1 . 环境是人类赖以生存的基础，当前人类使用的能源石油产品中含有多种硫化物，如H₂ S、H₂S、COS、CH₃SH等，为了保护环境，石油加工的脱硫技术研究意义重大。
请回答下列问题：

(1)科学研究一种复合组分催化剂，能实现CH₄把SO₂转化为S，同时生成CO₂和H₂O。已知CH₄和S的燃烧热分别为 和 ，则CH₄和SO₂反应的热化学方程式为____________ 。
(2)一定条件下，焦炭可以还原SO₂，其化学方程式为 ，在恒容密闭容器中， 与足量的焦炭反应，SO₂的转化率随温度变化曲线如图甲所示。则该反应的____________0(选填“＞”或“＜”)；该反应自发进行的依据是 ____________。
(3)真空克劳斯法脱硫，可以用过量K₂CO₃溶液吸收少量H₂S，其化学方程式为____________ ，该反应的平衡常数为 ____________。(已知H₂CO₃的 ， ；H₂S的 ， )
(4)COS的水解反应为   。某温度时，用活性作催化剂，在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比的转化关系如图乙所示。其他条件相同时，改变反应温度，测得一定时间内COS的转化率如图丙所示。
①起始向容器中投入一定量反应物，在一定条件下，可以判断反应到达平衡状态的是 ___________ (填字母)。
A．容器中气体密度不变时
B．压强保持不变时
C．容器中气体的平均相对分子质量保持不变时
D．
②若减小投料比 ，H₂O的转化率 ___________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
③请你分析该反应进行的温度不宜过高的可能原因是 ____________。

2 . 氯乙烯是制备塑料的重要中间体，可通过乙炔选择性催化加氢制备。已知：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.部分化学键的键能如表所示。

化学键
键能	347.7	x	413.4	340.2	431.8

回答下列问题：
(1)表中x=______。
(2)较低温度下乙炔选择性催化加氢过程只发生反应Ⅰ和Ⅱ。一定温度下，向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为充入和，发生反应Ⅰ和Ⅱ。实验测得反应前容器内压强为，10min达到平衡时、HCl(g)的分压分别为、。
①内，反应的平均速率______(用分压表示，下同)。
②的平衡转化率为______。
③反应Ⅰ的平衡常数______。
(3)高温度下，会发生反应Ⅲ而形成积碳，其可能导致的后果为______(答出一点即可)；不同压强下，向盛放催化剂的密闭容器中以物质的量之比为充入和HCl(g)发生反应，实验测得乙炔的平衡转化率与温度的关系如图1所示。、、由大到小的顺序为______；随温度升高，三条曲线逐渐趋于重合的原因为______。

(4)结合试验和计算机模拟结果，有学者提出乙炔选择性催化加氢的反应历程，如图2所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，TS表示过渡态。下列说法正确的是______(填选项字母)。
A.该历程中的最大能垒为
B.存在非极性键断裂和极性键形成
C.选择不同催化剂，最大能垒不发生变化

3 . 工业上利用铁的氧化物在高温条件下循环裂解水制氢气的流程如图所示。

(1)反应I的化学方程式为：Fe₃O₄(s)+CO(g)3FeO(s)+CO₂(g)，反应Ⅱ的化学方程式为_______，对比反应I、Ⅱ，铁的氧化物在循环裂解水制氢气过程中的作用是_______。
(2)反应III为：CO₂(g)+C(s)⇌2CO(g) ∆H>0。为了提高达平衡后CO的产量，理论上可以采取的合理措施有_______(任写一条措施)。
(3)流程图中碳的氧化物可用来制备碳酰肼[CO(NHNH₂)₂，其中碳元素为+4价]。加热条件下，碳酰肼能将锅炉内表面锈蚀后的氧化铁转化为结构紧密的四氧化三铁保护层，并生成氮气、水和二氧化碳。该反应的化学方程式为_______。
(4)①高铁酸盐是常用的水处理剂。高铁酸钠(Na₂FeO₄)可用如下反应制备：
2FeSO₄+6Na₂O₂=2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
若生成2mol Na₂FeO₄，则反应中电子转移的物质的量为_______mol。
②高铁酸盐可将水体中的Mn²⁺氧化为MnO₂进行除去，若氧化含Mn²⁺ 1mg的水体样本，需要1.2mg·L^-1高铁酸钾_______ L。

4 . 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。
(1)研究表明CO₂和H₂在催化剂存在下可发生反应生成CH₃OH。已知部分反应的热化学方程式如下：
CH₃OH(g)+O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(1) ΔH₁=akJ·mol^-1
H₂(g)+O₂(g)=H₂O(1) ΔH₂=bkJ·mol^-1
H₂O(g)=H₂O(l) ΔH₃=ckJ·mol^-1
则CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)ΔH=__kJ·mol^-1。
(2)为研究CO₂与CO之间的转化，让一定量的CO₂与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)+CO₂(g)2CO(g)ΔH，反应达平衡后，测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)%)的影响如图所示。

回答下列问题：
①压强p₁、p₂、p₃的大小关系是__；K_a、K_b、K_c为a、b、c三点对应的平衡常数，则其大小关系是__。
②900℃、1.0MPa时，足量碳与amolCO₂反应达平衡后，CO₂的转化率为__(保留三位有效数字)，该反应的平衡常数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)。
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸，CO₂(g)+CH₄(g)CH₃COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250～300℃时，乙酸的生成速率降低的主要原因是__。

(4)以铅蓄电池为电源可将CO₂转化为乙烯，其原理如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为___。其中铅蓄电池的负极反应___。

5 . 甲醇是一种可再生能源，由CO₂制备甲醇可能涉及的反应如下：
反应I：CO₂(g)+3H₂=CH₃OH+H₂O(g)       ΔH₁=-49.58 kJ·mol^-1
反应II：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) ΔH₂
反应Ⅲ：CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)            ΔH₃=-90.77 kJ·mol^-1
回答下列问题：
(1)反应Ⅲ的ΔH₂=_______，若反应I、II、III平衡常数分别为K₁、K₂、K₃，则K₂=_______(用K₁、K₃表示)。
(2)反应II自发进行的条件是_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)。
(3)在一定条件下，2L恒容密闭容器中充入3molH₂和1.5molCO₂，仅发生反应I，实验测得不同反应温度与体系中CO₂的平衡转化率的关系，如表所示。

温度/℃	500	T
CO2的平衡转化率	60%	40%

①T_______500℃(填“＜”“>”或“=”)
②温度为500℃时，该反应10min时达到平衡，则用H₂表示的反应速率为_______，该温度下，反应I的平衡常数K₁=_______。
(4)某研究小组将一定量的H₂和CO₂充入恒温密闭容器中，加入合适的催化剂(发生反应I、II、III)，测得不同温度下体系达到平衡时，CO₂的转化率和CH₃OH的产率如图所示。

①该反应达到平衡后，为了同时提高反应速率和甲醇的产量，以下措施一定可行的是___(填标号)。
a.升高温度               b.缩小容器体积                      c.分离出甲醇                         d.增加CO₂浓度
②温度高于260℃时，随温度的升高甲醇产率下降的原因是_______。

6 . CO₂的回收利用对减少温室气体排放，改善人类生存环境具有重要意义。
(1)利用CO₂和CH₄重整可制合成气(主要成分为CO、H₂)，重整过程中部分反应的热化学方程式如下：
①CH₄(g)═C(s)+2H₂(g)△H=+75.0 kJ•mol^-1
②CO₂(g)+H₂(g)═CO(g)+H₂O(g)△H=+4l.0 kJ•mol^-1
③CO(g)+H₂(g)═C(s)+H₂O(g)△H=-131.0 kJ•mol^-1
则反应CO₂(g)+CH₄(g)=2CO(g)+2H₂(g)的 △H=___________ 。
(2)CO₂可经过催化氢化合成乙烯。反应的化学方程式为： 2CO₂(g)+6H₂(g) CH₂=CH₂(g)+aM(g) △H。 在2L密闭容器中充入2 molCO₂和n molH₂，在一定条件下发生反应，CO₂的转化率与温度、投料比X｛X=｝的关系如图所示：

①M的化学式为___________ ， a=___________ 。
②A、B两点对应的平衡常数：K_a___________K_b (填“>”“<”或“=”)
③当X=X₂时，C点处V_正___________ V_逆。(填“>”“<”或“=”)
④合成乙烯的反应能够自发进行的条件是___________。
⑤若X=2、T=300K，当反应进行到50 min时，CO₂的转化率为25%，则反应速率v(H₂)=___________。

7 . Deacon直接氧化法可将HCl转化为Cl₂，提高效益，减少污染，反应原理为：4HCl(g)+O₂(g)=2Cl₂(g)+2H₂O(g)。
(1)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl₂(s)=CuCl(s)+Cl₂(g)     ΔH₁=+83kJ·mol^-1
CuCl(s)+O₂(g)=CuO(s)+Cl₂(g) ΔH₂=-20kJ·mol^-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl₂(s)+H₂O(g)   ΔH₃=-121kJ·mol^-1
则上述总反应的热化学方程式为_______。
(2)在一刚性容器中，当进料浓度比c(HCl)：c(O₂)=4：1时，实验测得HCl平衡转化率随温度变化的α(HCl)-T曲线如图：

①一定温度下，下列选项表明该反应一定达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.HCl与O₂的物质的量之比不改变
B.HCl与Cl₂的物质的量之比不改变
C.容器内的压强不再改变
D.断裂n molH-Cl键的同时形成n molH-O键
E.混合气体的平均相对分子质量不变
②A、B两点的平衡常数K_A_______K_B(填“>”“<”或“=”)。在相同容器中若进料浓度比c(HCl)：c(O₂)=1：1时，所得α(HCl)-T曲线在曲线AB的_______方(填“上”或“下”)。
③温度不变时，进一步提高HCl的转化率的方法是_______(写出2种)。
(3)若在一定温度的刚性容器中投入原料比为c(HCl)：c(O₂)=1：1的反应混合物，起始时总压强为PkPa，测得反应过程中c(Cl₂)的数据如表：

t/min	0	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0
c(Cl2)/10-3mol·L-1	0	1.8	3.7	5.4	7.2	8.3

①2.0~6.0min内以HCl表示的反应速率为_______。
②若平衡时总压强为0.9PkPa，气体分压(p_分)=气体总压(p_总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作K_p)。该温度条件下，反应4HCl(g)+O₂(g)⇌2Cl₂(g)+2H₂O(g)的平衡常数K_p=_______kPa^-1(用含P的代数式表示)。

8 . 利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳等处理，可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.废水处理：
(1)科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案消除甲醇对水质造成的污染，主要包括电化学过程和化学过程，原理如下图所示，下列说法错误的是(        )

A．M为电源的正极，N为电源负极
B．电解过程中，需要不断的向溶液中补充Co^2＋
C．CH₃OH在溶液中发生6Co^3＋＋CH₃OH＋H₂O=6Co^2＋＋CO₂↑＋6H^＋
D．若外电路中转移1 mol电子，则产生的H₂在标准状况下的体积为11.2 L
Ⅱ.脱硝：
(2)H₂还原法消除氮氧化物
已知：N₂(g)＋2O₂(g)=2NO₂(g) ΔH=＋133 KJ/mol
H₂O(g)=H₂O(l) ΔH=-44 KJ/mol
H₂的燃烧热为285.8 KJ/mol，在催化剂存在下，H₂还原NO₂生成水蒸气和氮气的热化学方程式为___________。
(3)用NH₃催化还原法消除氮氧化物，发生反应4NH₃(g)＋6NO(g) 5N₂(g)＋6H₂O(l) ΔH<0，相同条件下，在2 L恒容密闭容器中，选用不同催化剂，产生N₂的量随时间变化如图所示：

①计算0~4min在A催化剂作用下，反应速率υ(NO)=___________mol/(L·min)。
②下列说法正确的是___________。
A．该反应的活化能大小顺序是：E_a(A)> E_a(B)> E_a(C)
B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数
C．单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已达到平衡
D．若反应在恒容绝热的密闭容器中进行，当K值不变时，说明已达到平衡
(4)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图：

①已知A、B两极生成CO₂和N₂的物质的量之比为5∶2，写出A极的电极反应式： _________。
②解释去除NH的原理___________。

9 . 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
③CH₃OH(g)=CH₃OH(l) ΔH=−38.19kJ/mol
写出表示甲醇CH₃OH(l)燃烧热的热化学方程式___________。
(2)甲醇可采用煤的气化、液化制取(CO+2H₂CH₃OH 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．33% B．30% C．25% D．20%
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“y”、“z”或“w”)。
(3)制甲醇的CO和H₂可用天然气来制取：。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___________0.(选填>、<或=，下同).当压强为p₂时，在y点：V_(正)___________V_(逆)。若p₂=1.2Mpa，则T℃时该反应的平衡常数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)。

(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[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，其中活化能最低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[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________。

10 . 天然气净化过程中产生有毒的，直接排放会污染空气，通过下列方法可以进行处理。
(1)工业上用克劳斯工艺处理含的尾气获得硫黄，流程如图：

反应炉中的反应： △H=-1035.6kJ∙mol^-1
催化转化器中的反应： △H=-92.8kJ∙mol^-1
克劳斯工艺中获得气态硫黄的总反应的热化学方程式：______。
(2)T∙F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示，下列说法正确的是______。

A．脱硫过程需要不断添加Fe₂(SO₄)₃溶液
B．i过程可导致环境pH减小
C．该脱硫过程的总反应为：2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O
D．该过程可以在高温下进行
(3)分解反应 △H＞0。在无催化剂及催化下，在反应器中不同温度时反应，间隔相同时间测定一次的转化率，其转化率与温度的关系如图所示：

①在约1100℃时，有无催化，其转化率几乎相等，是因为______。
②在压强p、温度T，催化条件下，将、按照物质的量比为1∶n混合，发生热分解反应，平衡产率为α。掺入能提高的平衡产率，解释说明该事实______，平衡常数K_p=______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)
(4)当废气中硫化氢浓度较低时常用纯碱溶液进行吸收，已知、的电离平衡常数如下表所示：

电离平衡常数

纯碱溶液吸收少量的离子方程式为______。