1 . 氢是人们公认的清洁能源，作为零碳能源正在脱颖而出，氢的获得及以氢为原料的工业生产工艺成为科技工作者研究的重要课题。
(1)工业生产中可利用还原制备清洁能源甲醇。
①已知和的燃烧热()分别为、。与合成甲醇的能量变化如图甲所示，则用和制备甲醇和液态水的热化学方程式为___________。

②将一定量的和充入某恒容密闭容器中，测得在不同催化剂作用下，相同时间内的转化率与温度的变化如图乙所示，催化效果最好的是催化剂___________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)；该反应在a点达到平衡状态，a点的转化率比b点的高，其原因是___________。

(2)利用和水蒸气可生产，反应的化学方程式为。将不同量的和分别通入体积为2L的恒容密闭容器中进行上述反应，得到数据如下表所示

温度/℃	起始量		达到平衡
				转化率	时间/min
650	4	2	1.6		6
900	3	2			3

①该反应的正反应为___________反应(填“放热”或“吸热”)。
②900℃时，从开始到达到平衡时的反应速率___________(保留2位小数)，达到平衡时___________。
(3)利用废弃的的热分解可生产：。现将通入某恒压(压强)密闭容器中，在不同温度下测得的平衡转化率如图所示。

已知：对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数。温度为℃时，该反应的平衡常数___________(用a的代数式表示)。

2 . 绿色能源的开发利用是未来能源发展的重要方向，也是实现“碳中和”目标的重要举措。氢能是重要的绿色能源，利用甲烷来制取氢气的总反应可表示为：，该反应可通过如下过程来实现：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(1)总反应的___________
(2)反应Ⅰ在恒压条件下，不同进气比和不同温度时测得相应的平衡转化率见下表。

平衡点	a	b	c	d
	0.5	0.5	1	1
平衡转化率/%	50	69	50	20

①c点平衡混合物中的体积分数为___________，a、b两点对应的反应速率___________(填“<”、“=”或“>”)，判断的理由为___________。
②若d点的总压强为，则d点的分压平衡常数为___________(用平衡分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应，研究表明该反应用作催化剂，反应历程如下：
第一步：
第二步：
已知第一步为慢反应，则第一步反应的活化能比第二步反应___________(填“大”或“小”)。
由于还原性较强，若将还原成，并以的形式大量存在于反应体系中，会使催化剂失去活性，但在实际生产中一般不会发生催化剂失去活性的情况，请结合一氧化碳的催化变换反应历程说明理由___________。
(4)用二氧化碳与氢气催化加氢制乙醇，其反应原理为：
。经实验测定在不同投料比时的平衡转化率与温度的关系如图曲线所示：从平衡角度分析，随温度升高，不同投料比时的平衡转化率趋于相近的原因是___________。

3 . 丁二烯、异丁烯均是重要的有机化工原料，广泛用于有机合成和精细化工。
I．正丁烷催化氧化制1．3-丁二烯的一种反应途径如图所示。

(1)已知：，则______，相同条件下，稳定性：1-丁烯______(填“>”、“<”或“=”)2-丁烯。
(2)在某恒温恒容密闭容器中通入等物质的量的和，仅发生反应④(该反应为可逆反应)，下列描述能说明反应已经达到平衡状态的是______(填标号)。

A．混合气体的密度不再改变

B．混合气体平均摩尔质量不再改变

C．丁二烯和的物质的量之比不再改变

D．1-丁烯和的物质的量之比不再改变

II．正丁烷脱氢异构制异丁烯。
温度为T℃，向体积不等的恒容密闭容器中均充入1 mol正丁烷，发生反应：
   ，反应均进行10 min，测得各容器中正丁烷的转化率与容器体积的关系如图所示。
(3)A点时______(填“>”、“=”或“<”，同)；正反应速率：______。
(4)若C点为平衡点且容器总压强为0.4 MPa，则该条件下，反应的平衡常数______MPa(以分压表示的平衡常数为，分压=总压×物质的量分数)。

(5)向A点对应的反应体系中再充入一定量的正丁烷，达到平衡时，正丁烷的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)______。

4 . 利用太阳能等可再生能源，通过光催化、光电催化或电解水制氢，再与一氧化碳反应制甲醇、甲醚。发生的反应有：
Ⅰ．2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g)ΔH₁= —90.8kJ∙mol^-1
Ⅱ．3H₂(g)+3CO(g)CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)ΔH₂=—246.0kJ∙mol^-1
Ⅲ．CO(g) +H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)ΔH₃=—41.3kJ∙mol^-1
(1)反应2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)的ΔH=_______。
(2)在恒温条件下，将1 molH₂和1 mol CO投入到刚性容器中，发生反应Ⅰ，下列说法正确的是_______(填选项序号)。

A．当容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化时反应达到平衡状态

B．当CO的体积分数不变时反应达到平衡状态

C．反应放出的热量等于45.4 kJ

D．平衡后，再充入1molH2和1molCO，再次达到平衡，H2和CO的转化率均增大

(3)根据反应Ⅰ，画出H₂与CO投料比与CH₃OH的平衡体积分数(V%)变化趋势图_______。

(4)将组成为2：1的H₂和CO充入恒温密闭容器中，分别在48MPa和60MPa恒压条件下发生反应Ⅰ，实验测得不同温度下CH₃OH的平衡体积分数(V%)随温度(T)变化示意图如图所示：

①500℃，48MPa时a点v_正_______v_逆；
②计算500℃，60MPa时该反应的平衡常数Kp=_______Mpa^-2(Kp为用气体的平衡分压代替物质的量浓度计算的平衡常数)。
(5)调节溶液pH可实现工业废气CO₂的捕获和释放。已知25℃碳酸电离常数为K_a1、K_a2，当溶液pH=12时，c(H₂CO₃)：c()：c()=1：_______：_______。(用K_a1、K_a2表示)。

5 . 我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳的利用技术，将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一。CO₂耦合乙苯(C₆H₅-C₂H₅，简称EB)脱氢制备苯乙烯(C₆H₅-C₂H₃，简称ST)是综合利用CO₂的热点研究领域。制备ST涉及的主要反应如下：
a．EB(g)=ST(g)+H₂(g) △H₁
b．CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.2 kJ·mol^-1
c．EB(g)+CO₂(g)=ST(g)+CO(g)＋H₂O(g) △H₃=+158.8 kJ·mol^-1
回答下列问题：
(1)为提高EB平衡转化率，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

(2)在一定条件下，选择合适的催化剂只进行b反应：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)。
①调整CO₂和H₂初始投料比，测得在一定投料比和一定温度下，该反应CO₂的平衡转化率如图。

已知：K_x是以物质的量分数表示的化学平衡常数；反应速率v=v_正-v_逆=k_正x(CO₂)x(H₂)-k_逆x(CO)x(H₂O)，k_正、k_逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是_______点，计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中，当CO₂转化率达到20%时，=_______。
②在容积不变的密闭容器中，分别在温度T₁、T₂(T₂＞T₁＞E点温度)发生上述反应，反应中H₂(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图所示。已知：起始时密闭容器中ω[CO₂(g)]和ω[H₂(g)]、ω[CO(g)]和ω[H₂O(g)]分别相等。则表示T₁时ω[CO(g)]的曲线是_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)；在温度T₂、反应时间20min时，反应的正反应速率v_正_______ (填“＞”“=”或“＜”)逆反应速率v_逆。

(3)恒压0.1 MPa下，改变原料气配比为下列三种情况：仅EB、n(EB)：n(CO₂)=1：10、n(EB)：n(N₂)=1：10进行以上a、b反应，测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。

①图中，表示原料气配比n(EB)：n(N₂)=1：10的曲线是曲线_______(填“I”或“Ⅱ”)。
②CO₂能显著提高EB的平衡转化率，从平衡移动的角度解释CO₂的作用：_______。
③设K_p^r为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压(分压除以p₀，p₀=0.1 MPa)代替浓度进行计算。A点时，H₂的物质的量分数为0.01，该条件下反应a的K_p^r为_______。

7 . 我国力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的转化方法：该过程中涉及的反应如下：
主反应：   
副反应：   ΔH＇=
回答下列问题：
(1)主反应通过以下步骤来实现：
Ⅰ.   
Ⅱ.   
则主反应的_______
(2)在恒压、和的起始量一定时，平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示，的选择性。

①平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______。
②420℃时，在催化剂作用下与反应一段时间后，测得的选择性约为50%。不改变反应时间，一定能提高选择性的措施有_______(填标号)。
A.升高温度       B.增大压强       C.增大       D.更换适宜的催化剂
(3)在温度为543K、原料组成为、初始总压为4MPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时的转化率为30%，二甲醚的选择性为50%，则氢气的转化率_______；主反应的压强平衡常数_______(列出计算式)。
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度大等优点。若电解质溶液呈碱性、二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______，该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E=_______(精确到小数点后1位。能量密度=，)。

9 . N₂O是《联合国气候变化框架公约》所列六种温室气体之一。目前，直接催化分解法是消除N₂O的主要方法，该过程中发生的反应如下：
i.2N₂O(g)2N₂(g)+O₂(g) △H₁
ii.2N₂O(g) N₂(g)+2NO(g) △H₂
iii.4N₂O(g) 3N₂(g)+2NO₂(g) △H₃
回答下列问题：
(1)根据盖斯定律，反应2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g)的△H=_______(写出代数式即可)。
(2)已知反应i在任意温度下均能自发进行，则反应i为_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)反应i的势能曲线示意图如图(…表示吸附作用，A表示催化剂，TS表示过渡态分子)：

①过程III中最大势能垒(活化能)为_______kcal·mol^-1。
②下列有关反应i的说法不正确的是_______(填标号)。
A.过程I中有极性键断裂
B.过程I、II、III中都有N₂生成
C.该反应中只有两种物质能够吸附N₂O分子
D.过程II中间体A-O₂可释放O₂也可吸附N₂O分子
(4)模拟废气中N₂O直接催化分解过程。
①515℃时，将模拟废气(N₂O体积分数为40%)以6000m³·h^-1的速度通过催化剂，测得N₂O的转化率为40%，则平均反应速率v(N₂O)为_______m³·h^-1。欲提高N₂O的转化率，可采取的措施为_______(任写一条)。
②T℃和P₀kPa时，在恒压密闭容器中进行模拟实验。各组分的相关信息如表：

物质	N2	N2O	O2	CO2	NO	NO2
n(投料)/mol	19	34	6.5	25	0	0
n(平衡)/mol	50	x	20	25	2	2

其中x=_______；该温度下，反应2N₂O(g) 2N₂(g)+O₂(g)的压强平衡常数K_p=_______kPa(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。