂的式子表示)，依据反应②设计成燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，写出负极电极反应式_______。
(2)一定温度下，向2L恒容密闭容器中充4.0molNO₂和4.0molCO，在催化剂作用下发生反应：4CO(g)+2NO₂(g)N₂(g)+4CO₂(g)△H<0，测得相关数据如表：

	0min	5min	10min	15min	20min
c(NO2)/mol·L-1	2.0	1.7	1.56	1.5	1.5
c(N2)/mol·L-1	0	0.15	0.22	0.25	0.25

①0~5min，用NO₂的浓度变化表示的反应速率为___________
②以下表述能说明该反应已达到平衡状态的是( )
A．2v(NO₂)_正=v(N₂)_逆
B．气体密度不再变化
C．气体平均相对分子质量不再变化
D．N₂与CO₂的物质的量之比保持不变
③20min时，该反应达到平衡状态，此时平衡常数K=___________，若保持体积和温度不变，继续向该容器中加入4.0molNO₂和4.0molCO，反应再次达到平衡时，NO₂的转化率比原平衡___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)湿法脱硝：采用碱性NaClO₂溶液作为吸收剂可将烟气中的NO脱硝转化为NO和NO，经实验测得生成的c(NO)：c(NO)=2：1，ClO被还原成Cl^-。
①NaClO₂溶液显碱性，用离子方程式解释原因___________
②写出NaClO₂溶液脱硝反应的离子方程式___________

10 . 研究煤的合理利用及CO₂的综合应用有着重要的意义。请回答以下问题：
Ⅰ.煤的气化
已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有：
①C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g) ΔH=+131 kJ/mol
②CO(g)+3H₂(g)CH₄(g)+H₂O(g) ΔH=a kJ/mol
查阅资料反应②中相关化学键键能数据如下表：

化学键	C≡O	H－H	H－C	H－O
E/(kJ/mol)	1072	436	414	465

(1)则反应②中a=______。
(2)煤直接甲烷化反应C(s)＋2H₂ (g)CH₄(g)的ΔH为______kJ/mol，该反应在______(填“高温”或“低温”)下自发进行。
Ⅱ.合成低碳烯烃
在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO₂和2.5 mol H₂，发生反应： 2CO₂(g)＋6H₂(g)C₂H₄(g)＋4H₂O(g) ΔH=－128 kJ/mol，测得温度对催化剂催化效率和CO₂平衡转化率的影响如右图所示：
   
(3)图中低温时，随着温度升高催化剂的催化效率提高，但CO₂的平衡转化率却反而降低，其原因是______。
(4)250℃时，该反应的平衡常数K值为______。
Ⅲ.合成甲醇
在恒温2 L容积不变的密闭容器中，充入1 molCO₂和3 molH₂，发生反应：CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g) +H₂O(g) ，测得不同时刻反应前后容器内压强变化(p_后/p_前)如下表：

时间/h	1	2	3	4	5	6
p后/p前	0.90	0.85	0.82	0.81	0.80	0.80

(5)反应前1小时内的平均反应速率v(H₂)为______mol/(L·h)，该温度下CO₂的平衡转化率为______。
Ⅳ.电解逆转化制乙醇
(6)科研人员通过反复实验发现：CO₂可以在酸性水溶液中电解生成乙醇，则生成乙醇的反应发生在______极(填“阴”或“阳”)，该电极的反应式为______。