16．由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产．
（1）如采取以CO和H₂为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H；若密闭容器中充有10mol CO与20mol H₂，在催化剂作用下反应生成乙醇，CO的转化率（α）与温度、压强的关系如图1所示．

已知：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₁=-566kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H₂=-572kJ•mol^-1
CH₃CH₂OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₃=-1366kJ•mol^-1
H₂O（g）═H₂O（l）△H₄=-44kJ•mol^-1
①△H=-300kJ•mol^-1
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则从反应开始到达平衡状态所需的时间t_A＞t_C（填“＞”、“＜”或“﹦”）．
③若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K=0.25L⁴•mol^-4；
④熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），是用煤气（CO+H₂）格负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，用一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物为电解质，以金属镍（燃料极）为催化剂制成的．负极上CO反应的电极反应式为CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂．
（2）工业上还可以采取以CO₂和H₂为原料合成乙醇，并且更被化学工作者推崇，但是在相同条件下，由CO制取CH₃CH₂OH的平衡常数远远大于由CO₂制取CH₃CH₂OH 的平衡常数．请推测化学工作者认可由CO₂制取CH₃CH₂OH的优点主要是：原料易得、原料无污染、可以减轻温室效应等．
（3）目前工业上也可以用CO₂来生产甲醇．一定条件下发生反应CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．若将6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化的曲线如图2所示（实线）．
①请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线．
②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是升高温度，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是增大压强．
（4）将标准状况下4.48L CO₂通入1L 0.3mol•L^-1NaOH溶液中完全反应，所得溶液中微粒浓度关系正确的是
A．c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）
B．c（OH^-）+c（CO₃^2-）=c（H₂CO₃）+c（H⁺）
C．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-）
D．2c（Na⁺）=3c（HCO₃^-）+3c（CO₃^2-）+3c（H₂CO₃）

15．某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示．
（1）根据表中数据，在图1中画出X、Y、Z的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线：

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.20
3	0.75	0.50	0.50
5	0.65	0.30	0.70
9	0.55	0.10	0.90
10	0.55	0.10	0.90
14	0.55	0.10	0.90

（2）体系中发生反应的化学方程式是X（g）+2Y（g）?2Z（g）．
（3）计算该反应在0～3min时间内v（Z）=0.083mol/（L•min）（保留至小数点后三位）．
（4）该反应达到平衡时，反应物X的转化率等于45%．
（5）该反应达到平衡时，Z的体积分数为58%（保留两位有效数字）．

14．二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放．
（1）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2mol CO₂和3mol H₂，发生的反应为：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），△H=-a kJ•mol^-1（a＞0），测得CO₂（g）和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．
①能说明该反应已达平衡状态的是AB．（选填编号）
A．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1.2mol H₂，同时生成0.4molH₂O
D．该体系中H₂O与CH₃OH的物质的量浓度之比为1：1，且保持不变
②计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20．（保留两位有效数字）．若改变条件C（填选项），可使K=1．
A．增大压强   B．增大反应物浓度   C．降低温度
D．升高温度   E．加入催化剂
（2）直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC的工作原理如图2所示：
①通入a气体的电极是电池的负（填“正”或“负”）极，其电极反应式为CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺
②常温下，用此电池以惰性电极电解0.5L饱和食盐水（足量），若两极共生成气体1.12L（已折算为标准状况下的体积），则电解后溶液的pH为13（忽略溶液的体积变化）
（3）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：
已知：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-a kJ•mol^-1；
CH₃OH（g）=CH₃OH（l）△H=-b kJ•mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-c kJ•mol^-1；
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-d kJ•mol^-1，
则表示CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$c+2d-a-b）kJ•mol^-1．

13．氮氧化物是大气污染物之一，目前，消除氮氧化物的方法有多种．
Ⅰ催化还原法．在汽车排气管内安装的催化转化器，可使尾气中主要污染物转化为无毒物质．主要反应如下：：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1

化学键	O═O	C═O	C≡O
键能（Kj/moL）	497	803	1072

则反应2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-751kJ•mol^-1
（2）在一定温度下，向体积为1L的密闭容器中通入2molNO、1molCO，10分钟时反应2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）达到平衡状态，反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图所示．
①前10分钟内用氮气表示的反应速率为0.02mol?L^-1?min^-1，计算该温度下反应的平衡常数K为$\frac{0.2×0．{4}^{2}}{1．{6}^{2}×0．{6}^{2}}$L?mol^-1．（只列算式，不要求计算结果）
②若保持温度不变，在15分钟时向容器内再次充入NO1.6mol、CO₂0.4mol，则此时反应的ν_正=ν_逆（填“＜”、“=”或“＞”）
程如下：NO$→_{反应Ⅰ}^{ClO_{2}}$ NO₂$→_{反应Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}水溶液}$N₂．已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄；
若生成11.2L N₂（标准状况），则消耗ClO₂67.5g．

12．燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题．
（1）我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一．经研究发现将煤炭在O₂/CO₂的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：
2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H
若①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180.5kJ•mol^-1
②CO（g）═C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H₂=+110.5kJ•mol^-1
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-393.5kJ•mol^-1
则△H=-746.5kJ•mol^-1．
（2）甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张．一定条件下，在容积为VL的密闭容器中充入a molCO与2a mol H₂合成甲醇，CO平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示．
①P₁＜ P₂（填“＞”、“＜”或“=”），理由是甲醇的合成反应是气体分子数减少的反应，相同温度下，增大压强CO的转化率提高
②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=$\frac{12{V}^{2}}{{a}^{2}}$（用a和V表示）．
③下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是c．（填写相应字母）
a、使用高效催化剂  b、降低反应温度 c、增大体系压强
d、不断将CH₃OH从反应混合物中分离出来
e、增加等物质的量的CO和H₂
（3）机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一．
①近几年有人提出在催化剂条件下，利用汽油中挥发出来的C₃H₆催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质．请写出该过程的化学方程式：2C₃H₆+18NO=6CO₂+6H₂O+9N₂．
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一．其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为CO-2e^-+H₂O=CO₂+2H⁺．
（4）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO₂，分别生成NaHSO₃、NH₄HSO₃，其水溶液均呈酸性．相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO₃^2-）较小的是NH₄HSO₃，用文字和化学用语解释原因HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，NH₄⁺水解使c（H⁺）增大，电离平衡逆向移动，c（SO₃^2-）浓度减小．

11．甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料．利用合成气（主要成分为CO、CO₂和H₂）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H
②CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-58kJ•mol^-1
③CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H=+41kJ•mol^-1
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键	H-H	C-O	C$\frac{\underline{\;←\;}}{\;}$O	H-O	C-H
E/（kJ•mol-1）	436	343	1076	465	x

则x=413．
（2）若T℃时将6molCO₂和 8molH₂充入2L密闭容器中发生反应②，测得H₂的物质的量随时间的变化如图1中状态Ⅰ（图中实线）所示．图中数据A（1，6）代表在1min时H₂的物质的量是6mol．

①T℃时状态I条件下，0--3min内CH₃OH的平均反应速率v=0.28mol/（L•min）（保留两位有效数字），
平衡常数K=0.5；
②其他条件不变时，仅改变某一条件后测得H₂的物质的量随时间变化如图中状态Ⅱ所示，则改变的条件可能是增大压强．
③一定温度下，此反应在恒容容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态依据的是abc
a．容器中压强不变
b．CO₂和水蒸气的体积比保持不变
c．v正（H₂）=3v逆（CH₃OH ）
d．气体的密度不再随时间的改变而变化
④CO与H₂在密闭容器中发生反应①，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示．下列说法正确的是A
A．温度：T₁＜T₂＜T₃
B．正反应速率：v（a）＞v（c）；v（b）＞v（d）
C．平衡常数：K（a）＞K（c）；K（b）＞K（d）
D．平均摩尔质量：M（a）＜M（c）；M（b）＞M（d）
⑤800K向下列起始体积相同的密闭容器中充入1molCO、2molH₂发生反应①，如图3所示甲容器在反应过程中保持压强不变，乙容器保持体积不变达到平衡时H₂的浓度c （H₂）甲＞c（H₂）乙．

10．铁是生产生活中应用最广泛的金属，炼铁技术备受关注，已知：
①2Fe₂O₃（s）+3C（s）?4Fe（s）+3CO₂（g）△H=+460.5KJ•mol^-1
②Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5KJ•mol^-1
③断裂1mol CO（s）气体中的化学键需要吸收1076KJ的能量
断裂1mol CO₂（s）气体中的化学键需要吸收1490KJ的能量
请回答：
（1）断裂1mol C（s）中所有化学键需要吸收的能量为834.5kJ．
（2）T₁℃时，向密闭容器中加入一定量的Fe₂O₃和C，发生反应①，达到平衡后，CO₂的浓度为a mol•L^-1；其他条件不变，缩小容器容积，再次达到平衡时，CO₂的浓度为b mol•L^-1，则a=（选填“＞”“＜”或“=”）b．
（3）起始温度均为T₂℃时，向容积为10L的三个恒容密闭容器中，分别加入一定量的Fe₂O₃和CO发生反应②，测得相关数据如表所示：

编号	容器	起始时物质的量 mol		平衡时物质的量/mol	平衡常数（K）
		Fe2O3	CO	Fe
1	恒温	0.5	1.5	0.8	K1
2	恒温	2	3	m	K2
3	绝热	1	1.5	n	K3

①T₂℃时，容器1中反应的平衡常数K₁=64．
②容器2中，5min达到平衡，则0～5min内以CO₂表示该反应的速率v（CO₂）=0.048mol/（L•min）．
③对于三个容器中的反应，下列说法正确的是D（填选项字母）．
A．m＞2n  
B．容器1和容器2中CO的平衡转化率v₁＜v₂．
C．K₁=K₃ 
D．平衡时气体压强：P₃＞P₁
（4）T₂℃时，向恒压密闭容器中充入0.5mol Fe₂O₃和1.0mol CO，发生反应②，CO和CO₂的物质的量浓度（c）与时间（t）的关系如图1所示．

①6min时，改变的外界条件未升温，理由为升温，平衡逆向移动，CO浓度增大，CO₂浓度减小．
②10min时，再向容器中加入1 mol Fe₂O₃、1 mol CO、1 mol Fe、1 mol CO₂、起始的反应速率v（正）＜（选填“＞”“＜”或“=”）v（逆）．
（5）CO-O₂熔融盐燃料电池的装置如图2所示，电池工作时，C口产生的气体一部分通入B口被利用，另一部分被分离出来，若导线中流过2mole^-，理论上C口被分离出的气体的物质的量最多为1mol．

9．甲醇是重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）已知反应CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H=-99kJ．mol^-1中的相关化学键键能如表：

化学键	H-H	C-O	C≡C	H-O	C-H
E/（KJ．mol-1）	436	343	x	465	413

则x=1076．
（2）在一容积可变的密闭容器中，1molCO与2molH₂发生反应：
CO（g）+2H₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$CH₃OH（g）△H₁＜0，
CO在不同温度下的平衡转化率（α）与压强的关系如图1所示．

①a、b两点的反应速率：v（a）＜v（b）（填“＞”、“＜”、“=”）
②T₁＜T₂ （填“＞”、“＜”、“=”），原因是该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小，故T_l＜T₂
③在c点条件下，下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是bc（填代号）
a．H₂的消耗速率是CH₃OH生成速率的2倍     b．CH₃OH的体积分数不再改变
c．混合气体的密度不再改变        d．CO和CH₃OH的物质的量之和保持不变
 ④计算图中a点的平衡常数K_P=1.6×10^-7（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
（3）利用合成气（主要成分为CO、CO₂和H₂）合成甲醇，发生主要反应如下：
 I：CO（g）+2H₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$CH₃OH（g）△H₁
Ⅱ：CO₂（g）+H₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$CO（g）+H₂O（g）△H₂
Ⅲ：CO₂（g）+3H₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₃
上述反应对应的平衡常数分别为K₁、K₂、K₃，它们随温度变化曲线如图2所示．则△H₁＜△H₃（填“＞”、“＜”、“=”），理由是由图可知，随着温度升高，K₂减小，则△H₂＞0，根据盖斯定律又得△H₃=△H₁+△H₂，所以△H₁＜△H₃．

8．氨的合成是最重要的化工生产之一．
Ⅰ．工业上合成氨用的H₂有多种制取的方法：
①用焦炭跟水反应：C（s）+H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$  CO（g）+H₂（g）；
②用天然气跟水蒸气反应：CH₄（g）+H₂O（g） $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{高温}$ CO（g）+3H₂（g）
已知有关反应的能量变化如图，且方法②的反应只能在高温下发生，则方法②中反应的△H=a+3b-c kJ/moL．

Ⅱ．在3个1L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：3H₂（g）+N₂（g） $?_{催化剂}^{高温、高压}$2NH₃（g），按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据为：

容 器	甲	乙	丙
反应物投入量	3mol H2、2mol N2	6mol H2、4mol N2	2mol NH3
达到平衡的时间（min）	t	5	8
平衡时N2的浓度（mol•L-1）	c1	3
N2的体积分数	ω1	ω2	ω3
混合气体密度（g•L-1）	ρ1	ρ2

（1）下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1：3：2    b．v（N₂）_正=3v（H₂）_逆
c．容器内压强保持不变                         d．混合气体的密度保持不变
（2）甲容器中达到平衡所需要的时间t＞5min （填＞、＜或=）
（3）乙中从反应开始到平衡时N₂的平均反应速率0.2mol•L^-1•min^-1（注明单位）．
（4）分析上表数据，下列关系正确的是c．
a．2c₁=3mol/L         b．ω₁=ω₂       c． 2ρ₁=ρ₂
（5）该温度下，容器乙中，该反应的平衡常数K=$\frac{4}{81}$（用分数表示）（mol/L）^-2．
（6）常温下NH₄⁺（aq）+H₂O（l）?NH₃•H₂O（aq）+H⁺（aq）的化学平衡常数为5.55×10^-10 mol•L^-1，则NH₃•H₂O的电离平衡常数K=1.80×10^-5mol•L^-1（保留三位有效数字）．已知草酸的电离常数为：Ka₁=5.9×10^-2  Ka₂=6.4×10^-5，则草酸氢铵的水溶液中离子浓度由大到小的顺序是：c（NH₄⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）．
Ⅲ．（1）有人设想以N₂和H₂为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图1所示．
电池正极的电极反应式是N₂+6e^-+8H⁺=2NH₄⁺，A是NH₄Cl．

（2）用氨合成尿素的反应为2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）．工业生产时，原料气带有水蒸气．图2表示CO₂的转化率与氨碳比$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$、水碳比$\frac{n（{H}_{2}O）}{n（C{O}_{2}）}$的变化关系．
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是Ⅲ．
②测得B点氨的转化率为40%，则x₁3．

7．汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户，汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体，其污染问题也成为当今社会急需解决的问题．
（1）对汽车加装尾气净化装置，可使CO、NOx有毒气体相互反应转化为无毒气体．
2xCO+2NOx═2xCO₂+N₂，当转移电子物质的量为0.4x mol时，该反应生成标准状况下的N₂体积2.24L．
（2）一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料．可以还原金属氧化物，还可以用来合成很多有机物如甲醇等．在压强为0.1MPa条件下，将a mol CO与3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
①该反应的平衡常数表达式为$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$．
②取一定体积CO和H₂的混合气体（物质的量之比为1：2），加入恒容密闭容器中发生上述反应，反应过程中测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH）与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的△H＜0 （填“＞”、“＜”或“=”）．
③在两种不同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ＞K_Ⅱ（填“＞”、“＜”或“=”）．
④若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是BD
A．升高温度                     B．将CH₃OH（g）从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大    D．再充入1mol CO和3mol H₂
⑤经测定不同温度下该反应的平衡常数如表：

温度（℃）	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c（CO）=0.4mol/L、c（H₂）=0.4mol/L、c（CH₃OH）=0.8mol•L^-1，则此时v正＜v逆（填＞、＜或=）．
（3）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-离子．该电池的正极反应式为O₂+4e^-=2O^2-．电池工作时，固体电解质里的O^2-向负极移动．