1 . CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体，中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%，CO₂的综合利用是解决温室问题的有效途径。
已知l：CO₂与CH₄经催化重整制得合成气：CO₂(g)+CH₄(g)2CO(g)+2H₂(g)∆H
(1)一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO₂(g)、CH₄(g)、CO(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ·mol^-1、-74.9kJ·mol^-1、-110.4kJ·mol^-1。则上述重整反应的△H=__kJ·mol^-1。
(2)CH₄超干重整CO₂技术可得到富含CO的气体，用于生产多种化工产品。目前科学家，研究CH₄超干重整CO₂的催化转化原理示意图如图：

该技术中的总化学反应方程式为：___。
(3)其他条件不变，在不同催化剂(I、II、III)作用下，反应CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)进行相同时间后，CH₄的转化率随反应温度的变化如图所示。

a点所代表的状态___(填“是”或“不是”)平衡状态；b点CH₄的转化率高于c点原因：__。
(4)在一刚性密闭容器中，CH₄和CO₂的分压分别为16kPa、14kPa，加入Ni/a—Al₂O₃催化剂并加热至1123K使其发生反应CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO)=1.3×10^-2·p(CH₄)·p(CO₂)mol·g^-1·s^-1，某时刻测得p(CO)=8kPa，则p(CO₂)=__kPa，v(CO)=__mol·g^-1·s^-1
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.4倍，则该反应的平衡常数K_p=__(kPa)²(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(5)我国科研人员研制出的可充电“Na—CO₂”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应为4Na+3CO₂2Na₂CO₃+C。放电时该电池吸入CO₂，其工作原理如图所示：正极的电极反应式为___。

2 . 二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注.其综合利用是目前研究的重要课题之一，试运用所学知识，解决以下问题：
(1)工业上利用合成气(CO、CO₂、H₂)来生产甲醇，有关反应的热化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如表所示：

化学反应	平衡常数	温度/℃
		500	700	800
Ⅰ.∆	K1	2.5	0.34	0.15
Ⅱ. ∆H2	K2	1.0	1.70	2.52
Ⅲ. ∆H	K3

则反应Ⅲ的 ∆H=_______(用∆和∆H₂表示)，∆H_______0(填“>”或“<”)
(2)科学家提出利用CO₂与CH₄制备“合成气”(CO、H₂)，可能的反应历程如图所示：

注：C(ads)为吸附性活性炭，方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量，其中TS表示过渡态。
若，则决定制备“合成气”反应速率的化学方程式为_______。
(3)利用电化学方法可以将CO₂有效地转化为HCOO^-，装置如图所示。

①在该装置中，右侧 Pt 电极的电极反应式为_______。
②装置工作时，阴极除有HCOO^-生成外，还可能生成副产物降低电解效率。
已知：电解效率= 100%
标准状况下，当阳极生成氧气体积为448mL时，测得阴极区内的c(HCOO^-)=0.03 mol/L，电解效率为_______(忽略电解前后溶液的体积变化)。
(4)已知水煤气法制备H₂的反应为CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)。将等体积的CO(g)和H₂O(g)充入恒容密闭容器中，反应速率，其中、分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关，在 700℃和 800℃时，CO的转化率随时间变化的曲线如图所示。M点与N点对应的的大小关系：M_______N(填“>”、“<”或“=”)，计算N点时_______。

3 . 二甲醚(CH₃OCH₃)又称甲醚，简称DME，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，与石油液化气相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理有如下两种途径：
(I)由天然气催化制备二甲醚：①2CH₄(g)+O₂(g)⇌CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)   △H₁
(II)由合成气制备二甲醚：②CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)   △H₂
③2CH₃OH(g)⇌CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)     △H₃
回答下列问题：
(1)若甲醇与二甲醚的燃烧热分别是△H=-760.5 kJ·mol^-1和△H=-1453.0 kJ·mol^-1；1 mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。则△H₃=_______kJ·mol^-1。
(2)一定温度下，在容积固定的密闭容器中按I制备二甲醚，下列情况能说明反应①达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.混合气体的密度保持不变
B.CH₄与O₂的物质的量之比保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变
D.CH₄的生成速率等于CH₃OCH₃消耗速率的2倍
(3)在恒容密闭容器中按原理(I)制备二甲醚，若起始时c(CH₄)=0.20 mol·L^-1，c(O₂)=0.10 mol·L^-1，平衡时CH₄的平衡转化率为50%，则平衡时CH₃OCH₃的体积分数为_______。
(4)工业上按原理(II)制备二甲醚时，反应②合成甲醇时常以Cu₂O作催化剂，但存在反应Cu₂O+CO⇌2Cu+CO₂会导致Cu₂O减少。研究表明，反应体系中少量CO₂有利于维持催化剂Cu₂O的量不变，请结合平衡移动原理分析其原因_______。
(5)按原理(II)制备二甲醚，在1000 K时的2 L密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H₂，此时体系总压强是3.2×10⁵ kPa。达到平衡时c(H₂)=1.4 mol·L^-1，c(CH₃OCH₃)=0.3 mol·L^-1，则用平衡分压表示反应③的平衡常数K_p=_______(分压=总压×物质的量分数)。

4 . 以天然气(CH₄)为原料合成甲醇(CH₃OH)。有关热化学方程式如下：
①2CH₄(g)+O₂(g) = 2CO(g)+4H₂(g) ΔH₁＝－70.8 kJ·mol^-1
②CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g) ΔH₂
③2CH₄(g)+O₂(g)⇌2CH₃OH(g) ΔH₃＝－251.0 kJ·mol^-1
(1)ΔH₂＝________kJ·mol^-1。 反应①自发进行的条件是_________(填序号)。
a.高温             b. 低温               c. 任何环境都自发          d. 任何环境都不自发
(2)在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO和2 mol H₂，在不同条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)。实验测得平衡时CH₃OH的物质的量随温度、压强的变化如图所示。

①M点时，H₂的转化率为__________；压强：p₁_______p₂ (填“>”、“<”或“=”)。
②反应速率：N点ʋ_正(CO)________M点ʋ_逆(CO)(填“>”、“<”或“=”)。
③温度为506℃时，若压强为p₁、在密闭容器中进行上述反应(起始投料不变)，平衡时容器体积为1L，则平衡常数K=__________(用分数表示)。在不同温度下上述反应的平衡常数的对数(lg K)如图所示，则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lg K与T的关系的点为_______(填字母)。

④在2 L恒容密闭容器中充入a(a>0) mol H₂、2 mol CO和6 mol CH₃OH(g)，在506℃下进行上述反应。为了使该反应逆向进行，a的范围为____________。

5 . “绿水青山就是金山银山”，研究碳、氮、硫等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
(1)已知：①NO₂(g)＋CO(g)CO₂(g)＋NO(g)   △H＝－232.0 kJ·mol^－1
②N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)   △H＝＋180.0 kJ·mol^－1
③2NO(g)＋O₂(g)2NO₂(g) △H＝－122.2 kJ·mol^－1
则NO与CO反应生成无污染物气体的热化学方程式为__________。
(2)工业上用CO与H₂制备甲醇可消除CO污染，其反应为：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。某温度下，将1 mol CO与2 mol H₂充入体积为1 L的恒容密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关系如下：

时间/min	5	10	15	20	25	30
P后/P前	0.75	0.62	0.52	0.44	0.40	0.40

①若P_前＝9.00MPa，则该反应的平衡常数K_p＝_____MPa^－2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)；
②若平衡后再向容器中充入1 mol CO与2 mol H₂，则重新平衡后CO的体积分数与原平衡相比___(填“增大”、“不变”、“减小”)。
(3)甲醇碱性燃料电池因性能优异而被人们青睐，请写出其负极的电极反应式：_____。
(4)工业上常用过量浓氨水吸收硫酸工业尾气SO₂，请写出其离子方程式_____。

6 . 将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)；C(s)、CO(g)和H₂(g)完全燃烧的热化学方程式为
C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)　 ΔH＝－393.5   kJ•mol^－1
H₂(g)＋ O₂(g)=H₂O(g)       ΔH＝－242.0   kJ•mol^－1
CO(g)＋ O₂(g)=CO₂(g)     ΔH＝－283.0   kJ•mol^－1
（1）根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式： _______   。
（2）比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H₂(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C（s）完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列循环图，并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。请分析：甲、乙两同学观点正确的是 _____（填“甲”或“乙”）；判断的理由是________。

（3）CO、H₂等可燃性气体可以设计成燃料电池，燃料电池是一种能量转化率较高的发电装置。如图是一种氢氧燃料电池示意图，则该电池a极的电极反应式为 ________ 。若将H₂换成CH₄，则该电池负极的电极反应式为 _______ 。

7 . 在化工生产、污水处理中广泛涉及硫单质及其化合物。
Ⅰ.煤制得的化工原料中含有羰基硫(O===C===S)，该物质可转化为H₂S，主要反应如下：①水解反应：COS(g)＋H₂O(g)H₂S(g)＋CO₂(g)　ΔH₁＝－94 kJ·mol^－1，②氢解反应：COS(g)＋H₂(g)H₂S(g)＋CO(g)　ΔH₂＝－54 kJ·mol^－1。
（1）请计算CO(g)和H₂O(g)生成H₂(g)和CO₂(g)的反应热ΔH＝______。
（2）在定温定容的密闭容器中进行反应①，下列事实说明反应①达到平衡状态的是_____(填字母)。
A．容器的压强不再改变
B．混合气体的密度不再改变
C．化学平衡常数不再改变
D．生成1 mol H—O键，同时生成1 mol H—S键
（3）反应②的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示。在T₁℃时，向容积为5 L的密闭容器中加入2 mol COS(g)和1 mol H₂(g)，充分反应，COS的平衡转化率为______。

Ⅱ.在容积为2 L的恒容密闭容器中，充入0.5 mol H₂S(g)，发生反应：2H₂S(g) 2H₂(g)＋S₂(g)，在不同温度和压强下进行实验，结果如图所示。

（4）图中压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序是______。
（5）在950 ℃，压强为p₃时，反应经30 min达到平衡，则平均反应速率v(H₂)＝_______。
（6）在p₂＝6 MPa，温度为975 ℃时，请计算该反应的平衡常数K_c为_____(保留2位有效数字)。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)，p_B＝p_总×B的物质的量分数，则此条件下该反应的平衡常数K_p＝___MPa。

8 . 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

（1）已知：

化学键	C－H	C－C	C＝C	H－H
键能/kJ·molˉ1	412	348	612	436

计算上述反应的△H＝________ kJ·mol^－1。
（2）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝____________(用α等符号表示)。
（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H₂以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________。
②控制反应温度为600℃的理由是____________。
（4）某研究机构用CO₂代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO₂＋H₂＝CO＋H₂O，CO₂＋C＝2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。
① CO₂与H₂反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
② 不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③ 有利于减少积炭
④ 有利于CO₂资源利用

9 . Cu₂O广泛用作颜料和化工生产的催化剂。
Ⅰ．制备Cu₂O
（1）电解法：工业上用铜作阳极，钛片为阴极，电解一定浓度的NaOH 溶液可制备氧化亚铜，写出阳极的电极反应式为_____________________
（2）微乳液-还原法：在 100 Cu（NO₃）₂的水溶液中加入一定体积的 NaOH 水溶液，并搅拌使之混合均匀， 再逐滴加入水合肼的水溶液，直至产生红色沉淀，经抽滤、洗涤和真空干燥，得到Cu₂O 粉末。
已知： N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H= -akJ/mol
Cu(OH)₂（s）=CuO（s）+H₂O（l）△H= +bkJ/mol
4CuO（s）=2Cu₂O（s）+O₂（g）△H= +ckJ/mol
则由N₂H₄和Cu(OH)₂反应制备Cu₂O的热化学方程式为   ________________________。
Ⅱ．工业上用Cu2O 与 ZnO 组成的催化剂可用于工业上合成甲醇： CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g) △H = -90.8 kJ/mol，回答下列问题：
（1）能说明反应CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)已达平衡状态的是(         )
A．当反应的热效应△H = -90.8 kJ/mol 时反应达到平衡状态
B.在恒温恒压的容器中，混合气体的密度保持不变
C.在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
D．在恒温恒容的容器中，气体的平均摩尔质量不再变化
（2）在 T1℃时，体积为 2 L 的恒容容器中充入物质的量之和为 3mol 的 H₂和CO，当起始 n(H₂)／n(CO)= 2 时，经过 5min 达到平衡，CO 的转化率为 0.6，则0~5min 内平均反应速率 v (H₂)=___；该温度下的平衡常数为__________________ ；若此时再向容器中加入CO(g) 和 CH₃OH(g)各 0.4mol，达新平衡时 H₂的转化率将 ______（填“增大”、 “减小”或“不变”）；
（3）工业实际合成 CH₃OH 生产中，采用下图M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和化学平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由：________。

   

10 . （1）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
   
通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢气的热化学方程式分别为______________________________、__________________________________，制得等量H₂所需能量较少的是系统______。（填Ⅰ或Ⅱ）
（2）H₂S与CO₂在高温下发生反应：H₂S(g)+CO₂(g) ⇌COS(g) +H₂O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO₂与0.40 mol H₂S充入容积为2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.04。
①H₂S的平衡转化率α=_______%，反应平衡常数K＝________。（用分数表示）
②在620 K重复上述试验，平衡后水的物质的量分数为0.05，H₂S的转化率α₂______α₁，该反应的△H_____0。（填“>”“<”或“=”）
③向上述反应器中再分别充入下列气体，能使H₂S转化率增大的是________。（填标号）
A. H₂S B. CO₂ C.COS D.N₂