1 . 氢能是一种理想的绿色能源，一种太阳能两步法甲烷蒸气重整制氢原理合成示意图如下：

(1)第I步：。总反应可表示为：。写出第II步反应的热化学方程式：___________。
(2)实验测得分步制氢比直接利用和反应具有更高的反应效率，原因是________。
(3)第I、II步反应的图像如下。

由图像可知a___________b(填“大于”或“小于”)，时第I步反应平衡时的平衡分压，则平衡混合气体中的体积分数为___________(保留一位小数)。
(4)第I步反应产生的合成气(CO和的混合气体)可用于F—T合成(以合成气为原料在催化剂和适当条件下合成碳氢化合物的工艺过程)。合成碳氢化合物时易发生副反应：，如下图为相同条件下用不同催化剂在不同时间段测得反应体系内的分数，据此应选择的催化剂是___________(填“I”或“II”)，选择的依据是___________。

2 . 乙烯产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志，羟基氮化硼可高效催化乙烷氧化脱氢制乙烯。
主反应：
副反应：
(1)的燃烧热的燃烧热，，则___________。
(2)主反应的部分反应历程如下图所示(图中IS表示起始态，TS表示过渡态，FS表示终态)。这一部分反应中慢反应的活化能___________。

(3)提高乙烯平衡产率的方法是___________(任写两条)，提高乙烯单位时间产量的关键因素是___________。
(4)工业上催化氧化制乙烯时，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰性气体，即将一定比例的和混合气体以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测得乙烯的产率如下图所示。

①曲线1中，a点右侧乙烯产量随温度升高而降低的原因是___________。
②两种催化剂比较，催化剂Ⅱ的优点与不足是___________。
(5)一定温度下，维持压强始终为p，向反应装置中通入、和的混合气体，经过后，反应达到平衡，此时乙烷的转化率为，乙烯选择性为，(乙烯选择性)。
①反应速率___________。
②已知：气体分压气体总压气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数，则主反应在该温度下的___________(列出计算式即可，不必化简)。

3 . 氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物对我们的生产、生活有重要的影响。请回答下列问题：
I.利用化学原理对氮氧化物进行处理。
(1)还原法消除氮氧化物，已知：，的燃烧热，在催化剂存在下，还原生成液态水和氮气的热化学方程式为___________。
(2)汽车中的三元催化器能使尾气中的NO和CO发生反应转化为无污染的气体，主要反应的化学方程式为。下图为相同时间内不同温度下汽车尾气中NO的转化率的变化情况。该反应最佳的催化剂与温度为___________、___________。

Ⅱ．某些硝酸盐分解，也会产生氮氧化物，已知如下反应：
a．
b．
(3)温度时，在2L的恒容密闭容器中投入0.05mol并完全分解，5分钟时反应达到平衡，测得混合气体的总物质的量为0.06mol：
①下列情况能说明体系达到平衡状态的是___________(填字母)。
A．混合气体的平均相对分子质量不再改变　　　B．的质量不再改变
C．混合气体的密度不再改变　　　　　　　　　D．的浓度不再改变
②若达到平衡时，混合气体的总压强，反应开始到5min内的平均反应速率为___________。在该温度下的平衡常数___________(结果保留3位有效数字)。［提示：用平衡时各组分分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数，组分的分压平衡时总压该组分的体积分数］。
③实验测得，，、为速率常数且只受温度影响。则化学平衡常数K与速率常数、的数学关系是___________。若将容器的温度改变为时，其，则___________(填“>”、“<”或“=”)。

5 . 碳、氮是中学化学重要的非金属元素，在生产、生活中有广泛的应用。
(1)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是：在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置，使NO与CO反应，产物都是空气中的主要成分，写出该反应的热化学方程式___________。
已知：①N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g)   △H=＋179.5kJ/mol
②2NO(g)＋O₂(g)=2NO₂(g)   △H=—112.3kJ/mol
③NO₂(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO₂(g)   △H=—234kJ/mol
(2)N₂O₅的分解反应2N₂O₅(g)4NO₂(g)＋O₂(g)，由实验测得在67℃时N₂O₅的浓度随时间的变化如下：

时间/min	0	1	2	3	4	5
c(N2O5)/(mol·L-1)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

计算在0～2min时段，化学反应速率v(NO₂)=___________mol•L^-1•min^-1。
(3)新的研究表明，可以将CO₂转化为炭黑进行回收利用，反应原理如图所示：

①在转化过程中起催化作用的物质是___________。
②写出总反应的化学方程式___________。
(4)工业上以NH₃和CO₂为原料合成尿素[CO(NH₂)₂)，反应的化学方程式如下：2NH₃(g)＋CO₂(g)CO(NH₂)₂(l)＋H₂O(l)，该反应分两步进行：
①2NH₃(g)+CO₂(g) NH₄COONH₂(s)
②NH₄COONH₂(s) =CO(NH₂)₂(l)+H₂O(l)
根据上述反应，填写下列空白：
①已知该反应可以自发进行，则△H___________0(填“>”、“<”或“=”)；
②一定温度和压强下，若原料气中的NH₃和CO₂的物质的量之比=x，如图是x与CO₂的平衡转化率(α)的关系，B点处，NH₃的平衡转化率为___________。

③一定温度下，在3L定容密闭容器中充入NH₃和CO₂，若x=2，当反应后气体物质的量变为起始时气体物质的量的时达到平衡，测得此时生成尿素90g，则第①步反应的平衡常数K=_______。

6 . Ⅰ．对温室气体二氧化碳的处理是化学工作者实现“碳中和”重点研究的课题。一种新的循环利用方案是用Bosch反应   
(1)①已知：和的生成焓为和。则___________。(生成焓是一定条件下，由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热)
②若要此反应自发进行，___________(填“高温”或“低温”)更有利。
③Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是___________。
(2)350℃时，向体积为2L的恒容密闭容器中通入8mol和4mol发生Bosch反应，若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃)，测得反应过程中压强随时间的变化如表所示(其中P为大气压)：

时间/min	0	10	20	30	40	50	60
压强	6.00P	5.60P	5.30P	5.15P	5.06P	5.00P	5.00P

①350℃时Bosch反应的___________。(用含P的表达式表示)(为用气体的分压表示的平衡常数，分压=气体的体积分数×体系总压)
②已知Bosch反应的速率方程：，。30min时，___________(填“>”、“<”或“=”，下同)；升高温度，增大倍数___________增大倍数。
Ⅱ．和是两种重要的温室气体，通过和反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。和在催化剂表面发生反应：。
(3)T℃时，向1L密闭容器中投入1mol和1mol，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时，计算该温度下平衡常数___________，该温度下达到平衡时的平均生成速率为___________。平衡时的转化率为___________。
(4)T℃时，若再向容器中同时充入2.0mol、6.0mol、4.0mol CO和8.0mol，则上述平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(5)在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如图所示。

250~300℃时，温度升高而CO的生成速率降低的原因是___________(△代表CO的生成速率，■代表催化剂的催化效率)
(6)为了提高该反应中的平衡转化率，可以采取的措施是(写一点即可)___________。
(7)以为原料可以合成多种物质。以KOH水溶液作电解质进行电解，在铜电极上可转化为甲烷，该电极的电极反应式为___________。

8 . 下图是飞船和空间站中利用Sabatier反应再生氧气的大体流程。

(1)已知：2H₂(g)+O₂(g)2H₂O(g)   ∆H=﹣483.6kJ·mol^-1
CH₄(g)+2O₂(g)CO₂(g)+2H₂O(g)   ∆H=﹣802.3kJ·mol^-1
则Sabatier反应CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g)的∆H=___________。
(2)二氧化碳的富集装置如图所示。

①该富集法采用___________原理(填“原电池”或“电解池”)。当a极上消耗1molH₂，并保持电解液溶质不变时，b极上除去的CO₂在标准状况下的体积为___________。
②工作一段时间后，K₂CO₃溶液的pH___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)一定条件下，进行上述Sabatier反应：
①在恒温恒压装置中，下列能说明反应达到平衡状态的是___________。
a．混合气体的密度不再改变       b．混合气体的总质量不再改变
c．混合气体平均摩尔质量不再改变       d．v_正(CO₂)=2v_逆(H₂O)
②在Sabatier反应器的前端维持较高温度800K，其目的是___________。
③在温度为T、压强为P₀的条件下，按n(CO₂)∶n(H₂)=1∶4投料进行反应，平衡时CO₂的转化率为50%，K_p=___________(用P₀表示)。已知K_p是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。
(4)在298K时，几种离子的摩尔电导率如下表。已知：摩尔电导率越大，溶液的导电性越好。空间站通过电解水实现O₂的再生，从导电性角度选择最适宜的电解质为___________(填化学式)。

离子种类	H+	OH-	SO	Cl-	CO	K+	Na+
摩尔电导率×104(S·m2·mol-1)	349.82	198.0	79.8	76.34	72.0	73.52	50.11

9 . 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
②H₂(g)＋1/2O₂(g)=H₂O(g) ΔH₂
③CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH₃
回答下列问题：
(1)CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)的平衡常数K表达式___________，该反应的反应热ΔH₄=__________(用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃)。
(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，单选)。

(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，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：___________。

10 . 甲醇是重要的化工原料。回答下列问题：
(1)以Na₂CO₃固体为催化剂，甲醇脱氢可制得甲醛。反应机理如下：
(i)；
(ii)；
(iii)
①(i)中反应物的总能量___________(填“>”“=”或“<”)生成物的总能量。
②某温度时反应(i)、(ii)、(iii)的平衡常数依次为K₁、K₂、K₃，的平衡常数为K，则K=___________(用含K₁、K₂、K₃的代数式表示)。
(2)向体积为1L恒容反应器中加入2mlCH₃OH及适量催化剂，发生反应，在T₁、T₂(T₁<T₂)时，CH₃OH转化率与时间关系如图所示。
   
①T₂温度下，20min时甲醇的体积分数为___________%(保留三位有效数字)，前20min平均反应速率v(HCHO)=___________。
②T₁温度下该反应的平衡常数K_p=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数，反应器内的初始压强为110³kPa)。
(3)固体氧化物甲醇燃料电池是能效高、环境友好地转化成电能的全固态电源，工作原理如图所示。
   
①石墨极上的反应式为___________。
②若通过用电器的电子的物质的量为1.2mol，则消耗标准状况下O₂的体积为___________L。