2 . 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_______。

4 . 近年来，随着化石燃料的大量消耗和CO₂等温室气体的大量排放，氨的无碳燃料属性引起重视。低能耗高效率合成氨技术的开发是实现氨燃料化利用的基础，基于Al₂O₃载氮体的碳基化学链合成氨技术示意图如下。
   
(1)总反应的热化学方程式为_______；
(2)有利于提高反应Ⅱ平衡转化率的条件为_______(填标号)。

A．高温高压

B．高温低压

C．低温高压

D．低温低压

(3)在温度为T、固定容积为VL、p₀=100 kPa条件下进行反应Ⅰ，平衡时氮气转化率为50%，则N₂压强为_______，分压平衡常数Kp=_______kPa²。

(4)60 C、100 kPa条件下，反应Ⅱ中溶液pH随时间变化如图，120 min~180 min持续收集到氨气，但溶液pH几乎不变的原因是_______。
(5)为探究反应Ⅱ中15min时反应速率突然加快的原因，利用计算机模拟反应Ⅱ的反应路径如下。

①比较不同路径，路径1能垒较低的原因是_______的键能大于_______的键能。
②15min时反应速率突然加快的原因是_______。
(6)与传统的催化合成氨反应相比，碳基化学链合成氨的优势有_______(填标号)。

A．能够规避N2和H2在催化剂表面竞争吸附的问题

B．原料成本低，能耗低，产物无需分离，可获得CO副产物

C．规避了催化合成氨的热力学和动力学矛盾，兼顾较高的反应速率和较大的反应限度

D．释氮反应对温度要求不高，相对低的温度能够缓解NH3分解，有利于NH3的收集

6 . 氢能是理想的清洁能源，资源丰富。以太阳能为热源分解，经由热化学铁氧化合物循环分解水制的过程如下：

(1)过程Ⅰ：
①过程Ⅰ需要将不断分离出去，目的是_______。
②一定温度下，在容积可变的密闭容器中，该反应已达到平衡。下列说法正确的是_______(填字母标号)。
a.容器内气体密度和相对分子质量都不再改变b.升高温度，容器内气体密度变大
c.向容器中通入，转化率不变d.缩小容器容积，浓度变大
(2)已知的燃烧热是，则液态水通过过程Ⅱ转化的热化学方程式为_______。
(3)其他条件不变时，过程Ⅱ在不同温度下，的转化率随时间的变化曲线如图所示，温度、、由大到小的关系是_______，判断依据是_______。

(4)科研人员研制出透氧膜，它允许电子和同时透过，可实现水连续分解制，工作时、分别在透氧膜两侧反应。工作原理如图所示：

CO在_______侧反应(填“a”或“b”)，另一侧的电极反应式为_______。

7 . 利用甲烷和水蒸气生成合成气(主要成分为CO和H₂)在化学工业中有极为重要的地位。其热化学方程式为CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g) ΔH₁=+206.4 kJ·mol^-1。
(1)工业生产中为解决合成气中H₂过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO₂。利用合成气在催化剂作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
①CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) ΔH=-90.67 kJ·mol^-1
②CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol^-1
为了使合成气生成甲醇的配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为____。
(2)CH₄与CO₂经过催化重整也可制得合成气，该反应的热化学方程式为____。在1.0 L密闭容器中充入1.0 mol CH₄和1.0 mol CO₂，在一定条件下发生上述反应，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。

①比较压强大小：P₁____(填“＞”、“＜”或“=”)P₃。
②若要提高CH₄的平衡转化率，可采取的措施有____、___。(任写两条)
③若P₄=2.0 MPa，则x点的平衡常数K_P=____(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(3)研究表明二氧化碳加氢可合成甲醇，其热化学方程式为CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH=-49.47 kJ·mol^-1二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO₂与H₂反应的活化能。在200～360℃、9 MPa时，合成气初始组成H₂、CO、CO₂的物质的量之比为7：2：1的条件下研究甲醇的合成反应。CO₂的平衡转化率随温度的变化如图所示，其先减小的原因是____，后增大的原因是____。

8 . 基双金属催化甲烷重整反应可以得到用途广泛的合成气和。回答下列问题：
(1)已知：①   ；
②   。
则反应   _______。
(2)在2L恒容密闭容器中通入2.0、2.0，在不同温度下发生反应：，。测得平衡时混合气体的平均相对分子质量(M)与温度的变化关系如图所示，则

①_______(填“>”“<”或“=”)0。
②B点对应温度下的平衡转化率为_______。
③1000℃条件下，C点的反应速率：v(正)_______(填“>”“<”或“=”)v(逆)。
④A点对应温度下该反应的平衡常数_______
(3)某条件下，甲烷重整过程中发生主反应的同时，还可能发生积碳反应：
歧化：   ；
裂解：   。
①研究表明，温度和压强对积碳反应中平衡碳量的影响如图a和图b所示，其中表示温度和压强对的裂解反应中平衡碳量影响的是_______(填“图a”或“图b”)，简述所选择该图的理由：_______。

②在重整反应中，低温、高压时会有显著积碳产生，由此可推断，该条件下，对于该重整反应而言，其积碳主要由_______(填“歧化”或“裂解”)反应产生。
③研究发现，产生积碳反应除歧化、裂解外，与，与之间反应也可产生积碳，写出相应的化学方程式：_______(任写一个)。

9 . 氨及其化合物是重要的化工原料，按要求回答下列问题：
(1)已知反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
若某反应转化的反应平衡常数表达式为，则该反应的热化学方程式为_______
(2)可在一定条件下发生反应，该反应的，，(、为速率常数)，且速率与浓度关系如图所示

①条件下，该反应的平衡常数为_______
②条件下，一定容积容器中充入一定量，平衡时测得为，则平衡时NO的体积分数为_______，平衡后_______(写出表达式)
(3)NO在催化剂条件下可被还原为无害物质，反应为，在密闭容器中按充入，反应结果如图：

①提高NO平衡转化率的措施有_______
A.增大投料                    B.降低反应温度
C.减小容器体积                                     D.充入水蒸气增大压强
②若不用催化剂，M点平衡转化率是否会降至O点，并简述理由_______。后，催化效率降低的原因_______
(4)物质进行化学反应自由能变化可以对外做功。化学热力学规定室温下反应标准吉布斯自由能计为，且。若。用与氧气在熔融的氧化钇锆电解质中构成燃料电池(如图)

则该电池室温下理论上产生电压为_______V。(其中法拉第常数，计算结果保留三位小数)

10 . 工业上以煤和水为原料通过一系列转化变为清洁能源氢气或工业原料甲醇。回答下列问题：
(1)已知：I.   
II.   
III.   
则碳与水蒸气反应的_______kJ/ mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)工业上可以利用反应得到的和进一步合成甲醇，反应方程式为   。
①工业生产过程中的转化率_______(填“大于”“等于”或“小于”)的转化率。
②为了提高甲醇的平衡产率可以采取的措施是_______(填一条即可)。
(3)在一恒温恒容密闭容器中充人1 mol和3 mol进行上述合成甲醇的反应。测得和的浓度随时间的变化如图所示：

①3min时，v(正)_______v(逆)(填“>”、“=”或“<”)
②该温度下的平衡常数为_______(保留三位有效数字)。
(4)起始温度为℃时，在2L密闭容器中发生反应   ，反应过程中部分数据如下表所示：

	反应时间	CO2(mol)	H2(mol)	CH3OH(mol)	H2O(mol)
反应I恒温恒容	0min	2	6	0	0
	10min		4.5
	20min	1
	30min			1
反应II绝热恒容	0min	0	0	2	2

①达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I)_______(填“>”、“<”或“=”)K(II)。
②对于反应I，前10min内的平均反应速率_______ mol/(L·min)；若30min时向容器中再充入1 mol和1 mol，则平衡_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。