1 . 将煤气化转化成合成气，然后通过一碳化工路线合成各种油品和石化产品是一碳化工的极为重要的领域，具有广阔的前景，在未来相当一段时期将成为一碳化工的主要领域。
除去水蒸气后的水煤气含55～59%的H₂，15～18%的CO，11～13%的CO₂，少量的H₂S、CH₄，除去H₂S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH₄转化成CO，得到CO、CO₂和H₂的混合气体，是理想的合成甲醇原料气，即可进行甲醇合成。
   
（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H₂O（g）CO（g）+H₂（g），此反应是吸热反应。
① 此反应的化学平衡常数表达式为____________________；
②下列能增大碳的转化率的措施是____________________；

A．加入C（s）

B．加入H2O（g）

C．升高温度

D．增大压强

（2）将CH₄转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：CH₄ (g)+3/2O₂ (g)CO (g)+2H₂O (g) △H=－519kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）
① X在T₁℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；
② Y在T₂℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×10⁵倍；
③ Z在T₃℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×10⁶倍；
已知：T₁＞T₂＞T₃，根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________（填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是_____________________________；
（3）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应如下：2H₂(g) + CO(g)CH₃OH(g)；ΔH ＝－90.8kJ·mol^－1，T₄℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H2	CO	CH3OH
浓度/（mol·L－1）	0.2	0.1	0.4

① 比较此时正、逆反应速率的大小：υ_正________υ_逆（填“>”、“<”或“＝”)。
② 若加入CO、H₂后，在T₅℃反应10min达到平衡，c(H₂)＝0.4 mol·L^－1，则该时间内反应速率υ(CH₃OH) ＝______________mol^－1·(Lmin)^－1。
（4）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是___________________________。

3 . 当今中国积极推进绿色低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发CO₂利用技术，降低空气中CO₂含量成为研究热点。工业上常用CO₂和H₂为原料合成甲醇(CH₃OH)，过程中发生如下两个反应：
反应I：
反应II：
(1)①一定条件下，一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为：           △H =___________ kJ·mol^-1。
②若反应II逆反应活化能E_a(逆)为120 kJ·mol^-1，则该反应的E_a(正)活化能为___________ kJ·mol^-1。
(2)有研究表明，用可控Cu/Cu₂O界面材料作催化剂可以提高CO₂还原合成甲醇的选择性。将6.0 mol CO₂和8.0 mol H₂充入一体积为2L的恒温密闭容器中，发生反应3H₂(g) + CO₂(g) CH₃OH(g) + H₂O(g) △H＜ 0。测得起始压强为70MPa，H₂的物质的量随时间的变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。

①图中虚线A、B为改变某一条件时的变化，与实线相比，虚线A改变的条件可能是___________，虚线B改变的条件可能是___________。
②该反应在0—4min内H₂O的平均反应速率为___________(保留2位有效数字)。
③计算该条件下(实线)的K_p为___________MPa^-2 (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)；
(3)中科院福建物质结构研究所基于CO₂和甲酸(HCOOH)的相互转化设计并实现了一种可逆的水系金属二氧化碳电池，结构如图所示。该装置充电时，阳极的电极反应式为______。

4 . “Cl化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO₂、CH₄、CH₃OH等)为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。中科院天津工生所利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一(C1)化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物，最后通过生物途径优化，将碳三化合物聚合成碳六(C6)化合物，再进一步合成直链和支链淀粉(Cn化合物)。在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。
(1)科学家成功研制出一种新型催化剂，能将CO₂转变为甲烷。在常压、300℃条件下，CO₂与H₂按体积之比1∶4反应，CO₂转化率可达90%。一定条件下，某兴趣小组在容积为V L的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。
①该反应的平衡常数表达式为___________。
②由如图可知该反应的△H___________0(填“>”、“<”或“=”)；300℃时，从反应开始到达平衡，以H₂的浓度变化表示的化学反应速率是___________(用、、V表示)。

(2)已知，，控制一定条件，该反应能自发进行，则___________0(填“＞”，“＜”或“＝”)。在一定温度下，向一容积可变的容器中充入、，的转化率与反应时间的关系如图所示。在t时加压，若t₁时容器容积为1000 mL，则t₂时容器容积为___________mL。

(3)利用回收的制取甲醛的反应为
①为提高上述反应中H₂的平衡转化率，可以采取的措施有___________、___________(任写两条)。
②实验室在2 L恒容密闭容器中模拟上述合成HCHO的实验。时将的和混合气体充入容器中，每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示：

时间/min	0	10	20	30	40	50	60
压强/kPa	1.08	0.96	0.88	0.82	0.80	0.80	0.80

已知：，即用B物质的分压变化表示时间内反应的平均反应速率。0~10min内该反应的平均反应速率为___________。10min时，CO₂的转化率为___________(保留小数点后一位)。

5 . 将煤气化转化成合成气，然后通过一碳化工路线合成各种油品和石化产品是一碳化工的极为重要的领域，具有广阔的前景，在未来相当一段时期将成为一碳化工的主要领域。除去水蒸气后的水煤气含55～59%的H₂，15～18%的CO，11～13%的CO₂，少量的H₂S、CH₄，除去H₂S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH₄转化成CO，得到CO、CO₂和H₂的混合气体，是理想的合成甲醇原料气，即可进行甲醇合成。

（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H₂O（g） CO（g）+H₂（g），此反应是吸热反应。
①此反应的化学平衡常数表达式为__________；
②下列能增大碳的转化率的措施是________；(填字母代号)
A．加入C（s）       B．加入H₂O（g）       C．升高温度       D．增大压强
（2）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应如下： 2H₂(g) + CO(g)CH₃OH(g) ΔH ＝－90.8kJ·mol^－1，T₄℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H2	CO	CH3OH
浓度/（mol·L－1）	0.2	0.1	0.4

①比较此时正、逆反应速率的大小：v_正________v_逆（填“＞”、“＜”或“＝”)。
②若加入CO、H₂后，在T₅℃反应10min达到平衡，c(H₂)＝0.4 mol·L^－1，则该时间内反应速率v(CH₃OH) ＝__________mol/(L•min)。
（3）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是__________。

6 . 能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，研究甲醇具有重要意义。
(1)用CO合成甲醇的反应为：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) △H。在恒容的密闭容器中充入一定量的CO和H₂，实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图所示。

则T₁___________T₂(填﹤、﹥或=)；该正反应的△H___________0(填“＜”、“＞”或“=”)；
(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知：
①CH₄(g)＋H₂O(g) =CO(g)＋3H₂(g) ΔH₁=a kJ/mol
②CH₄(g)＋CO₂(g) =2CO(g)＋2H₂(g) ΔH₂=b kJ/mol
③CH₄(g)+2H₂O(g)=CO₂(g)+4H₂(g) △H₃
则反应③的△H₃= ___________ kJ/mol
(3)用CO₂合成甲醇的反应原理为：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H﹤0；     
在1L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3 molH₂，在500℃下发生反应，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①反应进行到4 min 时，v(正)___________(填“＞”“＜”或“=”)v(逆)；0～4 min，CO₂的平均反应速率v(CO₂)=___________mol·L^-1·min^-1；该温度下平衡常数为___________。
②下列能同时提高反应速率和H₂转化率的措施是___________。
A．加入催化剂          B．增大H₂的浓度                 C．升高温度     
D．分离出生成物       E．恒温恒容下，充入氦气 F．恒温下，减小容器容积
③下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A．v_正(CH₃OH)=3v_逆(H₂)
B．CO₂、H₂、CH₃OH和H₂O浓度之比为1： 3 ：1： 1
C．混合气体的摩尔质量不再变化
D．恒温恒容下，气体的密度不再变化
E．恒温恒容下，压强不再变化。
(4)利用甲醇燃料电池设计如下图所示的装置。

该装置中 Pt 极为___________极；写出a极的电极反应式___________。

7 . 甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。

⑴①将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入容积100L的反应室，一定条件下发生反应：CH₄(g) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + 3H₂(g)
Ⅰ，CH₄的转化率与温度、压强的关系如图。已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H₂表示的平均反应速率为：_____________；
②图中的压强P₁_________P₂(填“大于”、“小于”或“等于”)，100℃时的平衡常数为：_______；
③在其它条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑵在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g) + 2H₂(g) ⇌ CH₃OH(g)
Ⅱ。①若容器容积不变，下列措施可提高甲醇产率的是：________________；
A．升高温度                                          B．将CH₃OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大             D．加入更高效的催化剂
②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中，请帮他完成该表。

实验编号	T(℃)	n (CO)/n(H2)	P(MPa)
A	150	1/3	0.1
B	Ⅰ	Ⅱ	5
C	350	1/3	Ⅲ

表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为：__________、____________、____________。

8 . I.磷酸氯喹是治疗新型肺炎的潜力药。磷酸是合成该药的初级原料之一，沸点高，难挥发。化学兴趣小组设计了合成磷酸的流程如图。

回答下列问题：
(1)将一定量的红磷与氯气置于容积为2L的恒温恒容(温度，体积均不变)反应器中制取A，各物质的物质的量与时间关系如图

①该反应的化学方程式为_______(A用化学式表示)
②前10s的平均反应速率v(Cl₂)=_______
(2)将A加入热水中，生成两种酸。一种为磷酸，反应过程各元素化合价不变。
③A与热水反应的化学方程式为_______
II.(1)将反应Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+CuCl₂设计成原电池，完成该原电池的装置示意图，并作相应标注(标明正负极材料及电解质溶液的名称，电子移动方向、离子移动方向)__________________。
(2)该装置中负极的电极方程式为_______。
(3)若在反应过程中电极减轻3.2g，则在导线中通过电子_______mol。

9 . 甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH₄和H₂O为原料，通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入反应室(容积为100 L)，在一定条件下发生反应：
CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)……Ⅰ。CH₄ 的转化率与温度、压强的关系如图。

①已知100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H₂表示的平均反应速率为_______。
②图中的p₁________p₂(填“<”“>”或“＝”)。
③该反应的ΔH________0(填“<”“>”或“＝”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下，a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：
CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)　ΔH<0……Ⅱ。
①若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是________。
A．升高温度
B．将CH₃OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1 mol CO和3 mol H₂
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号	T(℃)	n(CO)/n(H2)	p(MPa)
1	150	1/3	0.1
2	a	1/3	5
3	350	b	5

A.则上表中剩余的实验条件数据：a＝________，b＝________。
B．根据反应Ⅱ的特点，如图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强p_x＝________MPa。

(3)以甲醇作为燃料制成的燃料电池结构示意图如图所示。

关于该电池的叙述正确的是________。
A．当电池反应消耗了1 mol甲醇时，溶液中转移了12N_A个e^－
B．电池的负极反应为CH₃OH＋H₂O－6e^－===CO₂↑＋6H^＋
C．放电过程中，H^＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO₂气体22.4/3 L

10 . 甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH₄和H₂O为原料，通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：
CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ
CH₄的转化率与温度、压强的关系如右图。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H₂表示的平均反应速率为_______。
②图中的P₁____P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数为______ 。
③该反应的△H____0(填“<”、“>”或“=”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)；△H<0……Ⅱ。
④若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_____。
A．升高温度
B．将CH₃OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1mol CO和3mol H₂
⑤为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号	T(℃)	n(CO)/n(H2)	P(MPa)
1	150	1/3	0.1
2	a	1/3	5
3	350	b	5

A．则上表中剩余的实验条件数据:a=________ b=_______
B．根据反应Ⅱ的特点，右上图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强Px=_________MPa。