1 . 天然气是一种重要的化工原料，现代工业中常用天然气生产氢气、一氧化碳、甲醇等高附加值化学品，或是将其用于燃料电池。
(1)用天然气作原料制取氢气和一氧化碳的主要反应如下：
I．　
Ⅱ．　
Ⅲ．　
①反应Ⅱ在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下为自发反应，反应Ⅲ的反应热___________。
②已知反应I的正、逆反应活化能分别为，反应Ⅱ的正、逆反应活化能分别为，则___________(填“>”、“<”或“=”)。
③在一定条件下，向恒容密闭容器中通入1mol和2mol，若只发生反应Ⅲ，则下列现象可以说明反应Ⅲ达到平衡的是___________(填序号)。
A．
B．气体平均相对分子质量不再改变
C．气体密度不再改变
D．与的物质的量之比不再改变
④一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1mol和1mol，发生反应I、Ⅱ、Ⅲ，达到平衡时，容器中和的物质的量均为0.2mol，此时CO的浓度为___________，反应Ⅲ的平衡常数为___________。
(2)设计以天然气为燃料的电池，可以提高能源利用率。某燃料电池装置如图所示，A、B为多孔性碳棒。向该电池中持续通入，时刻，已消耗的体积为67.2L(标准状况下)，继续通入，此时负极的电极反应式为___________；若向时刻的溶液中加入___________molKOH并将溶液混匀，可使溶液中只含有一种溶质。
   

3 . 二氧化碳的排放受到环境和能源领域的关注，其综合利用是研究的重要课题。
I.第19届亚洲运动会使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内零碳排放。
(1)已知：反应①：   
反应②：
反应③：△H₃。
△H₃=__________kJ·mol^-1，下列叙述中能说明反应③达到平衡状态的是________（填字母）。
A.断裂3molC-H的同时生成1molC=O
B.恒容条件下，体系压强不再变化
C.恒容条件下，气体的密度不再变化
D.v_正（CO₂）= v_正（H₂O）
(2)压强为0.1MPa时，在密闭容器中按n（CO₂）：n（H₂）=1:3投料，通过反应③合成甲醇，还发生副反应，得CO₂的平衡转化率如图所示。

①温度高于570℃后，CO₂平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______________。
②图中M点CO₂的平衡转化率为60%，若CH₃OH的选择性为（转化的CO₂中生成CH₃OH的百分比，则该温度下容器中H₂O（g）的平衡分压为_______________MPa。
Ⅱ.以甲醇和二氧化碳为原料，利用活性催化电极电解制备甲酸（甲酸盐）的原理如图。

(3)该装置中电子流动方向是_______________：_____→_____，_____→_____。（用“A”“B”“a”“b”表示）
(4)电解过程中阴极的电极反应式为_______________。
(5)若有1molH⁺通过质子交换膜时，装置内生成HCOOˉ和HCOOH的物质的量的差为_______________mol。

4 . 氢能是一种绿色能源，氢能产业是我国战略性新兴产业的重点发展方向。
(1)甲烷和水蒸气催化制氢气主要反应如下：
I.CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)        ΔH₁=+206.2kJ/mol
II.CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)        ΔH₂
已知：几种共价键的键能如下表。

共价键	CO	O-H	C=O	H-H
键能/(kJ·mol-¹)	1075	463	803	436

①ΔH₂=_____________________kJ/mol
②在恒容密闭容器中发生反应II，下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A．气体混合物的密度不再变化
B．CO消耗速率和H₂的生成速率相等
C．CO的浓度保持不变
D．气体平均相对分子质量不再变化
(2)CO₂/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO₂和H₂的反应机理如图1所示。若HCOOD在该条件下催化释氢，反应生成CO₂和_______(填化学式)。

(3)的速率公式为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。已知经验公式(其中Eₐ、k分别为活化能、速率常数，R、C为常数，T为温度)。在催化剂作用下，测得Rlnk与的关系如图2所示，则活化能，Ea=_______kJ∙mol^-1。

(4)一定温度下，分别按CO₂、H₂起始物质的量之比为1∶1、1∶2、1∶3发生反应保持总压强为140kPa，测得CO₂的平衡转化率与温度之间的关系如图3所示。曲线a代表的投料比为_______。X点条件下，用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数Kp=_______kPa^-1(分压=总压×物质的量分数)。

(5)将CO₂在碱性液中电解制备水煤气(H₂、CO)的原理如下图所示，若产物中H₂和CO的物质的量之比为1∶1，则生成水煤气的电极反应式为_______；当电路中转移4mole^-时，理论上该装置能收集到标准状况下气体的体积为_______L。

6 . 我国向国际社会承诺，2023年买现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”
(1)二氧化碳加氢制备甲醇可以实现二氧化碳的转化利用，有利于二氧化碳的减排。
已知：反应A：   
反应B：   
与反应生成和的热化学反应方程式为_______。
(2)500℃时，在2L恒容密闭容器中充入2mol 和6mol ，发生反应：，平衡时体系压强为，测得和的浓度随时间变化如图所示。

①0~4min，平均反应速率_______。
②平衡时H₂的转化率为_______。
③下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A.气体的密度不再变化             B.容器内气体的压强不再变化
C.             D.、、和浓度之比为1：3：1：1
④该温度下平衡常数_______(用含的代数式表示，为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
(3)一定比例的和在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。温度为470K时，图中P点_______(填是或不是)处于平衡状态。490K之后，甲醇产率下降的原因是_______。

(4)电解法转化可实现的资源化利用，电解制的原理示意图如图所示：装置中Pt片应与电源的_______极相连，反应时阴极电极反应式为_______。

10 . 醇类的制取是近年来研究的热点。通过CH₃COOCH₃为原料在催化剂作用下加氢可同时制取乙醇和甲醇，包括以下主要反应：
反应I：CH₃COOCH₃(g)+2H₂(g)⇌C₂H₅OH(g)+CH₃OH(g) △H₁=-71kJ·mol^-1
反应II：CH₃COOCH₃(g)+H₂(g)⇌CH₃CHO(g)+CH₃OH(g) △H₂
(1)查阅资料知：标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时，由元素最稳定的单质生成lmol纯化合物时的焓变，符号为。已知以下物质的标准摩尔生成焓如下表所示：

物质	CH3COOCH3(g)	CH3CHO(g)
/kJ·mol-1	-413	-201

则C₂H₅OH(g)的标准摩尔生成焓=_______kJ∙mol^-1。
(2)将一定量的CH₃OH与CH₃CHO混合气体置于绝热恒容密闭容器中，只发生反应II，逆反应速率随时间变化的趋势如图所示(不考虑催化剂的影响)，则反应II的△H₂_______0(填“>”“<”或“=”)；下列选项中一定能说明反应II达到平衡状态的是_______(填序号)。

A.密闭体系的压强保持不变　　　　　　B.甲醇与乙醛的分压之比不变
C.乙酸甲酯的体积分数保持不变　　　　D.气体的平均摩尔质量保持不变
(3)一定条件下在1L密闭容器内通入一定量的CH₃COOCH₃和H₂发生反应I和II，测得不同温度下达平衡时CH₃COOCH₃转化率和乙醇的选择性如图所示。温度高于240℃时，随温度升高乙醇的选择性降低的原因是_______。

(4)将物质的量均为amol的CH₃COOCH₃(g)和H₂(g)分别加入恒温恒压的两个密闭容器甲(25℃、p₁)、乙(25℃、p₂)中，若只发生反应II，其正反应速率v_正=k_正·p(CH₃COOCH₃)·p(H₂)，p为物质分压，若容器甲与乙中平衡时正反应速率之比v_甲：v_乙=16：25，则甲、乙容器的体积之比为_______。
(5)一种以甲醇为原料，利用SnO₂(mSnO₂/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极，制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示：

①若以Fe-Cu-浓硝酸构成的原电池为直流电源，则电极a应为_______(填“Fe”或“Cu”)。电解过程中阳极上发生反应的电极反应式为_______。
②若有lmolH⁺通过质子交换膜时，则该装置生成HCOO^-和HCOOH共计_______mol。