12．氮和硫的氧化物有多種，其中SO₂和NOx都是大氣污染物，對它們的研究有助于空氣的凈化．
（1）研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應：
2NO₂（g）+NaCl（s）?NaNO₃（s）+ClNO（g）K₁△H₁＜0（Ⅰ）
2NO（g）+Cl₂（g）?2ClNO（g）   K₂△H₂＜0  （Ⅱ）
則4NO₂（g）+2NaCl（s）?2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$（用K₁、K₂表示）．
（2）為研究不同條件對反應（Ⅱ）的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl₂，10min時反應（Ⅱ）達到平衡．測得10min內v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，NO的轉化率α₁=75%．其他條件保持不變，反應（Ⅱ）在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉化率α₂＞α₁（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環(huán)保領域的重要課題．NO₂尾氣常用NaOH溶液吸收，生成NaNO₃和NaNO₂．已知NO₂^-的水解常數(shù)K_h=2×10^-11 mol•L^-1，常溫下某NaNO₂和HNO₂混合
溶液的pH為5，則混合溶液中c（NO₂^-）和c（HNO₂）的比值為50．
（4）利用如圖所示裝置（電極均為惰性電極）也可吸收SO₂，并用陰極排出的溶液吸收NO₂．陽極的電極反應式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺
（5）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃時，將amolNH₄NO₃溶于水，向該溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中的水的電離平衡將逆向（填”正向”“不”或“逆向”）移動，所滴加氨水的濃度為
$\frac{a}{200b}$mol•L^-1．（NH_3•H₂O的電離平衡常數(shù)取K_b=2X10^-5mol•L^-1）

11．甲醇是結構最為簡單的飽和一元醇，又稱“木醇”或“木精”．甲醇是一碳化學基礎的原料和優(yōu)質的燃料，主要應用于精細化工、塑料、能源等領域．已知甲醇制備的有關化學反應如下：
反應①：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.77kJ/mol
反應②：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₂
反應③：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₃=-49.58kJ/mol
（1）反應②的△H₂=+41.19kJ•mol^-1
（2）若500℃時三個反應的平衡常數(shù)依次為K₁、K₂與K₃，則K₃=K₁•K₂（用K₁、K₂表示）．已知500℃時K₁、K₂的值分別為2.5、1.0，并測得該溫度下反應③在某時刻，H₂（g）、CO₂（g）、CH₃OH（g）、H₂O（g）的濃度（mol/L）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時V_正＞V_逆（填“＞”、“=”或“＜”）
（3）在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應②，c（CO）隨反應時間t變化如圖1中曲線I所示．若在t₀時刻分別改變一個條件，曲線I變?yōu)榍�線Ⅱ和曲線Ⅲ．當曲線I變?yōu)榍�線Ⅱ時，改變的條件是加入催化劑．當通過改變壓強使曲線I變?yōu)榍�線Ⅲ時，曲線Ⅲ達到平衡時容器的體積為2L．

（4）甲醇燃料電池可能成為未來便攜電子產品應用的主流．某種甲醇燃料電池工作原理如圖2所示，則通入a氣體的電極的電極反應式為CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺
（5）一定條件下甲醇與一氧化碳反應可以合成乙酸．常溫條件下，將a mol/L的CH₃COOH與b mol/L Ba（OH）₂溶液等體積混合，反應平衡時，2c（Ba²⁺）=c（CH₃COO^-），用含a和b的代數(shù)式表示該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)為$\frac{2b}{a-2b}$×10^-7L/mol．

10．氫氣作為高效、潔凈的二次能源，將成為未來社會的主要能源之一．甲烷重整是一種被廣泛使用的制氫工藝．
Ⅰ．甲烷水蒸氣重整制氫氣的主要原理：
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）反應①的平衡常數(shù)的表達式K=$\frac{c（CO）•{c}^{3}（{H}_{2}）}{c（C{H}_{4}）•c（{H}_{2}O）}$．
（2）有研究小組通過應用軟件AsepnPlus實現(xiàn)了對甲烷水蒸氣重整制氫系統(tǒng)的模擬，研究了控制水反應水碳比，在不同溫度下反應器RI中操作壓力變化對氫氣產率的影響，其數(shù)據結果如圖1所示：

①請根據圖象，闡述在一定壓力條件下溫度與氫氣產率的關系，并說明原因升高溫度，主要反應是吸熱反應，平衡向吸熱的正反應方向移動，氫氣的產率提高；
②在實際工業(yè)生產中，操作壓力一般控制在2.0-2.8MPa之間，其主要原因是反應在低壓下，有利氫氣的產率提高，但反應速率慢，效益低，壓強大，對設備材料強度要求高．
Ⅱ．甲烷二氧化碳重整
（3）近年來有科學家提出高溫下利用CO₂對甲烷蒸汽進行重整，既可以制氫也可以減少CO₂排放緩解溫室效應，其主要原理為CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g），該反應的△H=+247kJ•mol^-1．經研究發(fā)現(xiàn)該工藝與Ⅰ相比，主要問題在于反應過程中更容易形成積碳而造成催化劑失活，請用化學方程式表示形成積碳的原因CH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$C+2H₂．
Ⅲ．甲烷水蒸氣重整的應用
（4）甲烷水蒸氣重整的一個重要應用是將甲烷水蒸氣重整后的合成氣作為熔融碳酸鹽燃料電池的原料，其工作原理如圖2：
①寫出該電池的負極反應方程式H₂+CO₃^2--2e^-=H₂O+CO₂，CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；
②該電池中可循環(huán)利用的物質有CO₂、H₂O；
③若該燃料電池的能量轉化效率為70%，則當1g甲烷蒸汽通入電池時，理論上外電路可以產生33712C（庫侖）的電量．（電子電量為1.6×10^-19C）

9．能源、環(huán)境與人類生活和社會發(fā)展密切相關，研究它們的綜合利用有重要意義．
（1）氧化-還原法消除氮氧化物的轉化：NO$→_{反應Ⅰ}^{O_{3}}$NO₂$→_{反應Ⅱ}^{CO（NH_{2}）_{2}}$N₂
反應Ⅰ為：NO+O₃═NO₂+O₂，生成11.2L O₂（標準狀況）時，轉移電子的物質的量是1mol．反應Ⅱ中，當n（NO₂）：n[CO（NH₂）₂]=3：2時，反應的化學方程式是6NO₂+4CO（NH₂）₂=7N₂+8H₂O+4CO₂．
（2）硝化法是一種古老的生產硫酸的方法，同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉化，主要反應為：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寫出NO和O₂反應生成NO₂的熱化學方程式2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-113.0 kJ•mol^-1．
（3）將燃煤廢氣中的CO₂轉化為二甲醚的反應原理為：2CO₂（g）+6H₂（g）$\stackrel{催化劑}{?}$CH₃OCH₃（g）+3H₂（g）；該反應平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$．已知在某壓強下，該反應在不同溫度、不同投料比時，CO₂的轉化率如圖1所示．該反應的△H小于（填“大于”、“小于”或“等于”）0．

（4）合成氣CO和H₂在一定條件下能發(fā)生如下反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0．在容積均為V L的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個相同密閉容器中分別充入a molCO和2a molH₂，三個容器的反應溫度分別為T₁、T₂、T₃且恒定不變，在其他條件相同的情況下，實驗測得反應均進行到t min時CO的體積分數(shù)如圖2所示，此時Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個容器中一定達到化學平衡狀態(tài)的是Ⅲ；若三個容器內的反應都達到化學平衡時，CO轉化率最大的反應溫度是T₁．
（5）某N₂H₄（肼或聯(lián)氨）燃料電池（產生穩(wěn)定、無污染的物質）原理如圖3所示．

①M區(qū)發(fā)生的電極反應式為N₂H₄-4e^-=N₂↑+4H⁺．
②用上述電池做電源，用圖4裝置電解飽和氯化鉀溶液（電極均為惰性電極），設飽和氯化鉀溶液體積為500mL，當溶液的pH值變?yōu)?3時（在常溫下測定），若該燃料電池的能量利用率為80%，則需消耗N₂H₄的質量為0.5g（假設溶液電解前后體積不變）．

8．隨著化石能源的大量開采以及污染的加劇，污染氣體的治理和開發(fā)利用日益迫切．
（1）Bunsen熱化學循環(huán)制氫工藝由下列三個反應組成；
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
則2H₂O（g）═2H₂（g）+O₂（g）△H=（2a+b+2c）kJ/mol
（2）CO₂ 和CH₄ 是兩種重要的溫室氣體，以表面覆蓋有Cu₂Al₂O₄ 的二氧化鈦為催化劑．可以將CO₂ 和CH₄直接轉化為乙酸．

①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖Ⅰ所示，該反應體系應將溫度控制在250℃左右．
②將Cu₂Al₂O₄ 溶解在稀硝酸中的離子方程式為3Cu₂Al₂O₄+32H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+6Al³⁺+2NO↑+16H₂O．
（3）甲醇（CH₃OH）被稱為21世紀的新型燃料．在體積為V L的某反應容器中，amolCO與2amolH₂ 在催化劑作用下反應生成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO的平衡轉化率與溫度的關系如圖Ⅱ所示：
①該反應是放熱（填“放熱”或“吸熱”）反應
②在其他條件不變的情況下，反應容器中再增加amol CO與2amolH₂，達到新平衡時，CO的轉化率增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
③100℃，反應CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g） 的平衡常數(shù)為$\frac{{a}^{2}}{{V}^{2}}$（用含有a、V的代數(shù)表示）．
（4）某實驗小組設計了如圖Ⅲ所示的甲醇燃料電池裝置．
①該電池工作時，OH^- 向b （填“a”或“b”）極移動
②工作一段時間后，測得該溶液的pH減小，該電池負極反應的電極反應式為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O．

7．隨著人類對溫室效應和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(fā)利用CO₂，引起了各國的普遍重視．目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產燃料甲醇．為探究反應原理，現(xiàn)進行如下實驗，在體積為1L的密閉容器中，充入lmol CO₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mo1．測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．

（1）從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=0.225mol/（L•min）
（2）該反應的平衡常數(shù)為5.33．
（3）下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是CD．
A．升高溫度                 B．充入He（g），使體系壓強增大
C．將H₂O（g）從體系中分離     D．再充入lmol CO₂和3mol H₂
（4）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（1）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②H₂O（g）=H₂O（1）△H=-44.0kJ/mol
則甲醇的燃燒熱化學方程式為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8KJ/mol；
（5）如果燃燒甲醇會造成大量化學能損失，如果以甲醇和空氣為原料，以氫氧化鈉為電解質溶液設計成原電池將有很多優(yōu)點，請書寫出該電池的負極反應：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O
（6）常溫下，某水溶液M中存在的離子有：Na⁺、A^-、H⁺、OH^-．若該溶液M由 pH=3的HA溶液V₁mL與pH=11的NaOH溶液V₂mL混合反應而得，則下列說法中正確的是AD．
A．若溶液M呈中性，則溶液M中c（H⁺）+c（OH^-）=2×10^-7mol•L^-1
B．若V₁=V₂，則溶液M的pH一定等于7
C．若溶液M呈酸性，則V₁一定大于V₂
D．若溶液M呈堿性，則V₁一定小于V₂．

6．甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油，工業(yè)合成甲醇的方法很多．
（1）一定條件下發(fā)生反應：
CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃
則CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的△H═△H₁+$\frac{1}{2}$△H₂-$\frac{1}{2}$△H₃．
（2）在容積為2L的密閉容器中進行反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），其他條件不變，在300℃和500℃時，物質的量n（CH₃OH）與反應時間t的變化曲線如圖1所示，該反應的△H＜0 （填＞、＜或=）．
（3）若要提高甲醇的產率，可采取的措施有（填字母）ABE
A．縮小容器體積        B．降低溫度        C．升高溫度
D．使用合適的催化劑     E．將甲醇從混合體系中分離出來

（4）CH₄和H₂O在催化劑表面發(fā)生反應CH₄+H₂O?CO+3H₂，T℃時，向1L密閉容器中投入1mol CH₄和1mol H₂O（g），5小時后測得反應體系達到平衡狀態(tài)，此時CH₄的轉化率為50%，計算該溫度下上述反應的化學平衡常數(shù)6.75（結果保留小數(shù)點后兩位數(shù)字）
（5）以甲醇為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，圖2是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖，B極的電極反應式為CH₃OH+3O^2--6e^-=CO₂+2H₂O
（6）25℃時，草酸鈣的Ksp=4.0×10^-8，碳酸鈣的Ksp=2.5×10^-9．向10ml碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol•L^-1的草酸鉀溶液10ml，能否產生沉淀否（填“能”或“否”）．

5．銅、硫的單質及其化合物在生產、生活中應用廣泛，輝銅礦（主要成分是Cu₂S）是冶煉銅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
則Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-217.4kJ/mol．
（2）已知25℃時，K_SP（BaSO₄）=1.1×10¹⁰，向僅含0.1mol•L^-1 Ba（OH）₂的廢液中加入等體積0.12mol•L^-1硫酸，充分攪拌后過濾，濾液中c（Ba²⁺）=1.1×10^-8 mol/L
（3）上述冶煉過程中會產生大量的SO₂，回收處理SO₂，不僅能防止環(huán)境污染，而且能變害為寶，回收處理的方法之一是先將SO₂轉化為SO₃，然后再轉化為H₂SO₄．
①450℃時，某恒容密閉容器中存在反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0，下列事實能表明該反應達到平衡的是D．
A．容器內氣體密度不變 
B．O₂、SO₂的消耗速率之比為1：2 
C．n（SO₂）：n（O₂）：n（SO₃）=2：1：2 
D．容器內壓強不再發(fā)生變化
②450℃、0.1MPa下，將2.0molSO₂和1.0molO₂置于5L密閉容器中開始反應，保持溫度和容器體積不變，SO₂的轉化率（α）隨著時間（t）的變化如圖1所示，則該溫度下反應的平衡常數(shù)K=4050．若維持其他條件不變，使反應開始時的溫度升高到500℃，請在圖1中畫出反應開始到平衡時SO₂轉化率的變化圖象．
（4）已知CuCl₂溶液中，銅元素的存在形式與c（Cl^-）的相對大小有關，具體情況如圖2所示（分布分數(shù)是指平衡體系中含銅微粒物質的量占銅元素總物質的量的百分比）
 ①若溶液中含銅微粒的總濃度為amol•L^-1，則X點對應的c（CuCl⁺）=0.56amol/L（用含a的代數(shù)式表示）．
②向c（Cl^-）=1mol•L^-1的氯化銅溶液中滴入少量AgNO₃溶液，則濃度最大的含銅微粒發(fā)生反應的離子方程式為CuCl⁺+Ag⁺=AgCl↓+Cu²⁺．

4．焦炭與CO、H₂均是重要的能源，也是重要的化工原料．
（1）已知C、H₂、CO的燃燒熱（△H）分別為-393.5kJ•mol^-1、-285.8kJ•mo
l^-1、-283kJ•mol^-1，又知水的氣化熱為+44kJ/mol．
①焦炭與水蒸氣反應生成CO、H₂的熱化學方程式為C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ/mol
②若將足量焦炭與2mol水蒸氣充分反應，當吸收能量為191.7kJ時，則此時H₂O（g）的轉化率為73%．
（2）將焦炭與水蒸氣置于容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g），其中H₂O、CO的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示．
①第一個平衡時段的平衡常數(shù)是0.017，（保留2位有效數(shù)字），若反應進行到2min時，改變了溫度，使曲線發(fā)生如圖所示的變化，則溫度變化為升溫（填“升溫”或“降溫”）．
②反應至5min時，若也只改變了某一個條件，使曲線發(fā)生如圖所示的變化，該條件可能是下述中的b．
A．增加了C    B．增加了水蒸氣    C．降低了溫度    D．增加了壓強
（3）假設（2）中反應在第2min時，將容器容積壓縮至1L，請在上圖中繪制出能反映H₂O、CO物質的量變化趨勢的圖象．
（4）若以CO、O₂、K₂CO₃等構成的熔融鹽電池為動力，電解400mL飽和食鹽水，則負極上的電極反應式為CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，當有5.6g燃料被消耗時，電解池中溶液的pH=14（忽略溶液的體積變化，不考慮能量的其它損耗）．

3．2013年9月，中國華北華中地區(qū)發(fā)生了嚴重的霧霾天氣，北京、河北、河南等地的空氣污染升為6級空氣污染，屬于重度污染．汽車尾氣、燃煤廢氣、冬季取暖排放的CO₂等都是霧霾形成的原因．
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化劑}{?}$N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0．在一定溫度下，在一個體積固定的密閉容器中充入一定量的NO和CO，在t₁時刻達到平衡狀態(tài)．
①能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志是CD．
A．在單位時間內生成1mol CO₂的同時消耗了lmol CO
B．混合氣體的密度不再改變
C．混合氣體的平均相對分子質量不再改變
D．混合氣體的壓強不再變化
②在t₂時刻，將容器的容積迅速擴大到原來的2倍，在其他條件不變的情況下，t₃時刻達到新的平衡狀態(tài)，之后不再改變條件．請在圖中補充畫出從t₂到t₄時刻正反應速隨時間的變化曲線：
③若要同時提高該反應的速率和NO的轉化率，采取的措施有增大壓強、增大CO濃度．（寫出2個）
（2）改變煤的利用方式可減少環(huán)境污染，通常可將水蒸氣通過紅熱的碳得到水煤氣，其反應C（g）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1
①該反應在高溫下能自發(fā)進行（填“高溫”或“低溫”）．
②煤氣化過程中產生的有害氣體H₂S可用足量的Na₂CO₃溶液吸收，該反應的離子方程式為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）已知反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），現(xiàn)將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中進行反應，得到如下三組數(shù)據：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需的時間/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實驗1條件下平衡常數(shù)K=2.67（保留小數(shù)點后二位）．
②實驗3中，若平衡時，CO的轉化率大于水蒸氣，則a、b必須滿足的關系是a＜b．
③該反應的△H＞0 （填“＜”或“＞”）；若在900℃時，另做一組實驗，在此容器中加入l0mol CO、5mo1H₂O、2mo1CO₂、5mol H₂，則此時v（正）＜v（逆）（填“＜”、“＞”或“=”）．