氢能是高效、清洁能源，制氢技术的研究开发是氢能利用的必由之路。燃烧水蒸气重整法是一种有效、经济、广泛采用的制氢方法，它是通过水蒸气与燃料间的反应来制取氢气的。

(1)在催化剂作用下，天然气和水蒸气反应可制得一氧化碳和氢气。已知该反应每制得lkg氢气需要吸收34.4×10³kJ热量。写出该反应的热化学方程式________________________________________.

(2)CO可继续与水蒸气反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)；

△H=-41.0kJ?mol^-1 。若将1mol甲烷与足量水蒸气充分反应得到lmolC0₂，该反应的焓变△H= _____________________。

(3)欲制得教纯净的氢气，可将(2)中充分反应后的气体通过足量烧碱溶液。写出该反应的离子方程式：_____________________________________________。

（14分）燃煤烟气中含有大量的氮氧化合物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等，不宜直接排放到空气中，可采用以下措施对燃煤烟气进行处理。

（1）脱硝：选择性催化还原法的脱硝原理是在催化剂存在下，通入甲烷使氮氧化合物（NO_x）转化为无害气体，发生如下反应：

CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)   △H₁＝－574 kJ·mol^－1

CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)    △H₂＝－1160 kJ·mol^－1

甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为         。

（2）脱硫：①石灰石—石膏湿法烟气脱硫的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的

空气反应生成石膏(CaSO₄·2H₂O)。某电厂用煤400吨（煤中含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全

部转化成二氧化硫，用石膏湿法烟气脱硫中有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏         吨。

②新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe₂Ox），由该铁酸盐（ZnFe₂O₄）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：若2molZnFe₂Ox与足量SO₂可生成1.0molS，

则x＝         。

（3）脱碳：从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H₃

①取五份等体体积CO₂和H₂的的混合气体（物质的量之比均为1：3），

分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，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的关系曲线如图11所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的△H₃         0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1mol CO₂和3 mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图12所示。若在上述平衡体系中再充0.5 mol CO₂和1.5 molH₂O(g) （保持温度不变），则此平衡将         移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）

③直接甲醇燃料电池结构如上图13所示。其工作时负极电极反应式可表示为         。

(14分)2014年10月初，雾霾天气多次肆虐河北、天津、北京等地区。其中，燃煤和汽车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)。△H＜0

①该反应的平衡常数表达式                                                            。

②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是                                    （填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。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。

已知：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g)  △H＝－867 kJ/mol

2NO₂(g)N₂O₄(g)   △H＝－56.9 kJ/mol

H₂O(g) ＝ H₂O(l)   ΔH ＝ －44.0 kJ／mol

写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的热化学方程式：                             。

（3）在一定条件下，也可以用NH₃处理NO_x。已知NO与NH₃发生反应生成N₂和H₂O，现有NO和NH₃的混合物1mol，充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g，则原反应混合物中NO的物质的量可能是_____________。

（4）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。则2 molCH₄与足量H₂O（g）反应最多可生成_______mol H₂，写出该反应的化学方程式_________________________________________________。

 (5)上述方法制得的H₂可以和CO在一定条件下合成甲醇和二甲醚（CH₃OCH₃）及许多烃类物质。当两者以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是                      。

a.汽油        b.甲醇            c.甲醛            d.乙酸

(08上海嘉定一中期末)丁烷在一定条件下可以按两种方式裂解：C₄H₁₀→C₂H₆+C₂H₄；C₄H₁₀→CH₄+C₃H₆，某石油公司实验室对丁烷进行裂解后的裂解气进行研究。

【探究一】裂解气的系列问题

(1)若将1mol丁烷进行裂解，裂解率为90%，则最终所得混合气的物质的量为       mol。

(2)若丁烷部分裂解，则反应后混合气体平均相对分子质量可能是          (填编号)

  ①28.5             ②42              ③51             ④60

(3)取50mL的混合气体(由丁烷裂解产生的甲烷和O₂组成)，放入装有足量Na₂O₂的密闭容器中并在电火花连续作用下，充分反应后(保持温度在150℃)，气体体积减少了30mL；则甲烷的体积为          或         mL(上述气体体积均在相同情况下测定)。

【探究二】测量裂解气与H₂加成反应后气体总体积与氢气的体积分数关系

(4)另取丁烷完全裂解后的气体与H₂的混合气体10L，已知其中H₂的体积分数为x，在一定条件下使其充分反应，反应后气体的体积为V L。请列出V与x的函数关系式。