（12分）甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。

（1）将1.0 mol CH₄和2.0mol H₂O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：

CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ，CH₄的转化率与温度、压强的关系如右图。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H₂表示的平均反应速率为     。

②图中的P₁     P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数为     。

③在其它条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将        (填“增大”、“减小”或“不变”)。

（2）在压强为0.1 MPa条件下, 将amol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g) ……Ⅱ。

④该反应的△H    0，△S      0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是      。

A．升高温度                   B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大   D．再充入1mol CO和3molH₂

⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明各条曲线的压强。

（12分）工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：
CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)  ΔH＝－a kJ·mol^－1

（1）上图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①a __0（填“＞” “＜” “＝”）。
②下列说法正确的是_         _（填序号）。
a．1mol CO(g)和2mol H₂(g)所具有的能量小于1mol CH₃OH(g)所具有的能量
b．将1mol CO(g)和2mol H₂(g)置于一密闭容器中充分反应后放出a KJ的热量
c．升高温度，平衡向逆反应移动，上述热化学方程式中的a值将减小
d．如将一定量CO(g) 和H₂(g)置于某密闭容器中充分反应后放热aKJ，则此过程中有1molCO(g)被还原
（2）在一定条件下，科学家利用从烟道气中分离出CO₂与太阳能电池电解水产生的H₂合成甲醇，其过程如下图所示：

①该合成路线对于环境保护的价值在于_                                  _。
②15%～20%的乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO₂
吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因：
                                                                            。
（3）甲醇燃料电池的工作原理如下左图所示。该电池工作时，c口通入的物质发生的电极
反应式为：_                                                                 _。

（4）以上述电池做电源，用上右图所示装置，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是（用相关的电极反应式和离子方程式表示）：
_                                                                            。

图2-3-4

(1)写出电解饱和食盐水的化学方程式________________________________________。

(2)已知工艺条件下食盐的溶解度为36.5 g，则该温度下饱和食盐水溶质的质量分数为__________。

(3)设每台电解槽平均每天消耗2.3×10⁴ mol食盐，电解生成的氯气与氢气按体积比1∶1.15通入合成炉，不考虑各阶段的物料损耗，理论上可生产36.5%的盐酸__________t。

(4)氯气与氢气以1∶a(a＞1)通入合成炉，设该厂每天消耗食盐c t，不考虑各阶段的物料损耗，则每天生产36.5%的盐酸__________b t。b=__________t。

能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

     反应I：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)             ΔH₁

     反应II：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)                     ΔH₂

①反应I的平衡常数表达式为K=________________________

②下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)

由表中数据判断ΔH_{2________}0，ΔS______0 (填“＞”、“＝”或“＜”＝)。

③对于反应II，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是__________。

A．升高温度                        B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大       D．按原比例再充入 CO和 H₂

④某温度下，将2mol CO和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2 mol·L^-1，则CO的转化率为________，此时的温度为_______(从上表中选择)。

(2)已知在常温常压下：

① 2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)  ΔH ＝-1275.6 kJ·mol^-1

② 2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)  ΔH ＝-566.0 kJ·mol^-1

③ H₂O(g)＝H₂O(l)  ΔH＝-44.0 kJ·mol^-1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式____________________。

(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如下图所示的电池装置。

①该电池中OH^-向_______极移动(填“正”或“负”)

②该电池负极的电极反应为_________________________。

③用该电池电解(惰性电极)500mL某CuSO₄溶液，电解一段时间后，为使电解质溶液恢复到原状态，需要向溶液中加入9.8g Cu(OH)₂固体。则原CuSO₄溶液的物质的量浓度为_______________，电解过程中收集到标准状况下的气体体积为__________________。

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

Ⅰ、如图装置所示，A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在浸有Na₂SO₄溶液的滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极。若A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切断K₁，闭合K₂、K₃通直流电。

回答下列问题：

（1） a是电源的    极，写出A中的电极反应式为_____。

（2）湿的Na₂SO₄滤纸条上能观察到的现象有____________。

（3）电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，若此时切断K₂、K₃，闭合K₁，发现电流表的指针移动，写出此时B中的电极反应式为           。

Ⅱ、甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)   ΔH，下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。请回答下列问题：

（4）由表中数据判断ΔH        0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（5）其他条件不变，只改变其中一个条件，下列措施可提高甲醇产率的是      。

A．升高温度；B．使用合适的催化剂；C．缩小容器的容积；D．充入过量的H₂；E．恒压时，充入He；F．从体系中分离出CH₃OH

（6）某温度下，将2mol CO和6 mol H₂充入2L密闭容器中，反应进行到4min末达到平衡，此时测得c(CO) ＝0.2 mol/L ，则0~4min内H₂的反应速率为      ；若保持温度容积不变再向其中充入一定量的CH₃OH，重新达到化学平衡状态，与原平衡状态相比，此时平衡混合气体中CH₃OH的体积分数      （填“变大”、“变小”、或“不变”）。