2 . 据公安部2019年12月统计，2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及一氧化碳是许多城市大气污染的主要污染物。氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(一)： (1)以CO₂与NH₃为原料合成化肥尿素的主要反应如下：
①2NH₃(g)＋CO₂(g)=NH₂CO₂NH₄(s)； ΔH₁=-159 kJ·mol⁻¹
②NH₂CO₂NH₄(s)=CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)； ΔH₂=a kJ·mol⁻¹
③2NH₃(g)＋CO₂(g)=CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)； ΔH₃=-87kJ·mol⁻¹
则a为___________。
(2)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺，其反应原理为：NO＋NO₂＋H₂O=2HNO₂；2HNO₂＋CO(NH₂)₂=2N₂↑＋CO₂↑＋3H₂O。当烟气中NO、NO₂按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO₂)=5∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气)∶V(NO)=___________(假设空气中氧气的体积含量为20%)。
(3)下图表示使用新型电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl - NH₄Cl为电解质溶液制造出既能提供能量，同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式___________，生产中可分离出的物质A的化学式为___________。

(二)： 向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应：C(s) + 2NO(g) N₂(g) + CO₂(g) △H＜0，NO和N₂的物质的量变化如下表所示。

物质的量/mol	T1/℃				T2/℃
	0	5min	10min	15min	20min	25min	30min
NO	2.0	1.16	0.80	0.80	0.50	0.40	0.40
N2	0	0.42	0.60	0.60	0.75	0.80	0.80

(1)T₁℃温度下，反应进行了5min，用二氧化碳表示该反应的平均反应速率___________。
(2)已知：气体分压(P_分)=气体总压(P_总)×体积分数。T₁时用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数K_P=___________。
(3)第15min后，温度调整到T₂，数据变化如上表所示，则T₁___________ T₂(填“＞”、“＜”或“=”)。
(4)若30min时，保持T₂不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol，则此时反应___________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。

3 . “绿水青山就是金山银山”，研究并消除氮氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。
(1)已知：2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g) ΔH₁=-114kJ∙mol^-1
C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH₂=-393.5kJ∙mol^-1
N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) ΔH₃=+181kJ∙mol^-1
若某反应的平衡常数表达式为K=，请写出此反应的热化学方程式___。
(2)T℃时，存在如下平衡：2NO₂(g)N₂O₄(g)。该反应正逆反应速率与NO₂、N₂O₄的浓度关系为：v_正=k_正c²(NO₂)，v_逆=k_逆c(N₂O₄)(k_正、k_逆是速率常数)，且lgv_正~lgc(NO₂)与lgv_逆~lgc(N₂O₄)的关系如图所示。

①T℃时，该反应的平衡常数K=___。
②T℃时，往刚性容器中充入一定量NO₂，平衡后测得c(N₂O₄)为1.0mol/L，则平衡时NO₂的物质的量分数为___(以分数表示)。平衡后v_正=__(用含a的表达式表示)。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)。向一恒压密闭容器中加入一定量(足量)的活性炭和NO，在t₂时刻改变某一条件，其反应过程如图所示。

①则t₂时刻改变的条件为__。
②t₁时刻的v_逆__t₂时刻的v_正(填“＞”“＜”或“=”)。
(4)在恒容密闭容器中发生反应2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g) △H＜0。下列说法正确的是___。
A．及时分离出生成的尿素，有利于NH₃的转化率增大
B．反应达到平衡后，混合气体的密度不再发生改变
C．反应在任何温度下都能自发进行
D．当尿素的质量不变时，说明反应达到平衡

4 . 甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。利用甲醇(CH₃OH)在一定条件下直接脱氢可制甲醛，反应方程式为CH₃OH(g)HCHO(g)＋H₂(g)ΔH₁，实验测得随温度升高，平衡常数如下表所示：

温度(K)	500	700	T1	T2	T3
平衡常数	7.13×10-4	3.30×10-1	2.00	9.00	10.00

(1)甲醇合成甲醛可逆反应的化学平衡常数表达式：___。
(2)该反应ΔH₁____0(填“>”、“=”、“<”)
(3)若在恒温恒压容器中进行上述反应，可判断反应达到平衡状态的是____(填序号)。
A.混合气体的密度不变
B.CH₃OH、HCHO的物质的量浓度之比为1∶1
C.H₂的体积分数不再改变
D.单位时间内甲醛的生成量与氢气的消耗量相等
(4)T₁K时，CH₃OH、HCHO、H₂起始浓度(mol/L)分别为1.0、0.50、1.0，反应进行的方向为____，反应达到平衡时，HCHO的体积分数___20%(填“＞”“=”或“＜”)。
(5)已知合成CH₃OH可以由CO和H₂反应制备，制备过程中发生的反应有：
CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)ΔH=-90.7kJ/mol①
2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)ΔH=-23.5kJ/mol②
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)ΔH=-41.2kJ/mol③
则反应3CO(g)＋3H₂(g)CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)的ΔH=___。

5 . Ⅰ.CH₄—CO₂催化重整是减少温室气体排放的重要途径。
已知以下的热化学反应方程式：
C(s)+2H₂(g)＝CH₄(g)ΔH₁= -75kJ·mol^-1
C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)ΔH₂= -394kJ·mol^-1
C(s)+O₂(g)＝CO(g)ΔH₃= -111kJ·mol^-1
写出催化重整反应CH₄(g)和CO₂(g)生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式：____。
Ⅱ.CO是煤气的主要成分，可与水蒸气反应生成氢气：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)ΔH。 查阅资料得出相关数据如下：

温度/℃	400	500
平衡常数K	9	5.3

(1)通过表格中的数值可以推断：反应ΔH______0(填“＞”或“＜”)。该反应升高到一定温度时，反应将不能正向进行，由此判断该反应的ΔS_______0(填“＞”或“＜”)。
(2)在容积为10L的密闭容器中通入0.1molCO(g)和0.1molH₂O(g)发生反应，在400℃时反应达到平衡，此时CO(g)的转化率为_____。
(3)在绝热恒容条件下，反应物物质的量均为1mol发生反应，下列不能说明反应达到平衡状态的有______(填字母)。
a．体系的压强不再发生变化b．混合气体的密度不变c．混合气体的平均相对分子质量不变
d．各组分的物质的量浓度不再改变e．体系的温度不再发生变化f．v_正(CO)＝v_逆(H₂O)
(4)如图是反应在t₁时刻达到平衡，在t₂时刻因改变某个条件而发生变化的情况：则t₂时刻改变的条件可能是____(写出1种即可)。若t₄时刻通过改变容积的方法将压强增大为原来的2倍，在图中t₄～t₅区间内画出CO、CO₂浓度变化曲线，并标明物质名称___(假设各物质状态均保持不变)。

6 . “绿水青山就是金山银山”，运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对工业生产、缓解环境污染、解决能源危机等具有重要意义。
(1)已知：①C(s)+O₂(g)=CO₂(g) △H₁=-393．5kJ/mol
②C(s)+CO₂(g)=2CO(g) △H₂=+172．5kJ/mol
③4Fe(s)+3O₂(g)=2Fe₂O₃(s) △H₃=-1651．0kJ/mol
CO还原氧化铁的热化学方程式为_____________。
(2)氢硫酸、碳酸均为二元弱酸，其常温下的电离常数如下表：

	H2CO3	H2S
Ka1	4.410-7	1.310-7
Ka2	4.710-11	7.110-15

①煤的气化过程中产生的有害气体H₂S可用足量的Na₂CO₃溶液吸收，该反应的离子方程式为_______；
②常温下，0.1mol·L^-1 NaHCO₃溶液和0.1mol·L^-1 NaHS溶液的pH相比，pH较小的为________ 溶液(填化学式)。
(3)一定条件下，向某恒容密闭容器中充入x mol CO₂和y mol H₂，发生反应：CO₂(g)+3H₂(g) ⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH (此反应在低温时为自发反应)。
①下图能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为_____(填“a”或“b”)，其判断依据是__________。

②若x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下H₂的转化率如下图所示，则在该时间段内，恰好达到化学平衡时，此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为_____________。

(4)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH₃与NO_x反应生成N₂。
①NH₃与NO₂生成N₂的反应中，当生成28g N₂时，转移的电子数为____mol(结果保留三位有效数字)。
②将一定比例的O₂、NH₃和NO_x的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置如图1)。反应相同时间NO_x的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NO_x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是______；当反应温度高于380 ℃时，NO_x的去除率迅速下降的原因可能是____。

7 . 甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景。
（1）已知①CH₃OH(g)+H₂O(l)=CO₂(g)+3H₂(g) ΔH= + 93.0kJ·mol^－1
②CH₃OH(g)+O₂(g)=CO₂(g)+2H₂(g) ΔH=－192.9 kJ·mol^－1
③甲醇的燃烧热为726.51kJ·mol^-1。
要写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式，还缺少的热化学方程式为________________。
（2）甲醇可采用煤的气化、液化制取(CO+2H₂⇌CH₃OH ΔH<0)。在T₁℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H₂和CO，反应达到平衡时CH₃OH的体积分数(V%)与的关系如图所示。

①当起始=2，经过5min达到平衡，0~5min内平均反应速率v(H₂)=0.1mol⋅L^-1⋅min^-1，则该条件CO的平衡转化率为_____；若其它条件不变，在T₂℃(T₂>T₁)下达到平衡时CO的体积分数可能是____(填标号)
A.<B.=C.~D.=E.>
②当=3.5时，达到平衡状态后，CH₃OH的体积分数可能是图象中的____点选填“D”、“E”或“F”)。
（3）制甲醇的CO和H₂可用天然气来制取：CO₂(g)+CH₄(g)⇌2CO(g)+2H₂(g)。在某一密闭容器中有浓度均为0.1mol·L⁻¹的CH₄和CO₂，在一定条件下反应，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示，则该反应的ΔH______(选填“大于”“小于”或“等于”）0。压强p₁_______(选填“大于”或“小于”)p₂。当压强为p₂时，在y点：v_(正)__________(选填“大于”“小于”或“等于”)v_(逆)。若p₂=6Mpa，则T℃时该反应的平衡常数K_p=_____MPa²（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

（4）研究表明：CO₂和H₂在一定条件下也可以合成甲醇，反应方程式为CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) [反应Ⅰ]。
①一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入2.0mol CO₂和4.0mol H₂，在不同催化剂作用下合成甲醇，相同时间内CO₂的转化率随温度变化如下图所示，其中活化能最高的反应所用的催化剂是____(填“A”、“B”或“C”)。

②在某催化剂作用下，CO₂和H₂除发生反应①外，还发生如下反应CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g)[反应Ⅱ]。维持压强不变，按固定初始投料比将CO₂和H₂按一定流速通过该催化剂，经过相同时间测得实验数据：

T(K)	CO2实际转化率（%）	甲醇选择性（%）
543	12.3	42.3
553	15.3	39.1

注：甲醇的选择性是指发生反应的CO₂中转化为甲醇的百分比。
表中数据说明，升高温度，CO₂的实际转化率提高而甲醇的选择性降低，其原因是_________。

8 . “低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除 CO₂对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对 CO₂ 创新利用的研究。
(1)已知：①CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g) △H=-41kJ/mol
②C(s)+2H₂(g)CH₄(g) △H=-73kJ/mol
③2CO(g)C(s)+CO₂(g) △H=-171kJ/mol
写出CO₂与H₂反应生成CH₄和H₂O(g)的热化学方程式：_____。
(2)目前工业上有一种方法是用 CO₂来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，在容积为 2L密闭容器中，充入1molCO₂和 3.25molH₂在一定条件下发生反应，测得 CO₂、CH₃OH(g)和 H₂O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示：

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝ ____。
②下列措施一定不能使CO₂的平衡转化率增大的是____ (填字母)。
A.在原容器中再充入1molCO₂
B.在原容器中再充入1molH₂
C.在原容器中充入1mol氦气        
D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积        
F.将水蒸气从体系中分离
(3)煤化工通常研究不同条件下CO转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下反应：CO(g)＋H₂O(g)⇌H₂(g)+CO₂(g)的平衡转化率随p(H₂O)/p(CO)及温度变化关系如图所示：

①上述反应的正反应方向是 ____(填“吸热”或“放热”)反应；
②对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作 Kp)，则在恒温密闭容器中，该反应的Kp与Kc的关系是 _______，如果提高p(H₂O)/p(CO)，则Kp_______ （填“变大”“变小”或“不变”）；使用铁镁催化剂的实际工业流程中，一般采用400℃左右，p(H₂O)/p(CO) =3～5，采取此条件的原因可能是 _________ 。
(4)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置实现了用CO₂和H₂O合成CH₄。下列关于该电池的叙述正确的是 ____(填字母)。

A.该装置能量转化形式仅存在太阳能转化为电能
B.铜电极为正极，电极反应式为CO₂+8e^-+8H⁺=CH₄+2H₂O
C.电池内部H^＋透过质子交换膜从左向右移动
D.反应结束后，理论上溶液的 pH 值保持不变

9 . 含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。回答下列问题：
（1）N₂O在金粉表面发生热分解反应：2N₂O(g)2N₂(g)+O₂(g) ∆H
已知：4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(l) ∆H₁
2NH₃(g)+3N₂O(g)=4N₂(g)+3H2O(l) ∆H₂
∆H=____(用含∆H₁、∆H₂的代数式表示)。
（2）一氧化二氮可反生2N₂O(g)2N₂(g)+O₂(g)。不同温度(T)，N₂O分解半哀期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N₂O消耗一半时所需的相应时间)，则T₁___T₂(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T₁、起始压强为P₀，反应至t₁min时，体系压强P=____(用P₀表示)。

（3）将NH₃与O₂按体积比4：5充入刚性容器中，起始体系总压强为P₀kPa，分别在催化剂M、N作用下发生反应4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) ∆H₃=-905.0kJ/mol，NH₃的分压(P)与时间和温度的关系如图所示：

①催化剂的催化效果：M____N(填“强于”或“弱于”)。
②T°C时，0~12.5min内P(NH₃)减小量___(填“>”、“=”或“<”)12.5~25min内P(NH₃)减小量，理由为___。
（4）NaClO₂是一种绿色消毒剂和漂白剂，工业上采用电解法制备NaClO₂的原理如图所示。
①交换膜应选用___(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
②阳极的电极反应式为_____。

10 . 氮的氧化物是造成大气污染的主要物质，研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。
I．氮氧化物间的相互转化
(1)已知2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)的反应历程分两步：
第一步 2NO(g)N₂O₂(g) （快速平衡）
第二步 N₂O₂(g) +O₂(g) =2NO₂(g) （慢反应）
①用O₂表示的速率方程为v(O₂)= k_1·c²(NO)·c(O₂)；NO₂表示的速率方程为v(NO₂)=k_2·c²(NO)·c(O₂)，k₁与k₂分别表示速率常数（与温度有关），则=________。
②下列关于反应2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)的说法正确的是_________（填序号）。
A.增大压强，反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和
(2)容积均为1L的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器．相同温度下，分别充入0.2mol的NO₂，发生反应：2NO₂(g)N₂O₄(g) ∆H<0，甲中NO₂的相关量随时间变化如图所示。
   
①0~3s内，甲容器中NO₂的反应速率增大的原因是______________________。
②甲达平衡时，温度若为T℃，此温度下的平衡常数K=____________________。
③平衡时，K_甲_____K_乙，P_甲_____P_乙(填“>”、“<” 或“=”)。
(3)以NH₃为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应：4NH₃(g)+4NO(g)+O₂(g)= 4N₂(g)+6H₂O(g) △H₁
副反应：4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g)  △H₂=－1267.1kJ/mol
4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) △H₃=－907.3 kJ/mol
①△H₁=____________。
②将烟气按一定的流速通过脱硝装置，测得出口NO的浓度与温度的关系如图1，试分析脱硝的适宜温度是______（填序号）。
a.<850℃               b.900~1000℃          c.>1050 ℃
   
(4)以连二亚硫酸盐(S₂O₄^2－)为还原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如图2。阴极的电极反应式为____________，电解槽中的隔膜为____________（填“阳”或“阴”）离子交换膜。