1 . 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“=”)

2 . Ⅰ.能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。
已知：C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－1
H₂(g)＋ O₂(g)=H₂O(g)　ΔH₂＝－241.8 kJ·mol^－1
CO(g)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH₃＝－283.0 kJ·mol^－1
则煤气化主要反应C(s)＋H₂O(g)=CO(g)＋H₂(g)的ΔH＝____________________。
Ⅱ.为了减少CO的排放，某环境研究小组以CO和H₂为原料合成清洁能源二甲醚(DME)，反应如下：4H₂(g)＋2CO(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)　ΔH＝－198 kJ·mol^－1。
（1）如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________（填曲线标记字母），其判断理由是____________。
   
（2）在一定温度下，向2.0 L固定容积的密闭容器中充入2 mol H₂和1 mol CO，经过一段时间后，反应4H₂(g)＋2CO(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表：

时间/min	0	20	40	80	100
n(H2)/mol	2.0	1.4	0.85	0.4	—
n(CO)/mol	1.0	—	0.425	0.2	0.2
n(CH3OCH3)/mol	0	0.15	—	—	0.4
n(H2O)/mol	0	0.15	0.2875	0.4	0.4

①0～20 min的平均反应速率v(CO)＝__________________mol·L^－1·min^－1；
②达到平衡时，H₂的转化率为__________________；
③在上述温度下，该反应的平衡常数K＝______________________；
④能表明该反应达到平衡状态的是________（填序号）；
A CO的转化率等于H₂O的产率             B 混合气体的平均相对分子质量不变
C v(CO)与v(H₂)的比值不变                 D 混合气体的密度不变
⑤在上述温度下，向平衡后的2 L容器中再充入0.4 mol H₂和0.4 mol CH₃OCH₃(g)，则化学平衡________移动（填“向左”“向右”或“不”）。

3 . 羰基硫（COS）是全球硫循环的重要中间体，也是有机合成中的重要原料，是化学工作者重要的研究对象。已知：
Ⅰ．COS（g）＋H₂（g）⇌H₂S（g）＋CO（g） △H_l＝－17kJ／mol；
Ⅱ．COS（g）＋H₂O（g）⇌H₂S（g）＋CO₂（g） △H₂＝－35kJ／mol。
回答下列问题：
(1)反应CO（g）＋H₂O（g）⇌H₂（g）＋CO₂（g）的△H＝________。
(2)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应I。设起始充入的n（H₂）：n（COS）＝m，相同时间内测得COS转化率与m和温度（T）的关系如图所示。
     ①m₁________m₂（填＞、＜或＝）。
②温度高于T₀时，COS转化率减小的可能原因为_________。
A．有副反应发生。
B．反应的△H增大。
C．催化剂活性降低。
D．逆反应速率增大的倍数小于正反应速率增大的倍数
(3)在恒温、恒容密闭容器中．进行反应I。下列说法中能说明反应I已达到平衡状态的是___________。
A．c（H₂S）＝c（CO） B．v_正（H₂）＝v_逆（H₂S）
C．容器中气体密度保持不变                 D．容器中混合气体平均摩尔质量保持不变
E．c（COS）保持不变
(4)某温度下，向体积为2 L的恒容密闭容器中通入5 mol COS（g）和5 molH₂O（g），发生反应Ⅱ，5 min后反应达到平衡，测得COS（g）的转化率为80％。
①反应从起始至5 min内，用H₂S浓度变化表示的平均反应速度v（H₂S）＝________。
②该温度下，上述反应的平衡常数K＝________。
③其他条件相同时，既能使上述反应中COS的平衡转化率降低，又能使反应速率加快的做法是________。
A．缩小容器容积                                 B．升高温度
C．分离出硫化氢                                 D．加入一定量H₂O（g）

4 . 利用甲醇(CH₃OH)制备一些高附加值产品，是目前研究的热点。
(1) 甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气，反应主要过程如下：
反应Ⅰ.CH₃OH(g)+H₂O(g)⇌3H₂(g)+CO₂(g)；ΔH₁
反应Ⅱ.H₂(g)+CO₂(g)⇌H₂O(g)+CO(g)；ΔH₂=a kJ·mol^-1
反应Ⅲ.CH₃OH(g)⇌2H₂(g)+CO(g)；ΔH₃=b kJ·mol^-1
反应Ⅳ.2CH₃OH(g)⇌2H₂O(g)+C₂H₄(g)；ΔH₄=c kJ·mol^-1
①ΔH₁=___________ kJ·mol^-1。
②工业上采用CaO吸附增强制氢的方法，可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率，如图1，加入CaO提高氢气产率的原因是___________。

③在一定条件下用氧气催化氧化甲醇制氢气，原料气中对反应的选择性影响如图2所示(选择性越大表示生成的该物质越多)。制备H₂时最好控制=___________；当=0.25时，CH₃OH和O₂发生的主要反应方程式为___________。

(2)以V₂O₅为原料，采用微波辅热-甲醇还原法可制备VO₂，在微波功率1 000 kW下，取相同质量的反应物放入反应釜中，改变反应温度，保持反应时间为90 min，反应温度对各钒氧化物质量分数的影响曲线如图3所示，温度高于250℃时，VO₂的质量分数下降的原因是___________。

(3)以甲醇为原料，可以通过电化学方法合成碳酸二甲酯[(CH₃O)₂CO]，工作原理如图4所示。

①电源的正极为___________(填“A”或“B”)。
②阴极的电极反应式为___________。

5 . 工业合成尿素以NH₃和CO₂作为原料，在合成塔中存在如下转化：

回答下列问题：
(1)液相中，合成尿素总反应的热化学方程式为：∆H=_______
(2)在不同温度下，反应中CO₂的转化率与时间的关系如图1。

①温度T₁_______T₂(填“>”、“<”或“=”)，原因是_______。
②保持容器体积不变，在反应初期，可以提高单位时间内CO₂转化率措施有_______。
a.增大氨气的浓度b.通入惰性气体
c.升高温度d.增大水的分压(分压=总压×物质的量分数)
(3)在液相中，CO₂的平衡转化率与温度、初始氨碳比、初始水碳比关系如图2。

①曲线A、B，W较大的曲线是_______(填“A”或“B”)。
②其它条件不变时，随着温度的升高，平衡转化率下降的原因是_______。
③对于液相反应常用某组分M达到平衡时的物质的量分数x(M)表示平衡常数(记作K_x)，195℃时，则该反应中N点的平衡常数K_x=_______。

6 . 尿素是一种重要的氮肥.工业上常以液氨和为原料合成尿素，合成反应如下：
反应ⅰ：
反应ⅱ：
(1)合成尿素总反应的热化学方程式为_______。
(2)为防止反应ⅰ中氨基甲酸铵分解成和，应采取的措施是_______(填标号)。
A.升高温度       B.降低温度       C.增大压强       D.减小压强
(3)Frejacques测定反应ⅱ中氨基甲酸铵[氨碳比]脱水速率，获得转化率()与反应温度、反应时间的关系如图。

①当反应温度高于氨基甲酸铵熔点时，脱水速率明显加快.则氨基甲酸铵熔点位于_______(填标号)。
A.140~145℃       B.145~155℃       C.155~160℃       D.160~170℃
②尿素会发生如下水解及缩合副反应：

温度升高，副反应加剧.当氨碳比、反应温度高于200℃时，转化率却不会随反应时间的延长而下降，其原因是_______。
(4)我国科学家利用电催化偶联和制备尿素.结合实验与计算机模拟结果，研究了合金表面碳氮偶联的反应历程，如图所示，其中吸附在合金表面上的物种用*标注。

①已知尿素中碳元素为+4价.碳氮偶联过程中化合价发生变化的元素有_______。
②碳氮偶联过程，氮原子上结合第_______个H⁺是生成尿素的决速步骤。
③碳氮偶联形成中间体，大大抑制了副产物_______的形成(填化学式)。

7 . 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____________________。

8 . 氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题：
Ⅰ．（1）氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。

反应	大气固氮 N2（g）+O2（g）2NO（g）		工业固氮 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）
温度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.8×10-31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析数据可知：大气固氮反应属于_____（填“吸热”或“放热”）反应。
②分析数据可知；人类不适合大规模模拟大气固氮的原因_____。
（2）NaNO₂是一种食品添加剂（有毒性，市场上常误与食盐混淆）。可用酸性KMnO₄溶液检验，完成其反应的离子方程式。MnO＋NO＋_____=Mn²⁺＋NO＋H₂O。
（3）工业生产以NH₃和CO₂为原料合成尿素[CO（NH₂）₂]，反应的化学方程式为： 2NH₃（g）＋CO₂（g）CO（NH₂）₂（l）＋H₂O（l）   △H＜0。T₁℃时，在2 L的密闭容器中充入NH₃和CO₂模拟工业生产，若原料气中的NH₃和CO₂的物质的量之比（氨碳比）= x，如图是CO₂平衡转化率（α）与氨碳比（x）的关系。

其它条件不变时，α随着x增大而增大的原因是____；图中的B点处NH₃的平衡转化率为____。
II.（4）红磷P（s）和Cl₂（g）发生反应生成PCl₃（g）和 PCl₅（g），反应过程如下。
2P（s） + 3Cl₂（g）=2PCl₃（g）        △H₁=-612 kJ· mol^-1
2P（s） + 5Cl₂（g）=2PCl₅（g）        △H₂=-798 kJ· mol^-1
气态PCl₅生成气态PCl₃和Cl₂的热化学方程式为________。
（5）直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的，常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。直链低聚磷酸铵的化学式可表示为（NH₄）_（n+2）P_nO_x，x=___（用n表示）。
（6）一定温度下，向浓度均为0.20 mol·L^-1的MgCl₂和CaCl₂混合溶液中逐滴加入Na₃PO₄，先生成__沉淀（填化学式）；当测得溶液中钙离子沉淀完全（浓度小于10^－5 mol·L^－1）时，溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c = ______mol·L^-1。（已知：Ksp[Mg₃（PO₄）₂] =6.0×10^-29，Ksp[Ca₃（PO₄）₂]=6.0×10^－26。）

9 . 探究CH₃OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH₃OH的产率。以CO₂、H₂为原料合成CH₃OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题：
(1)_________。
(2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO₂和3 mol H₂发生上述反应，达到平衡时，容器中CH₃OH(g)为ɑ mol，CO为b mol，此时H₂(g)的浓度为__________mol﹒L^-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。
(3)不同压强下，按照n(CO₂)：n(H₂)=1：3投料，实验测定CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。

已知：CO₂的平衡转化率=
CH₃OH的平衡产率=
其中纵坐标表示CO₂平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序为___________；图乙中T₁温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。
(4)为同时提高CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率，应选择的反应条件为_________(填标号)。
A.低温、高压       B.高温、低压     C.低温、低压 D.高温、高压

10 . 以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝（AlN）；通过电解法可制取铝．电解铝时阳极产生的CO₂可通过二氧化碳甲烷化再利用．
请回答：
（1）已知：2Al₂O₃（s）═4Al（g）+3O₂（g）△H₁=3351KJ•mol^﹣1
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=﹣221KJ•mol^﹣1
2Al（g）+N₂（g）═2AlN（s）△H₃=﹣318KJ•mol^﹣1
碳热还原Al₂O₃合成AlN的总热化学方程式是___________________________。
（2）在常压、Ru/TiO₂催化下，CO₂和H₂混和气体（体积比1：4，总物质的量a mol）进行反应，测得CO₂转化率、CH₄和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示（选择性：转化的CO₂中生成CH₄或CO的百分比）．
反应ⅠCO₂（g）+4H₂（g）CH₄（g）+2H₂O（g）△H₄
反应ⅡCO₂（g）+H₂（g）CO（g）+H₂O（g）△H₅

①下列说法不正确的是_______
A．△H₄小于零
B．温度可影响产物的选择性
C．CO₂平衡转化率随温度升高先增大后减少
D．其他条件不变，将CO₂和H₂的初始体积比改变为1：3，可提高CO₂平衡转化率
②350℃时，反应Ⅰ在t₁时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL该温度下反应Ⅰ的平衡常数为______（用a、V表示）
③350℃下CH₄物质的量随时间的变化曲线如图3所示．画出400℃下0～t₁时刻CH₄物质的量随时间的变化曲线_______．

（3）据文献报道，CO₂可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是_______．