1 . 二甲醚()是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为、CO和少量CO₂)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
①   
②   
③   
④   。
试回答下列问题：
(1)一步法合成二甲醚是以合成气()为原料，在一定温度、压强和催化剂作用下进行，由和CO直接制备二甲醚的热化学方程式：   ___________；判断该反应在一定温度下、体积恒定的密闭容器中，下列不能作为达到化学平衡状态的依据是___________。
A．平均摩尔质量保持不变
B．容器的密度不变
C．容器内压强保持不变
D．单位时间内消耗2moLCO同时消耗1mol二甲醚
(2)燃煤废气中的转化为二甲醚的反应原理为：，一定条件下，现有两个体积均为2.0L恒容密闭容器甲和乙，在甲中充入1moLCO₂和3molH₂，在乙中充入2moLCO₂和6molH₂，发生上述反应并达到平衡。该反应中CO₂的平衡转化率随温度的变化曲线如图1所示；容器甲中，在不同催化剂作用下，相同时间内CO₂的转化率随温度变化如图2所示。下列说法正确的是___________。

A．图1中，反应的、
B．图1中，表示乙容器CO₂的平衡转化率随温度变化的是曲线B
C．图1中，逆反应速率：状态Ⅰ＜状态Ⅲ
D．图2中，对应的平衡常数小于对应的平衡常数
E．图2中，根据图中曲线分析，催化剂Ⅰ的催化效果最好
(3)若CO₂和H₂仅发生反应②和③，研究表明：在其他条件相同的情况下，用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性，使用该催化剂，按(总量为amol)投料于恒容密闭容器中进行反应，CO₂的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率：转化的CO₂中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示：(忽略温度对催化剂的影响)

①根据图中数据，温度选择___________K，达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高。
②随着温度的升高，CO₂的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，请分析其原因：___________。
(4)利用电化学方法可以将CO₂有效地转化为，装置如下图所示。

①在该装置中，右侧Pt电极的电极反应式为___________。
②装置工作时，阴极除有生成外，还可能生成副产物降低电解效率。标准状况下，当阳极生成氧气体积为448mL时，测得阴极区内的，电解效率为___________(忽略电解前后溶液的体积变化)。已知：电解效应

2 . 乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心。
(1)甲醇制备乙烯的主要反应：
i． 2CH₃OH(g)=C₂H₄(g)+2H₂O(g) ∆H₁=—20.9 kJ/mol
ii． 3CH₃OH(g)=C₃H₆(g)+3H₂O(g) ∆H₂=—98.1 kJ/mol
iii． 4CH₃OH(g)=C₄H₈(g)+4H₂O(g) ∆H₃=—118.1 kJ/mol
①C₃H₆转化为C₂H₄的热化学方程式iv：2C₃H₆(g) =3C₂H₄(g) ∆H₄=___________，该反应能自发进行的条件是___________(填“较低”“较高”或“任意”)温度。
②加入N₂作为稀释剂，反应i中C₂H₄的产率将___________ (填“增大”、减小”或“不变”)。
(2)乙炔在Pd表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。

该历程中最大能垒(活化能)E_a(正)=___________ kJ/mol，该步骤的化学方程式为___________。
(3)Warker法是目前工业上生产乙醛的最重要方法。其反应如下：
CH₂=CH₂(g)+O₂(g)CH₃CHO(g) ∆H= -243.68kJ/mol
某温度下，物质的量之比为2：1的CH=CH₂和O₂在刚性容器内发生反应该反应，若起始总压为1.5 MPa，反应达到平衡时总压减少了25 %，则CH₂=CH₂的平衡转化率为___________，用各物质的平衡分压表示该反应的平衡常数，则Kp=___________MPa^-0.5(只要列出计算式，分压=总压×物质的量分数)。
(4)电解法处理含乙醛的工业废水的总反应为2CH₃CHO+H₂OCH₃CH₂OH+CH₃COOH。实验室中，以一定浓度的乙醛和H₂SO₄溶液为电解质溶液，模拟含乙醛的工业废水，用惰性电极进行电解，其装置如图所示。

①b上的电极反应式为___________。
②在处理过程中，当外电路中的电流I= a A(A为电流单位)时，b分钟处理掉乙醛 c克，则该电解装置的电流效率η=___________(用含a、b、c的代数式表示)。[已知：F=96500C∙mol^-1，η=]

3 . 实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求，依靠理论知识做基础。试运用所学知识，解决下列问题：
(1)已知某反应的平衡表达式为：K= 它所对应的化学反应为：___________。
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g) △H =-90.8 kJ/mol
②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H =-23.5 kJ/mol
③CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g) △H =-41.3 kJ/mol
总反应：3H₂(g)+3CO(g)CH₃OCH₃(g)+CO₂(g) 的△H =___________；
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

该反应的正反应方向是___________反应(填“吸热”或“放热”)，若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为 0.020 mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：___________。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如   NO、NO₂、N₂O₄等，对反应N₂O₄(g)2NO₂(g) △H＞0，在温度为 T₁、T₂ 时，平衡体系中 NO₂的体积分数随压强变化曲线如图甲所示。下列说法正确的是___________。

A A、C 两点的反应速率：A＞C
B A、C 两点气体的颜色：A 深，C浅
C A、C 两点的化学平衡常数：A＞C
D 由状态 B 到状态 A，可以用加热的方法
(5)NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃，25℃时，将m mol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，向该溶液滴加 n L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将___________(填“正向”“不”或“逆向”)移动。
(6)某科研单位利用原电池原理，用SO₂和O₂来制备硫酸，装置如图乙所示，电极为多孔的材料能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。

①A电极为原电池的___________极(填“正”或“负”)；
②溶液中的H⁺移向极(用 A、B 表示)___________；
③B电极的电极反应式为___________；
④电池的总反应式为___________。

4 . 化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
Ⅰ.(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图(a)所示的装置来制取氯气。装置中的离子膜为___(A．阳离子交换膜 B．阴离子交换膜)，b处逸出的气体是____(填化学式)。

(2)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=，X为HClO或ClO⁻]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数K_a值为_____________。
II．CH₄-CO₂催化重整不仅可以得到合成气(CO和H₂)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
CH₄-CO₂催化重整反应为：CH₄(g)+CO₂(g)⇌2CO(g)+2H₂(g)。
已知：C(s)+2H₂(g)=CH₄(g) ΔH₁= -75 kJ·mol⁻¹
C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH₂= -394 kJ·mol⁻¹
C(s)+ O₂(g)=CO(g) ΔH₃= -111 kJ·mol⁻¹
(1)该催化重整反应的ΔH=___ kJ·mol⁻¹。
(2)有利于提高催化重整反应中CH₄平衡转化率的条件是_______。
A．高温低压     B．低温高压     C．高温高压     D．低温低压
(3)在恒容绝热密闭容器中进行CH₄-CO₂催化重整反应，下列表示已达平衡状态的是_____。
A．H₂的反应速率是CO₂反应速率的2倍       B．容器中的温度不再变化
C．容器中气体的密度不再变化                    D．容器中的压强不再变化
(4)容器中分别通入1molCH₄(g)和1molCO₂(g)，在等压下(p)发生上述反应，CO₂(g)的平衡转化率为α。反应的平衡常数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)。
(5)CH₄和CO₂都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：

①阴极上的反应式为_______。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为3∶1，则消耗的CH₄和CO₂的体积比为______。

5 . 、、等是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。
(1)二甲醚()被誉为“21世纪的清洁燃料”，由和制备二甲醚的反应原理如下：


已知：
则的_______。
(2)200℃，在2L的密闭容器中充入和，发生反应(I)；(II)，达到平衡，平衡时的转化率为80%，且，则：
①内，反应(Ⅰ)平均反应速率_______。
②反应(Ⅱ)中的转化率_______。
(3)利用电化学原理将、转化为重要化工原料，装置如图所示：

①若A为，B为，C为，则通入一极的电极反应式为_______。
②若A为，B为，C为，则负极的电极反应式为_______。

7 . 甲醇是重要的化工原料，在日常生活中有着广泛的应用。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)△H₁
反应Ⅱ：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)△H₂
在以上制备甲醇的两个反应中，反应I优于反应Ⅱ，原因为___________
(2)下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数的数值：

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①在一密闭容器中发生反应工并达到平衡后，保持其他条件不变，对容器升温，此反应的化学平衡应___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
②某温度下，将1molCO和4molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)=0.1mol/L，则CO的转化率为___________，此时的温度___________(填“＞”“＜”或“=”)250℃。
(3)已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(l) △H₁=-Q₁kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) △H₂=-Q₂kJ/mol
③H₂O(g)=H₂O(l) △H₃=-Q₃kJ/mol
请写出甲醇发生不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学反应方程式：___________。
(4)某同学依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置，工作一段时间后，测得溶液的pH将___________(填“升高”“降低”或“不变”)，该燃料电池负极反应的离子方程式为___________。

9 . 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_______。

10 . 氨是世界上产量最多的无机化合物之一，用途广泛。
(1)已知：氨在纯净的氧气中燃烧：4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(g) ΔH₁=akJ·mol^-1
氨催化氧化：4NH₃₍g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) ΔH₂=bkJ·mol^-1
则4NH₃(g)+6NO(g)=5N₂(g)+6H₂O(g)的ΔH=_____kJ·mol^-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)氨气可与甲烷制备氢氰酸(HCN)。保持恒温，在体积为10L的刚性密闭容器中发生反应：NH₃(g)+CH₄(g)=HCN(g)+3H₂(g) ΔH＞0，各物质的物质的量随时间变化如表所示：

时间/min	0	t1	2t1	3t1	4t1
n(NH3)/mol	4		z	2.0
n(CH4)/mol	4				2.0
n(HCN)/mol	0	0.9
n(H2)/mol	0		4.5

①z=_____，0~ t₁min内，平均反应速率v(H₂)=_____mol·L^-1·min^-1.
②可判断该反应达到平衡状态的是_____ (填标号)。
A. 容器内压强不再变化
B. 混合气体的平均相对分子质量不再变化
C. 混合气体的密度不再变化
D. 反应的ΔH不再变化
③若起始压强为p_okPa，则在该温度下反应达到化学平衡状态时，容器内的压强为_____kPa(用含p_o的代数式表示)。达到化学平衡状态后保持温度、体积不变，向容器中再充入1molNH₃(g)、1molHCN(g)，则平衡_____(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
④由实验得到v_正(NH₃)~c(NH₃)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度后，反应重新达到平衡，则x点将移动到图中的_____点(填字母)。

(3)垃圾渗透液中常含有铵盐，一种利用NH₃和酸性垃圾渗透液发电的装置如图所示。工作一段时间后X电极周围溶液的pH_____(填“增”“减小”或“不变”)，Y电极的电极反应方程式为_____。