能源的開發(fā)、利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。
Ⅰ．已知：①Fe₂O₃(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g)   ΔH＝a kJ·mol^－1
②CO(g)＋l/2O₂(g)＝CO₂(g)    ΔH＝b kJ·mol^－1
③C(石墨)＋O₂(g)＝CO₂(g) ΔH＝c kJ·mol^－1
則反應(yīng)4Fe(s)＋3O₂(g)＝2Fe₂O₃(s)的焓變ΔH＝       kJ·mol^－1。
Ⅱ．依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是    （填序號)。
A．C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g) ΔH＞0  B．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H₂O(l)  ΔH＜0
C．2H₂O(l)＝2H₂(g)＋O₂(g) ΔH＞0  D．CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)    ΔH＜0
若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，則該原電池的正極反應(yīng)式為                        。
Ⅲ．氫氣作為一種綠色能源，對于人類的生存與發(fā)展具有十分重要的意義。
（1）實驗測得，在通常情況下，1 g H₂完全燃燒生成液態(tài)水，放出142.9 kJ熱量。則H₂燃燒的熱化學(xué)方程式為                                           。
（2）用氫氣合成氨的熱化學(xué)方程式為N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1
①一定條件下，下列敘述可以說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是       。
A．υ_正(N₂)＝υ_逆(NH₃)
B．各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等
C．混合氣體的物質(zhì)的量不再變化
D．混合氣體的密度不再變化
②下圖表示合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，每次只改變溫度、壓強、催化劑中的某一條件，反應(yīng)速率υ與時間t的關(guān)系。其中表示平衡混合物中的NH₃的含量最高的一段時間是       。圖中t₃時改變的條件可能是        。

③溫度為T℃時，將4a mol H₂和2a mol N₂放入0.5 L密閉容器中，充分反應(yīng)后測得N₂的轉(zhuǎn)化率為50%，則反應(yīng)的平衡常數(shù)為                。

污染與環(huán)境保護已經(jīng)成為現(xiàn)在我國最熱門的一個課題，污染分為空氣污染，水污染，土壤污染等。
（1）為了減少空氣中SO₂的排放，常采取的措施有：
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。
已知：H₂(g)＋O₂(g)=H₂O(g) ΔH₁＝－241.8 kJ·mol^－1
C(s)＋O₂(g)=CO(g)  ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1
寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：         。
該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝        。
②洗滌含SO₂的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是     （選填序號）。
a．Ca(OH)₂      b．CaCl₂         c．Na₂CO₃       d．NaHSO₃
（2）為了減少空氣中的CO₂，目前捕碳技術(shù)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用，捕碳劑常用(NH₄)₂CO₃，反應(yīng)為：(NH₄)₂CO₃(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g)＝2NH₄HCO₃(aq)  ΔH₃為研究溫度對(NH₄)₂CO₃捕獲CO₂效率的影響，在某溫度T₁下，將一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密閉容器中，并充入一定量的CO₂氣體（用氮氣作為稀釋劑），在t時刻，測得容器中CO₂氣體的濃度。然后分別在溫度為T₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始實驗條件不變，重復(fù)上述實驗，經(jīng)過相同時間測得CO₂氣體濃度，其關(guān)系如圖，則：

①ΔH₃   0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T₄～T₅這個溫度區(qū)間，容器內(nèi)CO₂氣體濃度變化趨勢的原因是：        。
（3）催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。
①催化反硝化法中，用H₂將NO₃^-還原為N₂，一段時間后，溶液的堿性明顯增強。則反應(yīng)離子方程式為：   。
②電化學(xué)降解NO₃^-的原理如圖，電源正極為：       （選填填“A”或“B”），陰極反應(yīng)式為：        。

 

（15分）資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
（1）以CO₂與NH₃為原料可合成化肥尿素[CO(NH₂)₂]。已知：
①2NH₃（g）＋ CO₂（g）＝ NH₂CO₂NH₄（s）    △H ＝ -159.47 kJ·mol^-1
②NH₂CO₂NH₄（s）＝ CO(NH₂)₂（s）＋ H₂O（g） △H ＝ +116.49 kJ·mol^-1
③H₂O（l）＝ H₂O（g） △H ＝+88.0 kJ·mol^-1
試寫出NH₃和CO₂合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                           。
（2）在一定條件下，二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下：
CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g)  ΔH＜0
①向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO₂和H₂，在300℃時發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO₂：0.2mol·L^—1，H₂：0.8mol·L^—1，CH₄：0.8mol·L^—1，H₂O：1.6mol·L^—1，起始充入CO₂和H₂的物質(zhì)的量分別為         、          。CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為              。
②現(xiàn)有兩個相同的恒容絕熱（與外界沒有熱量交換）密閉容器I、II，在I中充入1 molCO₂,和4 molH₂，在II中充入1 mol CH₄和2 mol H₂ O(g) ，300℃下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時，下列說法正確的是                （填字母）。

工業(yè)上常利用CO和H₂合成可再生能源甲醇。
（1）已知CO(g)、CH₃OH(l)的燃燒熱分別為283.0 kJ·mol^-1和726.5 kJ·mol^-1，則CH₃OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式為                       。
（2）合成甲醇的方程式為CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)    ΔH <0。
在230 ℃?270 ℃最為有利。為研究合成氣最合適的起始組成比n(H₂):n(CO)，分別在230 ℃、250 ℃和270 ℃進(jìn)行實驗，結(jié)果如下左圖所示。其中270 ℃的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是_____（填字母）；當(dāng)曲線X、Y、Z對應(yīng)的投料比達(dá)到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時，對應(yīng)的反應(yīng)溫度與投較比的關(guān)系是                    。

（3）當(dāng)投料比為1∶1，溫度為230 ℃，平衡混合氣體中，CH₃OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為        （保留1位小數(shù)）；平衡時CO的轉(zhuǎn)化率           。

資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
（1）有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol^一1
①上述反應(yīng)中每生成1 mol Fe₃O₄，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。
②已知：C(s)+2H₂O(g)=CO₂(g)+2H₂(g) △H="+113.4" kJ·mol^一1，則反應(yīng)：3FeO(s)+ H₂O(g)= Fe₃O₄(s)+ H₂(g)的△H=__________。
（2）在一定條件下，二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下：CO₂(g)+4 H₂ (g)  C H₄ (g)+2 H₂O(g)，向一容積為2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃時發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO₂ 0.2 mol·L^一1，H₂ 0.8 mol·L^一1，CH₄0.8 mol·L^一1，H₂O1.6 mol·L^一1。則CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為________。300 ℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。200℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8，則該反應(yīng)的△H_____(填“＞’’或“<”)O。
（3）華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法，可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO₂零排放，其基本原理如
圖所示:

①上述生產(chǎn)過程的能量轉(zhuǎn)化方式是____________________。
②上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時進(jìn)行，碳酸鈣先分解為CaO和CO₂，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，則陽極的電極反應(yīng)式為___________________。

利用太陽能分解水生成的氫氣，在催化劑作用下氫氣與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃燒熱ΔH分別為－285.8 kJ·mol^－1、－283.0 kJ·mol^－1和－726.5 kJ·mol^－1。請回答下列問題：
（1）用太陽能分解10 mol水消耗的能量是          kJ。
（2）液態(tài)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為                                                                    。
（3） 在容積為2 L的密閉容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，反應(yīng)式：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，在其他條件不變的情況下，考察溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如下圖所示(注：T₁、T₂均大于300 ℃)：

①可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝                
②下列說法正確的是            

A．溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇 的平均速率為v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1

B．該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小

C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

D．處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時增大

（1） 在一定溫度下，測得0.1 mol·L^－1CH₃COOH溶液的PH為3.0。則CH₃COOH在水中的電離為         ，此溫度CH₃COOH的電離平衡常數(shù)為                       。
（2） 在25℃時，K_w＝1.0×10^－14，測得0.1 mol·L^－1 Na₂A溶液的pH＝7。則H₂A在水溶液中的電離方程式為                ，該溫度下，將0.01 mol·L^－1 H₂A溶液稀釋到20倍后，溶液的pH＝             。
（3） 已知HCN(aq)+NaOH(aq)＝NaCN(aq)+ H₂O(l)  ΔH＝－12.1 kJ·mol^－1；
HCl(aq) +NaOH(aq)＝NaCl(aq) + H₂O(l)  ΔH＝－57.3 kJ·mol^－1。
則在水溶液中HCNH⁺+CN^－電離的ΔH為               kJ·mol^－1

研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有重要意義。請根據(jù)學(xué)過知識回答下列問題：
（1）已知一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)過程的能量變化如下圖所示：

①反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________________________。
②已知： 
則                 
（2）化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。化學(xué)鍵的鍵能是形成（或拆開）1 mol化學(xué)鍵時釋放（或吸收）的能量。已知：N≡N鍵的鍵能是948.9kJ·mol^－1，H－H鍵的鍵能是436.0 kJ·mol^－1； N－H鍵的鍵能是391.55 kJ·mol^－1。則1/2N₂(g) + 3/2H₂(g) ="=" NH₃(g)    ΔH =                。

為減小和消除過量CO₂對環(huán)境的影響，一方面世界各國都在限制其排放量，另一方面科學(xué)家加強了對CO₂創(chuàng)新利用的研究。
（1）最近有科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：先把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液，然后再把CO₂從溶液中提取出，并使之變?yōu)榭稍偕�燃料甲醇�！熬G色自由”構(gòu)想技術(shù)流程如下：

寫出分解池中反應(yīng)的化學(xué)方程式        。在合成塔中，當(dāng)有4.4 kg CO₂與足量H₂
完全反應(yīng)，可放出熱量4947 kJ，寫出合成塔中反應(yīng)的熱化學(xué)方程式           。   
（2）以CO₂為碳還可以制備乙醇，反應(yīng)如下：
2CO₂(g) + 6H₂(g)= CH₃CH₂OH(g) + 3H₂O(g) △H=－173.6kJ/mol
寫出由CH₃OH(g)合成CH₃CH₂OH(g)的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式        。
（3）某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計如圖所示的電池裝置。

①該電池正極的電極反應(yīng)為     。
②工作一段時間后，測得溶液的pH減小，該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為       。當(dāng)電子轉(zhuǎn)移     mol時，參加反應(yīng)的氧氣的體積是6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。
（4）以甲醇為燃料還可制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂，負(fù)極通入甲醇，用熔融金屬氧化物MO作電解質(zhì)（可傳導(dǎo)O^2－）。該電池負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是     ；放電時，O^2－移向電池的   （填“正”或“負(fù)”）極。

銅單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和科研中有重要作用。
（1）已知：2Cu₂O(s) + O₂(g) = 4CuO(s)△H＝－292kJ·mol^－1
2C(s)+O₂(g)=2CO(g) △H＝－221kJ·mol^－1
請寫出用足量炭粉還原CuO（s）制備Cu₂O（s）的熱化學(xué)方程式：                                                                  ；
（2）現(xiàn)用氯化銅晶體(CuCl₂·2H₂O，含氯化亞鐵雜質(zhì))制取純凈的CuCl₂·2H₂O。先將其制成水溶液，后按如圖步驟進(jìn)行提純:

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH見下表