(14分) 能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問(wèn)題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：
反應(yīng)I：  CO(g) ＋ 2H₂(g)   CH₃OH(g) 
反應(yīng)II： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g)  +  H₂O(g) 
上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是                  （填“I”或“Ⅱ”）。
（2）已知在常溫常壓下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH ＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH ＝－566.0 kJ／mol
③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH ＝－44.0 kJ／mol
則CH₃OH(l)+ O₂(g) ＝ CO(g) + 2H₂O(l) ΔH＝               
（3）某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)如下左圖所示的電池裝置。
①      該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為                          。
② 工作一段時(shí)間后，測(cè)得溶液的pH                   （填增大、不變、減�。�。
③用該電池作電源，組成如下右圖所示裝置(a、b、c、d均為石墨電極)，甲容器裝250mL0.04mol/LCuSO₄溶液，乙容器裝300mL飽和NaCl溶液，寫出c電極的電極反應(yīng)        ，常溫下，當(dāng)300mL乙溶液的pH為13時(shí)，斷開電源，則在甲醇電池中消耗O₂的體積為                  mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況) ，電解后向甲中加入適量下列某一種物質(zhì)，可以使溶液恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，該物質(zhì)是           (填寫編號(hào)) 。

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)研究如何利用CO、SO₂等污染物有重要意義。
（1）用CO可以合成甲醇。已知：
CH₃OH(g)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝－764.5 kJ·mol^－1
CO(g)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol^－1
H₂(g)＋O₂(g)=H₂O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol^－1
則CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)　ΔH＝________kJ·mol^－1
（2）下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是________(填寫序號(hào))．
a．使用高效催化劑     b．降低反應(yīng)溫度
c．增大體系壓強(qiáng)       d．不斷將CH₃OH從反應(yīng)混合物中分離出來(lái)

（3）在一定壓強(qiáng)下，容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H₂，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。
①p₁________p₂(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝________(mol·L^－1)^－2；
③在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH₂，達(dá)到新平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
（4）某科研小組用SO₂為原料制取硫酸。
①利用原電池原理，用SO₂、O₂和H₂O來(lái)制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請(qǐng)寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式________________。
②用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得NaHSO₃溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請(qǐng)寫出開始時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式________________。

（1）8g液態(tài)的CH₃OH在氧氣中完全燃燒，生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出Q kJ的熱量。試寫出液態(tài)CH₃OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式                             。
（2）在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量，形成新化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：
反應(yīng)Ⅰ： CO(g) ＋ 2H₂(g)   CH₃OH(g)              ΔH₁
反應(yīng)Ⅱ： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g)  +  H₂O(g)   ΔH₂
①下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）。

“富煤、貧油、少氣”是我國(guó)能源發(fā)展面臨的現(xiàn)狀。隨著能源的日益緊張，發(fā)展“煤化工”對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有重要意義。下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈之一。

“潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍，科研人員通過(guò)向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產(chǎn)出熱值很高的煤炭合成氣，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛。
（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)            ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^–1          ①
C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)      ΔH₂＝＋131.3 kJ·mol^–1          ②
則反應(yīng)CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= _________kJ·mol^–1。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6 L的煤炭合成氣(設(shè)全部為CO和H₂)與氧氣完全反應(yīng)生成CO₂和H₂O，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移______mole^－。
（2）在一恒容的密閉容器中，由CO和H₂合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)
①下列情形能說(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______
a．體系壓強(qiáng)保持不變
b．密閉容器中CO、H₂、CH₃OH(g)3種氣體共存
c．CH₃OH與H₂物質(zhì)的量之比為1:2
d．每消耗1 mol CO的同時(shí)生成2molH₂
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)_____(填“前者”、“后者”或“一樣”)大；達(dá)到A、C兩點(diǎn)的平衡狀態(tài)所需的時(shí)間t_A      t_C(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改變反應(yīng)物用量的情況下，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是_____________(答出兩點(diǎn)即可)。
（3）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，是用煤炭氣(CO、H₂)作負(fù)極燃?xì)�，空氣與CO₂的混合氣體為正極燃?xì)猓�用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔點(diǎn)混合物做電解質(zhì)，以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO + H₂－4e^－ + 2CO₃^2－= 3CO₂+H₂O；則該電池的正極反應(yīng)式為____________。

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，圖1表示該反應(yīng)過(guò)程中能量(單位為kJ·mol^—1)的變化。

（1）寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                        。
（2）關(guān)于該反應(yīng)的下列說(shuō)法中，正確的是          。
A．△H＞0，△S＞0   B．△H＞0，△S＜0     C．△H＜0，△S＜0      D．△H＜0，△S＞0
（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為：               。
（4）溫度降低，平衡常數(shù)K           （填“增大”、 “不變”或“減小”）。
（5）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1 L的密閉容器中，充入1 molCO₂和3 molH₂，測(cè)得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示。從反應(yīng)開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v (H₂)＝                     。
（6）下列措施中能使增大的有           。
A．升高溫度
B．加入催化劑
C．將H₂O(g)從體系中分離
D．體積不變，充入He(g)使體系總壓強(qiáng)增大

（1）已知熱化學(xué)方程式：
4Al(s) + 3O₂(g) ＝ 2Al₂O₃ (s)　　　　ΔH₁＝－3288．6 kJ·mol^－1，
4Fe(s) + 3O₂ (g) ＝2Fe₂O₃ (s)　　     ΔH₂＝－1631．8 kJ·mol^－1，
則鋁粉與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                                。
（2）已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下44．8L氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出571．6KJ的熱量，氫氣的燃燒熱為        ；又已知1mol液態(tài)水變成氣態(tài)時(shí)需要吸收44KJ的熱量，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下22．4L氫氣燃燒生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式為                                      。    

乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。按照我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的乙醇調(diào)和而成。
（1）由糧食或各種植物纖維可得到葡萄糖，寫出葡萄糖制得乙醇的化學(xué)方程式:                              。
（2）在常溫常壓下，1gC₂H₅OH完全燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放出29.71 kJ熱量，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                               。
（3）下圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①加入乙醇的Pt電極的電極反應(yīng)式為_________________________。
②在工作過(guò)程中，乙池中兩電極均收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mL氣體時(shí)，甲池中理論上消耗氧氣的體積為       mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)；若此時(shí)乙池溶液體積為200mL，則乙池中溶液的pH為      。
③若要使②中乙池的溶液完全恢復(fù)到起始狀態(tài)，可向乙池中加入      (填代號(hào))

(15分)能源的開發(fā)、利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，怎樣充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。
I．已知：Fe₂O₃(s)+3C(石墨) =2Fe(s)+3CO(g) △H=akJ·mol^-1
CO(g)+1／2O₂(g)= CO₂(g) △H=bkJ·mol^-1
C(石墨)+O₂(g)=CO₂(g) △H=ckJ·mol^-1
則反應(yīng)：4Fe(s)+3O₂(g)= 2Fe₂O₃(s)的焓變△H=       kJ·mol^-1。
Ⅱ．（1）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(jì)成原電池的是     (填序號(hào))。
A．C(s)+CO₂(g)=2CO(g)
B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H₂O(l)
C．2H₂O(l)= 2H₂(g)+O₂(g)
D．CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)
若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，請(qǐng)寫出該原電池的電極反應(yīng)。
負(fù)極：                                                ，
正極：                                                。
（2）二氧化氯(ClO₂)是一種高效安全的自來(lái)水消毒劑。ClO₂是一種黃綠色氣體，易溶于水。實(shí)驗(yàn)室以NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂為原料制備ClO₂流程如下：

已知：電解過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為：
NH₄Cl+2HClNCl₃+3H₂↑；假設(shè)NCl₃中氮元素為+3價(jià)。
①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式                                            。
②在陽(yáng)極上放電的物質(zhì)(或離子)是           。
③除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是         (填序號(hào))
A．生石灰       B．堿石灰       C．濃H₂SO₄       D．水
④在生產(chǎn)過(guò)程中，每生成1mol ClO₂，需消耗       mol NCl₃。

（15分）隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，國(guó)家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO₂)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。
(1)用CH₄催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g) + CO₂(g) +2H₂O(g)    ⊿H＝ -574 kJ·mol^－1
②CH₄(g) +4NO(g)＝2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)   ⊿H＝-1160 kJ·mol^－1
③H₂O(g)＝H₂O(l)     △H＝-44.0 kJ·mol^－1
寫出CH₄(g)與NO₂(g)反應(yīng)生成N₂ (g)、CO₂ (g)和H₂O(1)的熱化學(xué)方程式                  。
（2）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常溫下可將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₄^2-，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SO₂的治理。已知含SO₂的廢氣通入含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液時(shí)，其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺ + O₂+ 4H⁺ ＝4Fe³⁺ + 2H₂O，則另一反應(yīng)的離子方程式為                                 。
(3)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)。某研究小組向密閉的真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì)）加入NO和足量的活性炭，恒溫(T₁℃)條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：