1 . 一定量的CH₄在恒压密闭容器中发生反应：CH₄(g)C(s) + 2H₂(g)。平衡时，体系中各气体体积分数与温度的关系如图所示：

(1)已知甲烷、碳、氢气的燃烧热分别为890.31kJ/mol、395.00kJ/mol、285.80kJ/mol，则该反应的反应热△H=__________。
(2)下列能说明反应一定达到平衡状态的是_______。
a.H₂和CH₄的体积分数相等             b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．混合气体的密度不变                    d．气体总压强不再变化
e．碳的质量不再改变
(3)T₂℃时，若在平衡体系中充入惰性气体，此时反应速率________（填“变大”、“变小”或“不变”），且v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(4)T₄℃时，若在平衡体系中充入等体积的H₂和CH₄，则平衡_____移动，其理由是_______。
(5)T₃℃时，反应达平衡后CH₄的转化率为____________。
(6)CH₄能催化重整转化为CO和H₂，下图是一种熔融碳酸盐燃料电池示意图，电极A上CO参与电极反应方程式为____________________。

2 . 氮的氧化物种类较多，有N₂O、NO、N₂O₃、NO₂、N₂O₄、N₂O₅等，他们应用广泛。
（1）N₂O是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。它可由NH₄NO₃在加热条件下分解产生，此反应的化学方程式为___________。已知N₂O与CO₂分子具有相似的结构，试画出N₂O的结构式_______。
（2）N₂O₄可作火箭高能燃料N₂H₄的氧化剂。
已知：2NO₂(g)N₂O₄(g) △H =－akJ·mol^－1；N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g) △H =－bkJ·mol^－1；
N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g) △H =+ckJ·mol^－1；（a、b、c均大于0）。
写出气态腁在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式___________。
（3）平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数（例如p(NO₂)=p_总×x(NO₂)）。写出反应2NO₂(g)N₂O₄(g) △H =－akJ·mol^－1平衡常数K_p表达式________（用p_总、各气体物质的量分数x表示）。
（4）新型绿色硝化剂N₂O₅可以N₂O₄为原料用电解法制备，实验装置如图所示。则电极B接直流电源的____极，电解池中生成N₂O₅的电极反应式为_____________。

（5）可用氨水吸收NO₂、O₂生成硝酸铵，写出该反应的离子方程式_____________。
已知25℃时NH₃·H₂O的电离常数K_b=2×10^－5，向500ml0.1mol·L^－1硝酸铵溶液中通入标准状况下至少____ml氨气，使溶液呈中性（溶液的体积变化忽略不计）。

3 . 研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：
Fe₂O₃（s）+3CO（s，石墨）═2Fe（s）+3CO₂（g）△H₁=+489.0kJ•mol^﹣1
C（s，石墨）+CO₂（g）═2CO（g）△H₂=+172.5kJ•mol^﹣1
则CO还原Fe₂O₃（s）的热化学方程式为_____。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）△H
①取一定体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比为1：3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH）与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的△H____0（填“＞”、“＜”或“=”，下同）。

②在两种不同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数关系为K_Ⅰ_____K_Ⅱ。
（3）以CO₂为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO（NH₂）₂]由CO₂和NH₃在一定条件下合成．开始以氨碳比=3进行反应，达平衡时CO₂的转化率为60%，则NH₃的平衡转化率为_____。
②将足量CO₂通入饱和氨水中可得氮肥NH₄HCO₃，已知常温下一水合氨K_b=1.8×10^﹣5，碳酸一级电离常数K_a=4.3×10^﹣7，则NH₄HCO₃溶液呈_____（填“酸性”、“中性”或“碱性”）。

4 . 碳酸二甲酯（CH₃OCOOCH₃，简称DMC），是一种应用前景广泛的新材料，实验室中可用甲醇、CO、CO₂等进行合成。回答下列问题：
（1）二氧化碳的电子式为 _________________
（2）用甲醇、CO、O₂在常压、70～120℃和催化剂的条件下合成DMC。
已知：①CO的标准燃烧热为：−283.0kJ•mol⁻¹，

②1mol H₂O（l）完全蒸发变成H₂O（g）需吸收44kJ的热量

③2CH₃OH（g）＋CO₂（g）⇌CH₃OCOOCH₃（g）＋H₂O（g）△H＝−15.5kJ•mol⁻¹

则2CH₃OH（g）＋CO（g）＋1/2O₂（g）⇌CH₃OCOOCH₃ （g）＋H₂O（l）△H＝_____。
该反应在常压和70～120℃条件下就能自发反应的原因是_______________。
（3）由上述反应可知甲醇和CO₂可直接合成DMC但甲醇转化率通常不会超过1%，制约该反应走向工业化生产．

①写出该反应平衡常数表达式：______________ ；

②在恒容密闭容器中发生上述反应，能说明已达到平衡状态的是____（选填编号）．

A．v_正（CH₃OH）＝2v_逆（CO₂）            

B．CH₃OCOOCH₃与H₂O的物质的量之比保持不变

C．容器内气体的密度不变D．容器内压强不变

③某研究小组在某温度下，在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH₃OH（g）、适量CO₂和6×10⁻⁵ mol催化剂，研究反应时间对甲醇转化数（TON）的影响，其变化曲线如图1所示．（计算公式为：TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量）。

在该温度下，最佳反应时间是_________h；4～10h内DMC的平均反应速率是_______ ．
（4）以多孔铂为电极，在如下图装置中A、B口分别通入CH₃OCOOCH₃和O₂构成燃料电池，请写出该电池负极的电极反应式____________________________

5 . 有X、Y、Z、R四种短周期元素，Y、Z、R同周期。相关信息如下：

元素	相关信息
X	单质为双原子分子。若低温蒸发液态空气，因其沸点较低可先获得 X 的单质
Y	含 Y 元素的物质焰色反应为黄色
Z	同周期元素中原子半径最小
R	R 元素原子的最外层电子数是 K 层电子数的 3 倍

（1）Z 元素在周期表的位置是__________，Y、Z、R简单离子的半径从大到小的顺序是_________（用离子符号表示）；
（2）由X、Z两种元素组成的化合物甲，常温下为易挥发的淡黄色液体，甲分子构型为三角锥形，且分子里X、Z两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构。甲遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质。则甲的分子式为____________；
（3）化合物乙（Y₂R）溶液在空气中长期放置，与氧气反应会生成与过氧化钠的结构和化学性质相似的物质Y₂R₂，其溶液显黄色。则Y₂R₂的电子式为____________，写出乙溶液在空气中变质过程的化学方程式______________。
（4）元素X与氢可形成分子式为X₂H₄的燃料，X₂H₄结构式为________________；
已知：X₂(g)＋2O₂(g)=2XO₂(g) △H＝＋68kJ·mol^－1
X₂H₄(g)＋O₂(g)=X₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－534kJ·mol^－1
写出气态 X₂H₄和 XO₂反应生成 X₂和水蒸气的热化学方程式___________。

6 . 乙二醛(OHC－CHO)是一种重要的精细化工产品。
Ⅰ．工业生产乙二醛
（1）乙醛(CH₃CHO)液相硝酸氧化法
在Cu(NO₃)₂催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，反应的化学方程式为             。该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点是                。
（2）乙二醇(HOCH₂CH₂OH)气相氧化法
① 已知：OHC－CHO(g)＋2H₂(g)HOCH₂CH₂OH(g) ΔH＝－78 kJ·mol^－1 K₁
2H₂(g)＋O₂(g)2H₂O(g) ΔH＝－484 kJ·mol^－1 K₂
乙二醇气相氧化反应HOCH₂CH₂OH(g)＋O₂(g)OHC—CHO(g)＋2H₂O(g)的ΔH＝     kJ·mol^－1。相同温度下，该反应的化学平衡常数K＝ (用含K₁、K₂的代数式表示)。

② 当原料气中氧醇比为1.35时，乙二醛和副产物CO₂的产率与反应温度的关系如下图所示。反应温度在450～495℃之间和超过495℃时，乙二醛产率降低的主要原因分别是             、                     
Ⅱ．乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC—COOH)的生产装置如下图所示，通电后，阳极产生的Cl₂与乙二醛溶液反应生成乙醛酸。

（3）阴极电极式为                                         
（4）阳极液中盐酸的作用，除了产生氯气外，还有                     
（5）保持电流强度为a A，电解t min，制得乙醛酸m g，列式表示该装置在本次电解中的电流效率η＝                            
(设：法拉第常数为f C·mol^－1；η=)

7 . 综合利用CO₂、CO对构建低碳社会有重要意义。
（1） Li₄SiO₄可用于富集得到高浓度CO₂。原理是：在500℃，低浓度CO₂与Li₄SiO₄接触后生成两种锂盐；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出高浓度CO₂，Li₄SiO₄再生。700℃时反应的化学方程式为_________________________________。
（2） 固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO₂和H₂O，既可高效制备合成气(CO＋H₂)，又可实现CO₂的减排，其工作原理如右图。

① b为电源的________(填“正极”或“负极”)。
② 写出电极c发生的电极反应式： _______________________________、 _______________________________。
（3）电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。对此反应进行如下研究：
某温度下在一恒压容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H₂，达到平衡时容器体积为2 L，且含有0.4 mol CH₃OH(g)，则该反应平衡常数值为________，此时向容器中再通入0.35 mol CO气体，则此平衡将________(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)移动。
（4） 已知：

若甲醇的燃烧热为ΔH₃，试用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(l)的ΔH，
则ΔH＝____________________。
（5）利用太阳能和缺铁氧化物[如Fe_0.9O]可将廉价CO₂热解为碳和氧气，实现CO₂再资源化，转化 过程如下图所示，若用1 mol缺铁氧化物[Fe_0.9O]与足量CO₂完全反应可生成________mol C(碳)。

8 . 研究发现，NO_x和SO₂是雾霾的主要成分。
(一)NO_x主要来源于汽车尾气。
已知：N₂(g)+O₂(g)2NO(g)△H=+180.50kJ•mol^-1
2CO(g)+O₂(g)CO₂(g)△H=-566.00kJ•mol^-1
（1）为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参 与大气循环．写出该反应的热化学方程式___________________________；
（2）T℃时，将等物质的量的NO和CO充人容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(0-15min)中NO的物质的量随时间变化如下图所示．

①T℃时该化学反应的平衡常数K=____________；平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N₂各0.8mol，平衡将__________移动；(填“向左”、“向右”或“不”)
②图1中a、b分别表示在一定温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n(NO)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是_______(填“a”或“b”)
③15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件可能是____________；
(二)SO₂主要来源于煤的燃烧．燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
（3）用纯碱溶液吸收SO₂可将其转化为HSO₃^-，该反应的离子方程式是________________；
（4）如图所示的电解装置可将雾霾中的NO、SO₂分别转化为NH₄⁺和SO₄^2-。

①写出物质A的化学式_________，阳极的电极反应式是________________；
②该电解反应的化学方程式为________________。

9 . 碳和碳的化合物在生产、生活中有重要作用，甲醇水蒸气重整制氢系统可能发生下列三个反应：
①CH₃OH(g)CO(g)+2H₂(g) △H₁=+90.8kJ/mol
②CH₃OH(g)+H₂O(g)CO₂(g)+3H₂(g) △H₂=+49kJ/mol
③CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g) △H₃
回答下列问题：
(1)△H₃=__________；
(2)根据化学原理分析升高温度对反应②的影响__________；
(3)甲醇使用不当会造成其对水质的污染，用电化学可消除这种污染，其原理是电解CoSO₄、稀硫酸和CH₃OH混合溶液，将Co²⁺氧化成Co³⁺，Co³⁺再将CH₃OH氧化成CO₂。
①电解时，阳极的电极反应式为__________；
②Co³⁺氧化CH₃OH的离子方程式为__________。
(4)控制反应条件，反应①中的产物也可以用来合成甲醇和二甲醚，其中合成二甲醚的化学方程式为3H₂(g)+3CO(g)═CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)，在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料平衡转化率随氢碳比[]的变化如图所示：

合成二甲醚的最佳氢碳比为__________，对于气相反应，用某组分(B)的平衡分压(P_B)代替物质的量浓度(c_B)也可以表示平衡常数(记作K_P)，水煤气合成二甲醚的反应的平衡常数表达式为K_P=__________。
(5)在标态(反应物和产物都处于100kPa)和T(K)条件下由稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质在T(K)时的标准焓，用符号△H^θ表示。已知石墨和一氧化碳的燃烧热△H分别为－393．5kJ•mol^-1和—283．0 kJ •mol^-1，则CO₂(g)、CO(g)的△H^θ分别为__________、__________。

10 . CO是现代化工生产的基础原料，下列有关问题都和CO的使用有关。
(1)工业上可利用CO生产乙醇:
2CO（g）＋4H₂（g）⇌CH₃CH₂OH（g）＋H₂O（g） ΔH₁
又已知：H₂O（l）= H₂O（g） ΔH₂
CO（g）＋H₂O（g）⇌CO₂（g）＋H₂（g） ΔH₃
工业上也可利用CO₂（g）与H₂（g）为原料合成乙醇：
2CO₂（g）＋6H₂（g）⇌CH₃CH₂OH（g）＋3H₂O（l） ΔH
则：ΔH与ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃之间的关系是：ΔH＝_______________________。
(2)一定条件下，H₂、CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应：
4H₂（g）+2CO（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），
下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有____。

A．2v（H2）= v（CO）

B．CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率

C．容器内的压强保持不变

D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化

(3)工业可采用CO与H₂反应合成再生能源甲醇，反应如下:
CO（g）+ 2H₂（g）CH₃OH（g）
在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H₂，
在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如（图1）所示。

①合成甲醇的反应为_____（填“放热”或“吸热”）反应。
②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为_________。
③若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为______________L。
④（图2）中虚线为该反应在使用催化剂条件下关于起始氢气与CO投料比和CO平衡转化率的关系图。当其条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下CO平衡转化率的示意图______________．

⑤CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如（图3）所示，实际生产时条件控制在250 ℃、1．3×10⁴ kPa左右，选择此压强的理由是________。