1 . 煤制天然气工艺是煤高效洁净利用的新途径之一，其生产流程简图如下所示：

(1)“煤气化”涉及反应：   ，通常该步骤中要通入适量氧气。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的主要作用：_______。
(2)“水气变换"涉及的反应如下：
反应Ⅰ：   
反应Ⅱ：   
反应Ⅲ：   
①_______，反应Ⅲ在什么温度下能自发进行_______(填“高温”或“低温”)。
②下图是计算机模拟出反应Ⅱ的反应历程，吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。

在反应过程中，能量变化相同的过程是_______和_______，原因是_______。
③向一定温度下的2L刚性容器中充入1molCO和3mol，5min后体系达到平衡状态，此时容器中含有0.4mol和0.3mol，则5min时，的浓度是_______mol/L，反应Ⅲ的平衡常数K为_______(列计算式)；可通过_______方法(任写一种)提高CO和的平衡转化率。
(3)“酸气脱除”分别除掉的是和_______气体。
(4)“甲烷化”的一种电化学方法装置如下图所示，理论上每生成0.15mol，阳极室生成的体积是_______L(标准状况下)。

2 . 自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值()随时间(t)的变化曲线，如图所示。

实验编号	反应物组成
a	粉末
b	粉
c	粉 饱和石灰水
d	粉 石灰乳
e	粉 粉末

回答下列问题：
(1)已知：
①
②
③
则的___________。
(2)温度为T时，，则饱和溶液中___________(用含x的代数式表示)。
(3)实验a中，后基本不变，原因是___________。
(4)实验b中，的变化说明粉与在该条件下___________(填“反应”或“不反应”)。实验c中，前的有变化，其原因是___________；后基本不变，其原因是___________微粒的量有限。
(5)下列说法不能解释实验d在内温度持续升高的是___________(填标号)。

A．反应②的发生促使反应①平衡右移

B．反应③的发生促使反应②平衡右移

C．气体的逸出促使反应③向右进行

D．温度升高导致反应速率加快

(6)归纳以上实验结果，根据实验e的特征，用文字简述其发热原理___________。

3 . 燃料气主要成分为CO和，利用燃料气合成甲烷反应原理为。回答下列问题：
(1)已知：、CO、的燃烧热分别为、、，则反应的_______。
(2)在恒容容器中充入、2molCO，分别在催化剂M、N作用下发生反应，氢气体积分数与反应时间和温度变化关系如图所示：

①据图判断，_______(填“>”“<”或“=”)，催化剂催化效果：M_______(填“强于”或“弱于”)N。
②在温度℃下，若在恒压容器中充入4mol、4molCO，则刚达到平衡时体积分数符合上图中的_______(填“a”“b”“c”或“d”)点。
(3)在温度T℃下，向恒容反应器中加入等物质的量的和发生反应，开始时总压为72kPa，研究表明的生成速率，某时刻反应处于平衡状态，测得该温度下，，则该时刻_______kPa，_______；该温度下，该反应的化学平衡常数_______(列出表达式，平衡分压代替平衡浓度计算，分压-总压×物质的量分数)，

4 . 氮的氧化物是大气污染物之一。研究它们的反应机理，对于消除环境污染，促进社会可持续发展有重要意义。回答下列问题：
(1)已知：①4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) ∆H₁=-907kJ∙mol^-1；
②①4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g) ∆H₂=-1269.0kJ∙mol^-1。
若4NH₃(g)+6NO(g)=5N₂(g)+6H₂O(g)的逆反应活化能为E_逆=akJ∙mol^-1，则其正反应活化能为_______kJ∙mol^-1(用含a的代数式表示)。
(2)氢气选择性催化还原NO是一种比NH₃还原NO更为理想的方法，备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂，氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图：

①Pt原子表面上发生的反应除N+N=N₂、2H+O=H₂O外还有_____。
②已知在HY载体表面发生反应的NO、O₂物质的量之比为1∶1，补充并配平下列离子方程式：_______。
+NO+O₂→N₂+H₂O+_______
(3)硫碘循环(SI循环)是目前最有前景和研究最多的一个热化学循环。SI循环涉及如下两个反应：
反应I(Bunsen反应)：SO₂(g)+I₂(s)+2H₂O(l)⇌2HI(aq)+H₂SO₄(aq) ∆H₁=akJ∙mol^-1
反应II：2HI(aq)⇌H₂(g)+I₂(s) ∆H₂=bkJ∙mol^-1
①科研团队研究了温度和压强对反应I(Bunsen反应)达到平衡时n(SO₂)的影响如下图所示，则p₁_____p₂(填“>”“<"或“=”)。

②为了促进HI的分解，某科研团队设计了两种选择性膜反应器，其示意图如下。已知：HI的分解在反应区内进行，膜可以对产物进行选择性释放。反应区内通过控制使压强恒定为100kPa。反应开始时，投料均为1mol的HI气体。膜反应器1中氢气的渗透速率为3.1×10^-8mol/(s·Pa)。反应区内的部分实验数据显示在下表中。

反应器示意图	无膜反应器	膜反应器1	膜反应器2
物质	HI	H2
80s后的平衡物质的量/mol	0.78	____
HI平衡分解率	α1=____	α2=52%	α3_____α4(填“>”“<”或“=”)

(4)我国科学家在(自然-通讯》发表了低温高效催化丁烷脱氢制丁烯的研究成果。该过程易发生积炭和裂化等副反应，催化反应历程如图a所示[注：0.06ev表示1个C₄H₈(g)+1个H₂(g)的能量)]

①三种催化剂催化效果最好的是_______(填“A”、“B”或“C”)，以C为催化剂时决速反应的方程式为_______；
②在一恒容密闭容器中通入1mol丁烷和适量的催化剂，发生催化脱氢反应，若起始投料量不变，经过相同时间，测得不同温度下丁烷转化率和丁烯产率如图b所示。温度高于T₁时，丁烯产率降低的原因可能是_______(写一条即可)，温度高于T₂时丁烷转化率增大的原因可能是_______(写一条即可)。

5 . 我国研究成果“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”相关论文在国际学术期刊《科学》上发表。成功利用光伏发电，将电解水获得的与反应合成甲醇，再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉。回答下列问题：
(1)人工合成转化为淀粉只需要11步，其中前两步涉及的反应如图所示。

①___________(填“＞”或“＜”)0。
②反应   ___________(用含、、、的代数式表示)。
(2)已知催化加氢的主要反应如下：
反应I．   
反应II．   
一定温度下，向1 L恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol ，只发生反应I。当反应达到平衡后，容器内(g)为0.5 mol，则的平衡转化率为___________，反应Ⅰ的平衡常数K=___________。
(3)向恒温恒压反应器中通入3 mol 、1 mol 气体，同时发生(2)中的反应I与反应II，的平衡转化率及的平衡产率随温度的变化关系如图a；反应I和反应II的、均满足如图b所示线性关系。

①反应过程中，若气体密度保持不变，则能判断___________(填标号)达到平衡。
a．只有反应Ⅰ             b．只有反应II             c．反应I和反应II
②反应I的___________(填“＞”或“＜”)0。
③根据图b，确定直线A表示的反应是___________(其“反应I”或“反应II”)
(4)230℃时，将和按物质的量之比为1：3混合通入恒温刚性密闭容器中，在催化剂作用下同时发生反应I和反应II，容器内压强随时间的变化如下表所示。

时间/min	0	20	40	60	80
压强/MPa		0.95	0.92	0.90	0.90

反应Ⅰ的速率可表示为(k为常数)，平衡时，则反应在60min时___________(用含、k的代数式表示)。

6 . 国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，利用CO或CO₂加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径。
(1)利用CO、CO₂加氢制甲醇的有关反应如下：
I．2H₂(g)+CO(g) CH₃OH(g) △H₁
II．H₂(g)+ CO₂(g) CO(g)+ H₂O(g) △H ₂
III．3H₂(g)+CO₂(g) CH₃OH (g)+H₂O(g) △H₃
已知：反应I中的相关的化学键键能数据如下。

化学键	CO	H-H	C-O	H-O	C-H
键能/(kJ·mol - 1)	1 071	436	358	467	413

由键能可知△H₁=___________kJ·mol^-1；若△H₂=+41 kJ·mol^-1，则△H₃=___________kJ·mol^-1。
(2)要使反应I在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有___________(填字母)。
A．缩小反应容器的容积            B．扩大反应容器的容积
C．升高温度                           D．降低温度
E．使用合适的催化剂             F．从平衡体系中及时分离出CH₃OH
(3)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，发生反应III，初始时CO₂、H₂分别为1.0 mol、3.0mol，测得H₂的平衡转化率[α(H₂)]随温度和压强的变化如图所示。

①压强：p₁、p₂、p₃的关系为___________。
②250 °C、p₁条件下，平衡时α(H₂)___________α(CO₂)(填“＞”“=”或“＜”)；此时反应的化学平衡常数K_p=___________(分压=总压×物质的量分数)。
③若在A点平衡状态下，再充入1 mol CO₂和1 mol H₂O(g)， 则速率v_正(CO₂)___________(填“＞”“＜”或“=”)v_逆 (CO₂)。

7 . 利用CO₂、H₂为原料合成CH₃OH可有效降低空气中二氧化碳的含量。回答下列问题。
(1)已知CO₂加氢合成甲醇涉及的反应有
反应I：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₁=-49.2kJ·mol^-1
反应II：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.2kJ·mol^-1
则反应CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g) △H=_______。
(2)在恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)，CO合成甲醇反应能量路径示意图如图甲所示。(已知：TS为过渡态；IM为中间体)。

则CO合成甲醇反应的控速步骤为_______(填字母)。

A．IM1→IM2

B．IM2→IM3

C．IM3→IM4

D．IM5→CH3OH

(3)向2L恒容密闭容器中充入2molCO和4molH₂[假设只发生反应CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)]，起始压强为NMPa，相同时间内CO的转化率随温度变化如图乙所示：

①a点为图象中最高点，a点的转化率比c点高的原因是_______。
②T₂K，反应时间为5min，a点时测得反应体系中CO的物质的量分数为，此时v(CO)_______；K_p=_______。(K_p用气体分压代替气体浓度进行计算，分压=总压×气体的物质的量分数)
③向②体系中a点时的容器中注入CO(g)和CH₃OH(g)各0.5mol，则此时反应_______(填“正向”或“逆向”)进行。
(4)在恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)，平衡时某物理量X与温度、压强的关系如图丙所示，X代表_______(写出一种即可)；其中p₁_______p₂(填“>”“=”或“<”)。

8 . 甲烷在工业上有很多用途。回答下列问题：
Ⅰ.利用甲烷催化还原消除氮氧化物的污染：
ⅰ.；
ⅱ.；
ⅲ.。
其中：。
(1)_______(用含a、b的代数式表示)。
(2)在4L某恒容密闭容器中充入和，只发生反应ⅲ，的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。

①曲线上m、n两点的正反应速率：_______(填“>”、“<”或“=”)。
②T₁时，若反应进行到时达到平衡，此时测得混合气体的总压强为，则内，_______，反应平衡常数_______(用分压表示，分压=物质的量分数×总压)。
③下列说法正确的是_______(填标号)。
A.当混合气体的密度不再随时间改变时，该反应达到平衡
B.该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和
C.降低温度，有利于提高的转化率，反应平衡常数也增大
D.加入合适的催化剂，的值增大
(3)甲烷-氧气燃料电池的工作原理如图所示(L、K均为惰性电极，气体已换算成标准状况)。

①电池工作时，K电极上发生_______(填“还原反应”或“氧化反应”)。
②L电极上的电极反应式为_______。
③每消耗，电路中转移电子的物质的量为_______mol。

9 . 硫磺(主要成份：S)和黄铁矿(主要成份：)均是工业制取硫酸的主要原料。
Ⅰ.已知：①单质硫的燃烧热为
②
(1)写出由生成的热化学反应方程式_______
Ⅱ.黄铁矿因其浅黄铜色和明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。某兴趣小组设计如下实验方案，测定某高纯黄铁矿石中硫元素的含量。
称取该黄铁矿样品放入如下图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全得到红棕色固体和一种刺激性气味的气体。

(2)写出石英管中发生反应的化学方程式：_______。
(3)上图中，干燥管甲内所盛试剂是_______。
(4)有同学提出该实验装置存在安全隐患，请用简洁的文字说明：_______。
反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：

(5)为准确测定该黄铁矿石中硫元素的质量分数，请将上述步骤补充完整_______。
(6)某同学设计如下实验，探究反应后乙瓶中溶液所含的阴离子种类，请完成下列表格

步骤	实验操作	现象及结论
a	取适量锥形瓶乙中反应后的溶液，滴加足量稀盐酸至不再有气泡产生，将所产生的气体通入到足量_______	红色褪去，说明有
b	取步骤a所得溶液，滴加__________	有白色沉淀产生，说明有
c	另取适量锥形瓶乙中反应后的溶液，________	溶液变红，说明有

10 . 氮氧化物气体是危害最大、最难处理的大气污染物之一。控制氮氧化物废气排放的技术措施主要分两大类：一类是源头控制；另一类是尾部控制，即烟气脱硝。烟气脱硝的方法有以下几种，回答相关问题：
I.氨气催化还原氮氧化物
(1)已知：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H₁=-94.4kJ·mol^-1
2NO(g)N₂(g)+O₂(g) △H₂=-180kJ·mol^-1
H₂O(l)H₂O(g) △H₃=+44kJ·mol^-1
且氢气的燃烧热为285.8kJ·mol^-1，请写出4NH₃(g)+6NO(g)5N₂(g)+6H₂O(g) △H=____。
(2)①在有氧条件下：NH₃+O→NH₂+OH，NH₂与NO发生还原反应：NH₂+NO→N₂+H₂O，NH₂在还原NO的同时还会被氧化为NO，氮氧化物去除率与氧气的含量及温度关系图象如图所示，当反应气体中O₂含量低于6%时，氮氧化物去除率上升的主要原因：____。当反应气体中O₂含量高于6%时，氮氧化物去除率随O₂含量升高而降低的原因：____。

②氮氧化物去除率随着氨氮比及温度的变化图象如图所示，应选择最佳的氨氮比为：____、氨还原氮氧化物的最佳温度：____。

II.氢气还原氮氧化物
(3)①在催化剂表面H₂还原NO的基元反应及活化能E_a(kJ·mol^-1)如图所示。

写出氢气还原NO的总反应化学方程式：____；基元反应慢反应决定总反应速率，决定NO被还原成N₂速率的是基元反应____(填相应序号)。
②若对总反应初始速率与NO、H₂的初始浓度的关系为v=kc^x(H₂)c^y(NO)，k为速率常数，只受温度影响。在某温度时测得的相关数据如表所示。

H2的初始压强P0(H2)=53.3kPa		NO的初始压强P0(NO)=53.3kPa
P0(NO)/kPa	v/(kPa•s-1)	P0(H2)/kPa	v/(kPa•s-1)
47.8	20.0	38.4	21.3
39.9	13.7	27.3	14.6
20.2	3.33	19.6	10.5

关系式中x=____、y=____；由此，____(填“H₂”或“NO”)的浓度对速率影响程度更大。
③300℃下将等物质的量H₂、NO置于刚性密闭容器中，在催化剂的作用下只发生以上反应，达到平衡后压强为P，此时NO的转化率为80%，用气体的平衡分压代替物质的量浓度，表示的压强平衡常数K_p=____。