1 . 碳达峰的任务之一是将CO₂还原转化为有用的化学产品。回答下列问题：
(1)1945年Ipatieff等首次提出可在铜铝催化剂上用CO₂加氢合成甲醉。已知发生的主要反应如下：
反应a：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g) ΔH₁=+41.17kJ•mol^-1
反应b：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₂=-49.47kJ•mol^-1
反应c：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) ΔH₃
①反应a的ΔS_______(填“＞”、“＜”或“=”)0；ΔH₃=_______kJ•mol^-1。
②CO₂和H₂以物质的量之比为1：3通入某密闭容器中，只发生反应b，CO₂的平衡转化率与温度、气体总压强的关系如图1所示。P₃_______(“＞”、“＜”或“=”)p₂，理由是_______；为提高CO₂的平衡转化率除改变温度和压强外，还可采取的措施是_______(写一条即可)。
   
(2)H₂可将CO₂还原为CH₄，反应为CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g)。
①ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO₂催化剂表面上CO₂与H₂的反应历程，前三步历程如图2所示，其中吸附在Pt/SiO₂催化剂表面上的物种用•标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面的过程会_______(填“放出”或“吸收”)热量；反应历程中最快速步骤的化学方程式为_______。
      
②CO₂、CO分别与H₂反应生成CH₄的lgK_p与T的关系如图3所示：容器中只发生反应I时，a点：v(正)_______(填“＞”、“＜”或“=”)v(逆)；900°C时，容器中同时发生反应I和反应II，则CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)的lgK_p=_______。

2 . 工业利用合成气(主要成分为CO、CO₂和H₂)在催化剂作用下合成甲醇的主要反应及平衡常数如下：
I.CO(g)+ 2H₂(g)CH₃OH(g) ΔH₁=-99 kJ·mol^-1 K₁；
II.CO₂(g)+ 3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₂=-58 kJ·mol^-1 K₂
III.CO₂(g)+ H₂(g) CO(g)+ H₂O(g) ΔH₃ K₃
回答下列问题：
(1)K₁=_______ (用含 K₂、K₃的式子表示)。
(2)反应II、III的平衡常数随温度变化关系如图1所示，其中表示反应II的平衡常数随温度变化的是曲线_______(填“a”或“b”)。若合成气中CO、CO₂和H₂按1： 1： 1的体积比投料，结合图1中各反应的平衡常数，在500K~550K的范围内CO、CO₂和H₂三种气体中体积分数最大的是_______，原因是_______。
   
(3)当合成气组成n(H₂)/n(CO+CO₂)= 2.60时体系中CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。其中压强由大到小顺序为_______。
   
(4)研究发现在特殊条件下Al³⁺可与CO形成[Al(CO)₄]³⁺，利用VSEPR模型分析该离子的空间构型为_______，该离子中存在的相互作用力有_______(选填字母)。
A离子键        B极性共价键        C配位键       D金属键       E分子间作用力
(5)一种新型的甲醇燃料电池的理论输出电压为1.2V，则其能量密度为_______kJ/kg(已知：能量密度=电池输出电能/燃料质量，电能=电量 ×电压，F=96500C/mol， 计算结果保留两位有效数字)。

4 . 将氢化制备CO的反应称为逆水煤气变换反应(RWGS)，工业上常利用RWGS反应制备化工原料CO，此举可有效缓解温室效应．涉及反应如下：
RWGS反应Ⅰ：   
副反应Ⅱ：   
回答下列问题：
(1)反应   ______。
(2)相比RWGS反应，副反应Ⅱ在化学热力学上进行的趋势很大，原因为______。
(3)研究表明由不同的方法制备得到的催化剂对RWGS反应的催化活性和选择性不同。在某恒压密闭容器中充入一定量和，在不同的温度下反应相同的时间，实验测得转化率、的选择性与反应温度的关系分别如图1和图2所示：
   
600℃时，为提高CO的产率，适宜选择的催化剂为______(填“Ni--IM800”或“Ni--CP800”)，原因为______。
(4)T℃时，在某刚性密闭容器中充入1mol和2mol，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，达到平衡时测得转化率为40%，生成0.2mol平衡时，该温度下RWGS反应的平衡常数为______。
(5)对于反应Ⅰ和反应Ⅱ同时发生的体系，在投料比一定时测得的平衡转化率与压强(0.1MPa、1MPa、10MPa)、温度的关系如图所示。、、三条曲线中表征压强是0.1MPa的是______(填“”“”或“”)。
   

5 . 在恒温密闭容器发生上述反应：CaCO₃(s)CaO(s)+CO₂(g)(吸热反应)。
(1)反应达到平衡后，t₁时缩小容器体积，x随时间(t)变化的关系如图所示。x不可能是_______。
   

A．逆反应速率

B．容器内气体密度

C．容器内CaO质量

D．CO2浓度

(2)向恒温、恒容密闭容器中加入CaCO₃，如图是生成CO₂物质的量浓度随时间变化关系图，若t₁时将部分CO₂分离出平衡体系，使其浓度减半，t₂时刻体系重新达到平衡，请在图中画出t₁至t₃时刻。c(CO₂)随时间变化的曲线_______。
   

6 . 将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤，发生的反应为 ，某小组计划研究在相同温度下该反应的物质变化和能量变化，他们分别在恒温下的密闭容器中加入一定量的物质，获得如下数据：

容器编号	容器体积/L	起始时各物质的物质的量/mol			达到平衡的时间/min	平衡时反应热量变化/kJ
①	1	0.050	0.030	0		放出热量：
②	1	0.100	0.060	0		放出热量：

回答下列问题
(1)下列说法，能说明容器①内的反应达到平衡状态的是           。

A．容器内气体总压强不再变化。

B．混合气体密度不再变化。

C．混合气体平均分子量不再变化。

D．和的物质的量之和为0.05mol且保持不变。

(2)用含、的代数式表示0－时间段内的反应速率______________________。
(3)(g)与(g)在作催化剂的条件下的反应历程如下：
①；
②_______________________(写出第2步反应的化学方程式)；
能加快反应速率的根本原因是________________________。
(4)其它条件不变，若将容器①改为绝热容器，则的平衡转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)容器①②中均达到平衡时放出热量2___________(填“＞”“＜”或“＝”)。
(6)在450℃、100kPa的恒温恒压条件下，的平衡体积分数随起始时投料的变化如图所示，用平衡压强(平衡压强＝该物质的体积分数×总压强)代替平衡浓度，则450℃时，该反应的___________(计算出具体数值)。
   

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，反应物的物质的量之比n(CO₂)∶n(H₂)＝___________。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0.1 MPa，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H₂、H₂O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(440 K，0.39)，计算该温度时平衡分压p(H₂O) ＝___________，p(C₂H₄)=___________ (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 . NO_x会造成大气污染，在工业上采用多种方法进行处理。
I.氧化法：烟气中的NO经O₃预处理后转化为NO₂，再用CaSO₃悬浊液吸收NO₂。
已知：常温下，K_sp(CaSO₄)=9.1×10^-6，K_sp(CaSO₃)=3.1×10^-7。
(1)NO与O₃反应过程的能量变化如下：
NO(g)+O₃(g)=NO₂(g)+O₂(g) △H=-200.9kJ•mol^-1
NO(g)+O₂(g)=NO₂(g) △H=-58.2kJ•mol^-1
则3NO(g)+O₃(g)=3NO₂(g) △H=______。
(2)用CaSO₃悬浊液吸收NO₂，将其转化为HNO₂，该反应的化学方程式为______。
(3)在实际吸收NO₂的过程中，通过向CaSO₃悬浊液中加入Na₂SO₄固体，提高NO₂的吸收速率，从溶解平衡的角度解释其原因：______。
Ⅱ.有人提出用活性炭对NO_x进行吸附，比如吸收NO₂的反应如下：2C(s)+2NO₂(g)N₂(g)+2CO₂(g) △H=-62.4kJ•mol^-1。在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO₂气体，维持温度为T₂℃，如图为不同压强下反应经过相同时间NO₂的转化率随着压强变化的示意图。
   
(4)请分析，1050kPa前，NO₂转化率随着压强增大而增大的原因：______。
(5)在1100kPa时，NO₂的体积分数为______。用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作K_p)，在T₂℃、1100kPa时，该反应的化学平衡常数K_p=______(只需列出计算式)。已知：气体分压(p_分)=气体总压(p_总)×体积分数。

9 . 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义。请回答下列问题，
(1)生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H₂O(g)H₂(g)+CO(g) ΔH=+131.3kJ·mol^-1，ΔS=+133.7J·mol^-1·K^-1，该反应在低温下___________(“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在T℃时，反应N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)的平衡常数K=0.5，相关化学键键能数据如表：

化学键	N≡N	H-H	N-H
键能/(kJ·mol-1)	946	436	390.8

①T℃时，2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g)的ΔH=___________。
②T℃时，在1L密闭容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为4mol、2mol、4mol，则此时反应v_正(N₂)___________v_逆(N₂)(填“＞”“＜”“=”或“不能确定”)。
(3)已知合成氨反应的速率方程为：v=kc^α(N₂)c^β(H₂)c^-1(NH₃)，k为反应速率常数。在合成氨过程中，需要不断分离出氨，该操作的目的是___________。
(4)以氨为原料生产尿素的方程式为2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(1)+H₂O(g)。
①为进一步提高NH₃的平衡转化率，下列措施能达到目的的是___________(填字母)。
A．增大CO₂的浓度　　　　　　B．增大压强
C．及时转移生成的尿素　　　　D．使用更高效的催化剂
②尿素的合成分两步进行：
a．2NH₃(g)+CO₂(g)NH₂COONH₄(1)　ΔH=-117kJ/mol
b．NH₂COONH₄(1)CO(NH₂)₂(1)+H₂O(g)　ΔH=+15kJ/mol，
第一步反应速率快，可判断活化能较大的是___________(填“第一步”或“第二步”)。
③某实验小组为了模拟工业合成尿素，在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO₂和NH₃发生反应：2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(1)+H₂O(g)，反应过程中NH₃的体积分数如图所示。实验测得体系平衡时的压强为10MPa，计算该反应的平衡常数___________(MPa)^-2(已知：分压=总压×体积分数)。

10 . 化学固定、催化活化循环利用的研究，备受重视。铜基催化剂上加氢合成甲醇是重要的利用途径。该工艺主要发生合成甲醇的反应Ⅰ和逆水汽变换反应Ⅱ。
I．
II．
已知甲醇的选择性
(1)反应I能自发进行的条件是___________。(填“低温”或“高温”或“任意温度”)
(2)根据下表中的键能数据，计算___________。

化学键
键能/	436	1071	464	803

(3)恒温恒容条件下，原料气以物质的量浓度1∶3投料，甲醇的选择性为50%。已知初始，平衡转化率为50%，则该条件下反应I的平衡常数_______。
(4)已知催化剂表面金属能吸附分子，反应I和II发生在催化剂表面的不同活性位点。在、条件下，将原料气按照a、b、c、d四种方式以相同流速通过催化剂，测得各组分转化率(X)和选择性(S)如下表所示。
原料气组成与转化率和选择性的关系

原料气(体积分数)(%)
(a)16∶0∶84	18	0	43	56
(b)16∶0.6∶83.4	12	0	61	38
(c)16∶2∶82	11	0	89	11
(d)16∶4∶80	9	6.0	99	0

①由上表数据可知，其他条件一定时，原料气中体积分数越大，生成的甲醇___________越多(填“一定”或“不一定”)
②根据上表数据，推测随着原料气中掺杂体积分数的增大，转化率迅速降低的原因是___________。
③在催化剂作用下发生上述反应I、II，达平衡时的转化率随温度和压强的变化如右图所示，则由大到小的顺序为___________，当压强一定时，的平衡转化率呈现如图变化的原因是___________。