1 . 利用CO₂可合成烷烃、醇等系列重要化工原料。回答下列有关问题：
I．制备甲烷：CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O (g) △H
已知：CH₄、H₂的燃烧热分别为   △H₁ =—893kJ·mol^-1、△H₂=—285.8 kJ· mol^-1，1mol液态H₂O变成水蒸气需吸收44kJ的热量。
(1)△H=___________ kJ· mol^-1。
II．制备甲醇：
主反应： CO₂(g) + 3H₂CH₃OH(g) +H₂O (g) △H₁=—58 kJ·mol^-1
副反应： CO₂(g) + H₂(g) CO(g) + H₂O (g) △H₂= +41 kJ·mol^-1
某一刚性容器中充入1molCO₂和3molH₂，在催化剂存在的条件下进行反应，测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如下图所示。

已知： CH₃OH选择性=
(2)240°C该反应达到平衡时，产生的CH₃OH的物质的量为___________mol，240°C时副反应的化学平衡常数为___________。
(3)有研究表明，在原料气中掺入适量的CO有利于提高CH₃OH选择性，说明其可能的原因是___________， 有利于提高CH₃OH选择性反应条件还可以是_____ (填标号)。
A．高温高压        B．高温低压          C．低温高压          D．低温低压

2 . 能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)△H₁
反应Ⅱ：CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)△H₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“I”或“Ⅱ”)；
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断△H₁________0 (填“＞”、“=”或“＜”)；
③某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol/L，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)；
(2)已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g) △H=﹣1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) △H=﹣566.0kJ/mol
③H₂O(g)=H₂O(l) △H=﹣44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：___________；
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。
   
①该电池正极的电极反应为___________；
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的离子方程式为___________。

3 . “低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO₂对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO₂创新利用的研究。
(1)科学家们经过探索实践，建立了如图所示的CO₂新循环体系：

根据上图分析，下列相关说法错误的是___________

A．化学变化中质量和能量都是守恒的

B．CO2和H2生成甲烷的反应中原子利用率为100%

C．将CO2还原为甲醇能有效促进“碳中和”

D．无机物和有机物可以相互转化

(2)研究证明，CO₂可作为合成甲烷的原料，已知：
①CO(g)＋H₂O(g)⇌H₂(g)＋CO₂(g) ΔH=-41kJ·mol^-1
②C(s)＋2H₂(g)⇌CH₄(g) ΔH=-73kJ·mol^-1
③2CO(g)⇌C(s)＋CO₂(g) ΔH=-171kJ·mol^-1
写出CO₂与H₂反应生成CH₄和H₂O(g)的热化学方程式：___________。
(3)工业上有一种“降碳”方法是用CO₂生产燃料甲醇：CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)。在容积为2L密闭容器中，充入1molCO₂和3.25molH₂在一定条件下发生反应，测得CO₂、CH₃OH(g)和H₂O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示：

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)=___________，平衡时CO₂的转化率为___________，平衡时甲醇的体积分数=___________。
②下列措施可以增大CO₂平衡转化率的是___________。
A．在原容器中再充入1molCO₂
B．在原容器中再充入1molH₂
C．在原容器中充入1mol氦气
D．使用更有效的催化剂
E．扩大容器的容积
F．将水蒸气从体系中分离
③一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。温度为470K时，图中P点___________(填“是”或“不是”)处于平衡状态。490K之后，甲醇产率下降的原因是___________。

(4)碳排放是影响气候变化的重要因素之一、最近，科学家开发出一种新系统，“溶解”水中的二氧化碳，以触发电化学反应，生成电能和氢气，其工作原理如图所示。
①系统工作时，有机电解液___________(填“能”或“不能”)用含水·电解液替换。
②写出二氧化碳生成氢气的电极反应式___________。

4 . “一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如CO₂、CO、CH₄、CH₃OH等)为初始反应物，合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。
（1）以CO₂和NH₃为原料合成尿素是利用CO₂的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应I：2NH₃(g)+CO₂(g)NH₂COONH₄(s)        ∆H₁
反应II：NH₂COONH₄(s)CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)        ∆H₂=+72.49kJ/mol
总反应：2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)        ∆H₃=-86.98kJ/mol
请回答下列问题：
①反应I的∆H₁=__kJ/mol。
②反应II一般在__(填“高温或“低温")条件下有利于该反应的进行。
③一定温度下，在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应I，下列能说明反应达到了平衡状态的是__(填字母序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.2v_正(NH₃)=v_逆(CO₂)
D.容器内混合气体的密度不再变化
（2）将CO₂和H₂按物质的量之比为1：3充入一定体积的密闭容器中，发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)     ∆H。测得CH₃OH的物质的量在不同温度下随时间的变化关系如图所示。

①根据图示判断∆H__0(填“>”或“<”)。
②一定温度下，在容积均为2L的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，10min后达到平衡。

容器	甲	乙
反应物投入量	1molCO2、3molH2	amolCO2、bmolH2 cmolCH3OH(g)、cmolH2O(g)(a、b、c均不为零)

若甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则反应10min内甲容器中以CH₃OH(g)表示的化学反应速率为__，此温度下的化学平衡常数为__(保留两位小数)；要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则乙容器中c的取值范围为__。
（3）氢气可将CO₂还原为甲烷，反应为CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g)。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO₂催化剂表面上CO₂与H₂的反应历程，前三步历程如图所示其中吸附在Pt/SiO₂催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会__(填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为__。

5 . CO₂是主要的温室气体，以CO₂和H₂为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向，回答下列问题：
(1)工业上常用CO₂和H₂为原料合成甲醇()，过程中发生如下两个反应：
反应I：   
反应II：     
①则 _______；
②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为，则该反应的Ea (正)活化能为_______。
(2)若将等物质的量的CO和H₂混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行反应：，下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是_______。

A．容器内气体密度保持不变

B．混合气体的平均相对分子质量不变

C．生成的速率与生成H2的速率相等

D．CO的体积分数保持不变

(3)向2L容器中充入和，若只发生反应I，测得反应在不同压强、不同温度下，平衡混合物中体积分数如图1所示，测得反应时逆反应速率与容器中关系如图II所示：

①图I中P₁_______P₂(填“>”、“<”或“=”)。
②图II中当x点平衡体系升高至某一温度时，反应可重新达平衡状态，新平衡点可能是_______。
③利用图I中C点对应的数据，计算求出对应温度下反应Ⅰ的平衡常数K=_______。

6 . I． 氢气是一种常用的化工原料，应用十分广泛。
（1）以H₂合成尿素CO(NH₂)₂的有关热化学方程式有：
①N₂(g)＋3H₂(g)===2NH₃(g)     ΔH₁＝－92.4 kJ·mol^－1
②NH₃(g)＋1/2CO₂(g)===1/2NH₂CO₂NH₄(s)     ΔH₂＝－79.7 kJ·mol^－1
③NH₂CO₂NH₄(s)===CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(l)     ΔH₃＝＋72.5 kJ·mol^－1
则N₂(g)、H₂(g)与CO₂(g)反应生成CO(NH₂)₂(s)和H₂O(l)的热化学方程式为_______________________________________________________。
II．某同学设计了一组电化学装置如下图所示，其中乙装置中X为阳离子交换膜，甲醇(CH₃OH)具有可燃性。

根据要求回答相关问题：       
（2）写出装置甲中负极的电极反应式：_______________________________________。
（3）装置乙中石墨电极（C）的电极反应式为：_________________________________。
（4）当装置甲中消耗0.05molO₂时，丙装置中阳极产生气体的体积___________L(标况下)；装置乙中溶液的pH为___________（溶液体积为200mL不变），要使乙烧杯中的溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质是___________。

7 . CO₂作为未来的重要碳源，其选择性加氢合成CH₃OH一直是研究热点。在CO₂加氢合成CH₃OH的体系中，同时发生以下反应：
反应ⅰ：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₁＜0
反应ⅱ：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g) △H₂＞0
(1)原料CO₂可通过捕获技术从空气或工业尾气中获取，下列物质能作为CO₂捕获剂的是__(填标号)。
A. Na₂CO₃溶液        B. NaOH溶液 C. CH₃CH₂OH D. NH₄Cl溶液
(2)在特定温度下，由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓(△fH)。下表为几种物质在298K的标准生成焓，则反应ⅱ的△H₂=__kJ•mol^-1。

物质	H2(g)	CO2(g)	CO(g)	H2O(g)
△fH(kJ•mol-1)	0	-394	-111	-242

(3)在CO₂加氢合成CH₃OH的体系中，下列说法错误的是__(填标号)。
A. 增大H₂浓度有利于提高CO₂的转化率
B. 若气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应体系已达平衡
C. 体系达平衡后，若压缩体积，则反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ平衡不移动
D. 选用合适的催化剂可以提高CH₃OH在单位时间内的产量
(4)某温度下，向容积为1L的密闭容器中通入1molCO₂(g)和5molH₂(g)，10min后体系达到平衡，此时CO₂的转化率为20%，CH₃OH的选择性为50%。
已知：CH₃OH的选择性χ=×100%
①用CO₂表示0～10min内平均反应速率v(CO₂)=___。
②反应ⅰ的平衡常数K=___(写出计算式即可)。
(5)维持压强和投料不变，将CO₂和H₂按一定流速通过反应器，二氧化碳的转化率α(CO₂)和甲醇的选择性χ(CH₃OH)随温度变化的关系如图所示：

已知催化剂活性受温度影响变化不大。结合反应ⅰ和反应ⅱ，分析235℃后曲线变化的原因。
①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是___；
②二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是___。

8 . 是燃烧和代谢的最终产物，也是造成温室效应的废气，但作为一种资源，开发和利用的前景十分诱人．
I、利用太阳能，以为原料制取炭黑的流程如图所示．过程2的化学方程式为______．

Ⅱ、近年科学家提出“绿色自由”构想．把含有大量的空气吹入溶液中，再把从溶液中提取出来，并使之与反应生成．其工艺流程如图所示：

由吸收池导入分解池中的主要物质的化学式是______．
上述流程中______填化学式可循环使用，体现了该流程的“绿色”．
不同温度下，在1L恒容密闭容器中充入2mol 和5mol ，相同时间内测得的转化率随温度变化如图所示：

合成塔中发生的化学反应方程式为______．
时a点ʋ_（正）______ ʋ_（逆）（填“”，“”，“”）；
计算温度为时b的平衡常数为______．
为检验吸收池中饱和溶液是否充足，量取100mL吸收液用盐酸滴定，生成的标准状况下随盐酸 变化关系如图所示：

则该100mL吸收液还可吸收标准状况下______．
Ⅲ以稀硫酸为电解质溶液，惰性材料为电极，利用太阳能将转化为低碳烯烃，工作原理如图所示．

的移动方向是______填从左至右或从右至左
产生乙烯的电极反应式为______．

9 . CH₃OCH₃(二甲醚)常用作有机合成的原料，也用作溶剂和麻醉剂。CO₂与 H₂合成 CH₃OCH₃涉及的相关热化学方程式如下：
I．CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₁＝-49.01 kJ·mol^-1
II．2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)△H₂＝-24.52 kJ·mol^-1
III．CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g)△H₃
IV．2CO₂(g)+6H₂(g) CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g)△H₄
回答下列问题：
(1)△H₄＝ ____________kJ·mol^-1。
(2)体系自由能变△G＝△H-T△S，△G<0 时反应能自发进行。反应 I、II、III 的自由能变与温度的关系如图 所示，在 298～998K 下均能自发进行的反应为________________(填“I”“II” 或“III”)。

(3)在三个体积均为 1 L 的恒容密闭容器中，起始时均通入 3 mol H₂和 1 mol CO₂，分别只发生反应 I、III、IV 时，CO₂的平衡转化率与温度的关系如图所示。

①△H₃_______________       (填“>”或“<”)0。
②反应IV，若 A 点总压强为p MPa，则 A 点时CO₂的分压为p(CO₂)＝ ___________p MPa(精确到 0.01)。
③在 B 点对应温度下，平衡常数 K(I)______________(填“大于”“小于”或“等于”)K(III)。
(4)向一体积为 1 L 的密闭容器中通入 H₂和 CO₂，只发生反应 IV，CO₂的平衡转化率与压强、温度及氢碳比 m[m＝]的关系分别如图1 和图 2 所示。

①图1 中压强从大到小的顺序为_______________，图2 中氢碳比 m 从大到小的顺序为________________。
②若在 1 L 恒容密闭容器中充入 0.2 mol CO₂和 0.6 mol H₂，CO₂的平衡转化率为 50%，则在此温度下该反应的平衡常数 K＝_____________(保留整数)。
(5)复旦大学先进材料实验室科研团队研究出以过渡金属为催化剂的电催化还原二氧化碳制甲醇的途径，大大提高了甲醇的产率，原理如图所示：

①石墨 2 电极上发生________________(“氧化”或“还原”)反应；
②石墨 1 发生的电极反应式为____________________。

10 . 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)＋1/2O₂(g)＝CO₂(g)   △H₁＝－283.0kJ/mol
②H₂(g)＋1/2O₂(g)＝H₂O(g) △H₂＝－241.8kJ/mol
③CH₃OH(g)＋3/2O₂(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1 mol CO、2 mol 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5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H₂，经过5 min达到平衡，CO的转化率为0.8，则5 min内用H₂表示的反应速率为v(H₂)=_______________________。T₁℃时，在另一体积不变的密闭容器中也充入1 mol CO、2 mol H₂，达到平衡时CO的转化率为0.7，则该容器的体积______5 L(填“>”“<”或“=”)；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：_________________________。该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种电化学保护方法叫做___________。
（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：_________。