利用太陽能分解水生成的氫氣，在催化劑作用下氫氣與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃燒熱ΔH分別為－285.8 kJ·mol^－1、－283.0 kJ·mol^－1和－726.5 kJ·mol^－1。請回答下列問題：
（1）用太陽能分解10 mol水消耗的能量是          kJ。
（2）液態(tài)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳氣體和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為                                                                    。
（3） 在容積為2 L的密閉容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，反應(yīng)式：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，在其他條件不變的情況下，考察溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如下圖所示(注：T₁、T₂均大于300 ℃)：

①可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝                
②下列說法正確的是            

A．溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇 的平均速率為v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1

B．該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小

C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

D．處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2，達到平衡時增大

③在T₁溫度時，將1 mol CO₂和3 mol H₂充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達到平衡后，若CO₂的轉(zhuǎn)化率為α，則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為                  ；
（4） 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，總反應(yīng)式為
2CH₃OH + 3O₂＝2CO₂＋4H₂O，則正極的反應(yīng)式為                             ；
負(fù)極的反應(yīng)式為                                                          。

資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
（1）有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol^一1
①上述反應(yīng)中每生成1 mol Fe₃O₄，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。
②已知：C(s)+2H₂O(g)=CO₂(g)+2H₂(g) △H="+113.4" kJ·mol^一1，則反應(yīng)：3FeO(s)+ H₂O(g)= Fe₃O₄(s)+ H₂(g)的△H=__________。
（2）在一定條件下，二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下：CO₂(g)+4 H₂ (g)  C H₄ (g)+2 H₂O(g)，向一容積為2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃時發(fā)生上述反應(yīng)，達到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為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。則CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為________。300 ℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。200℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8，則該反應(yīng)的△H_____(填“＞’’或“<”)O。
（3）華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法，可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO₂零排放，其基本原理如
圖所示:

①上述生產(chǎn)過程的能量轉(zhuǎn)化方式是____________________。
②上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時進行，碳酸鈣先分解為CaO和CO₂，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，則陽極的電極反應(yīng)式為___________________。

工業(yè)上常利用CO和H₂合成可再生能源甲醇。
（1）已知CO(g)、CH₃OH(l)的燃燒熱分別為283.0 kJ·mol^-1和726.5 kJ·mol^-1，則CH₃OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式為                       。
（2）合成甲醇的方程式為CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)    ΔH <0。
在230 ℃?270 ℃最為有利。為研究合成氣最合適的起始組成比n(H₂):n(CO)，分別在230 ℃、250 ℃和270 ℃進行實驗，結(jié)果如下左圖所示。其中270 ℃的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是_____（填字母）；當(dāng)曲線X、Y、Z對應(yīng)的投料比達到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時，對應(yīng)的反應(yīng)溫度與投較比的關(guān)系是                    。

（3）當(dāng)投料比為1∶1，溫度為230 ℃，平衡混合氣體中，CH₃OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為        （保留1位小數(shù)）；平衡時CO的轉(zhuǎn)化率           。

（15分）資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
（1）以CO₂與NH₃為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
試寫出NH₃和CO₂合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                           。
（2）在一定條件下，二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下：
CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g)  ΔH＜0
①向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO₂和H₂，在300℃時發(fā)生上述反應(yīng)，達到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為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的物質(zhì)的量分別為         、          。CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為              。
②現(xiàn)有兩個相同的恒容絕熱（與外界沒有熱量交換）密閉容器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℃下開始反應(yīng)。達到平衡時，下列說法正確的是                （填字母）。

A．容器I、II中正反應(yīng)速率相同

B．容器I、II中CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同

C．容器I中CO2的物質(zhì)的量比容器II中的多

D．容器I中CO2的轉(zhuǎn)化率與容器II中CH4的轉(zhuǎn)化率之和小于1

（3）華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法，可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO₂零排放，其基本原理如圖所示：

①上述生產(chǎn)過程的能量轉(zhuǎn)化方式是       。
②上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時進行碳酸鈣先分解為CaO和CO₂，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，則陽極的電極反應(yīng)式為               ，陰極的電極反應(yīng)式為                          。

污染與環(huán)境保護已經(jīng)成為現(xiàn)在我國最熱門的一個課題，污染分為空氣污染，水污染，土壤污染等。
（1）為了減少空氣中SO₂的排放，常采取的措施有：
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。
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
寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：         。
該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K＝        。
②洗滌含SO₂的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是     （選填序號）。
a．Ca(OH)₂      b．CaCl₂         c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）為了減少空氣中的CO₂，目前捕碳技術(shù)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用，捕碳劑常用(NH₄)₂CO₃，反應(yīng)為：(NH₄)₂CO₃(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g)＝2NH₄HCO₃(aq)  ΔH₃為研究溫度對(NH₄)₂CO₃捕獲CO₂效率的影響，在某溫度T₁下，將一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密閉容器中，并充入一定量的CO₂氣體（用氮氣作為稀釋劑），在t時刻，測得容器中CO₂氣體的濃度。然后分別在溫度為T₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始實驗條件不變，重復(fù)上述實驗，經(jīng)過相同時間測得CO₂氣體濃度，其關(guān)系如圖，則：

①ΔH₃   0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T₄～T₅這個溫度區(qū)間，容器內(nèi)CO₂氣體濃度變化趨勢的原因是：        。
（3）催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。
①催化反硝化法中，用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強。則反應(yīng)離子方程式為：   。
②電化學(xué)降解NO₃^-的原理如圖，電源正極為：       （選填填“A”或“B”），陰極反應(yīng)式為：        。

 

能源的開發(fā)、利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。
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
則反應(yīng)4Fe(s)＋3O₂(g)＝2Fe₂O₃(s)的焓變ΔH＝       kJ·mol^－1。
Ⅱ．依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是    （填序號)。
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
若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，則該原電池的正極反應(yīng)式為                        。
Ⅲ．氫氣作為一種綠色能源，對于人類的生存與發(fā)展具有十分重要的意義。
（1）實驗測得，在通常情況下，1 g H₂完全燃燒生成液態(tài)水，放出142.9 kJ熱量。則H₂燃燒的熱化學(xué)方程式為                                           。
（2）用氫氣合成氨的熱化學(xué)方程式為N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1
①一定條件下，下列敘述可以說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是       。
A．υ_正(N₂)＝υ_逆(NH₃)
B．各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等
C．混合氣體的物質(zhì)的量不再變化
D．混合氣體的密度不再變化
②下圖表示合成氨反應(yīng)達到平衡后，每次只改變溫度、壓強、催化劑中的某一條件，反應(yīng)速率υ與時間t的關(guān)系。其中表示平衡混合物中的NH₃的含量最高的一段時間是       。圖中t₃時改變的條件可能是        。

③溫度為T℃時，將4a mol H₂和2a mol N₂放入0.5 L密閉容器中，充分反應(yīng)后測得N₂的轉(zhuǎn)化率為50%，則反應(yīng)的平衡常數(shù)為                。

2013年霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中，汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO (g)2CO₂ (g) +N₂ (g)在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時，c(CO₂)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線，如圖所示。據(jù)此判斷：

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為   。
②該反應(yīng)的ΔH   0（選填“＞”、“＜”）。
③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時，增大其表面積可提高化     學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S₁＞S₂，在圖中畫出c(CO₂)在T₂、S₂條件下達到平衡過程中的變化曲線。
（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。
① 煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH₄催化還原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
寫出CH₄催化還原N₂O₄(g)生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(g)的熱化學(xué)方程式   。
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可  達到低碳排放的目的。下圖是通過光電轉(zhuǎn)化原理以廉價原料制備新產(chǎn)品的示意圖。寫出上述光電轉(zhuǎn)化過程的化學(xué)反應(yīng)方程式                     。催化劑a、b之間連接導(dǎo)線上電子流動方向是        (填a→b或b→a) 。

（10分）工業(yè)上制備BaCl₂的工藝流程圖如圖：

某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分BaSO₄）對工業(yè)過程進行模擬實驗。查資
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制備BaCl₂的工藝流程圖中氣體A用過量NaOH溶液吸收，得到硫化鈉。Na₂S水解的離子方程式為                                                  。
②常溫下，相同濃度的Na₂S和NaHS溶液中，下列說法正確的是    （填字母）。

A．Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH小

B．兩溶液中含有的離子種類不同

C．兩溶液中滴入同體積同濃度的鹽酸，產(chǎn)生氣體速率相等

D．兩溶液中加入NaOH固體，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，當(dāng)兩種沉淀共存時，=       。 【已知：K_sp(AgBr)=5．4×10^-13，K_sp(AgCl)=2．0×10^-10】
（3）反應(yīng)C(s) + CO₂(g)2CO(g)的ΔH =                     
（4）實際生產(chǎn)中必須加入過量的炭，同時還要通入空氣，其目的是：              （只要求答一條）。

蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義，有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可以用蓋斯定律間接求得。已知3.6 g碳在6.4 g的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出x kJ熱量；已知每摩爾單質(zhì)碳完全燃燒生成CO₂放出熱量為y kJ，則1 mol C與O₂反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱ΔH為

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的混合氣體完全燃燒時放出113.74kJ 熱量，同時生成 3.6 g液態(tài)水，則原混合氣體中H₂和CO的物質(zhì)的量之比為

A．2:1

B．1:2

C．1:1

D．2:3