1 . 二甲醚()作为一种重要的化工原料和环保产品，在化工和医药行业中被广泛用作甲基化剂、气雾剂、制冷剂和各种有机合成原料。回答下列问题：
(1)合成气(CO、)一步合成二甲醚的反应为：   
已知：

化学键	H—H	H—O	C—H	C—O	C=O
键能()	436	463	413	343	1076

①根据上述数据计算______。
②在容器为恒温恒压时，充入2molCO和4mol，达到平衡时的转化率为50%，该反应的平衡常数______(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。
(2)有研究者在催化剂(含Cu—Zn—Al—O和)、压强为5.0MPa的条件下，由和CO直接制备二甲醚，结果如图1所示。260℃或270℃时，产率与CO转化率相差较大，合理的解释是______。图中最高产率对应的温度为290℃，低于290℃时，二甲醚的产率______(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是______。

(3)若用二甲醚-燃料电池作为电源，利用电解法制备纳米，其装置如图2所示。装置中D电极应连接二甲醚燃料电池中通______(“”或“”)的一极，该电解池中离子交换膜为______离子交换膜(填“阴”或阳)。该电解池的阳极反应式为______。

2 . 氨在国民经济中占有重要地位。
(1)合成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH₃，放出92.2kJ热量。
①工业合成氨的热化学方程式是___________。
②若起始时向容器内放入2 mol N₂和6 mol H₂，达平衡时放出的热量为Q，则Q(填“＞”“＜”或“=”)___________184.4kJ。
③已知：

1 mol N-H键断裂吸收的能量等于___________kJ。
④理论上，为了增大平衡时H₂的转化率，可采取的措施是___________(填序号)。
a． 增大压强             b． 使用合适的催化剂
c． 升高温度             d． 及时分离出产物中的NH₃
(2)原料气H₂可通过反应CH₄(g)＋H₂O(g) CO(g)＋3H₂(g)获取，已知该反应中，当初始混合气中的恒定时，温度、压强对平衡混合气中CH₄含量的影响如下图所示：

上图中两条曲线表示的压强的关系是：p₁___________p₂(填“＞”“=”或“＜”)。
(3)原料气H₂还可通过反应CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)获取。
①T℃时，向容积固定为5L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol•L^-1，则该温度下反应的平衡常数K为___________。
②保持温度仍为T℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是___________(填序号)。
a． 混合气体的平均相对分子质量不随时间改变
b． 混合气体的密度不随时间改变
c． 单位时间内生成a mol CO₂的同时消耗a mol H₂
d． 混合气中n(CO)：n(H₂O)：n(CO₂)：n(H₂)=1：16：6：6
(4)工业上以NH₃和CO₂为原料合成尿素[CO(NH₂)₂］，反应的化学方程式为2NH₃(g)＋CO₂(g) CO(NH₂)₂(1)＋H₂O(1)，该反应的平衡常数和温度关系如下：

T/℃	165	175	185	195
K	111.9	74.1	50.6	34.8

①焓变△H(填“＞”“＜”或“=”)___________0。
②在一定温度和压强下，若原料气中的NH₃和CO₂的物质的量之比(氨碳比) =x，下图是氨碳比(x)与CO₂平衡转化率(：％)的关系。下图中的B点处，NH₃的平衡转化率为___________。

3 . CO₂是主要的温室气体，以CO₂和H₂为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向，回答下列问题：
(1)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：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₁=—51kJ·mol^-1
反应II：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.17kJ·mol^-1
①已知：键能指断开1mol气态键所吸收的能量或形成1mol气态键所释放的能量。几种化学键的键能如下表所示：

化学键	C-H	C-O	H-O(H2O中)	H-O(CH3OH中)	H-H	C=O
键能/kJ· mol-1	406	351	462.5	465	436	a

则a=___________kJ·mol^-1；
②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为124kJ·mol^-1，则该反应的Ea(正)活化能为___________kJ· mol^-1。
(2)向2L容器中充入1molCO₂和2molH₂，若只发生反应I，测得反应在不同压强、不同温度下，平衡混合物中CH₃OH体积分数如图1所示，测得反应时逆反应速率与容器中c(CH₃OH)关系如图II所示：

①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序排列为___________，图I中C点CO₂的转化率为___________。
②图II中当x点平衡体系升高至某一温度时，反应可重新达平衡状态，新平衡点可能是___________。
(3)若反应IIICO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)的正、逆反应速率分别可表示为v_正=k_正c(CO)·c(H₂O)、v_逆=k_逆c(CO₂)·c(H₂)，k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度。则下图(pk=-lgk：T表示温度)所示①、②、③、④四条斜线中，能表示以pk_正随T变化关系的是斜线___________，能表示pk_逆随T变化关系的是斜线___________，图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a+3、a+1、a-1、a-3，则温度T₁时化学平衡常数K=___________mol^-1·L。

4 . 冬季是雾霾天气高发的季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g)
①在一定条件下，在一个容积固定为 2L的密闭容器中充入 0.8molNO和1.20mol CO，开始反应至 3min时测得 CO 的转化率为20%，则用 N₂表示的平均反应速率为 v(N₂)=_______。
②对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强 (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)，则该反应平衡常数的表达式K_p=_______。
③在某一绝热，恒容的密闭容器中充入一定量的NO、CO 发生上述反应，测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示(已知 t₂~t₁=t₃~t₂)。则下列说法不正确的是_______。(填编号)

A.反应在 c 点未达到平衡状态        B.反应速率 a 点小于 b 点
C.反应物浓度 a 点大于 b 点            D.NO 的转化率 t₁~t₂=t₂~t₃
(2)使用甲醇汽油能减少汽车尾气对环境的污染，某化工厂用水煤气为原料合成甲醇，恒温条件下，在 体积可变的密闭容器中发生反应：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，到达平衡时，测得 CO、H₂、 CH₃OH 分别为 1mol 、1mol 、1mol，容器的体积为 3L，现往容器中继续通入 3molCO ，此时v(正)_______v(逆)(填‘‘>”、“<’’或“=”)。
(3)二甲醚也是清洁能源，用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为：2CO(g)+4H₂(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)
已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图：

①a、b、c 按从大到小的顺序排序为_______ 。
②某温度下，将 2.0molCO(g)和 4.0mol H₂(g)充入容积为 2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH₃OCH₃(g)的物质的量分数变化情况如图所示，关于温度和压强的 关系判断正确的是_______ ；

A.p₃>p₂，T₃>T₂ B.p₂>p₃，T₁>T₃ C.p₃>p₄，T₄>T₂ D.p₁>p₄，T₂>T₃
③在恒容密闭容器里按体积比为1∶2 充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应 的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是_______ 。
A.正反应速率先增大后减小     B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数 K 值增大          D.反应物的体积百分含量增大
E.混合气体的密度减小                  F.氢气的转化率减小

5 . 一碳化学的研究对象是分子中只含一个碳原子的化合物，如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等。在以石油、天然气为基本原料的化学工业里，甲烷是一碳化学的起点。在以煤炭为基本原料的化学工业里，一氧化碳是一碳化学的出发点。一碳化学研究是从这两种原料出发，生产其他化工原料和产品的方法。请回答下列问题：
(1)已知：氧气中O=O键的键能为497 kJ·mol^-1，二氧化碳中C=O键的键能为745 kJ·mol^-1。
①2CO(g) +O₂(g)=2CO₂(g) ΔH₁=-566 kJ·mol^-1
②H₂O(g) +CO(g)=H₂(g) +CO₂(g) ΔH₂
③2CH₃OH(g)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g) ΔH₃=-1320 kJ·mol^-1
④CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) ΔH₄=-107 kJ·mol^-1
则使1molCO(g)完全分解成原子所需要的能量至少为___________kJ，ΔH₂=___________kJ·mol^-1。
(2)一定条件下，将n(CO):n(H₂)=1:2的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中，发生反应CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)。
①则下列叙述能说明反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
A．混合气体的密度不再随时间的变化而变化
B．混合气体的平均摩尔质量不再随时间的变化而变化
C．CO、H₂的物质的量浓度之比为1:2，且不再随时间的变化而变化
D．若将容器改为绝热恒容容器，体系温度不随时间变化而变化
②下列措施既能提高H₂的转化率又能加快反应速率的是___________ (填标号)。
A．升高温度                  B．使用高效催化剂            C．再通入一定量的CO
(3)通常合成甲醇的主要反应为CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)， 在容积为1 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO和2 mol H₂，平衡时测得混合气体中CH₃OH的物质的量分数[φ(CH₃OH)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。

①温度为T_l和T₂时对应的平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁___________(填“>”、“<”或“=”)K₂；温度为T₁、压强为p₁ kPa时，CH₃OH的平衡产率为___________(保留四位有效数字)，该反应的平衡常数K=___________。
②若在温度为T₁、压强为p₁ kPa的条件下向上述容器中加入1 mol CO、2 mol H₂、1 mol CH₃OH，则反应开始时v_正(CO) ___________ (填“>”、“<”、 “=”或“无法确定”)v_逆(CO)。
(4)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧中产生的温室气体CO₂，其产物之一是NH₄HCO_3.已知常温下碳酸的电离常数K_a1=4.4 ×10^-7、K_a2=4.7 ×10^-11，NH₃·H₂O的电离常数K_b=1.8 × 10^-5，则所得的NH₄HCO₃溶液中c(NH)___________(填“>”、“<”或“=”)c(HCO)。

6 . CO₂ 和CH₄是常见的化合物，同时也是常用的化工原料。
Ⅰ．以CO₂与NH₃为原料可以合成尿素[CO(NH₂)₂]。合成尿素的反应为2NH₃(g) + CO₂(g) CO(NH₂)₂(s) + H₂O(g)。
（1）在不同温度及不同y值下合成尿素，达到平衡时，氨气转化率变化情况如图所示。
①该反应的ΔH_____0（填“>” 或、“<” ），该反应自发进行的条件是_______________ (填“低温”“高温”或“任意温度”） 若y表示反应开始时的氨碳比[]，则y₁________y₂。（填“>”、“<”或“=”）；

（2）t℃时，若向容积固定的密闭容器中加入一定量的 NH₃和CO₂合成尿素，下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是________ (填字母)。
a．混合气体的平均相对分子质量保持不变
b．CO₂和NH₃的体积分数保持不变
c．CO₂和NH₃的转化率相等
d．混合气体的密度保持不变
e．1molCO₂生成的同时有 2molN—H键断裂
II．工业上用CH₄与水蒸气在一定条件下制取H₂，：CH₄(g) + H₂O(g) CO(g) + 3H₂(g) ΔH = + 203 kJ•mol^－1
①该反应逆反应速率表达式为：v_逆=k•c(CO) •c³(H₂)，k 为速率常数，在某温度下测得实验数据如表：

CO浓度(mol•L－1)	H2浓度(mol•L－1)	逆反应速率(mol•L－1•min－1)
0.05	c1	4.8
c2	c1	19.2
c2	0.1	8.1

由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数k为____L³•mol^－3•min^－1。
②某温度下，在体积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH₄和水蒸气，发生上述反应，5分钟时达到平衡，此时H₂的体积分数为60%，则在5分钟内用CH₄浓度变化表示的平均反应速率v(CH₄)=________；该温度下该反应的平衡常数K=________。平衡后再向容器中加入1 mol CH₄和1 mol CO，平衡_______移动（填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不”）。
III．在常温下，将0.02mol CO₂通入200mL 0.15mol/L的NaOH溶液中，充分反应后下列关系式中正确的是_____________________   
A．c(Na⁺)>c(HCO₃^-)> c(CO₃^2-)>c(OH^-)>c(H⁺)
B．3c (Na⁺)=2[c(CO₃^2-)+ c(HCO₃^-)+ c(H₂CO₃)]
C．c (Na⁺)+c(H⁺)=c(HCO₃^-)+ c(CO₃^2-)+c(OH^-)
D．c(HCO₃^-)+ 3c(H₂CO₃)+2c(H⁺)= c(CO₃^2-)+2c(OH^-)

7 . 二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO₂的热点研究领域。回答下列问题：
(1)CO₂催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C₂H₄)∶n(H₂O)=__________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C₂H₄)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO₂)∶n(H₂)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。

图中，表示C₂H₄、CO₂变化的曲线分别是______、______。CO₂催化加氢合成C₂H₄反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数K_p=_________(MPa)⁻³(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C₃H₆、C₃H₈、C₄H₈等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。

8 . CH₄、CO₂和碳酸都是碳的重要化合物，实现碳及其化合物的相互转化，对开发新能源和降低碳排放意义重大。
(1)已知：①CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g) △H₁＝+206.1kJ·mol^-1
②2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(l) △H₂＝-128.3kJ·mol^-1
③2H₂(g)＋O₂(g)＝2H₂O(g) △H₃＝-483.6kJ·mol^-1
写出由甲烷和氧气合成液态甲醇的热化学方程式：_____________________。
(2)若利用反应①来制备氢气。为了探究温度、压强对反应①的影响，设计以下三组对比实验(温度为400℃或500℃，压强为101kPa或404kPa)。

实验序号	温度/℃	压强/kPa	CH4初始浓度/ mol·L-1	H2O初始浓度/ mol·L-1
1	400	101	3.0	7.0
2	T	101	3.0	7.0
3	400	P	3.0	7.0

Ⅰ、实验1、实验2和实验3比较，反应开始时正反应速率最快的是_________；平衡时CH₄的转化率最小的是_________。
Ⅱ、实验2和实验3相比，其平衡常数关系：K₂______K₃(填“＞”、“＜”或“=”)。
(3)科学家提出由CO₂制取碳(C)的太阳能工艺如图1所示．

①“重整系统”发生的反应中n(FeO)∶n(CO₂)＝6∶1，则Fe_xO_y的化学式为______；
②“热分解系统”中每分解l mol Fe_xO_y，同时生成标准状况下气体体积为_______。
(4)pC类似pH，是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。如某溶液中溶质的浓度为1×10^-2mol·L^-1，则该溶液中溶质的pC＝-lg(1×10^-2)＝2。上图2为25℃时H₂CO₃溶液的pC-pH图。请回答下列问题：
①在0＜pH＜4时，H₂CO₃溶液中主要存在的离子是___________；
②在8＜pH＜10时，溶液中HCO的pC值不随着pH增大而减小的原因是____；
③求H₂CO₃一级电离平衡常数的数值K_a1＝ _______________。