1 . 合成气(CO、H₂)可由煤、天然气和生物质等非石油路线获得，由合成气制取甲醇是科研工作者的研究热点。回答下列问题：
(1)已知：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)△H=-49kJ·mol^-1
CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)△H₂=+41kJ·mol^-1
则CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)△H₃=___。
(2)在一恒温恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)，下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是___(填字母)。
A.体系的压强保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.2v(H₂)_正=v(CH₃OH)_逆
D.CH₃OH的浓度保持不变
(3)在一定条件下，在容积恒定为VL的密闭容器中充入1molCO与2molH₂在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。CO转化率与温度、压强的关系如图所示：

①由图可知p₁___(填“>”“<”或“=”)p₂。
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为K_b、K_c、K_d，从大到小的顺序为___。
③比较体系中气体平均摩尔质量：M(b)___(填“>”“<”或“=”)M(d)。
④下列措施中能够同时满足增大正反应速率和提高CO转化率的是___ (填字母)。
A.使用高效催化剂
B.降低反应温度
C.再充入2molCO与4molH₂
D.不断将甲醇从体系混合物中分离出来

2 . 氢能和液态甲醇(CH₃OH)的应用是新时代背景下发展绿色能源的重要路线之一。回答下列问题：
(1)一种催化电解法制取甲醇的原理如图所示：

装置工作时，H^＋向_______(填“阴”或“阳”)极迁移，PdZnCu极上发生的电极反应式为_______。
(2)CO₂与H₂合成甲醇主要包括的反应如下(不考虑其他反应)：
I.CO₂(g)＋3H₂(g)⇌CH₃OH(g)＋H₂O(g)   △H₁
II.CO₂(g)＋H₂(g)⇌CO(g)＋H₂O(g)   △H₂>0
①CO₂和H₂在某催化剂表面上合成甲醇(反应I)的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

反应I的△H₁_______0(填“>”或“<”)；该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为_______。
②下列有利于提高CH₃OH的平衡产率的是_______(填字母)。
A.高温低压        B.低温高压        C.高温高压        D.低温低压
③起始时n(CO₂)：n(H₂)=1：10，维持恒压36 MPa时，甲醇的选择性(生成甲醇所用的含碳反应物的物质的量与总消耗的含碳反应物的物质的量的比值)、CO₂的转化率、CO的选择性(生成CO所用的含碳反应物的物质的量与总消耗的含碳反应物的物质的量的比值)随温度(T)变化如图所示：

温度高于260℃时，随温度升高，CO的选择性增大的主要原因是_______；T℃时，CO₂的转化率为α，CH₃OH的选择性为S，CO的分压p(CO)=_______MPa。

3 . 含氮化合物对工业生产有多种影响，化学工作者设计了如下再利用的方案：
(1)以和为原料合成化肥-尿素，两步反应的能量变化如图：

①已知第二步反应决定了生产尿素的快慢，可推测___________(填“>”“<”或“=”)。
②该反应达到化学平衡后，下列措施能提高转化率的是___________。
A．选用更有效的催化剂       B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度       D．缩小容器的体积
(2)氨的催化氧化过程可发生以下两种反应，该过程易受催化剂选择性影响。
Ⅰ：；
Ⅱ：；
在容积固定的密闭容器中充入和，一定时间段内，在催化剂作用下发生上述反应。生成物和的物质的量随温度的变化曲线如图。

①当温度处于400℃～840℃时，的物质的量减少，的物质的量增加，其原因是___________。
②840℃时，反应以反应Ⅰ为主，则的转化率为___________。(保留小数点后2位，下同)；
若520℃时起始压强为，恒温下反应Ⅱ的平衡常数___________(为以分压表示的平衡常数)
(3)肼-空气燃料电池是一种新型环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20％～30％的溶液。肼-空气燃料电池放电时，负极的电极反应式：___________。假设使用肼-空气燃枓电池电解精炼铜(已知铜的摩尔质量为)，阴极质量变化为，则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气___________L(假设空气中氧气体积分数为20％)。

4 . 研究、的转化既可减少碳排放，又可获得许多实用的含碳物质。回答下列问题：
(1)以、为原料，在铜基催化剂作用下可合成甲醇，反应如下(不考虑副反应)：
反应在恒容密闭容器中进行。反应时间一定，甲醇的产率随温度的变化如图所示(不考虑此过程中催化剂活性的变化)。

甲醇产率随温度升高先增大后减小的原因是___________。
(2)以、为原料在一定条件下也可合成甲醇，发生的反应如下：
主反应：
副反应：
一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中投入和从发生上述反应，平衡时容器内的物质的量为，C的物质的量为。则主反应的平衡常数___________。
(3)我国科学家设计熔盐捕获与转化装置如图所示：

①d极的电极反应式为___________。
②若电源使用铅蓄电池，当电路中转移电子时，电极的质量理论上增加了___________g。
(4)水煤气变换是重要的化工过程，反应为：。已知该反应的平衡常数K与热力学温度T的关系为(m、n均为正数)。
①水煤气变换是___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②热力学温度为时，在恒温密闭容器中将等物质的量的和混合，选择适当的催化剂进行反应。平衡时体系中的物质的量分数为，则___________(填标号)。
A．B．C．

5 . “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)。

6 . 甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH₄和H₂O(g)为原料，通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。请回答下列问题：
(1)将1.0molCH₄和2.0molH₂O(g)通入反应室(容积为100L)中，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所示。

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℃时的平衡常数为__。
③该反应的△H__0，△S_0(填“＜”、“＞”或“=”)。
(2)在压强为0.1MPa条件下，amolCO与3amolH₂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)
①若容器的容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是__(填序号)。
A.升高温度
B.将CH₃OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He，使体系的总压强增大
D.再充入amolCO和3amolH₂
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了下面的实验设计表中。

实验编号	T(℃)		ρ(MPa)
1	150		0.1
2	n		5
3	350	m	5

a.表中剩余的实验数据：n=__，m=__。
b.根据反应Ⅱ的特点，如图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线，请指明图2中的压强p_x=__MPa。

9 . I．近年来，碳中和、碳达峰成为热点。以(₂₂为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。涉及的反应有
I． CO₂(g)+4H₂(g)⇌CH₄(g)+2H₂O(g)   ∆H₁<0
Ⅱ． CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)   ∆H₂<0
Ⅲ． CH₄(g)+CO₂(g)⇌2CO(g)+2H₂(g)   ∆H₃>0
(1)关于反应I，下列描述正确的是_______(填字母序号)。

A．恒容下达平衡状态时，再充入少量氦气，正逆反应速率不变

B．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态

C．当反应达平衡状态时，

D．恒温下缩小容器体积，反应物的活化分子百分数增大

(2)若某反应的平衡常数表达式为根据反应Ⅰ-Ⅲ，请写出此反应的热化学方程式：_______。
(3)工业中，对于反应I，通常同时存在副反应IV在一定条件下，在合成塔中充入一定量₂和₂。不同压强时，₂的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。

①图a中，相同温度下，压强越大，₂的平衡转化率越大，其原因是_______。
②由图b可知，△H₄_______0(填“>”、“<”或“=”)。
(4)在一定条件下(温度为往恒容密闭容器中充入₂和₂，发生反应I，初始压强为P₀，5min达到平衡，压强为(则₂的平衡转化率为_______。
II．近年，科学家发现，可用光电化学法将(₂还原为有机物实现碳资源的再生利用，其装置如左图所示，其他条件一定时，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示：

其中，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
(5)当电解电压为ulV时，阴极生成HCHO的电极反应式为_______。
(6)当电解电压为u2V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3：2，则图中生成HCHO的法拉第效率为_______。

10 . 丙烯腈（）是一种重要的化工原料，广泛应用于三大有机合成材料的生产中。
以3—羟基丙酸乙酯（）为原料合成丙烯腈的主要反应如下：
I．∆H₁>0Ⅱ．∆H₂>0
(1)

化学键	C-O	C-C	C=C	C-H	O-H	C=O
键能(kJ·mol-1)	351	348	615	413	463	745

据此计算∆H₁=___________。
(2)在盛有催化剂TiO₂、压强为100kPa的恒压密闭容器中按体积比2：15充入(g)
和NH₃(g)发生反应，通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图1所示(例如的物质的量分数w%=)

①随着温度的升高，(g)的平衡体积分数先增大后减小的原因为___________。
②科学家通过DFT计算得出反应Ⅱ的机理如图2所示，其中第二步反应为（g）+H₂O(g)，则第一步反应的化学方程式为___________；实验过程中未检测到的原因可能为___________。

③A点对应反应Ⅱ的标准平衡常数K_p=___________(保留两位有效数字)。[其表达式为用相对分压代替浓度平衡常数表达式中的浓度，气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p₀(p₀=100kPa)]
④实际生产中若充入一定量N₂(不参与反应)，可提高丙烯腈的平衡产率，原因为___________。