2．甲醇是重要的化工原料，又可稱(chēng)為燃料．工業(yè)上利用合成氣（主要成分為CO、CO₂和H₂）在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：
①CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H
②CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂=-58kJ•mol^-1
③CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H₃=+41kJ•mol^-1
回答下列問(wèn)題：
（1）已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	H═H	C═O	C≡O(shè)	H-O	C-H
F/（kJ•mol-1）	435	343	1076	465	X

則x=413；
（2）若T℃時(shí)將6molCO₂和8molH₂充入2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系如圖中狀態(tài)I（圖中實(shí)線）所示．圖中數(shù)據(jù)A（1，6）代表在1min時(shí)H₂的物質(zhì)的量是6mol．
①T℃時(shí)狀態(tài)I條件下，0～3min內(nèi)CH₃OH的平均反應(yīng)速率v=0.28mol/（L•min），平衡常數(shù)K=0.5；
②其他條件不變時(shí)，僅改變某一條件后測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中狀態(tài)Ⅱ所示，則改變的條件可能是增大壓強(qiáng)；
③其他條件不變，僅改變溫度時(shí)，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中狀態(tài)Ⅲ所示，則狀態(tài)Ⅲ對(duì)應(yīng)的溫度＞（填“＞”、“＜”或“=”）T℃；
④若狀態(tài)Ⅱ的平衡常數(shù)為K₂，狀態(tài)Ⅲ的平衡常數(shù)為K₃，則K₂＞（填“＞”、“＜”或“=”）K₃；
⑤一定溫度下同，此反應(yīng)在恒容容器中進(jìn)行，能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡依據(jù)的是ac．
a．容器中壓強(qiáng)不變              b．甲醇和水蒸汽的體積比保持不變
c．v_正（H₂）=3v_逆（CH₃OH）      d．2個(gè)C═O斷裂的同時(shí)有6個(gè)H-H斷裂．

1．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．工業(yè)上依此用CO生產(chǎn)燃料甲醇．

（1）甲圖是反應(yīng)時(shí)CO和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化情況．從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，用CO濃度變化表示平均反應(yīng)速率v（CO）=0.075mol/（L•min）．
（2）乙圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量的變化．曲線a表示不使用催化劑時(shí)反應(yīng)的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化．該反應(yīng)的焓變是△H＜0（填“△H＜0”或“△H＞0”），寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol；選擇適宜的催化劑不能（填“能”或“不能”）改變?cè)摲磻?yīng)的反應(yīng)熱．
（3）該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$，溫度升高，平衡常數(shù)K減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“不變”或“減小”）．
（4）恒容條件下，下列措施中能使$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（CO）}$增大的有c．
a．降低溫度    b．充入He氣     c．再充入1mol CO和2mol H₂d．使用催化劑．

20．工業(yè)上可以以煤和水為原料通過(guò)一系列轉(zhuǎn)化變?yōu)榍鍧嵞茉礆錃饣蚬�業(yè)原料甲醇．
（1）用煤制取氫氣的反應(yīng)是：C（s）+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CO₂（g）+2H₂（g）△H＞0
若已知碳的燃燒熱a和氫氣的燃燒熱b不能（填“能”或“不能”）求出上述反應(yīng)的△H．若能則求出其△H（若不能請(qǐng)說(shuō)明理由）：因?yàn)樯鲜龇磻?yīng)與氫氣燃燒熱的反應(yīng)中水的狀態(tài)不同．
（2）工業(yè)上也可以?xún)H利用上述反應(yīng)得到的CO₂和H₂進(jìn)一步合成甲醇，反應(yīng)方程式為：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0，
在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO₂和3 mol H₂進(jìn)行上述反應(yīng)．測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）濃度隨時(shí)間變化如圖1所示．
�。�該溫度下的平衡常數(shù)為5.33．10min后，保持溫度不變，向該密閉容器中再充入1mol CO₂（g）和1mol H₂O（g），則平衡正向（填“正向”、“逆向”或“不”）移動(dòng)．
ⅱ．對(duì)于基元反應(yīng)aA+bB?cC+dD而言，其某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率計(jì)算公式如下：正反應(yīng)速率為V_正=k_正•c（A）^a•c（B）^b；逆反應(yīng)速率為V_逆=k_逆•c（C）^c•c（D）^d其中k_正、k_逆為速率常數(shù)．求該反應(yīng)進(jìn)行到第10min時(shí)k_逆：k_正=3：16．
（3）工業(yè)上利用水煤氣合成甲醇燃料，反應(yīng)為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0．在一定條件下，將l mol CO和2mol H₂通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)改變某一外界條件（溫度或壓強(qiáng)）時(shí)，CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)φ（CH₃OH）變化趨勢(shì)如圖2所示：
①平衡時(shí)，M點(diǎn)CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)為10%．則CO的轉(zhuǎn)化率為25%．
②X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�．Y軸表示溫度（填“溫度”或“壓強(qiáng)”），判斷的理由是隨著Y值的增加，CH₃OH的體積分?jǐn)?shù)φ（CH₃OH）減小，平衡逆向移動(dòng)，故Y表示溫度．

19．乙二醛（OHC-CHO）是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品．
Ⅰ．工業(yè)生產(chǎn)乙二醛
（1）乙醛（CH₃CHO）液相硝酸氧化法   在Cu（NO₃）₂催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CH₃CHO+4HNO₃$\stackrel{Cu（NO_{3}）_{2}}{→}$3OHC-CHO+4NO↑+5H₂O．該法具有原料易得、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，但也存在比較明顯的缺點(diǎn)是尾氣有污染．
（2）乙二醇（HOCH₂CH₂OH）氣相氧化法
①已知：OHC-CHO（g）+2H₂（g）?HOCH₂CH₂OH（g）△H=-78kJ•mol^-1  K₁
2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（g）△H=-484kJ•mol^-1  K₂
乙二醇?xì)庀嘌趸�反�?yīng)：HOCH₂CH₂OH（g）+O₂（g）?OHC-CHO（g）+2H₂O（g）的△H=-406kJ•mol^-1．相同溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$（用含K₁、K₂的代數(shù)式表示）．
②當(dāng)原料氣中氧醇比為1.35時(shí)，乙二醛和副產(chǎn)物CO₂的產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖1所示．反應(yīng)溫度在450～495℃之間和超過(guò)495℃時(shí)，乙二醛產(chǎn)率降低的主要原因分別是升高溫度，主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)、溫度超過(guò)495℃時(shí)，乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物．
Ⅱ．乙二醛電解氧化制備乙醛酸（OHC-COOH）的生產(chǎn)裝置如圖2所示，通電后，陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl₂與乙二醛溶液反應(yīng)生成乙醛酸．
（3）陰極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑
（4）陽(yáng)極液中鹽酸的作用，除了產(chǎn)生氯氣外，還增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性．
（5）保持電流強(qiáng)度為a A，電解t min，制得乙醛酸m g，列式表示該裝置在本次電解中的電流效率η=$\frac{5mf}{111at}$%．
（設(shè)：法拉第常數(shù)為f C•mol^-1；η=$\frac{生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)}{電極上通過(guò)的電子總數(shù)}$×100%

18．在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表：

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問(wèn)題：
（1）該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸熱”、“放熱”），寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}$．
（2）能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是bc．
a．及時(shí)分離出CO氣體          b．適當(dāng)升高溫度
c．增大CO₂的濃度             d．選擇高效催化劑
（3）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是bc．
a．容器中壓強(qiáng)不變             b．混合氣體中 c（CO）不變
c．v_正（H₂）=v_逆（H₂O）        d．c（CO₂）=c（CO）
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO₂）•c（H₂）=c（CO）•c（H₂O），試判斷此時(shí)的溫度為830℃．
（5）若在（4）所處的溫度下，在1L的密閉容器中，加入2molCO₂和3molH₂充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，H₂的物質(zhì)的量為b，CO₂的物質(zhì)的量為c．
a．等于1.0mol                     b．大于1.0mol
c．大于0.5mol，小于1.0mol          d．無(wú)法確定．

17．研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1
則反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ•mol^-1
（2）一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比2：1置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BD．
A．體系壓強(qiáng)保持不變
B．混合氣體顏色保持不變
C．SO₃和NO的體積比保持不變
D．每消耗1molSO₃的同時(shí)生成1mol NO
測(cè)得上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)NO₂與SO₂的體積比為5：1，則平衡常數(shù)K=1.8
（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖（1）所示．該反應(yīng)△H＜0（填“＞”或“＜”）．實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是：在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加得不償失．

（4）依據(jù)燃燒的反應(yīng)原理，合成的甲醇可以設(shè)計(jì)如圖（2）所示的原電池裝置．
①該電池工作時(shí)，OH^-向負(fù)極移動(dòng)（填“正”或“負(fù)”）．
②該電池正極的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-═OH^-．

16．汽車(chē)尾氣是造成霧霾天氣的重要原因之一，尾氣中的主要污染物為C_xH_y、NO、CO、SO₂及固體顆粒物等．研究汽車(chē)尾氣的成分及其發(fā)生的反應(yīng)，可以為更好的治理汽車(chē)尾氣提供技術(shù)支持．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）活性炭也可用于處理汽車(chē)尾氣中的NO．在1L恒容密閉容器中加入0.1000molNO和2.030mol固體活性炭，生成A、B兩種氣體，在不同溫度下測(cè)得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及容器內(nèi)壓強(qiáng)如表：

	活性炭/mol	NO/mol	A/mol	B/mol	ρ/Mpa
200℃	2.000	0.0400	0.0300	0.0300	3.93
335℃	2.005	0.0500	0.0250	0.0250	ρ

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，寫(xiě)出容器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式C+2NO?N₂+CO₂并判斷p＞3.93MPa（用“＞”、“＜“或“=”填空）．計(jì)算反應(yīng)體系在200℃時(shí)的平衡常數(shù)K_p=$\frac{9}{16}$（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù)）．
（2）汽車(chē)尾氣中的SO₂可用石灰水來(lái)吸收，生成亞硫酸鈣濁液．常溫下，測(cè)得某純CaSO₃與水形成的濁液pH為9，已知K_a1（H₂SO₃）=1.8×10^-2，K_a2（H₂SO₃）=6.0×10^-9，忽略SO₃^2-的第二步水解，則K_sp（CaSO₃）=4.2×10^-9．
（3）尾氣中的碳?xì)浠�合物含有甲烷，其在排氣管的催化轉(zhuǎn)化器中可發(fā)生如下反應(yīng)CH₄（g）+H₂O（1）═CO（g）+3H₂ （g）△H=+250.1kJ/mol．已知CO（g）、H₂ （g）的燃燒熱依次為283.0kJ/mol、285.8kJ/mol，請(qǐng)寫(xiě)出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式CH₄（g）+2O₂（g）→CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3KJ/mol．以CH₄（g）為燃料可以設(shè)計(jì)甲烷燃料電池，該電池以稀H₂SO₄作電解質(zhì)溶液，其負(fù)極電極反應(yīng)式為CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，已知該電池的能量轉(zhuǎn)換效率為86.4%，則該電池的比能量為13.3kW•h•kg^-1（結(jié)果保留1位小數(shù)，比能量=$\frac{電池輸出電能（kW•h）}{燃料質(zhì)量（kg）}$，lkW•h=3.6×10⁶J）．

15．使用SNCR脫硝技術(shù)的主反應(yīng)為：4NH₃（g）+4NO（g）+O₂（g）$\stackrel{催化劑}{?}$ 4N₂（g）+6H₂O（g）△H副反應(yīng)及773K時(shí)平衡常數(shù)如表所示：

反應(yīng)	△H（kJ•mol-1）	平衡常數(shù)（K）
4NH3 （g）+5O2 （g）?4NO （g）+6H2O （g）	-905.5	1.1×1026mol•L-1
4NH3 （g）+4O2 （g）?2N2O （g）+6H2O （g）	-1104.9	4.4×1028
4NH3 （g）+3O2 （g）?2N2 （g）+6H2O （g）	-1269.0	7.1×1034L•mol-1

（1）主反應(yīng)△H=-1632.5kJ•mol^-1，773K時(shí)主反應(yīng)平衡常數(shù)K=4.6×10⁴³L•mol^-1．
（2）圖1表示在密閉體系中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定不同溫度下，在相同時(shí)間內(nèi)各組分的濃度．

①圖中a、b、c三點(diǎn)，主反應(yīng)速率最大的是c．
②試解釋N₂濃度曲線先上升后下降的原因先上升：反應(yīng)還未到達(dá)平衡狀態(tài)，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，單位時(shí)間內(nèi)N₂濃 度越大；后下降：達(dá)到平衡狀態(tài)后，隨著溫度升高，因反應(yīng)正向放熱，平衡逆向移動(dòng)，且隨溫度升高有副產(chǎn)物的生成，N₂濃度降低．
③550K時(shí)，欲提高N₂O的百分含量，應(yīng)采取的措施是采用合適的催化劑．
（3）為探究碳基催化劑中Fe、Mn、Ni等元素的回收，將該催化劑溶解后得到含有Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺的溶液，物質(zhì)的量濃度均為10^-3mol•L^-1．欲完全沉淀Fe²⁺、Mn²⁺（離子濃度低于1.0×10^-6），應(yīng)控制CO₃^2-的物質(zhì)的量濃度范圍為（3.0×10^-5，1.0×10^-4 ）．

沉淀物	Ksp
FeCO3	3.0×10-11
MnCO3	2.0×10-11
NiCO3	1.0×10-7

（4）電化學(xué)催化凈化NO是一種最新脫硝方法．原理示意圖如圖2，固體電解質(zhì)起到傳導(dǎo)O^2-的作用．
a為外接電源的負(fù)極（填“正”、“負(fù)”）．通入NO的電極反應(yīng)式為2NO+4e^-=N₂+2O^2-．

14．氫是一種重要的非金屬元素．氫的單質(zhì)及其化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛而重要的作用．
（1）工業(yè)上一般采用CO和H₂反應(yīng)合成可再生能源甲醇．反應(yīng)如下：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.1KJ•mol^-1在250℃下，將一定量的CO和H₂投入10L的密閉容器中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（mol•L^-1）變化如表所示：（前6min沒(méi)有改變條件）

	2min	4min	6nin	8min	…
CO	0.07	0.06	0.06	0.05	…
H2	x	0.12	0.12	0.20	…
CH2OH	0.03	0.04	0.04	0.05	…

①x=0.14．
②250℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為：$\frac{0.04}{0.06×0.1{2}^{2}}$ （不必化簡(jiǎn)）．
③若6min～8min只改變了某一條件，所改變的具體條件是加1 mol氫氣．
④第8min時(shí)，該反應(yīng)是不是達(dá)到平衡狀態(tài)不是．（填“是”或“不是”）
（2）某硝酸廠處理尾氣中的NO的方法是用H₂將NO還原為N₂．已知：

H₂還原NO生成氮?dú)夂退�蒸氣的熱化學(xué)方程式是2NO（g）+2H₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-665 kJ•mol^-1．

13．在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂ （g）?2SO₃（g） （△H＜0）
（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）c（{O}_{2}）}$．
（2）降低溫度，該反應(yīng)K值增大，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大（以上均填增大、減小或不變）．
（3）據(jù)圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因是增加了氧氣的濃度（或通入氧氣）．
（4）10min到15min的曲線變化的原因可能是ab（填寫(xiě)編號(hào)）．
a．加了催化劑  b．縮小容器體積 c．降低溫度  d．增加SO₃的物質(zhì)的量．