1 . 氢能是一种绿色能源，研发新型制氢技术具有重要意义。
(1)甘油、水蒸气、氧气自热式催化重整制氢时无需加热，主要反应如下：
反应I：
反应Ⅱ：
① ___________。
②除外，可能还会产生等副产物，为了提高原子利用率，最需要抑制的生成，原因是___________。
(2)“表面改性铝粉分解水制氢”因储量丰富和较强的还原活性得到广泛应用。铝粉表面的致密氧化膜是影响还原活性的主要因素，工业上常用溶液或锡酸钠溶液作为粉的改性试剂。已知：。
①利用溶液改性粉的原理可用化学方程式表示为___________。
②下，向两份质量和粒径均相同的粉中，分别加入等体积溶液和溶液来改性粉，氢气产率随时间的变化关系如图1所示。溶液改性效果明显优于溶液的可能原因是___________。

③保持其他条件不变，氢气产率随溶液浓度的变化关系如图2所示。当溶液浓度为时，氢气产率接近。但溶液过大或过小会大大降低氢气产率，其可能原因分别是___________。

(3)“纳米铷镍合金催化氨硼烷水解制氢”主要经过吸附和还原的过程，其反应机理如图所示(每个步骤只画出了可能参与该步反应的1个水分子，氨硼烷中与原子相连的3个原子分别用、和标记)。根据元素电负性的变化规律推测题图的虚线框内微粒和的化学式分别为___________；步骤Ⅱ可描述为___________。

2 . 利用化学知识可以合成物质、消除大气污染。
Ⅰ．二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物、合成二甲醚。
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①
②
③
总反应：的 _______ ；一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高的转化率，可以采取的措施是 _______ 填字母代号。
a．高温高压        b．加入催化剂     c．分离出二甲醚        d．增加的浓度
(2)已知反应某温度下的平衡常数为，此温度下，在密闭容器中加入，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质
浓度

①比较此时正、逆反应速率的大小： _____ 填“”、“”或“。
②若加入后，经反应达到平衡，此时 _______；该时间内反应速率 ______。
Ⅱ．在有氧条件下，新型催化剂能催化与反应生成，消除烟气中的污染。
(3)①与生成的反应中，当生成时，转移的电子数为_____。
②将一定比例、和的混合气体，匀速通入装有催化剂的反应器中反应装置图。

反应相同时间的去除率随反应温度的变化曲线如图所示，在范围内随着温度的升高，的去除率迅速上升的主要原因是 ______ ；当反应温度高于时，的去除率迅速下降的原因可能是 _______ 。

3 . 甲烷化加快了能源结构由化石燃料向可再生碳资源的转变。
(1)甲烷化反应最早由化学家Paul Sabatier提出。在一定的温度和压力条件下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知：
       ；
       。
则反应的___________，___________0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示。

①高于320℃后，以Ni-为催化剂，转化率略有下降，而以Ni为催化剂，转化率却仍在上升，其原因是___________。
②对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是___________，使用的合适温度为___________。
(3)近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现甲烷化，其工作原理如图所示。

①微生物电解池实现甲烷化的阴极电极反应式为___________。
②如果处理有机物[]产生标准状况下56L的甲烷，则理论上导线中通过的电子的物质的量为___________。

6 . 空气中有丰富的氮气，科学家展开了向空气要氨气的系列研究。
(1)已知： 2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l) ΔH=a kJ·mol^-1
N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g) ΔH=b kJ·mol^-1
4NH₃(g)＋5O₂(g)=4NO(g)＋6H₂O(l) ΔH=c kJ·mol^-1
工业上合成氨反应N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH= _______kJ·mol^-1
(2)脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和NO₂)可净化空气、改善环境，是环境保护的主要课题。
①NO₂的消除。
可以用碳酸钠溶液来进行吸收，在产生CO₂的同时，会生成NaNO₂，NaNO₂是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用广泛。
a.写出碳酸钠溶液消除NO₂的化学方程式：_______。
b.经过一系列后续操作可以得到产品NaNO₂，但一般会混有一定量_______的杂质。
②NO的消除。
HClO可有效脱除NO，但HClO不稳定，实际应用中常用其盐。 次氯酸盐脱除NO的主要过程如下：a.NO+HClO=NO₂+HCl b.NO+NO₂+H₂O=2HNO₂ c.HClO+HNO₂=HNO₃+HCl
下列分析不正确的是_______。
A.烟气中含有的少量O₂能提高NO的脱除率
B.NO₂单独存在时不能被脱除
C.脱除过程中，次氯酸盐溶液的pH下降
(3)研究不同温度下Ca(ClO)₂溶液对NO脱除率的影响，结果如图所示。脱除过程中往往有Cl₂产生，原因是_______(用离子方程式表示)；60～80℃NO脱除率下降的原因是_______。

(4)NH₃催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当NO₂与NO的物质的量之比为1∶1时，与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为_______。

7 . 在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH= -164.7 kJ/mol
反应Ⅱ：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) ΔH= 41.2 kJ/mol
反应Ⅲ：2CO(g)+2H₂(g)=CO₂(g)+CH₄(g) ΔH= -247.1 kJ/mol
向恒压、密闭容器中通入1 mol CO₂和4 mol H₂，平衡时CH₄、CO、CO₂的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是

A．反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=

B．图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化

C．提高 CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂

D．CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H2(g)的ΔH= -205.9 kJ/mol

8 . 在二氧化碳加氢制甲醇的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)∆H₁=-49.5kJ·mol^-1
反应Ⅱ：CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)∆H₂
反应Ⅲ：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g)∆H₃=40.9kJ·mol^-1
在体积为1L的恒容密闭容器中通入1molCO₂和3molH₂，发生上述反应，CO₂的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。下列说法正确的是

A．∆H2=90.4kJ·mol-1

B．在某温度下，平衡时容器中CH3OH(g)为0.3mol，CO(g)为0.3mol，则反应Ⅲ的平衡常数为0.25

C．压强p1、p2、p3由小到大的顺序为p1＜p2＜p3

D．高温、高压一定有利于提高CO2的平衡转化率

9 . 一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：2CO(g)+SO₂(g) 2CO₂(g)+S(l) ∆H
(1)已知：2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ∆H₁= -566kJ/mol；S(l)+O₂(g)=SO₂(g) ∆H₂= -296kJ/mol，则反应热∆H=______ kJ/mol。
(2)其他条件相同、催化剂不同时，SO₂的转化率随反应温度的变化如图a所示。260℃时_______(填“Fe₂O₃”、“NiO”或“Cr₂O₃”)作催化剂反应速率最快。Fe₂O₃和NiO作催化剂均能使SO₂的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe₂O₃的主要优点是___________。

(3)科研小组在380℃、Fe₂O₃作催化剂时，研究了不同投料比[n(CO)：n(SO₂)] 对SO₂转化率的影响，结果如图b所示。请分析当n(CO)：n(SO₂)=1：1时，SO₂转化率接近50%的原因___________

(4)工业上还可用Na₂SO₃溶液吸收烟气中SO_2：Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃。某温度下用1.0mol/Na₂SO₃溶液吸收纯净的SO₂，当溶液中c(SO)降至0.2mol/L时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c(HSO)约为_________mol/L，溶液的pH=___________。(已知该温度下亚硫酸的平衡常数K_a1=1.75×10^-2，K_a2=1.25×10^-7)
(5)利用硫酸钠溶液吸收SO₂，再用惰性电极电解处理SO_2.将阴极区溶液导出，经过滤分离出硫磺后，可循环吸收利用，装置如图所示。

①该离子交换膜为___________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
②阴极的电极反应式为___________。

10 . 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，甲烷水蒸气催化重整是制备氢气的方法之一，涉及的主要反应为
反应①：
反应②：
（1）反应的________。
（2）用可以吸收催化重整过程中产生的。
①实验发现，体积分数和消耗率随时间变化关系如下图1所示。

从时开始，体积分数显著降低，此时消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：________。
②其他条件不变，相同时间内，向催化重整体系中投入等质量粒径不同的可以提高的百分含量。对比实验的结果如图2所示。投入纳米时百分含量比投入微米时的大，原因是________。
（3）催化重整过程中，催化剂活性会因积碳反应而降低，相关数据如下表：

反应	Ⅰ	Ⅱ
	75

①研究发现，如果反应Ⅰ不发生积碳过程，则反应Ⅱ也不会发生积碳过程。为了抑制积碳反应的发生，应采取的措施是________。
②如果Ⅰ、Ⅱ均发生了积碳反应，通入过量水蒸气能有效清除积碳，反应的化学方程式为________。
（4）利用太阳能光伏电池可电解水制高纯氢，工作示意图如下图所示。连接时，电极Ⅲ发生的电极反应式为__________。