9．晶體硅制太陽能電池是發(fā)展低碳能源的重要舉措．晶體硅的主要制備步驟如下：
（一）用石英砂（含有少量Fe₂O₃、A1₂O₃雜質）為原料制二氧化硅；
（二）高溫下用碳還原二氧化硅制粗硅；
（三）粗硅提純：
方案Ⅰ：Si+3HCl$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂
SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;1000-1100℃\;}}{\;}$Si+3HCl
方案Ⅱ：Si+2Cl₂$\frac{\underline{\;460-500℃\;}}{\;}$SiCl₄
SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;電爐\;}}{鋁絲}$Si+4HCl
試回答下列問題：
（1）要除去石英砂中的少量雜質，所用試劑為HCl（填名稱）；
（2）寫出步驟二中發(fā)生反應的化學方程式SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（3）粗硅提純必須在無氧氛圍中進行，原因是①硅易被氧化成二氧化硅；②防止O₂進去與H₂混合引起爆炸；
（4）氫氣可由天然氣與水反應生成：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）；△H＞0．
①要提高CH₄的利用率，可采取的措施是通入足量水；降低壓強； （至少寫兩條）
②在一定溫度下，向體積為2L的密閉容器中加入5mol甲烷和6mol水蒸氣，一段時間后，測得平衡時甲烷的轉化率為40%，試計算該溫度下平衡常數(shù)K=9．

8．NaCl是價廉且應用廣泛的化工業(yè)原料，例如應用于純堿工業(yè)、氯堿工業(yè)、氯酸鉀工業(yè)、肥皂工業(yè)等．
（1）19世紀60年代氨堿法是純堿工業(yè)廣泛使用的方法，20世紀20年代以后被聯(lián)合制堿法逐漸取代．
①請寫出以NaCl為原料利用氨堿法生產(chǎn)純堿的化學方程式NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
②在聯(lián)合制堿法中，純堿工廠與合成氨工廠進行聯(lián)合生產(chǎn)，以方便的獲得原料NH₃、CO₂．
③在聯(lián)合制堿法中循環(huán)使用，而在氨堿法中循環(huán)使用率不高的物質是CO₂、NaCl．
（2）氯酸鉀是重要的化工業(yè)產(chǎn)品，在火柴、炸藥、雷管、焰火等制造中有重要應用，工業(yè)中首先通過電解熱食鹽水制得氯酸鈉，再加入一定量的氯化鉀即可得到氯酸鉀沉淀．
①在火柴、炸藥、雷管、焰火的制造過程中大量使用氯酸鉀，主要應用氯酸鉀的強氧化性．
②請寫出電解食鹽水生產(chǎn)氯酸鈉的化學方程式NaCl+3H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NaClO₃+3H₂↑．該工藝過程中使用    的裝置與氯堿工業(yè)中使用的裝置主要區(qū)別有需要加熱恒溫控制、沒有離子交換膜（請答出兩點）．
（3）在肥皂的工業(yè)生成過程中，也要使用NaCl的目的是加入食鹽使肥皂析出．

7．氨氣是化學工業(yè)上應用非常廣泛的物質．侯氏制堿法的第一步反應是向飽和氨化鹽水中通入二氧化碳．現(xiàn)在45℃時，取117g食鹽配制成飽和溶液，向其中通入適量氨氣后，再向其中通入二氧化碳，使反應進行完全．試計算并回答下列問題（計算結果取三位有效數(shù)字）（有關物質的溶解度數(shù)據(jù)如表，單位：g/100g水）．

1	NaCl	NaHCO3	NH4Cl
10℃	35.8	8.15	33.0
45℃	37.0	14.0	50.0

（1）117g食鹽理論上可以制取純堿106g；45℃反應完畢后，有晶體析出；溶液中剩余水280g，析出晶體的質量129g；過濾除去析出的晶體后再降溫至10℃，又有晶體析出，則所析出晶體的質量共30.8克．
工業(yè)制硝酸也是氨氣重要用途之一，反應如下：
4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O       2NO+O₂→2NO₂      3NO₂+H₂O→2HNO₃+NO
設空氣中氧氣的體積分數(shù)為0.20，氮氣的體積分數(shù)為0.80．
（2）a mol NO完全轉化為HNO₃理論上需要氧氣0.75amol；為使NH₃恰好完全氧化為NO，氨-空氣混合氣體中氨的體積分數(shù)（用小數(shù)表示）為0.14．
（3）20.0mol NH₃用空氣氧化，產(chǎn)生混合物的組成為：NO 18.0mol、O₂ 12.0mol、N₂ 150.0mol和一定量硝酸，以及其他成分（高溫下NO與O₂不化合）．計算氨轉化為HNO₃的轉化率．
（寫出簡要計算過程）

6．一氧化碳是一種用途廣泛的化工基礎原料．有機物加氫反應中鎳是常用的催化劑．但H₂中一般含有微量CO會使催化劑鎳中毒，在反應過程中消除CO的理想做法是投入少量SO₂，為弄清該方法對催化劑的影響，查得資料如下：

則：（1）①不用通入O₂氧化的方法除去CO的原因是避免O₂與Ni反應再使其失去催化作用．
②SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270kJ/mol．
（2）工業(yè)上用一氧化碳制取氫氣的反應為：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），已知420℃時，該反應的化學平衡常數(shù)K=9．如果反應開始時，在2L的密閉容器中充入CO和H₂O的物質的量都是0.60mol，5min末達到平衡，則此時CO的轉化率為75%，H₂的平均生成速率為0.045mol•L^-1•min^-1．
（3）為減少霧霾、降低大氣中有害氣體含量，研究機動車尾氣中CO、NO_x及C_xH_y的排放量意義重大．機動車尾氣污染物的含量與空/燃比 （空氣與燃油氣的體積比）的變化關系示意圖如圖Ⅲ所示，請解釋：
①隨空/燃比增大，CO和C_xH_y的含量減少的原因是空/燃比增大，燃油氣燃燒更充分，故CO、CxHy含量減少．
②當空/燃比達到15后，NO_x減少的原因可能是因為反應 N₂（g）+O₂（g）?2NO（g） 是吸熱反應，當空/燃比大于15后，由于燃油氣含量減少，燃油氣燃燒放出的熱量相應減少，環(huán)境溫度降低，使該反應不易進行，故NO_x減少．

5．研究NO₂、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）NO₂可用水吸收，相應的化學反應方程式為3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
（2）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NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ•mol^-1．
一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是b．
a．體系壓強保持不變               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1mol SO₃的同時生成1molNO₂
測得上述反應平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=$\frac{8}{3}$．

4．研究CO、NO₂、SO₂等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）I₂O₅可使H₂S、CO、HCl等氧化，常用于定量測定CO的含量．已知：
2I₂（s）+5O₂（g）=2I₂O₅（s）△H=-75.56kJ•mol^-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ•mol^-1
寫出CO（g）與I₂O₅（s）反應生成I₂（s）和CO₂（g）的熱化學方程式：5CO（g）+I₂O₅（s）=5 CO₂（g）+I₂（s）△H=-1377.22kJ/mol．
（2）已知反應：NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ•mol^-1
一定條件下，將NO₂與SO₂以體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是b．
a．體系壓強保持不變　　　　　　 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1 mol SO₃的同時生成1 mol NO₂
測得上述反應平衡時NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=$\frac{8}{3}$．
（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
①該反應在40℃和60℃時的平衡常數(shù)分別為K₁和K₂，若K₁大于K₂，則該反應為放熱反應．（填“放熱”或“吸熱”）
②該反應的焓變?yōu)椤鱄，活化能為E₀，下列能量關系圖（圖1）合理的是B．
（4）某溫度時，根據(jù)的H₂濃度隨時間的變化曲線，請在同一圖（圖2）中繪出CH₃OH濃度隨時間的變化曲線．

3．甲烷水蒸氣重整制合成氣是利用甲烷資源的途徑之一，該過程的主要反應是
反應①：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H＞0
（1）已知：
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-802kJ•mol^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-283kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H₃=-242kJ•mol^-1
則反應①的△H=△H₁-△H₂-3×△H₃（用△H₁、△H₂和△H₃表示）．
（2）其他條件相同，反應①在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反應相同時間后，CH₄的轉化率隨反應溫度的變化如圖1所示．

①在相同條件下，三種催化劑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的順序是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ．
②a點所代表的狀態(tài)不是（填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)．
③c點CH₄的轉化率高于b點，原因是b和c都沒平衡，c點溫度高，反應速率快，相同時間內轉化率高．
（3）反應①在恒容密閉反應器中進行，CH₄和H₂O的起始物質的量之比為1：2，10h后CH₄的轉化率為80%，并測得c（H₂O）=0.132mol•L^-1，計算0～10h內消耗CH₄的平均反應速率（寫出計算過程，結果保留2位有效數(shù)字）．
（4）在如圖2的坐標圖中，畫出反應①分別在700℃和850℃下進行時，CH₄的轉化率隨時間t變化的示意圖（進行必要標注）．

2．一定溫度下，向容積為2L的恒容密閉容器中充入6mol CO₂和8mol H₂，發(fā)生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ•mol^-1，測得n（H₂）隨時間變化如曲線Ⅰ所示．下列說法正確的是（　�。�

	A．	該反應在0～8 min內CO2的平均反應速率是 0.375 mol•L-1•min-1
	B．	若起始時向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，則平衡時H2的體積分數(shù)大于20%
	C．	若起始時向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH和1mol H2O（g），則此時反應向正反應方向進行
	D．	改變條件得到曲線Ⅱ、Ⅲ，則曲線Ⅱ、Ⅲ改變的條件分別是升高溫度、充入氦氣

1．二氧化碳的捕集、利用與封存（CCUS）是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向，CCUS或許發(fā)展成一項重要的新興產(chǎn)業(yè)．

（1）已知：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=a kJ•mol^-1
CO（g）+H₂O （g）═CO₂（g）+H₂ （g）△H₂=b kJ•mol^-1
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃=c kJ•mol^-1
反應CO₂（g）+CH₄（g）═2CO（g）+2H₂（g） 的△H=（a+2b-2c）kJ•mol^-1．
（2）利用廢氣中的CO₂為原料制取甲醇，反應方程式為：CO₂+3H₂═CH₃OH+H₂O其他條件相同，該甲醇合成反應在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反應相同時間后，CO₂的轉化率隨反應溫度的變化如圖1所示．
①a點所代表的狀態(tài)不是（填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)．
②c點CO₂的轉化率高于b點，原因是b、c點均未達到平衡狀態(tài)，c點溫度高，反應速率較快，故CO₂的轉化率較大．
（3）用二氧化碳催化加氫來合成低碳烯烴，起始時以0.1MPa，n（H₂）：n（CO₂）=3：1的投料比充入反應器中，發(fā)生反應：2CO₂（g）+6H₂（g）$\stackrel{催化劑}{?}$C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H，不同溫度下平衡時的四種氣態(tài)物質的物質的量如圖2所示：
①該進行的反應的△S＜0（填：“＞”或“＜”）
②對于氣體反應，用某組分（B）的平衡壓強（p_B）代替物質的量濃度（c_B）也可以表示平衡常數(shù)（記作K_P），則該反應的K_P=$\frac{p（{C}_{2}{H}_{4}）×{p}^{4}（{H}_{2}O）}{{p}^{2}（C{O}_{2}）×{p}^{6}（{H}_{2}）}$．
③為提高CO₂的平衡轉化率，除改變溫度外，還可采取的措施是增大壓強；提高氫氣和二氧化碳物質的量的比值（列舉2項）

20．“Cl化學”是指以碳單質或分子中含1個碳原子的物質（如CO、CO₂、CH₄、CH₃OH等）為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學工藝，對開發(fā)新能源和控制環(huán)境污染有重要意義
（1）一定溫度下，在兩個容積均為2L的密閉容器中，分別發(fā)生反應：CO₂ （g）+3H₂（g）?CH₃OH g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol．相關數(shù)據(jù)如下：

容器	甲	乙
反應物投入量	1mol CO2（g）和3mol H2（g）	1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g）
平衡時c（CH3OH）	c1	c2
平衡時能量變化	放出29.4kJ	吸收 a kJ

請回答：①c₁=c₂（填“＞”、“＜”或“=”）；a=19.6．
②若甲中反應10s時達到平衡，則用CO₂來表示甲中反應從開始到平衡過程中的平均反應速率是0.03mol/（L•S）
（2）壓強為p1時，向體積為1L的密閉容器中充入b mol CO 和2b mol H₂，發(fā)生反應CO （g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．平衡時CO的轉化率與溫度、壓強的關系如圖1所示．請回答：①該反應屬于放（填“吸”或“放”）熱反應；p₁ ＜p₂（填“＞”、“＜”或“=”）
②100℃時，該反應的平衡常數(shù)K=$\frac{1}{^{2}}$（用含b的代數(shù)式表示）．
（3）一定條件下，治理汽車尾氣的反應是2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）△H＜0．在恒溫恒容的密閉容器中通入n（NO）：n（CO）=1：2的混合氣體，發(fā)生上述反應．下列圖象正確且能說明反應在進行到t₁時刻一定達到平衡狀態(tài)的是cd（選填字母）．