金剛石和石墨是碳元素的兩種結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)。在100kPa時(shí)，1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，要吸收1.895kJ的能量。據(jù)此，試判斷在100kPa壓強(qiáng)下，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．石墨比金剛石穩(wěn)定

B．金剛石比石墨石穩(wěn)定

C．1mol石墨比1mol金剛石的總能量高

D．1mol石墨和金剛石完全燃燒時(shí)釋放的能量石墨比金剛石多

下列反應(yīng)中，屬于吸熱反應(yīng)的是

A．活潑金屬跟酸反應(yīng)

B．制造水煤氣

C．酸堿中和反應(yīng)

D．鎂條燃燒

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們研制了多種甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，以滿(mǎn)足不同的需求。
（1）有一類(lèi)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣，兩種反應(yīng)原理是
A、CH₃OH(g)＋H₂O(g)＝CO₂(g)＋3H₂(g)        ΔH＝＋49.0kJ/mol
B、CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)     ΔH＝－192.9kJ/mol
又知H₂O(l)＝H₂O(g)  ΔH＝＋44 kJ/mol，請(qǐng)寫(xiě)出32g的CH₃OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式                                  。
（2）下圖是某筆記本電腦用甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH₃OH＋3O₂＝2CO₂＋4H₂O。則c電極是        （填“正極”或“負(fù)極”），
c電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是                     。

某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM_2.5(直徑小于等于2.5μm的懸浮顆粒物),其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣等。因此,對(duì)PM_2.5、SO₂、NO_x等進(jìn)行研究具有重要意義。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)將PM_2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣。
若測(cè)得該試樣所含水溶性無(wú)機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表:

離子	K+	Na+	N	S	N	Cl-
濃度/mol·L-1	4×10-6	6×10-6	2×10-5	4×10-5	3×10-5	2×10-5

根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM_2.5的酸堿性為　　　　　　,試樣的pH=　　　　　　　　。
(2)為減少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)        ΔH="-241.8" kJ·mol^-1        ①
C(s)+O₂(g) CO(g)　            ΔH="-110.5" kJ·mol^-1        ②
寫(xiě)出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:　                        。
②洗滌含SO₂的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是　　　　　　　　　　　。
a.Ca(OH)₂　　   b.Na₂CO₃　   　c.CaCl₂　  　d.NaHSO₃
(3)汽車(chē)尾氣中NO_x和CO的生成及轉(zhuǎn)化
①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為:
N₂(g)+O₂(g)2NO(g)　ΔH>0
若1 mol空氣含0.8 mol N₂和0.2 mol O₂,1 300℃時(shí)在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得NO為8×10^-4mol。計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K=　　　　　　　　　 。
汽車(chē)啟動(dòng)后,汽缸溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,原因是　　　　　　　　　　　　　　                           　　。
②汽車(chē)燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO:
2CO(g) 2C(s)+O₂(g)
已知該反應(yīng)的ΔH>0,簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù):                              
                                                                                                                             。
③目前,在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染,其化學(xué)反應(yīng)方程式為　                                                。

(14 分) 一氧化碳被廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)和電子工業(yè)。
⑴高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法，相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
4CO(g)＋Fe₃O₄(s)＝4CO₂(g)＋3Fe(s)   △H="a" kJ·mol^－1
CO(g)＋3Fe₂O₃(s)＝CO₂(g)＋2Fe₃O₄(s)   △H="b" kJ·mol^－1
反應(yīng)3CO(g)＋Fe₂O₃(s)＝3CO₂(g)＋2Fe(s)的△H=     kJ·mol^－1(用含a、b 的代數(shù)式表示)。
⑵電子工業(yè)中使用的一氧化碳常以甲醇為原料通過(guò)脫氫、分解兩步反應(yīng)得到。
第一步：2CH₃OH(g)HCOOCH₃(g)+2H₂(g)  △H>0
第二步：HCOOCH₃(g)CH₃OH(g) +CO(g)    △H>0
①第一步反應(yīng)的機(jī)理可以用下圖表示：

圖中中間產(chǎn)物X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為     。
②在工業(yè)生產(chǎn)中，為提高CO的產(chǎn)率，可采取的合理措施有     。
⑶為進(jìn)行相關(guān)研究，用CO還原高鋁鐵礦石，反應(yīng)后固體物質(zhì)的X—射線衍射譜圖如圖所示（X—射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同）。反應(yīng)后混合物中的一種產(chǎn)物能與鹽酸反應(yīng)生產(chǎn)兩種鹽，該反應(yīng)的離子方程式為     。

⑷某催化劑樣品（含Ni₂O₃40%，其余為SiO₂）通過(guò)還原、提純兩步獲得鎳單質(zhì)：首先用CO將33.2 g樣品在加熱條件下還原為粗鎳；然后在常溫下使粗鎳中的Ni與CO結(jié)合成Ni(CO)₄（沸點(diǎn)43 ℃），并在180 ℃時(shí)使Ni(CO)₄重新分解產(chǎn)生鎳單質(zhì)。
上述兩步中消耗CO的物質(zhì)的量之比為     。
⑸為安全起見(jiàn)，工業(yè)生產(chǎn)中需對(duì)空氣中的CO進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
①粉紅色的PdCl₂溶液可以檢驗(yàn)空氣中少量的CO。若空氣中含CO，則溶液中會(huì)產(chǎn)生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為     。
②使用電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器定量檢測(cè)空氣中CO含量，其結(jié)構(gòu)如圖所示。這種傳感器利用原電池原理，則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為     。

（15分）二甲醚（DME）和甲醇是21世紀(jì)應(yīng)用最廣泛的兩種清潔燃料，目前工業(yè)上均可由合成氣在特定催化劑作用下制得。
（1）由合成氣制備二甲醚的主要原理如下：
已知：①CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)            △H₁＝－90.7 kJ·mol^－1
②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)     △H₂＝－23.5 kJ·mol^－1
③CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)        △H₃＝－41.2 kJ·mol^－1
則反應(yīng)3H₂(g)＋3CO(g)CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)的△H＝      kJ·mol^-1。
（2）將合成氣以n(H₂)/n(CO)=2通入1 L的反應(yīng)器中，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
4H₂(g)+2CO(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)，其中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)變化關(guān)系如圖所示：

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為       ；P₁、P₂、P₃由大到小的順序?yàn)?u>       。
②若反應(yīng)在P₃和316℃時(shí)，起始時(shí)n(H₂)/n(CO)=3，則達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率     50％（填“大于”、“小于”或“等于”)。
（3）由合成氣合成甲醇的反應(yīng)的溫度與平衡常數(shù)（K）的關(guān)系如表數(shù)據(jù)，


250℃時(shí)，將2 molCO和6 molH₂充入2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間與物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖所示，則前10分鐘內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率為     ；若15分鐘時(shí)，只改變溫度一個(gè)條件，假設(shè)在20分鐘時(shí)達(dá)到新平衡，氫氣的轉(zhuǎn)化率為33.3%，此時(shí)溫度為      （從上表中選），請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出15—25分鐘c (CH₃OH)的變化曲線。
（4）利用甲醇液相脫水也可制備二甲醚，原理是：CH₃OH +H₂SO₄→CH₃HSO₄+H₂O，CH₃HSO₄+CH₃OH→CH₃OCH₃+H₂SO₄。與合成氣制備二甲醚比較，該工藝的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)溫度低，轉(zhuǎn)化率高，其缺點(diǎn)是        。

一定條件下，發(fā)生反應(yīng)：①M(fèi)(s)+N(g)R(g) △H = －Q₁ kJ·mol^－1，②2R (g)+N(g)2T (g) △H = －Q₂ kJ·mol^－1。  Q₁、Q₂、Q₃均為正值。下列說(shuō)法正確的是

A．1 mol R(g)的能量總和大于1 mol M(s)與1 mol N(g) 的能量總和

B．將2 mol R (g)與1 mol N(g)在該條件下充分反應(yīng),放出熱量Q2 kJ

C．當(dāng)1 mol M(s)完全轉(zhuǎn)化為T(mén) (g)時(shí)(假定無(wú)熱量損失)，放出熱量Q1+kJ

D．M(g)+N(g)R(g) △H=－Q3 kJ·mol－1 , 則Q3＜Q1

下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是

A．圖1表示某放熱反應(yīng)分別在有、無(wú)催化劑的情況下反應(yīng)過(guò)程中的能量變化

B．圖2表示0.1000mol?L—1 NaOH溶液滴定20.00mL 0.1000mol?L—1 CH3COOH溶液的滴定曲線

C．圖3表示KNO3的溶解度曲線，圖中a點(diǎn)所示的溶液是80℃時(shí)KNO3的不飽和溶液

D．圖4表示某可逆反應(yīng)生成物的量隨反應(yīng)時(shí)間的變化，t時(shí)V正<V逆

（本題16分）工業(yè)上利用CO₂和H₂在一定條件下反應(yīng)合成甲醇。
（1）已知在常溫常壓下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH＝－44.0 kJ／mol
寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：____________ ________
（2）甲醇脫氫可制取甲醛CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g),甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如下圖所示。回答下列問(wèn)題:

①脫氫反應(yīng)的△H_____0，600K時(shí)，Y點(diǎn)甲醇的υ(正) _____υ(逆)（填“>”或“<”）
②從Y點(diǎn)到X點(diǎn)可采取的措施是_______________________________________________。
③有同學(xué)計(jì)算得到在t­₁K時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為8.1mol·L^－1。你認(rèn)為正確嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由__________________________________________________________________________。
（3）納米級(jí)Cu₂O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。在相同的密閉容器中，使用不同方法制得的Cu₂O（Ⅰ）和（Ⅱ）分別進(jìn)行催化CH₃-OH的脫氫實(shí)驗(yàn)：
CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)
CH₃OH的濃度（mol·L^－1）隨時(shí)間t (min)變化如下表：

序號(hào)	溫度	0	10	20	30	40	50
①	T1	0.050	0.0492	0.0486	0.0482	0.0480	0.0480
②	T1	0.050	0.0488	0.0484	0.0480	0.0480	0.0480
③	T2	0.10	0.094	0.090	0.090	0.090	0.090

可以判斷：實(shí)驗(yàn)①的前20 min的平均反應(yīng)速率 ν(H₂)＝              ；實(shí)驗(yàn)溫度T₁   T₂（填“>”、“<”）；催化劑的催化效率：實(shí)驗(yàn)①   實(shí)驗(yàn)②（填“>”、“<”）。
（4）用CH₃-OH、空氣、KOH溶液和石墨電極可構(gòu)成燃料電池。則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：
___________________________________________。

（12分） 1909年化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次合成了氨。2007年化學(xué)家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w表面合成氨的反應(yīng)過(guò)程，示意如下圖：

（1）圖⑤表示生成的NH₃離開(kāi)催化劑表面，圖②和圖③的含義分別是______，______。
（2）已知：4NH₃(g) + 3O₂(g) = 2N­­₂(g) + 6H₂O(g);  ΔH=  - 1266.8 kJ/mol
N₂(g) + O₂(g) =" 2NO(g)" ; ΔH =" +" 180.5kJ/mol， 氨催化氧化的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_________。
（3）500℃下，在A、B兩個(gè)容器中均發(fā)生合成氨的反應(yīng)。隔板Ⅰ固定不動(dòng)，活塞Ⅱ可自由移動(dòng)。

①當(dāng)合成氨在容器B中達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得其中含有1.0molN₂，0.4molH₂，0.4molNH₃，此時(shí)容積為2.0L。則此條件下的平衡常數(shù)為_(kāi)___________；保持溫度和壓強(qiáng)不變，向此容器中通入0.36molN₂，平衡將__________（填“正向”、“逆向”或“不”）移動(dòng)。
②向A、B兩容器中均通入xmolN₂和ymolH₂，初始A、B容積相同，并保持溫度不變。若要平衡時(shí)保持N₂在A、B兩容器中的體積分?jǐn)?shù)相同，則x與y之間必須滿(mǎn)足的關(guān)系式為_(kāi)___。