12．氮和硫的氧化物有多种，其中SO₂和NOx都是大气污染物，对它们的研究有助于空气的净化．
（1）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）K₁△H₁＜0（Ⅰ）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）   K₂△H₂＜0  （Ⅱ）
则4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常数K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$（用K₁、K₂表示）．
（2）为研究不同条件对反应（Ⅱ）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl₂，10min时反应（Ⅱ）达到平衡．测得10min内v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，NO的转化率α₁=75%．其他条件保持不变，反应（Ⅱ）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α₂＞α₁（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题．NO₂尾气常用NaOH溶液吸收，生成NaNO₃和NaNO₂．已知NO₂^-的水解常数K_h=2×10^-11 mol•L^-1，常温下某NaNO₂和HNO₂混合
溶液的pH为5，则混合溶液中c（NO₂^-）和c（HNO₂）的比值为50．
（4）利用如图所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO₂，并用阴极排出的溶液吸收NO₂．阳极的电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺
（5）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃时，将amolNH₄NO₃溶于水，向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将逆向（填”正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为
$\frac{a}{200b}$mol•L^-1．（NH_3•H₂O的电离平衡常数取K_b=2X10^-5mol•L^-1）

11．甲醇是结构最为简单的饱和一元醇，又称“木醇”或“木精”．甲醇是一碳化学基础的原料和优质的燃料，主要应用于精细化工、塑料、能源等领域．已知甲醇制备的有关化学反应如下：
反应①：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.77kJ/mol
反应②：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₂
反应③：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₃=-49.58kJ/mol
（1）反应②的△H₂=+41.19kJ•mol^-1
（2）若500℃时三个反应的平衡常数依次为K₁、K₂与K₃，则K₃=K₁•K₂（用K₁、K₂表示）．已知500℃时K₁、K₂的值分别为2.5、1.0，并测得该温度下反应③在某时刻，H₂（g）、CO₂（g）、CH₃OH（g）、H₂O（g）的浓度（mol/L）分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时V_正＞V_逆（填“＞”、“=”或“＜”）
（3）在3L容积可变的密闭容器中发生反应②，c（CO）随反应时间t变化如图1中曲线I所示．若在t₀时刻分别改变一个条件，曲线I变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ．当曲线I变为曲线Ⅱ时，改变的条件是加入催化剂．当通过改变压强使曲线I变为曲线Ⅲ时，曲线Ⅲ达到平衡时容器的体积为2L．

（4）甲醇燃料电池可能成为未来便携电子产品应用的主流．某种甲醇燃料电池工作原理如图2所示，则通入a气体的电极的电极反应式为CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺
（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸．常温条件下，将a mol/L的CH₃COOH与b mol/L Ba（OH）₂溶液等体积混合，反应平衡时，2c（Ba²⁺）=c（CH₃COO^-），用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为$\frac{2b}{a-2b}$×10^-7L/mol．

10．氢气作为高效、洁净的二次能源，将成为未来社会的主要能源之一．甲烷重整是一种被广泛使用的制氢工艺．
Ⅰ．甲烷水蒸气重整制氢气的主要原理：
CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H₁=+206kJ•mol^-1…①
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₂=-41kJ•mol^-1…②
（1）反应①的平衡常数的表达式K=$\frac{c（CO）•{c}^{3}（{H}_{2}）}{c（C{H}_{4}）•c（{H}_{2}O）}$．
（2）有研究小组通过应用软件AsepnPlus实现了对甲烷水蒸气重整制氢系统的模拟，研究了控制水反应水碳比，在不同温度下反应器RI中操作压力变化对氢气产率的影响，其数据结果如图1所示：

①请根据图象，阐述在一定压力条件下温度与氢气产率的关系，并说明原因升高温度，主要反应是吸热反应，平衡向吸热的正反应方向移动，氢气的产率提高；
②在实际工业生产中，操作压力一般控制在2.0-2.8MPa之间，其主要原因是反应在低压下，有利氢气的产率提高，但反应速率慢，效益低，压强大，对设备材料强度要求高．
Ⅱ．甲烷二氧化碳重整
（3）近年来有科学家提出高温下利用CO₂对甲烷蒸汽进行重整，既可以制氢也可以减少CO₂排放缓解温室效应，其主要原理为CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g），该反应的△H=+247kJ•mol^-1．经研究发现该工艺与Ⅰ相比，主要问题在于反应过程中更容易形成积碳而造成催化剂失活，请用化学方程式表示形成积碳的原因CH₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$C+2H₂．
Ⅲ．甲烷水蒸气重整的应用
（4）甲烷水蒸气重整的一个重要应用是将甲烷水蒸气重整后的合成气作为熔融碳酸盐燃料电池的原料，其工作原理如图2：
①写出该电池的负极反应方程式H₂+CO₃^2--2e^-=H₂O+CO₂，CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；
②该电池中可循环利用的物质有CO₂、H₂O；
③若该燃料电池的能量转化效率为70%，则当1g甲烷蒸汽通入电池时，理论上外电路可以产生33712C（库仑）的电量．（电子电量为1.6×10^-19C）

9．能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义．
（1）氧化-还原法消除氮氧化物的转化：NO$→_{反应Ⅰ}^{O_{3}}$NO₂$→_{反应Ⅱ}^{CO（NH_{2}）_{2}}$N₂
反应Ⅰ为：NO+O₃═NO₂+O₂，生成11.2L O₂（标准状况）时，转移电子的物质的量是1mol．反应Ⅱ中，当n（NO₂）：n[CO（NH₂）₂]=3：2时，反应的化学方程式是6NO₂+4CO（NH₂）₂=7N₂+8H₂O+4CO₂．
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol^-1已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1写出NO和O₂反应生成NO₂的热化学方程式2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ•mol^-1．
（3）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：2CO₂（g）+6H₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$CH₃OCH₃（g）+3H₂（g）；该反应平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$．已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如图1所示．该反应的△H小于（填“大于”、“小于”或“等于”）0．

（4）合成气CO和H₂在一定条件下能发生如下反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0．在容积均为V L的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入a molCO和2a molH₂，三个容器的反应温度分别为T₁、T₂、T₃且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图2所示，此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是Ⅲ；若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是T₁．
（5）某N₂H₄（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图3所示．

①M区发生的电极反应式为N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺．
②用上述电池做电源，用图4装置电解饱和氯化钾溶液（电极均为惰性电极），设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N₂H₄的质量为0.5g（假设溶液电解前后体积不变）．

8．随着化石能源的大量开采以及污染的加剧，污染气体的治理和开发利用日益迫切．
（1）Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成；
SO₂（g）+I₂（g）+2H₂O（g）═2HI（g）+H₂SO₄（l）△H=a kJ/mol    ①
2H₂SO₄（l）═2H₂O（g）+2SO₂（g）+O₂（g）△H=b kJ/mol    ②
2HI（g）═H₂（g）+I₂（g）△H=c kJ/mol        ③
则2H₂O（g）═2H₂（g）+O₂（g）△H=（2a+b+2c）kJ/mol
（2）CO₂ 和CH₄ 是两种重要的温室气体，以表面覆盖有Cu₂Al₂O₄ 的二氧化钛为催化剂．可以将CO₂ 和CH₄直接转化为乙酸．

①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图Ⅰ所示，该反应体系应将温度控制在250℃左右．
②将Cu₂Al₂O₄ 溶解在稀硝酸中的离子方程式为3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O．
（3）甲醇（CH₃OH）被称为21世纪的新型燃料．在体积为V L的某反应容器中，amolCO与2amolH₂ 在催化剂作用下反应生成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO的平衡转化率与温度的关系如图Ⅱ所示：
①该反应是放热（填“放热”或“吸热”）反应
②在其他条件不变的情况下，反应容器中再增加amol CO与2amolH₂，达到新平衡时，CO的转化率增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③100℃，反应CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g） 的平衡常数为$\frac{{a}^{2}}{{V}^{2}}$（用含有a、V的代数表示）．
（4）某实验小组设计了如图Ⅲ所示的甲醇燃料电池装置．
①该电池工作时，OH^- 向b （填“a”或“b”）极移动
②工作一段时间后，测得该溶液的pH减小，该电池负极反应的电极反应式为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．

7．随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入lmol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mo1．测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．

（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=0.225mol/（L•min）
（2）该反应的平衡常数为5.33．
（3）下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是CD．
A．升高温度                 B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H₂O（g）从体系中分离     D．再充入lmol CO₂和3mol H₂
（4）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（1）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②H₂O（g）=H₂O（1）△H=-44.0kJ/mol
则甲醇的燃烧热化学方程式为：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8KJ/mol；
（5）如果燃烧甲醇会造成大量化学能损失，如果以甲醇和空气为原料，以氢氧化钠为电解质溶液设计成原电池将有很多优点，请书写出该电池的负极反应：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O
（6）常温下，某水溶液M中存在的离子有：Na⁺、A^-、H⁺、OH^-．若该溶液M由 pH=3的HA溶液V₁mL与pH=11的NaOH溶液V₂mL混合反应而得，则下列说法中正确的是AD．
A．若溶液M呈中性，则溶液M中c（H⁺）+c（OH^-）=2×10^-7mol•L^-1
B．若V₁=V₂，则溶液M的pH一定等于7
C．若溶液M呈酸性，则V₁一定大于V₂
D．若溶液M呈碱性，则V₁一定小于V₂．

6．甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油，工业合成甲醇的方法很多．
（1）一定条件下发生反应：
CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃
则CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的△H═△H₁+$\frac{1}{2}$△H₂-$\frac{1}{2}$△H₃．
（2）在容积为2L的密闭容器中进行反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n（CH₃OH）与反应时间t的变化曲线如图1所示，该反应的△H＜0 （填＞、＜或=）．
（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有（填字母）ABE
A．缩小容器体积        B．降低温度        C．升高温度
D．使用合适的催化剂     E．将甲醇从混合体系中分离出来

（4）CH₄和H₂O在催化剂表面发生反应CH₄+H₂O?CO+3H₂，T℃时，向1L密闭容器中投入1mol CH₄和1mol H₂O（g），5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时CH₄的转化率为50%，计算该温度下上述反应的化学平衡常数6.75（结果保留小数点后两位数字）
（5）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，图2是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图，B极的电极反应式为CH₃OH+3O^2--6e^-=CO₂+2H₂O
（6）25℃时，草酸钙的Ksp=4.0×10^-8，碳酸钙的Ksp=2.5×10^-9．向10ml碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol•L^-1的草酸钾溶液10ml，能否产生沉淀否（填“能”或“否”）．

5．铜、硫的单质及其化合物在生产、生活中应用广泛，辉铜矿（主要成分是Cu₂S）是冶炼铜和制硫酸的重要原料．
（1）已知：①2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ•mol^-1
②2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ•mol^-1
则Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-217.4kJ/mol．
（2）已知25℃时，K_SP（BaSO₄）=1.1×10¹⁰，向仅含0.1mol•L^-1 Ba（OH）₂的废液中加入等体积0.12mol•L^-1硫酸，充分搅拌后过滤，滤液中c（Ba²⁺）=1.1×10^-8 mol/L
（3）上述冶炼过程中会产生大量的SO₂，回收处理SO₂，不仅能防止环境污染，而且能变害为宝，回收处理的方法之一是先将SO₂转化为SO₃，然后再转化为H₂SO₄．
①450℃时，某恒容密闭容器中存在反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，下列事实能表明该反应达到平衡的是D．
A．容器内气体密度不变 
B．O₂、SO₂的消耗速率之比为1：2 
C．n（SO₂）：n（O₂）：n（SO₃）=2：1：2 
D．容器内压强不再发生变化
②450℃、0.1MPa下，将2.0molSO₂和1.0molO₂置于5L密闭容器中开始反应，保持温度和容器体积不变，SO₂的转化率（α）随着时间（t）的变化如图1所示，则该温度下反应的平衡常数K=4050．若维持其他条件不变，使反应开始时的温度升高到500℃，请在图1中画出反应开始到平衡时SO₂转化率的变化图象．
（4）已知CuCl₂溶液中，铜元素的存在形式与c（Cl^-）的相对大小有关，具体情况如图2所示（分布分数是指平衡体系中含铜微粒物质的量占铜元素总物质的量的百分比）
 ①若溶液中含铜微粒的总浓度为amol•L^-1，则X点对应的c（CuCl⁺）=0.56amol/L（用含a的代数式表示）．
②向c（Cl^-）=1mol•L^-1的氯化铜溶液中滴入少量AgNO₃溶液，则浓度最大的含铜微粒发生反应的离子方程式为CuCl⁺+Ag⁺=AgCl↓+Cu²⁺．

4．焦炭与CO、H₂均是重要的能源，也是重要的化工原料．
（1）已知C、H₂、CO的燃烧热（△H）分别为-393.5kJ•mol^-1、-285.8kJ•mo
l^-1、-283kJ•mol^-1，又知水的气化热为+44kJ/mol．
①焦炭与水蒸气反应生成CO、H₂的热化学方程式为C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ/mol
②若将足量焦炭与2mol水蒸气充分反应，当吸收能量为191.7kJ时，则此时H₂O（g）的转化率为73%．
（2）将焦炭与水蒸气置于容积为2L的密闭容器中发生反应：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），其中H₂O、CO的物质的量随时间的变化曲线如图所示．
①第一个平衡时段的平衡常数是0.017，（保留2位有效数字），若反应进行到2min时，改变了温度，使曲线发生如图所示的变化，则温度变化为升温（填“升温”或“降温”）．
②反应至5min时，若也只改变了某一个条件，使曲线发生如图所示的变化，该条件可能是下述中的b．
A．增加了C    B．增加了水蒸气    C．降低了温度    D．增加了压强
（3）假设（2）中反应在第2min时，将容器容积压缩至1L，请在上图中绘制出能反映H₂O、CO物质的量变化趋势的图象．
（4）若以CO、O₂、K₂CO₃等构成的熔融盐电池为动力，电解400mL饱和食盐水，则负极上的电极反应式为CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，当有5.6g燃料被消耗时，电解池中溶液的pH=14（忽略溶液的体积变化，不考虑能量的其它损耗）．

3．2013年9月，中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气，北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染，属于重度污染．汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO₂等都是雾霾形成的原因．
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0．在一定温度下，在一个体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO，在t₁时刻达到平衡状态．
①能判断该反应达到平衡状态的标志是CD．
A．在单位时间内生成1mol CO₂的同时消耗了lmol CO
B．混合气体的密度不再改变
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．混合气体的压强不再变化
②在t₂时刻，将容器的容积迅速扩大到原来的2倍，在其他条件不变的情况下，t₃时刻达到新的平衡状态，之后不再改变条件．请在图中补充画出从t₂到t₄时刻正反应速随时间的变化曲线：
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率，采取的措施有增大压强、增大CO浓度．（写出2个）
（2）改变煤的利用方式可减少环境污染，通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气，其反应C（g）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1
①该反应在高温下能自发进行（填“高温”或“低温”）．
②煤气化过程中产生的有害气体H₂S可用足量的Na₂CO₃溶液吸收，该反应的离子方程式为CO₃^2-+H₂S=HCO₃^-+HS^-．[已知：Ka₁（H₂S）=9.1×10^-8，Ka₂（H₂S）=1.1×10^-12；Ka₁（H₂CO₃）=4.3×10^-7，Ka₂（H₂CO₃）=5.6×10^-11]
（3）已知反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），现将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需的时间/min
		CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验1条件下平衡常数K=2.67（保留小数点后二位）．
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a、b必须满足的关系是a＜b．
③该反应的△H＞0 （填“＜”或“＞”）；若在900℃时，另做一组实验，在此容器中加入l0mol CO、5mo1H₂O、2mo1CO₂、5mol H₂，则此时v（正）＜v（逆）（填“＜”、“＞”或“=”）．