1 . Ⅰ.我国科学家利用CO₂矿化反应释放能量设计出CO₂矿化电池。不仅减碳发电，还能获得高附加值产品，其工作原理如图所示(Q是有机物；反应物和产物分别经过其它通道进入或排出电池容器)。

(1)通过离子交换膜的离子是___，正极区的电极反应式为：Q+2CO₂+2H₂O+2Na⁺+2e^—=2NaHCO₃+QH₂，在电极区溶液中可循环利用的物质是___，则电池的总反应方程式为____。
Ⅱ.以CO₂为原料加氢合成二甲醚、甲醇有利于促进实现“碳中和”。在二氧化碳加氢制取二甲醚的合成塔中发生以下3个反应：
i．CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H=—49.01kJ·mol^-1
ii．2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H=—24.52kJ·mol^-1
iii．CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g) △H=+41.17kJ·mol^-1
(2)2CO₂(g)+6H₂(g)CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g)的△H=___kJ·mol^-1。
(3)在压强3.0MPa、=4条件下，CO₂的平衡转化率和产物的选择性与温度的关系如图所示(选择性是指生成某物质消耗的CO₂占CO₂消耗总量的百分比)。
①当温度超过290℃，CO₂的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___。除改变温度外，能提高二甲醚选择性的措施为____(写一种即可)。
②根据图中的数据计算300℃上述反应达到平衡时CH₃OCH₃的物质的量分数为____(保留三位有效数字)。

(4)在=3时，反应CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇物质的量分数为x(CH₃OH)，在t=250℃下的x(CH₃OH)～P、在P=5×10⁵Pa下的x(CH₃OH)～t如图所示。当CO₂的平衡转化率为时，反应条件可能为____。

4 . 能量以多种不同的形式存在，并能相互转化。
I．化学反应伴随能量变化。
(1)NH₄HCO₃和CH₃COOH反应过程的能量变化如图所示，___________代表反应活化能(填“E₁”或“E₂”)。

(2)某实验小组设计了三套实验装置(如图)，不能用来证明“NH₄HCO₃和CH₃COOH反应能量变化情况”的是___________(填序号)。

(3)NH₄HCO₃和CH₃COOH反应的离子方程式为___________。
II．合成氨反应为放热反应，在化工生产中具有重要意义。
(4)N₂和H₂在催化剂表面合成気的微观历程如图所示，用、、分别表示N₂、H₂、NH₃。下列说法不正确的是___________。(填字母)

A．反应过程存在非极性共价键的断裂和形成

B．催化剂仅起到吸附N2和H2的作用，对化学反应速率没有影响

C．②→③过程吸热

D．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量

III．电池的发明是储能和供能技术的巨大进步，如图所示的原电池装置，插入电解质溶液前Cu和Fe电极质量相等。

(5)电解质溶液为FeCl₃时，图中箭头的方向表示___________(填“电子”或“电流”)的流向，铁片上的电极反应式为___________。
(6)电解质溶液更换为X时，电极质量变化曲线如图所示。

①X可以是___________(填字母)。
A．稀硫酸       B．CuSO₄溶液       C．稀盐酸       D．FeSO₄溶液
②6 min时Cu电极的质量a为___________g。

5 . γ－丁内酯为无色油状液体，高温时易分解，是重要的化工原料和医药中间体。工业利用1，4－丁二醇生产γ－丁内酯的主、副反应的化学方程式如下：
主反应：   (g)   (g)( γ－丁内酯)+2H₂(g) △H₁=akJ•mol^-1
副反应：   (g)   (g)(四氢呋喃)+H₂O(g) △H₂=bkJ•mol^-1
(1)反应   (g)+2H₂(g)   (g)+H₂O(g)的△H=_______kJ•mol^-1。
(2)由1，4－丁二醇合成γ－丁内酯的一种机理如图所示(“★”表示此微粒吸附在催化剂表面)
   
①步骤Ⅱ历程是质子化的过程，H⁺和氧原子间形成的作用力是______。
②H⁺在上述合成γ－丁内酯过程中的作用是_______。
③γ－丁内酯分子中σ键与π键数目之比为_______。
(3)将1，4－丁二醇与H₂的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器，反应相同时间，测得γ－丁内酯和四氢呋喃的产率如图所示。
已知：1，4－丁二醇的沸点为228℃。
①当温度低于220℃，1，4－丁二醇的转化率较低，可能的原因是_______。
②当温度高于260℃，γ－丁内酯的产率下降，可能的原因是_______。
   
(4)铜基催化剂(Cu/Pt)能高效加快由1.4－丁二醇合成γ－丁内酯的合成速率，但因原料中的杂质或发生副反应生成的物质会使催化剂失活。
①1，4－丁二醇中混有少量的1，4－丁二硫醇(HSCH₂CH₂CH₂CH₂SH)。合成时加入ZnO可有效避免铜基催化剂失活，其原理用化学反应方程式表示为_______。
②将失活的铜基催化剂分为两份，第一份直接在氢气下进行还原，第二份先在空气中高温煅烧后再进行氢气还原，结果只有第二份催化剂活性恢复。说明催化剂失活的另外可能的原因是______。
(5)含有1，4－丁二醇的强酸性污水可用“铁碳微电池”法处理，过程中两电极分别产生的Fe²⁺和活性氢原子(H•)都具有较高的化学活性，在厌氧条件下将1，4－丁二醇转化为甲烷，假设两电极只生成Fe²⁺和H•，且全部参与该转化过程，写出该过程的离子方程式：_______。

7 . 2022年11月15日，二十国集团领导人第十七次峰会上，习近平主席发表题为《共迎时代挑战   共建美好未来》的重要讲话，其中提及应对气候变化挑战、向绿色低碳发展转型。回答下列问题：
(1)甲醚是一种重要的化工原料，可以用为原料合成。已知下列反应：
ⅰ.   
ⅱ.   
则   _______。
(2)在催化剂存在条件下，可转化为燃料，将一定比例的、混合气体通过催化剂，发生下列反应：
ⅲ.   
ⅳ.   
ⅴ.   
在相同时间内，测得的转化率、的选择性随温度的变化如图所示(不考虑催化剂失活)：

已知：％。
①对于反应ⅳ，N点正反应速率与逆反应速率比较：_______(填“>”“＜”或“=”，下同)，N点和M点正反应速率比较：_______。
②由图像可知，升高温度，的转化率先增大后减小，试解释产生这种变化的原因：_______。
③高于400℃时，升高温度，的选择性降低的原因是_______。
(3)一定条件下，利用甲烷可将还原为CO。在某密闭容器中充入、，发生反应：   。测得的平衡转化率随温度、压强的变化曲线如图所示：

_______(填“>”“＜”或“=”)。Q点的压强平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(4)利用合适的催化剂和太阳光，以稀硫酸为电解质溶液，通过电化学装置也可将转化为CO，装置原理如图所示：

该装置中甲为_______(填“正极”或“负极”)，正极反应式为_______。

8 . 我国科学家在“碳中和”项目上进行了如图相关深入研究，并取得一定效果。请按要求回答下列问题：
(1)将CO₂转化为炭黑(C)并回收利用，反应原理如图所示。

①FeO的作用是____。
②写出CO₂转化为炭黑(C)和氧气的热化学方程式：____。
(2)常温下，CO₂催化加氢的反应为2CO₂+6H₂=C₂H₄+4H₂O △H<0。
①若该反应自发进行，反应适宜条件是____(填“低温”或“高温”)。
②若利用该反应转化为电能，实现碳回收，负极反应物为____。
(3)以CO₂和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯(CH₃OCOOCH₃)的反应为CO₂(g)+2CH₃OH(g)CH₃OCOOCH₃(g)+H₂O(g)△H。在一定条件下，测定碳酸二甲酯的产率随温度变化的曲线如图a所示；其他条件一定时，改变压强(保持各物质气态)，测定甲醇的平衡转化率随压强变化的曲线在图b(未画出)。

①每个碳酸二甲酯分子中最多有___原子共平面。
②在140~180℃之间，随着温度升高，碳酸二甲酯的产率降低，可能原因是(写一种)____。
③请绘制出图b曲线____。

9 . 甲醛是重要的有机合成原料，大量用于生产树脂、合成纤维、药物及涂料等。

化学键	C-H	C-O	O-H	C=O	H-H	O=O
键能	413	351	463	745	436	498

上表为各化学键的键能(单位：。)
I.工业上常用甲醇在催化剂作用下脱氢制甲醛：
主反应：　反应①
副反应：　反应②
(1)下列关于反应①说法正确的是_______。
A.降低体系压力对平衡有利
B.在较低温度下可以自发进行
C.应快速冷凝反应产物，以减少产物的分解
(2)制甲醛反应的lgK(K为反应平衡常数)随温度T的变化如图所示。向温度为600K，体积为1L的密闭容器中通入8.5mol甲醇(g)，仅发生反应①、②，平衡后容器中含3mol，则该条件下甲醇转化率为_______，甲醛选择性为_______。(选择性=×100%)

II.另一种改进方法是甲醇氧化法制甲醛：反应③
(3)试在虚框内画出反应③在300~900K内lgK随温度升高的变化趋势_____________。
(4)对比脱氢法，氧化法制甲醛技术的优势在于：_______(写出两条)
(5)可用电化学甲醛传感器检测制甲醛后所排放废水废气是否合格。某传感器原理如下：在酸性介质中，以催化剂Pt和助催化剂纳米，将甲醛直接氧化为，请写出此电极方程式：_______；

10 . 我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放，通过植树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存，从而使排放到大气中的二氧化碳净增量为零。下列各项措施能够有效促进“碳中和”。回答下列问题：
Ⅰ．将CO₂转化为炭黑进行回收利用，反应原理如图所示。

(1)从能量角度分析FeO的作用是_______。
(2)写出炭黑和氧气转化为CO₂的热化学方程式：_______。
Ⅱ．以CO₂和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯(CH₃OCOOCH₃)的反应为：
CO₂(g)+2CH₃OH(g)CH₃OCOOCH₃(g)+H₂O(g) ΔH
在不同的实验条件下，测定甲醇的转化率。温度的数据结果为图a，压强的数据结果在图b中未画出。

(3)该反应的ΔH_______0(填“>”或“＜”)。
(4)在100～140℃之间，随着温度升高，甲醇转化率增大的原因是_______。
(5)在图b中绘制出压强和甲醇转化率之间的关系(作出趋势即可)。_______
Ⅲ．利用Al-CO₂电池(工作原理如下图所示)能有效地将CO₂转化成化工原料草酸铝。

(6)电池的总反应式为_______。
(7)电池的正极反应式：2CO₂+2e^-=C₂O(草酸根)正极反应过程中，O₂是催化剂，催化过程可表示为：
①6O₂+6e^-=6O
②……
写出反应②的离子方程式：_______