利用太阳能分解水生成的氢气，在催化剂作用下氢气与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol^－1、－283.0 kJ·mol^－1和－726.5 kJ·mol^－1。请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10 mol水消耗的能量是          kJ。
（2）液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为                                                                    。
（3） 在容积为2 L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，反应式：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T₁、T₂均大于300 ℃)：

①可逆反应的平衡常数表达式K＝                
②下列说法正确的是            

A．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇 的平均速率为v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1

B．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小

C．该反应为放热反应

D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大

③在T₁温度时，将1 mol CO₂和3 mol H₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为                  ；
（4） 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，总反应式为
2CH₃OH + 3O₂＝2CO₂＋4H₂O，则正极的反应式为                             ；
负极的反应式为                                                          。

资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式如下：6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol^一1
①上述反应中每生成1 mol Fe₃O₄，转移电子的物质的量为_______mol。
②已知：C(s)+2H₂O(g)=CO₂(g)+2H₂(g) △H="+113.4" kJ·mol^一1，则反应：3FeO(s)+ H₂O(g)= Fe₃O₄(s)+ H₂(g)的△H=__________。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：CO₂(g)+4 H₂ (g)  C H₄ (g)+2 H₂O(g)，向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂ 0.2 mol·L^一1，H₂ 0.8 mol·L^一1，CH₄0.8 mol·L^一1，H₂O1.6 mol·L^一1。则CO₂的平衡转化率为________。300 ℃时上述反应的平衡常数K=____________________。200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的△H_____(填“＞’’或“<”)O。
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如
图所示:

①上述生产过程的能量转化方式是____________________。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为___________________。

工业上常利用CO和H₂合成可再生能源甲醇。
（1）已知CO(g)、CH₃OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol^-1和726.5 kJ·mol^-1，则CH₃OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H₂O(l)的热化学方程式为                       。
（2）合成甲醇的方程式为CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)    ΔH <0。
在230 ℃?270 ℃最为有利。为研究合成气最合适的起始组成比n(H₂):n(CO)，分别在230 ℃、250 ℃和270 ℃进行实验，结果如下左图所示。其中270 ℃的实验结果所对应的曲线是_____（填字母）；当曲线X、Y、Z对应的投料比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度与投较比的关系是                    。

（3）当投料比为1∶1，温度为230 ℃，平衡混合气体中，CH₃OH的物质的量分数为        （保留1位小数）；平衡时CO的转化率           。

（15分）资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）以CO₂与NH₃为原料可合成化肥尿素[CO(NH₂)₂]。已知：
①2NH₃（g）＋ CO₂（g）＝ NH₂CO₂NH₄（s）    △H ＝ -159.47 kJ·mol^-1
②NH₂CO₂NH₄（s）＝ CO(NH₂)₂（s）＋ H₂O（g） △H ＝ +116.49 kJ·mol^-1
③H₂O（l）＝ H₂O（g） △H ＝+88.0 kJ·mol^-1
试写出NH₃和CO₂合成尿素和液态水的热化学方程式                           。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：
CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g)  ΔH＜0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO₂和H₂，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO₂：0.2mol·L^—1，H₂：0.8mol·L^—1，CH₄：0.8mol·L^—1，H₂O：1.6mol·L^—1，起始充入CO₂和H₂的物质的量分别为         、          。CO₂的平衡转化率为              。
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充入1 molCO₂,和4 molH₂，在II中充入1 mol CH₄和2 mol H₂ O(g) ，300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是                （填字母）。

A．容器I、II中正反应速率相同

B．容器I、II中CH4的物质的量分数相同

C．容器I中CO2的物质的量比容器II中的多

D．容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1

（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO₂零排放，其基本原理如图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是       。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO₂，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为               ，阴极的电极反应式为                          。

污染与环境保护已经成为现在我国最热门的一个课题，污染分为空气污染，水污染，土壤污染等。
（1）为了减少空气中SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H₂(g)＋O₂(g)=H₂O(g) ΔH₁＝－241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋O₂(g)=CO(g)  ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：         。
该反应的平衡常数表达式为K＝        。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是     （选填序号）。
a．Ca(OH)₂      b．CaCl₂         c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）为了减少空气中的CO₂，目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的作用，捕碳剂常用(NH₄)₂CO₃，反应为：(NH₄)₂CO₃(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g)＝2NH₄HCO₃(aq)  ΔH₃为研究温度对(NH₄)₂CO₃捕获CO₂效率的影响，在某温度T₁下，将一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO₂气体（用氮气作为稀释剂），在t时刻，测得容器中CO₂气体的浓度。然后分别在温度为T₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO₂气体浓度，其关系如图，则：

①ΔH₃   0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T₄～T₅这个温度区间，容器内CO₂气体浓度变化趋势的原因是：        。
（3）催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化反硝化法中，用H₂将NO₃^-还原为N₂，一段时间后，溶液的碱性明显增强。则反应离子方程式为：   。
②电化学降解NO₃^-的原理如图，电源正极为：       （选填填“A”或“B”），阴极反应式为：        。

 

能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
Ⅰ．已知：①Fe₂O₃(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g)   ΔH＝a kJ·mol^－1
②CO(g)＋l/2O₂(g)＝CO₂(g)    ΔH＝b kJ·mol^－1
③C(石墨)＋O₂(g)＝CO₂(g) ΔH＝c kJ·mol^－1
则反应4Fe(s)＋3O₂(g)＝2Fe₂O₃(s)的焓变ΔH＝       kJ·mol^－1。
Ⅱ．依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是    （填序号)。
A．C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g) ΔH＞0  B．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H₂O(l)  ΔH＜0
C．2H₂O(l)＝2H₂(g)＋O₂(g) ΔH＞0  D．CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)    ΔH＜0
若以稀硫酸为电解质溶液，则该原电池的正极反应式为                        。
Ⅲ．氢气作为一种绿色能源，对于人类的生存与发展具有十分重要的意义。
（1）实验测得，在通常情况下，1 g H₂完全燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量。则H₂燃烧的热化学方程式为                                           。
（2）用氢气合成氨的热化学方程式为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1
①一定条件下，下列叙述可以说明该反应已达平衡状态的是       。
A．υ_正(N₂)＝υ_逆(NH₃)
B．各物质的物质的量相等
C．混合气体的物质的量不再变化
D．混合气体的密度不再变化
②下图表示合成氨反应达到平衡后，每次只改变温度、压强、催化剂中的某一条件，反应速率υ与时间t的关系。其中表示平衡混合物中的NH₃的含量最高的一段时间是       。图中t₃时改变的条件可能是        。

③温度为T℃时，将4a mol H₂和2a mol N₂放入0.5 L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%，则反应的平衡常数为                。

2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO (g)2CO₂ (g) +N₂ (g)在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断：

①该反应的平衡常数表达式为   。
②该反应的ΔH   0（选填“＞”、“＜”）。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化     学反应速率。若催化剂的表面积S₁＞S₂，在图中画出c(CO₂)在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
① 煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污
染。
CH₄(g)＋2NO₂(g) = N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) =－867kJ·mol^－1
2NO₂(g)  N₂O₄(g)                    =－56.9kJ·mol^－1
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式   。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可  达到低碳排放的目的。下图是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。写出上述光电转化过程的化学反应方程式                     。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是        (填a→b或b→a) 。

（10分）工业上制备BaCl₂的工艺流程图如图：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO₄）对工业过程进行模拟实验。查资
料得：
BaSO₄(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)  ΔH₁ = +571．2 kJ·mol^-1  ①
BaSO₄(s) + 2C(s)2CO₂(g) + BaS(s)  ΔH₂= +226．2 kJ·mol^-1  ②
（1）①制备BaCl₂的工艺流程图中气体A用过量NaOH溶液吸收，得到硫化钠。Na₂S水解的离子方程式为                                                  。
②常温下，相同浓度的Na₂S和NaHS溶液中，下列说法正确的是    （填字母）。

A．Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH小

B．两溶液中含有的离子种类不同

C．两溶液中滴入同体积同浓度的盐酸，产生气体速率相等

D．两溶液中加入NaOH固体，c(S2-)都增大

E．NaHS溶液中：c(Na⁺) ＞c(HS^-) ＞c(OH^-) ＞c (H⁺)
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时，=       。 【已知：K_sp(AgBr)=5．4×10^-13，K_sp(AgCl)=2．0×10^-10】
（3）反应C(s) + CO₂(g)2CO(g)的ΔH =                     
（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是：              （只要求答一条）。

盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义，有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以用盖斯定律间接求得。已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出x kJ热量；已知每摩尔单质碳完全燃烧生成CO₂放出热量为y kJ，则1 mol C与O₂反应生成CO的反应热ΔH为

A．－y kJ·mol－1	B．－(10x－y)kJ·mol－1
C．－(5x－0.5y)kJ·mol－1	D．＋(10x－y)kJ·mol－1

已知： 2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O (l)    △H＝─571.6 kJ/mol，
CO(g)＋O₂(g ) = CO₂( g )   △H＝─283.0 kJ / mol 。
某H₂和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ 热量，同时生成 3.6 g液态水，则原混合气体中H₂和CO的物质的量之比为

A．2:1

B．1:2

C．1:1

D．2:3