1 . 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。回答下列问题：
（1）已知2NO₂(g)=N₂O₄(g) △H=－55.3kJ/mol；N₂O₅(g)=2NO₂ (g)+O₂(g) △H=+53.1 kJ/mol；写出N₂O₅分解生成N₂O₄与O₂的热化学方程式________________
（2）一定温度下2N₂O₅(g)=4NO₂(g)+O₂(g)，在恒容密闭容器中充入一定量N₂O₅进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是______（填字母序号）。
a．NO₂和O₂的浓度比保持不变            b．容器中压强不再变化
c．2v_正（NO₂）=v_逆（N₂O₅）               d．气体密度不变
（3）以乙烯(C₂H₄)作为还原剂脱硝(NO)，脱硝机理如图1。若反应中n(NO)︰n(O₂)=2︰1，则总反应的化学方程式为_____；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是负载率____温度____。
   
（4）T温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g) △H<0。实验测得：v_正=v(NO)_消耗=2v(O₂)_消耗=k_正c²(NO)·c(O₂)，v_逆=(NO₂)_消耗=k_逆c²(NO₂)，k_正、k_逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O₂)如表：
   
①从0～2s内该反应的平均速率v(NO)=________。
②T₁温度时化学平衡常数K=_________ (结果保留3位有效数字)。
③若将容器的温度改变为T₂时其k_正=k_逆，则T₂_______T₁(填“>”、“<”或“=")
④已知2NO(g)+O₂(g)2NO₂的反应历程为：
第一步NO+NON₂O₂ 快速平衡            第二步N₂O₂+O₂→2NO₂慢反应
下列叙述正确的是________(填标号)。
A．v(第一步的正反应)<v(第二步的反应)          B．总反应快慢由第二步决定
C．第二步的活化能比第一步的高                    D．第二步中N₂O₂与O₂的碰撞100%有效

2 . CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO₂的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)研究表明CO₂和H₂在催化剂存在下可发生反应生成CH₃OH。已知部分反应的热化学方程式如下：
CH₃OH(g)₊O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(1) ΔH₁=a kJ•mol^-1
H₂(g)+O₂(g)=H₂O(1) ΔH₂=b kJ•mol^-1
H₂O(g)=H₂O(l) ΔH₃=c kJ•mol^-1
则CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH=___kJ•mol^-1。
(2)为研究CO₂与CO之间的转化，让一定量的CO₂与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)+CO₂(g)2CO(g) ΔH，反应达平衡后，测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)%)的影响如图所示。

回答下列问题：
①压强p₁、p₂、p₃的大小关系是______；K_a、K_b、K_c为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是___。
②900℃、1.0 MPa时，足量碳与a mol CO₂反应达平衡后，CO₂的转化率为___(保留三位有效数字)，该反应的平衡常数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)。
(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，CO₂(g)+CH₄(g)CH₃COOH(g)。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，乙酸的生成速率降低的主要原因是___。

3 . 一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol HI(g)，发生反应2HI(g)H₂(g)+I₂(g)△H > 0，H₂物质的量随时间的变化如图所示。

（1）2 min时HI的转化率a(HI)=____________________。该温度下，H₂(g)+I₂(g)2HI(g)的平衡常数K=________________。
（2）下列哪种情况能说明该反应已经达到平衡状态(           )
A．气体的密度不再变化了
B．气体的颜色不再变化了
C．气体的总压强不再变化了
D．相同时间内消耗氢气的质量和生成碘的质量相等
E．单位时间内消耗氢气和消耗碘化氢的物质的量相等
F．氢气的质量分数不变了　
（3）在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(s)反应，该反应的平衡常数的表达式K=____________________,按下表数据投料:

物质	A	B	C	D
起始投料/mol	2	1	2	0

反应达到平衡状态，测得体系压强升高。该反应△H____0(填“>”、“<” 或者“=”),简述该反应的平衡常数与温度的变化关系：__________________________________________________。
（4）该反应如果把D的物质的量增大一倍，逆反应速率________(填“增大”、“减小” 或者“不变”)。

4 . 研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。
(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示：用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因_________。已知春季海水pH=8.1，预测夏季海水碱性将会_________(填写“增强”或“减弱”)，理由是________(写出1条即可)

无机碳	HCO3-	90%
	CO32-	9%
	CO2	1%
	H2CO3
其中H2CO3仅为CO2的0.2%

(2)工业上以CO和H₂为原料合成甲醇的反应：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)△H<0，在容积为1L的恒容容器中，分别在T₁、T₂、T₃三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H₂和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为lmol)与CO平衡转化率的关系。下列说法正确的是_________(a、b点横坐标相同，a在曲线T₁上，b在曲线T₂上)
A.a、b、c三点H₂转化率：c>a>b
B.上述三种温度之间关系为T₁>T₂>T₃
C.a点(1.5，50)状态下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH₃OH，平衡不移动
D.c点状态下再通入1 molCO和4molH₂，新平衡中H₂的体积分数增大
(3)NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示：

①NO的作用是__________________。
②已知:O₃(g)+O(g)=2O₂(g)△H =-143kJ·mol^-1
反应1: O₃(g)+NO(g)NO₂(g)+O₂(g)△H₁=-200.2kJ·mol^-1
反应2:热化学方程式为______________________。
(4)近年来，地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H₂可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO₃^-)从而降低水体中的氮含量，其工作原理如下图所示
①Ir表面发生反应的方程式为__________________________。
②若导电基体上的Pt颗粒增多，造成的后果是__________________________。

(5)利用电化学原理，将NO₂、O₂和熔融KNO₃制成燃料电池，模拟工业电解法来精炼银，装置如图所示，甲池工作时，NO₂转变成绿色硝化剂Y，Y是N₂O₅，可循环使用，则石墨II附近发生的电极反应式为__________________________。
(6)大气污染物SO₂可用NaOH吸收。已知pK_a=-lgK_a，25℃时，H₂SO₃的pK_a1=1.85，pK_a2=7.19。该温度下用0.1mol·L^-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L^-1H₂SO₃溶液的滴定曲线如下图所示。b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是__________________________；c点所得溶液中：c(Na⁺)__________3c(HSO₃^-)(填“>”、“<”或“=”)

5 . 碳及其化合物在化工生产中有着广泛的应用。
I．为解决大气中CO₂的含量增大的问题，某科学家提出如下构想：把工厂排出的富含CO₂的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收，然后再把CO₂从溶液中提取出来，在合成塔中经化学反应使废气中的CO₂转变为燃料甲醇。部分技术流程如下:

（1）吸收池中反应的化学方程式为K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃，△H<0。该反应为可逆反应，从平衡移动原理分析，低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用300℃的温度，其原因是 ____________________，_________________________
（2）已知：CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) △H₁=-890.3kJ/mol
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l) △H₂=-571.6kJ/mol
如将CO₂与H₂以1:4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH₄。写出CO₂(g)与H₂(g)反应生CH₄(g)与液态水的热化学方程式_____________。
II．某兴趣小组模拟工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)，在容积固定为2L的密闭容器中充入1mol CO和2mol H₂，加入合适的催化剂（催化剂体积忽略不计）后开始反应。测得容器内的压强随时间变化如下:

时间/min	0	5	10	15	20	25
压强/Mpa	12.6	10.8	9.5	8.7	8.4	8.4

（1）从反应开始到20min时，以CO表示反应速率为___________________
（2）下列描述能说明反应达到平衡是_______               
A.装置内CO和H₂的浓度比值不再改变
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器内气体的压强保持不变                            
D.容器内气体密度保持不变
（3）该温度下平衡常数K=_______，若达到平衡后加入少量CH₃OH(g)，此时平衡常数K值将_________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
（4）该反应达到平衡后，再向容器中充入1mol CO和2mol H₂，此时CO的转化率将_____(填“增大”、“减小”或“不变”)

6 . 温室效应是由于大气里温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的。回答下列问题：
(1)利用CO₂可以制取甲醇，有关化学反应如下：
①CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g )     ΔH₁=-178 kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g)2CO₂(g)                    ΔH₂=-566 kJ/mol
③2H₂(g)+O₂(g)2H₂O(g)                    ΔH₃=-483.6 kJ/mol
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

化学键	C—C	C—H	H—H	C—O	H—O
键能/ kJ/mol	348	413	436	358	463

由此计算断开1 mol CO需要吸收____________kJ的能量（甲醇的球棍模型如图所示）；
CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)　ΔH=________ kJ/mol。
(2)甲烷燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如下图所示：通入a气体的电极是原电池的______极(填“正”或“负”)，其电极反应式为___________________ 。

(3)下图是用甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)实现铁上镀铜，则b处通入的是______(填“CH₄”或“O₂”)，电解前，U形管的铜电极、铁电极的质量相等，电解2min后，取出铜电极、铁电极，洗净、烘干、称量,质量差为12.8g，在通电过程中，电路中通过的电子为_____mol，消耗标准状况下CH₄________mL。

7 . 目前汽车尾气中的NO处理有以下几种方法：
（1）在汽车排气管上安装催化转化器。NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生反应：2CO(g)＋2NO(g)N₂(g)＋2CO₂(g) △H 。
①已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)△H₁＝＋180.5kJ·mol^－1，C(s)+O₂(g)=CO₂(g) △H₂＝－393.5 kJ·mol^－1，2C(s)+O₂(g)=2CO(g)△H₃＝－221kJ·mol^－1，则△H=______。
②一个兴趣小组对某汽车冷启动时的尾气催化处理过程中CO、NO百分含量随时间变化如图1所示，前0﹣10s 阶段，CO、NO百分含量没明显变化的原因是_____________________。同时该小组在固定容积为2L的密闭容器中通入NO和CO各2mol进行反应，n(CO₂)随温度（T）、压强（P）和时间（t）的变化曲线如图2所示，图中的曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应反应从开始到平衡时用CO₂表示的平均反应速率分别为v(Ⅰ)、v（Ⅱ）、v（Ⅲ），则三者大小关系为______________。

（2）活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。在1L恒容密闭容器中加入0.1000molNO和2.030mol固体活性炭，生成CO₂、N₂两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：

	活性炭/mol	NO/mol	CO2/mol	N2/mol	P/MPa
200℃	2.000	0.0400	0.0300	0.0300	3.93
X	2.005	0.0500	0.0250	0.0250	4.56

容器中发生反应的化学方程式为C(s) +2NO(g)⇋ CO₂(g) +N₂(g)；根据上表数据，并判断X_____200℃（用“＞”、“＜“或“=”填空），计算反应体系在200℃时的平衡常数K_p=_____（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数）。
（3）用间接电化学法除去NO的过程，如图所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，B极为_________(填“阳极”或“阴极”)；写出A极的电极反应式：____________。

8 . 聚合硫酸铁(PFS)是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣(有效成分为Fe₂O₃ 和Fe₃O₄)制备PFS，其工艺流程如下图所示。

（1）还原焙烧过程中，CO还原Fe₃O₄生成FeO的热化学方程式为________________________。
已知： Fe₃O₄(s)+C(s)= 3FeO(s)+CO(g) ΔH₁=+191.9kJ·mol^-1
C(s)+O₂(g)=CO₂(g)        ΔH₂=-393.5kJ·mol^-1
C(s)+CO₂(g)=2CO(g)     ΔH₃=+172.5kJ·mol^-1
（2）CO是还原焙烧过程的主要还原剂。下图中，曲线表示4个化学反应a、b、c、d达到平衡时气相组成和温度的关系，I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、Fe稳定存在的区域。a属于_________（填“吸热反应”或“放热反应”）；570℃时，d反应的平衡常数K= ____________。

（3）工业上，还原焙烧的温度一般控制在800℃左右，温度不宜过高的理由是___________________。
（4）若“酸浸”时间过长，浸出液中Fe²⁺含量反而降低，主要原因是___________________________。
（5）FeSO₄溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe(OH)SO₄，该反应的离子方程式为_____________________________。“催化氧化”过程用NaNO₂作催化剂（NO起实质上的催化作用）时，温度与Fe²⁺转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe²⁺转化率随温度的升高先上升后下降的原因是___________________________________________________。

9 . 黄铁矿（主要成分为FeS₂）的利用对资源和环境具有重要意义。
（1）工业上煅烧黄铁矿可制取SO₂。已知下列热化学方程式
4FeS₂（s）+l1O₂（g）=2Fe₂O₃（s）+8SO₂（g）△H=akJ/mol
S（s）+O₂（g）=SO₂（g） △H=bkJ/mol
Fe（s）+2S（s）=FeS₂（s） △H=ckJ/mol
则 4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s） △H=_______kJ/mol
（2）—种酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图I所示。

①写出如图中Fe³⁺与FeS₂反应的离子方程式：_____________________。
②硝酸也可将FeS₂氧化为Fe³⁺和SO₄^2-，使用浓硝酸比使用稀硝酸反应速率慢，其原因是______________。
（3）控制Fe²⁺的浓度，溶液体积和通入O₂的速率一定，图II所示为改变其他条件时Fe²⁺被氧化的转化率，随时间的变化。
① 加入NaNO₂发生反应：2H⁺+3NO₂^-=NO₃^-+2NO+H₂O。若1mol NaNO₂完全反应则转移电子的数目为______mol。
② 加入NaNO₂、KI发生反应：4H⁺+2NO₂^-＋2I^-=2NO+I₂+2H₂O。解释图II中该条件下能进一步提高单位时间内Fe²⁺转化率的原因：______________。
（4）为研究FeS₂作电极时的放电规律，以FeS₂作阳极进行电解，由FeS₂放电产生粒子的含量与时间、电压（U）的关系如图III所示。
① 写出t₁至t₂间FeS₂所发生的电极反应式：__________。
②当电压的值介于3U～4U之间，FeS₂放电所得主要粒子为___________。

10 . 二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。工业上用CO₂和H₂反应合成甲醚。已知：
CO₂(g)＋3H₂(g)＝CH₃OH(g)＋H₂O(g)     ΔH₁＝－53.7 kJ·mol^－1
CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)＝2CH₃OH(g)ΔH₂＝＋23.4 kJ·mol^－1
（1）反应2CO₂(g)＋6H₂(g) CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g) ΔH₃＝________kJ·mol^－1。
（2）一定条件下，上述合成甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填字母)。
a．正反应速率先增大后减小            b．H₂的转化率增大
c．生成物的体积百分含量增大        d．容器中的值变小
（3）在某压强下，合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如下图所示。T₁温度下，将4mol CO₂和8 mol H₂充入2 L的密闭容器中，10min 后反应达到平衡状态，则0～10min内的平均反应速率v(CH₃OCH₃)＝________________；K_A、K_B、K_C三者之间的大小关系为____________________。