【题目】中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。有效“减碳”的手段之一是节能。
I．下列制氢方法最节能的是______（填字母序号）。
A．电解水制氢：2H2O
2H2↑+O2↑
B．高温使水分解制氢：2H2O
2H2↑+O2↑
C．太阳光催化分解水制氢：2H2O
2H2↑+O2↑
D．天然气制氢：CH4+H2OCO+3H2
II．科学家提出“绿色自由”构想，把空气中的CO2使用合适的催化剂可转化为可再生能源甲醇(CH3OH)。该反应的热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H
(1)若在一个定温定容的容器中发生上述反应，反应达到平衡的标志是______ （填字母序号）。
A．CO2和CH3OH的浓度相等 B.3v正(H2)=v逆(H2O)
C．容器内压强保持不变 D．H2的百分含量保持不变
E. 容器中混合气体的密度保持不变
(2)若将CO2和H2的混合气体分成五等份，将它们分别充入温度不同、容积相同的恒容容器中发生上述反应。反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如右图，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H______0（填“>”、“<”或“=”）。
(3) 300℃时，将CO2和H2按1：3的体积比充入某密闭容器中，CO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如右图所示。回答问题：
①若其他条件不变，将A点的体积压缩至原来的一半，一段时间后反应再次达到平衡，与原平衡相比较下列说法正确的是_______（填字母序号）。
A.CO2的浓度减小 B．正反应速率增大，逆反应速率增大
C．甲醇的物质的量增加 D．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
②B点平衡混合气体的平均摩尔质量为________（保留一位小数）。
(4)甲醇—空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，其工作原理示意图如图，该燃料电池的电池反应式为2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)，则负极的电极反应式为____________。
【答案】 C CD ＜ BC 22.7 g/mol CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
【解析】I．电解水制氢需要消耗电能；高温使水分解制氢需要消耗热能；天然气制氢需要消耗热能，并且天然气也是一种不可再生能源；利用太阳光催化分解水制氢最节能，不需要使用热能或电能等，故选C。
II．（1）可逆反应达到平衡的标志是：正反应速率与逆反应速率相等、反应物的浓度与生成物的浓度不再改变。A项，CO2和CH3OH的浓度相等时无法判断其浓度是否不再改变，所以无法判断是否平衡，故A错误；B项，用不同物质表示的速率数值之比等于化学计量数之比，所以v正(H2)=3v正(H2O)，则3v正(H2)=v逆(H2O)时，v正(H2O)≠v逆(H2O)，故没有达到化学平衡状态，故B错误；C项，该反应是气体分子数减小的反应，定温定容的容器中发生上述反应，只要不平衡压强就会变化，所以容器内压强保持不变时，反应达到平衡，故C正确；D项，H2的百分含量保持不变时，说明平衡不再发生移动，所以反应达到平衡，故D正确；E项，该反应的反应物和生成物均为气体，气体总质量一定，定容的容器中，密度=气体总质量÷容积，所以密度始终不变，无法判断是否平衡，故E错误。
（2）由图可知，最高点时反应达到平衡，达到平衡后，温度越高，φ(CH3OH)越小，说明升温平衡逆向移动，因为升高温度平衡向吸热方向进行，所以逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，即△H＜0。
（3）①体积压缩至原来的一半，CO2的浓度瞬间变为原来的两倍，平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，达到新平衡后CO2的浓度仍比原平衡大，故A错误；B项，体积缩小，压强增大，正反应速率和逆反应速率均增大，故B正确；C项，体积减小，平衡正向移动，甲醇的物质的量增加，故C正确；D项，体积减小，平衡正向移动，氢气的物质的量减少，甲醇的物质的量增加，所以重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小，故D错误。②如图B点CO2的平衡转化率为0.90，设CO2和H2初始物质的量分别为1mol、3mol，气体总质量为：44g/mol×1mol+2g/mol×3mol=50g，根据反应方程式可得，平衡时CO2为0.10mol、H2为0.30mol、生成CH3OH(g) 0.90mol、H2O(g) 0.90mol，所以B点平衡混合气体的平均摩尔质量为：50g÷(0.10mol+0.30mol+0.90mol+0.90mol)≈22.7g/mol（保留一位小数）。
（4）由已知结合图示，甲醇酸性燃料电池，CH3OH在负极失电子发生氧化反应，同时有水参与生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
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【题目】传统的生物脱氮工艺如下图所示，生物脱氮主要包括有氧条件下的硝化反应过程和缺氧环境下的反硝化反应过程。硝化过程中，NH4+先后氧化为NO2和NO2-。
(1) NH4+在硝化过程中会使溶液酸度提高，需要加入NaHCO3进行中和。请写出NH4+硝化生成NO2-的离子方程式_________。
(2)①反硝化反应过程中，加入碳源(甲醇等有机物)将硝化反应中生成的NO2和NO2-还原为N2,如3CH3OH +6NO2-= 3N2↑+3CO2+3H2O+6OH-。新型生物脱氮工艺(SCND)可将硝化过程中的产物控制在NO2阶段，防止生成NO2-,该工艺的优点是_________。
②同步硝化反硝化工艺(SND)将硝化阶段和反硝化阶段放在同一个反应器中进行，该法既有SCND法的优点，将硝化过程中的产物控制在NO2-阶段，还有一个优点是___________。
③现在很多国家采用半硝化工艺(ANAMMOX),工作原理如下图所示:
半硝化脱氮反应器中，一半的NH4+氧化成NO2-，写出厌氧氨氧化发生反应的离子方程式_____。该方法是否需要加入碳源(甲醇)，并简述原因________。
(3)研究发现，脱氮工艺会产生-一种温室气体N2O。目前普遍认为在硝化阶段会形成N2O，试分析N2O的成因________。
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【题目】锑（Sb）广泛用于生产各种阻燃剂、陶瓷、半导体元件、医药及化工等领域。以辉锑矿为原料制备金属锑，其一种工艺流程如下：
己知部分信息如下：
I.辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有As2S5、PbS 、CuO和SiO2等）；
II.浸出液主要含盐酸和SbCl3，还含SbCl5、CuCl2、AsCl3和PbCl2等杂质；
III.常温下，Ksp(CuS)=1.0×10-36 Ksp(PbS)=9.0×10-29
回答下列问题：
（1）“酸浸”过程中SbCl5和Sb2S3反应有S生成，该反应的还原产物是________（填化学式）。
（2）写出“还原”反应的化学方程式：______________ 。
（3）已知：浸出液中：c(Cu2+)=0.01 mol·L-1、c(Pb2+)=0.10 mol·L-1。在沉淀铜、铅过程中，缓慢滴加极稀的硫化钠溶液，先产生的沉淀是_______（填化学式）；当CuS、PbS共沉时，
=_________。加入硫化钠的量不宜过多，原因是_________。
（4）在“除砷”过程中，氧化产物为H3PO4。该反应中氧化剂、还原剂的物质的量之比___________。
（5）在“电解”过程中，以惰性材料为电极，阴极的电极反应式为______；“电解”中锑的产率与电压大小关系如图所示。当电压超过U0V时，锑的产率降低的原因可能是______。
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【题目】下列有关电解质溶液的说法正确的是
A. 向0.1mol/LCH3COOH溶液中加入少量水，溶液中
减小
B. 将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃，溶液中
增大
C. 向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中
不变。
D. 向盐酸中加入氨水至中性，溶液中
>1
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【题目】制备硅单质时，主要化学反应如下：
(1)SiO2+2C
Si+2CO↑
(2)Si+2Cl2
SiCl4
(3)SiCl4+2H2Si+4HCl
下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是( )
A. (1)(3)为置换反应 B. (1)(2)(3)均为氧化还原反应
C. (2)为化合反应 D. 三个反应的反应物中硅元素均被还原
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【题目】CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
（1）CO2的电子式是______。
（2）CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇，但若反应温度过高，乙二醇会深度加氢生成乙醇。
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步：
Ⅰ．
Ⅱ．EC加氢生成乙二醇与甲醇
① 步骤Ⅱ的热化学方程式是______。
② 研究反应温度对EC加氢的影响（反应时间均为4小时），实验数据见下表：
反应温度/ ℃ | EC转化率/ % | 产率/ % | |
乙二醇 | 甲醇 | ||
160 | 23.8 | 23.2 | 12.9 |
180 | 62.1 | 60.9 | 31.5 |
200 | 99.9 | 94.7 | 62.3 |
220 | 99.9 | 92.4 | 46.1 |
由上表可知，温度越高，EC的转化率越高，原因是______。温度升高到220 ℃时，乙二醇的产率反而降低，原因是______。
（3）用稀硫酸作电解质溶液，电解CO2可制取甲醇，装置如下图所示，电极a接电源的______极（填“正”或“负”），生成甲醇的电极反应式是______。
（4）CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用，下列研究方向合理的是______（填序号）。
a．选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物
b．利用电能、光能或热能活化CO2分子
c．选择高效的催化剂
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【题目】某小组研究NaClO溶液与KI溶液的反应，实验记录如下：
实验编号 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅰ |
| ⅰ．溶液变为浅黄色 ⅱ．溶液变蓝 |
Ⅱ |
| ⅰ．溶液保持无色 ⅱ．溶液不变蓝，溶液的pH=10 |
【资料】：碘的化合物主要以I和IO3的形式存在。酸性条件下IO3不能氧化Cl，可以氧化I。ClO在pH<4并加热的条件下极不稳定。
（1）0.5 mol·L1 NaClO溶液的pH＝11，用离子方程式表示其原因：______。
（2）实验Ⅰ中溶液变为浅黄色的离子方程式是______。
（3）对比实验Ⅰ和Ⅱ，研究实验Ⅱ反应后“溶液不变蓝”的原因。
① 提出假设a：I2在碱性溶液中不能存在。设计实验Ⅲ证实了假设a成立，实验Ⅲ的操作及现象是______。
② 进一步提出假设b：NaClO可将I2氧化为IO3。进行实验证实了假设b成立，装置如下图，其中甲溶液是______，实验现象是______。
（4）检验实验Ⅱ所得溶液中的IO3：
取实验Ⅱ所得溶液，滴加稀硫酸至过量，整个过程均未出现蓝色，一段时间后有黄绿色刺激性气味的气体产生，测得溶液的pH＝2。再加入KI溶液，溶液变蓝，说明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3。
① 产生的黄绿色气体是______。
② 有同学认为此实验不能说明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3，理由是______。欲证明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3，改进的实验方案是______。
③ 实验Ⅱ中反应的离子方程式是______。
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【题目】研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中，不正确的是
A. 由TiO2制得1mol金属Ti，理论上外电路转移4mol电子
B. 阳极的电极反应式为:C+2O2--4e-=CO2↑
C. 若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱应连接Pb电极
D. 在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量不变
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【题目】高分子化合物V (
)是人造棉的主要成分之一，合成路线如下：
已知：I.
II.
III.
（R、R1、R2、R3 表示烃基）
（1）A的名称是________________________。
（2）试剂a是__________________________。
（3） F与A以物质的量之比1∶1发生反应生成六元环状化合物H，H的结构简式是_______。
（4）I的结构简式是________________________。
（5）G的结构简式是_______________________________；E与J反应生成M的化学方程式是_______________________________________________。
（6）M与C反应生成V的化学方程式是____________________________。
（7）E的同分异构体N也可以和J反应生成M，N可能的结构简式是_______（写一种即可）。
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