2．碳和氮的化合物與人類生產、生活密切相關．
（1）C、CO、CO₂在實際生產中有如下應用：
a．2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{電爐}$Si+2CO          
b.3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
c．C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂                  
d．CO₂+CH₄$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₃COOH
上述反應中，理論原子利用率最高的是d．可用碳酸鉀溶液吸收b中生成的CO₂，常溫下，pH=10的碳酸鉀溶液中水電離的OH^-的物質的量濃度為1×10^-4 mol•L^-1，常溫下，0.1mol•L^-1KHCO₃溶液的pH＞8，則溶液中c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）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，查得資料如圖1：

則：SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270kJ/mol．

（3）已知N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-94.4kJ•mol^-1，恒容時，體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如圖2所示，各時間段最終均達平衡狀態(tài)．
①在2L容器中發(fā)生反應，時段Ⅰ放出的熱量為94.4kJ．
②25min時采取的某種措施是將NH₃從反應體系中分離出去．
③時段Ⅲ條件下反應的平衡常數(shù)為2.37．（保留3位有數(shù)字）
（4）電化學降解N的原理如圖3所示．電源正極為A（填“A”或“B”），陰極反應式為2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O．

1．Ⅰ工業(yè)制硫酸時，利用接觸氧化反應將SO ₂轉化為SO₃是一個關鍵步驟．
（1）某溫度下，2SO₂（g）+O ₂（g）═2SO₃（g）△H=-197kJ/mol．開始時在10L的密閉容器中加入8.0mol SO₂（g）和20.0mol O ₂（g），當反應達到平衡時共放出394kJ的熱量，該溫度下的平衡常數(shù)K=0.56（mol/L）^-1（保留兩位有效數(shù)字），若升高溫度時，K將減�。ㄌ睢霸龃�、減小或不變”）．
（2）若體積不變的條件下，下列措施中有利于提高SO₂的轉化率條件是AC（填字母）．
A．通入氧氣 B．移出氧氣 C．增大壓強 D．減小壓強 E．加入催化劑
（3）根據(jù)下表提供的不同條件下SO₂的轉化率（%）的數(shù)據(jù)，試選擇該反應的適宜條件（以V₂O₅作催化劑）溫度450℃；壓強1×10⁵Pa．

壓強 溫度	1×105Pa	5×105Pa	10×105Pa	50×105Pa	100×105Pa
450℃	97.5	98.9	99.2	99.6	99.7
500℃	85.6	92.9	94.9	97.7	98.3

（4）能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是ACF
A．容器的壓強不變                      B．混合氣體的密度不變
C．混合氣體中SO ₃的濃度不變           D．c（SO ₂）=c（SO ₃）
E．v 正（SO ₂）=v 正（SO ₃）            F．v 正（SO ₃）=2v 逆（O ₂）
Ⅱ研究化學反應原理對于生產生活是很有意義的．
（1）在0.10mol•L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH=8時，c（Cu²⁺）=2.2×10^-8mol•L^-1（Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）．
（2）若在0.1mol•L^-1硫酸銅溶液中通入H₂S氣體，使Cu²⁺完全沉淀為CuS，此時溶液中的H⁺濃度是0.2mol•L^-1．

20．甲醇是有機化工原料和優(yōu)質燃料，主要應用于精細化工、塑料等領域，也是農藥、醫(yī)藥的重要原料之一．回答下列問題：
（1）工業(yè)上可用CO₂ 和H₂反應合成甲醇．已知25℃、101kPa 下：
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H1=-242kJ/mol
CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-676kJ/mol
①寫出CO₂與H₂反應生成CH₃OH（g）與H₂O（g）的熱化學方程式CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-50 kJ/mol．下列表示該反應的能量變化的示意圖中正確的是a（填字母代號）．

②合成甲醇所需的H₂可由下列反應制�。篐₂O（g）+CO（g）?H₂（g）+CO₂（g）．某溫度下該反應的平衡常數(shù)K=1．若起始時c（CO）=1mol/L，c（H₂O）=2mol/L，則達到平衡時H₂O的轉化率為33.3%．
（2）CO和H₂反應也能合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₂OH（g）△H=-90.1kJ/mol．在250℃下，將一定量的CO和H₂投入10L的恒容密閉容器中，各物質的濃度（mol/L）變化如表所示（前6min沒有改變條件）：

	2min	4min	6min	8min	…
CO	0.07	0.06	0.06	0.05	…
H2	x	0.12	0.12	0.2	…
CH3OH	0.03	0.04	0.04	0.05	…

①x=0.14，250℃時該反應的平衡常數(shù)K=46.3．
②若6～8min時只改變了一個條件，則改變的條件是加入1mol氫氣，第8min時，該反應是否達到平衡狀態(tài)？不是（填“是”或“不是”）．
（3）甲醇在原電池上的使用，提高了燃料的利用效率，達到節(jié)能減排的目的．若用熔融的Na₂CO₃使作電解質、氧氣作助燃劑組成的燃料電池，寫出負極的電極反應式：2CH₃OH-12e^-+6CO₃^2-=8CO₂+4H₂O．

19．在2L容器中有3種物質進行反應，X、Y、Z的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示，反應在t時刻達到平衡．
（1）該反應的化學方程式是2X?3Y+Z
（2）根據(jù)化學反應2A（g）+5B （g）?4C（g），填寫下表中的空白

	A	B	C
反應開始時濃度（mol/L）		4.8	0
2min后的濃度（mol/L）	1.2		0.8
2min內的濃度的變化（mol/L）	0.4
化學學反應速率[mol/（L•min）]		0.5

18．氮氧化物是大氣污染物之一，可形成光化學煙霧、酸雨等．

（1）在一密閉容器中發(fā)生反應2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g），反應過程中NO₂濃度隨時間的變化情況如圖所示．請回答：
①依曲線A，反應在前3min內氧氣的平均反應速率為0.0175mol/（L．min）．
②若曲線A、B分別表示的是該反應在某不同條件下的反應情況，則此條件是溫度（填“濃度”、“壓強”、“溫度”或“催化劑”）．
③曲線A、B分別對應的反應平衡常數(shù)的大小關系是K_A＜K_B（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）一定溫度下，某密閉容器中N₂O₅可發(fā)生下列反應：
2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）  I
2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）Ⅱ
則反應I的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{{c}^{4}（N{O}_{2}）．c（{O}_{2}）}{{c}^{2}（{N}_{2}{O}_{5}）}$，若達平衡時，c（ NO₂）=0.4mol•L^-1，c（O₂）=1.3mol•L^-1，則反應Ⅱ中NO₂的轉化率為$\frac{6}{7}$，N₂O₅（g）的起始濃度應不低于1.4mol•L^-1．
（3）將a mL NO、b mL NO₂、x mLO₂混合于同一試管里，將試管口倒插入水中，充分反應后
試管內氣體可全部消失，則用a、b表示的x為a
a.$\frac{（a+b）}{2}$ b.$\frac{（2a+b）}{3}$ c.$\frac{（3a+b）}{4}$ d.$\frac{（4a+b）}{5}$
（4）用甲烷在一定條件下可消除氮氧化物的污染，寫出CH₄消除NO₂的反應方程式2NO₂+CH₄═N₂+CO₂+2H₂O．

17．天然氣是一種重要的清潔能源和化工原料．
（1）天然氣的主要成分為CH₄（含H₂S、CO₂、N₂等雜質）．用氨水作吸收液可處理H₂S雜質，流程如下：

①寫出NH₃的電子式．
②寫出吸收液再生的化學方程式2NH₄HS+O₂=2NH₃•H₂O+2S↓．
（2）用CH₄還原氮氧化物可消除氮氧化物的污染．
已知：

寫出CH₄還原NO的熱化學方程式CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1250.3kJ•mol^-1．
（3）天然氣的一個重要用途是制取H₂，其原理為：CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）
在密閉容器中通入物質的量濃度均為1mol/L的CH₄與CO₂，在一定條件下發(fā)生反應，測得CH₄的平衡轉化率
與溫度及壓強的關系如圖1所示．
①壓強P₁小于P₂（填“大于”或“小于”），理由該反應減小壓強，平衡正向移動，由圖可知，溫度一定時，P₁點CH₄的轉化率較大，所以P₁＜P₂．
②計算1050℃時該反應的化學平衡常數(shù)81．
（4）圖2是CO₂電催化還原為CH₄的工作原理示意圖

寫出銅電極表面的電極反應式CO₂+8e^-+8H⁺=CH₄+2H₂O．

16．氨、燒堿在工農業(yè)生產和工業(yè)廢水處理中具有廣泛用途．回答下列問題：
（1）工業(yè)上制取硝酸的第一步是以氨和空氣為原料，用鉑一銠合金網為催化劑，在氧化爐中（溫度為800℃）進行氨催化氧化反應．該反應的氧化產物為一氧化氮（填名稱）．
（2）某工業(yè)廢水中含有Mg²⁺、Cu²⁺等離子．取一定量的該工業(yè)廢水，向其中滴加燒堿溶液，當Mg（OH）₂開始沉淀時，溶液中$\frac{{c（C{U^{2+}}）}}{{c（M{g^{2+}}）}}$為1.2×10^-9．已知K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20．
（3）已知反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的△H=-92.2kJ•mol^-1，1mol^-1N₂（g），1molH₂（g）分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收944.6Kj、436Kj的能量，則1molNH₃（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為1172.4Kj．
（4）Fritz Haber 研究了下列反應：N₂（g）+3h₂?2NH₃（g）
在500℃、20MPa時，將N₂和H₂通入到體積為2L的密閉容器中，反應過程中各種物質的物質的量變化如圖所示：
①在0～10min內，平均反應速率υ（NH₃）=0.005mol/（L．min）
②在10～20min內，各物質濃度變化的原因可能是加了催化劑（填“加了催化劑”或“降低溫度”），其判斷理由是10-20min內，N₂、H₂、NH₃的物質的量變化大于0-10min內的變化程度，后10min的平均反應速率大于錢10min內的平均反應速率，縮小體積相當于增大壓強，應該反應物的速率增加倍數(shù)大，降低溫度，應該反應速率減小，增加NH₃物質的量，逆反應速率增加的倍數(shù)大，故只有使用催化劑符合
③溫度和密閉容器的容積一定時，當容器內的總壓強不再隨時間而變化，反應是否達到了化學平衡狀態(tài)？是（填“是”或“否”）其判斷理由是反應為氣體體積減小的反應，反應前后氣體體積發(fā)生變化，溫度和密閉容器的容積一定時，壓強之比等于氣體物質的量之比，壓強不變說明反應達到平衡狀態(tài)
④500℃時，該反應的平衡常數(shù)K的計算式為$\frac{（\frac{0.3mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.25mol}{2L}×（\frac{0.15mol}{2L}）^{3}}$（不需要算出結果，）NH₃的體積分數(shù)是42.86%（保留兩位小數(shù)）

15．二甲醚（CH₃OCH₃）在未來可能替代柴油和液化石油氣作為潔凈燃料使用．工業(yè)上以CO和H₂為原料生產CH₃OCH₃．工業(yè)制備二甲醚在催化反應室中（壓力2.0～10.0Mpa，溫度230℃～280℃）進行下列反應：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ•mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-23.5k1•mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.2kJ•mol^-1
（1）催化反應室中總反應的熱化學方程式為3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=-246.1kJ•mol^-1．
830℃時反應③的K=1.0，則在催化反應室中反應③的K＞1.0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在某溫度下，若反應①的起始濃度分別為：c（CO）=1mol/L、c（H₂）=2.4mol/L，5min后達到平衡、CO的轉化率為50%，則5min內CO的平均反應速率為0.1mol/（L•min）．
（3）反應②2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g） 在某溫度下的平衡常數(shù)為400．此溫度下，在密閉容器中加入CH₃OH，反應到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質	CH3OH	CH3OCH3	H2O
濃度/（mol•L-1）	0.64	0.50	0.50

①比較此時正、逆反應速率的大小：υ（正）＞υ（逆） （填“＞”、“＜”或“=”）．
②若加入CH₃OH后，經10min反應達到平衡，此時c（CH₃OH）=0.04mol•L^-1．
（4）“二甲醚燃料電池”是一種綠色電源，其中工作原理如圖所示．
①該電池a電極上發(fā)生的電極反應式CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺．
②如果用該電池作為電解裝置，當有23g二甲醚發(fā)生反應時，則理論上提供的電量表達式為0.5mol×12×1.6×10^-19C×6.02×10²³
mol^-1C （1個電子的電量為1.6×10^-19C）．

14．碳的氧化物在工業(yè)上有著廣泛的應用，如CO和H2可以合成甲醇，CO₂和NH₃可以合成尿素．
Ⅰ．若在20L的密閉容器中按物質的量之比1：2充入CO和H₂，發(fā)生反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．測得平衡時CO的轉化率隨溫度及壓強的變化如圖1所示．p2、195℃時，n（H₂）隨時間的變化如表所示．

t/min	0	1	3	5
n（H2）/mol	8	5	4	4

（1）p2、195℃時，0～1min內，v（H₂）=0.15mol•L^-1•min^-1．
（2）你認為p₁＜p₂；p₂、195℃時，B點，v（正）＜v（逆）（填“＜”“＞”或“=”）．
（3）p₂、195℃時，該反應的化學平衡常數(shù)為25．
Ⅱ．NH₃（g）與CO₂（g）經過兩步反應生成尿素，兩步反應的能量變化示意圖如圖2：

（1）NH₃（g）與CO₂（g）反應生成尿素的熱化學方程式為2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-134kJ•mol^-1．
（2）工業(yè)上合成尿素時，既能加快反應速率，又能提高原料利用率的措施有D（填序號）．
A．升高溫度    B．加入催化劑
C．將尿素及時分離出去    D．增大反應體系的壓強．

13．為了提高煤的利用率，人們先把煤轉化為CO和H₂，再將它們轉化為甲醇，某實驗人員在一定溫度下的密閉容器中，充入一定量的H₂和CO，發(fā)生反應：2H₂（g）+CO（g）$\stackrel{催化}{→}$CH₃OH（g），測定的部分實驗數(shù)據(jù)如下：

t/s	0	500s	1 000s
c（H2）/（mol•L-1）	5.00	3.52	2.48
c（CO）/（mol•L-1）	2.50

（1）在500s內用H₂表示的化學反應速率為0.00296mol•L^-1•s^-1．
（2）在1 000 s內用CO表示的化學反應速率是0.00126mol•L^-1•s^-1，1 000s時H₂的轉化率是50.4%．
（3）在500s時生成的甲醇的濃度是0.74mol•L^-1．