13．硫及其化合物对人类生活有重要影响．回答下列问题：
（1）H₂S可用于生产重要有机溶剂二甲基亚砜[（CH₃）₂SO]，反应的方程式为：
①2CH₃OH+H₂S（g）$\frac{\underline{\;r-Al_{2}O_{3}\;}}{400℃}$（CH₃）₂S（g）+2H₂O（g）△H₁
②（CH₃）₂S（g）+NO₂（g）═（CH₃）₂SO（g）+NO（g）△H₂
③2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H₃
则由H₂S生成l mol二甲基亚砜的△H=△H₁+△H₂+$\frac{1}{2}$△H₃（用△H₁、△H₂、△₃示）；
上述反应中可循环利用的物质为NO₂．
（2）高温热分解法可制取单质硫．已知：2H₂S（g）?2H₂（g）+S₂（g）．在容积为2L的密闭容器中充入10mol H₂S，H₂S分解转化率随温度变化的曲线如图1所示．图中a为H₂S的平衡转化率与温度关系曲线，b为不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H₂S的转化率．则985℃时H₂S按上述反应分解的平衡常数K=0.44；随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因是温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短．
上述反应中，正反应速率为v_正=k_正x²（H₂S），逆反应速率为v_逆=k_逆x²（H₂）x（S₂），其中k_正、k_逆为速率常数，则k_逆=$\frac{k{\;}_{正}}{k}$（以K和k_正表示）．
（3）用图2装置可实现H₂S的绿色转化．
①反应池中反应的离子方程式是H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．
②反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为2Fe²⁺+2H⁺$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Fe³⁺+H₂↑．
（4）将标况下3.36L H₂S气体缓慢通入100mL 3.0mol•^-1NaOH溶液中充分反应得到溶液M，将溶液M滴入ZnSO₄和CuSO₄的混合溶液N中，当ZnS开始沉淀时，溶液N中c（Cu²⁺）/c（Zn²⁺_）=6.5×10^-15．（已知：Ksp（ZnS）=2.0×10^-22，Ksp（CuS）=1.3×10^-36．）

12．二氧化碳的捕集、利用与封存（CCUS）是我国能源领域的一个重要战略方向．
（1）CO₂经催化加氢可合成低碳烯烃：
2CO₂（g）+6H₂（g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）
在0.1MPa时，按n（CO₂）：n（H₂）=1：3投料，不同温度（T）下，平衡时的四种气态物质的物质的量（n）的关系如图1所示．则该反应的焓变△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”=；曲线c表示的物质为C₂H₄；随着温度的升高，该反应的化学平衡常数变化趋势是减小（填写“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料做电极，电解CO₂可得到多种燃料，其原理如图2所示．则太阳能电池的负极为a（填“a”或“b”）极，电解时，生成丙烯的电极反应式是3CO₂+18H⁺+18e^-=C₃H₆+6H₂O．
（3）以CO₂为原料制取碳黑（C）的太阳能工艺如图3所示．则过程2中发生反应的化学方程式为6FeO（S）+CO₂$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$2Fe₃O₄（S）+C；过程l中每消耗1mol Fe₃O₄转移电子的物质的量为2mol．
（4）一定量CO₂溶于NaOH溶液中恰好得到25mL0.1000mol/LNa₂CO₃溶液，在常温下用0.1000mol/L的盐酸对其进行滴定，所得滴定曲线如图4所示．C点所得溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的排列顺序是c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（5）以NH₃与CO₂为原料合成尿素[化学式为CO（NH₂）₂]的主要反应如下：
①2NH₃（g）+CO₂（g）=NH₂CO₂NH₄（s）△H=-159.5kJ/mol
②NH₂CO₂NH₄（s）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H=+116.5kJ/mol
③H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44.0kJ/mol
则CO₂与NH₃合成尿素和液态水的热化学方程式为2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-87.0KJ/mol；

11．氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-l  C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-l
2C（s）+O ₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-l
请写出NO和CO反应的热化学方程式2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5kJ•mol^-1．
（2）N₂O₅在一定条件下可发生分解：2N₂O₅（g）=4NO₂（g）+O₂（g）．某温度下测得恒容密闭容器中N₂O₅浓度随时间的变化如下表：

t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c（N2O5）/（mol•L-1）	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

①反应开始时体系压强为P₀，第3.00min时体系压强为p₁，则p₁：p₀=1.975；2.00min～5.00min内，O₂的平均反应速率为0.055mol•L^-1•min^-1．
②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N₂O₅进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是a．
a．容器中压强不再变化              b．NO₂和O₂的体积比保持不变
c．2υ_正（NO₂）=υ_逆（N₂O₅）       d．气体的平均相对分子质量为43.2，且保持不变
（3）N₂O₄与NO₂之间存在反应：N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H=QkJ•mol^-l．将一定量的N₂O₄放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[α（N₂O₄）]随温度变化如图1所示．

如图1中a点对应温度下，已知N₂O₄的起始压强p₀为200kPa，该温度下反应的平衡常数K_p=213.3KPa（小数点后保留一位数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
（4）将固体氢氧化钠投入0.1mol/L的HN₃（氢叠氮酸）溶液当中，溶液的体积1L（溶液体积变化忽略不计）溶液的pH变化如图2所示，HN₃的电离平衡常数K=1×10^-5，B点时溶液的pH=7，计算B点时加入溶液的氢氧化钠的物质的量0.099mol．

10．钨酸钙是非常重要的化学原料，主要用于生产钨铁、钨丝及钨合金等钨制品．在钨冶炼工艺中，将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙．发生反应：
Ⅰ．WO₄²ˉ（aq）+Ca（OH）₂（s）?CaWO₄（s）+2OHˉ（aq）  K₁
已知：反应Ⅰ的平衡常数K₁理论值如下表

温度/℃	25	50	90	100
K1	79.96	208.06	222.88	258.05

请回答下列问题：
（1）判断反应Ⅰ的△S＞0、△H＞0（填“＞”、“=”或“＜”），在较高（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行．
（2）氢氧化钙和钨酸钙（CaWO₄）都是微溶电解质，溶解度均随温度升高而减小．它们在水中存在如下沉淀溶解平衡：
Ⅱ．CaWO₄（s）?Ca²⁺（aq）+WO₄²ˉ（aq）     K₂
Ⅲ．Ca（OH）₂（s）?Ca²⁺（aq）+2OHˉ（aq）     K₃
①根据反应Ⅰ～Ⅲ，可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₁=K₁=$\frac{{K}_{3}}{{K}_{2}}$（用K₂、K₃表示）．
②根据反应Ⅱ，图为不同温度下CaWO₄的沉淀溶解平衡曲线．则T₁＜T₂（填“＞”“=”或“＜”）．T₁时，向0.5mol•Lˉ¹钨酸钠的碱性溶液中，加入适量Ca（OH）₂，反应达到平衡后WO₄²ˉ的转化率为60%，此时溶液中c（Ca²⁺）=5×10ˉ¹⁰mol•Lˉ¹．（假设反应前后体积不变）
（3）制取钨酸钙时，适时向反应混合液中添加适量的某种酸性物质，有利于提高WO₄²ˉ的转化率．反应后过滤，再向滤液中通CO₂，进一步处理得到Na₂CO₃．
①在反应混合液中不直接通入CO₂，其理由是碱性条件下CO₂与Ca²⁺生成难溶物CaCO₃，降低WO₄²ˉ的转化率；
②用平衡移动原理解释添加酸性物质的理由加入酸性物质与OHˉ反应，使溶液中OHˉ浓度减小，平衡向生成CaWO₄的方向移动．

9．氢气最有可能成为21世纪的主要能源，但氢气需要由其他物质来制备．制氢的方法之一是以煤的转化为基础，其基本原理是用碳、水在气化炉中发生如下反应：
C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₂
（1）已知1molH-H、O-H、C=O、C≡O化学键断裂时分别需要吸收436kJ、458.5kJ、799kJ、1076kJ的能量，则△H₂=-41kJ/mol．
产物中的H₂与平衡体系中的C、CO₂继续发生如下反应，可生成甲烷．
C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）△H₃=-74.8kJ•mol^-1
CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）△H₄，则△H₄=-165.1kJ/mol．
（2）在1L容积固定的密闭容器中投入1.8molCH₄和3.6molH₂O（g），若只发生反应：CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g），测得CH₄、H₂O（g）及某一生成物X的物质的量浓度（c）随反应时间（t）的变化如图1所示，第9min前H₂O（g）的物质的理浓度及第4min～9min之间X所代表生成物的物质的量浓度变化曲线未标出，条件有变化时只考虑一个条件．
①0～4min内，H₂的平均反应速率v（H₂）=0.5mol•L^-1•min^-1．
②以上反应在第5min时的平衡常数K=0.91．（计算结果保留两位小数）
③第6min时改变的条件是升高温度．
（3）用甲烷做燃料电池电解CuSO₄溶液、FeCO₃和FeCl₂混合液的示意图如图2所示，其中A、B、D均为石墨电极、C为铜电极．工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同（相同条件下）．
①甲中通入O₂的一极为正极（填“正”或“负”），通入甲烷一极的电极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．
②乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为2.24L．
③丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图3所示，则图中③线表示的是Cu²⁺（填离子符号）的变化；原溶液中c（Fe²⁺）=1mol/L．

8．天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷．
（1）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH₄，写出CO与H₂反应生成CH₄和H₂O（g）的热化学方程式CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（g）△H=-203kJ•mol^-1．
已知：
CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H₁=-41kJ•mol^-1
C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）△H₂=-73kJ•mol^-1　
2CO（g）?C（s）+CO₂（g）△H₃=-171kJ•mol^-1
（2）天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS．一定条件下向NH₄HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式2NH₄HS+O₂=2NH₃•H₂O+2S↓．
（3）天然气的一个重要用途是制取H₂，其原理为：CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）．
在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L^-1的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图l所示，则压强P₁小于P₂　（填“大于”或“小于”）；压强为P₂时，在Y点：v（正）大于v（逆）（填“大于“、“小于”或“等于“），求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=1.6（计算结构保留两位有效数字）．

（4）以二氧化钛表面覆盖CuAl₂O₄为催化剂，可以将CH₄和CO₂直接转化成乙酸．
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示．250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度高于250℃时，催化剂的活性降低，使催化效率下降．
②为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是增大CO₂的浓度；及时分离出乙酸．

7．氨是生产硝酸、尿素等物质的重要原料，工业合成氨是最重要的化工生产之一．
（1）氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法．已知：2NO（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）+O₂（g）△H₁=-272.9 kJ•mol^-1，2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ•mol^-1，则4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-905.0 kJ/mol． 
（2）恒容密闭容器中进行合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₄=-92.4 kJ•mol^-1，其化学平衡常数（K）与温度的关系如表：

温度/K	298	398	498	…
平衡常数（K）	4.1×105	K1	K2	…

K₁＞ （填“＞”或“＜”）K₂，其判断理由是反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，平衡常数减小． 
（3）向氨合成塔中充入10molN₂和40mol H₂进行氨的合成，一定温度（T）下平衡混合物中氨气的体积分数与压强（p）的关系如图1所示．下列说法正确的是AB（填字母）． 
A．由图1可知增大体系压强（p），有利于增大氨气在混合气体中的体积分数 
B．若图1中T=500℃，则温度为450℃时对应的曲线是b 
C．工业上采用500℃温度可有效提高氮气的转化率 
D．当3v_正（H₂）=2v_逆（NH₃）时，反应达到平衡状态 
当温度为T、氨气的体积分数为25%时，N₂的转化率为50%． 
（4）电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图2所示，通入H₂的一极为阳极（填“阴极”或“阳极”），阴极得电极反应式是N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃．

（5）氨碳比[$\frac{n（N{H}_{3}）}{C{O}_{2}}$]对合成尿素的反应：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）有影响，T℃时，在一体积为2L地 恒容密闭容器中，将物质的量之和为3mol的NH₃和CO₂以不同的氨碳比进行反应，结果如图3所示，a，b分别表示CO₂或NH₃的转化率，c表示平衡体系中尿素的体积分数，$\frac{n（N{H}_{3}）}{C{O}_{2}}$=2时，尿素的产量最大；该条件下反应的平衡常数K=40．

6．臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为：2NO₂（g）+O₃（g）?N₂O₅（g）十O₂（g）△H．不同温度下，在三个容器中发生上述反应，相关信息如表及图所示：

容器	甲	乙	丙
容积/L	1	1	2
反应物
起始量	2mol NO2
1mol O3	2mol NO2
1mol O3	2mol N2O5
1mol O2
温度/K	T1	T2	T2

下列说法正确的是（　　）

	A．	0～10 min内甲容器中反应的平均速率：v（NO2）=0.02 mol•L-1•min-1
	B．	T1＜T2，△H＞0
	C．	平衡时N2O5浓度：c乙（N2O5）＞c丙（N2O5）
	D．	T1K时，若起始时向容器甲中充入2 mol NO2、1 mol O3、2 mol N2O5和2 mol O2，则脱硝反应达到平衡前，v（正）＜v（逆）

5．空气和水的污染是人类生存的重大问题．国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫（SO₂）排放量减少8%，氮氧化物（NO_x）排放量减少10%，2006年的新标准修订水中硝酸盐的含量为10毫克/升（与美国相同），考虑到全国各地的具体情况，又特别规定在使用地下水等条件受限时可放宽至20毫克/升．目前，消除大气和水中的污染有多种方法．
（1）NO_x是汽车尾气的主要污染物之一．汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图1：

①写出N₂和O₂反应的热化学方程式：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=-120kJ•mol^-1．
②氧化还原法消除氮氧化物的转化如下：NO$→_{反应Ⅰ}^{O_{3}}$NO₂$→_{反应Ⅱ}^{CO（NH_{2}）_{2}}$N₂，反应Ⅱ中，当n（NO₂）：n[CO（NH₂）₂]=3：2时，反应的化学方程式是6NO₂+4CO（NH₂）₂=7N₂+8H₂O+4CO₂．
（2）利用I₂O₅消除CO污染的反应为：5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（s）；不同温度下，向装有足量
I₂O₅固体的2L恒容密闭容器中通入2mol CO，测得CO₂的物质的量分数（CO₂）随时间t变化曲线如图2．请回答下列问题：
①T₂温度下，0.5min 内CO₂的平均速率为0.8mol•L^-1•min^-1，T₁时化学平衡常数K=1024．
②d点时，向恒容容器中充入2mol CO，再次平衡后，CO₂的百分含量不变（增大、减小或不变）
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如图3：
①用离子方程式表示反应器中发生的反应SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺．
②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是HI分解为可逆反应，及时分离出产物氢气，有利于反应正向进行．
（4）催化反硝化法和电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染．
①催化反硝化法中，用H₂将NO₃^-还原N₂，一段时间后，溶液的碱性明显增强．则反应离子方程式为．
②电化学降解NO₃^-的原理如图4，电源正极为A（填“A”或“B），阴极反应式为．

4．增强环保意识．爱护环境是每个公民的职责．利用碳的氧化物合成甲醇等资源化利用对环境保护具有重要意义．请回答下列问题：
（1）溶于海水的CO₂有4种存在形式．其中HCO₃^-占95%，除上述两种形式外，碳的存在形式还有H₂CO₃、CO₃^2- （填微粒符号）；利用图1装置进行的实验中，a室的电极反应式为2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺或4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．

（2）下列为合成甲醇的有关化学方程式
①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）
②H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）
③3H₂（g）+CO₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
某温度下，上述三个反应的平衡常数数值分别为2.5，2.0和K₃，则K₃值为5.0．
（3）一定条件下，甲醇可同时发生：
A．2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃+H₂O（g）
B．2CH₃OH（g）═C₂H₄（g）+2H₂O（g）．
上述反应过程中能量变化如图2所示：
①写出反应速率较大的序号并说明原因A；该反应的活化能较小，在相同条件下反应速率较大．
②若在容器中加入催化剂，则E₂-E₁将不变〔填“变大”、“不变”或“变小”〕．
（4）一定温度时，容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，发生反应2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）△H=-90kJ/mol，测得达平衡时的有关数据如下表：

容器		甲	乙	丙
起始反应物投入量		2molH2（g） 1molCO（g）	1mol CH3OH（g）	2mol CH3OH（g）
平衡	c（CH3OH）/mol/•L-1	c1	c2	c3
	反应的能量变化/KJ	Q1	Q2	Q3

①表中数据存在的关系为：|Q₁|+|Q₂|=90（填＞、=或＜，下同）．2c₂＜c₃．
②在温度不变、恒容条件下，该反应的平衡常数数值K_p=4.80×10^-2，若甲容器中反应达平衡状态时，p（CH₃OH）=24.0kPa，则平衡时，混合气体中CH₃OH的物质的量分数为61.5% （K_p是用平衡分压代替平衡浓度所得的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）．