题目内容
二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题：
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为：______________________________________。
(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：____________________________________________________________。
(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2(g)＋CO(g) 
CH3OH(g)ΔH＝－90.8 kJ·mol－1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.3 kJ·mol－1
总反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________；
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是________(填字母代号)。
a．高温高压
b．加入催化剂
c．减少CO2的浓度
d．增加CO的浓度
e．分离出二甲醚
(4)已知反应②2CH3OH(g)??CH3OCH3(g)＋H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
| 物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
| 浓度/(mol·L－1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
①比较此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH3OH)＝________；该时间内反应速率v(CH3OH)＝________。
(1)C＋H2O(g)
CO＋H2
(2)H2S＋Na2CO3=NaHS＋NaHCO3
(3)－246.4 kJ·mol－1 c、e
(4)①＞ ②0.04 mol·L－1 0.16 mol/(L·min)
解析
（16分）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：
（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)。t℃时，往10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H2)=0.12mol·L-1。则该温度下此反应的平衡常数K= （填计算结果）。
（2）合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中T1 300℃（填“>”、“<”或“=”）。
| T/℃ | T1 | 300 | T2 |
| K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
（3）氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水，科学家利用此原理，设计成“氨气-氧气”燃料电池，则通入氨气的电极是 （填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为 。
（4）用氨气氧化可以生产硝酸，但尾气中的NOx会污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= －574kJ·mol－1
CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= －1160kJ·mol－1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
（5）某研究小组在实验室以“Ag-ZSM-5”为催化剂，测得将NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。据图分析，若不使用CO，温度超过775K，发现NO的转化率降低，其可能的原因为 ；在n(NO)/n(CO)=1的条件下，应控制的最佳温度在 左右。
CO2(g) + H2(g)，反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变，t2时再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡将 移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2时，若改变反应条件，导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化，则改变的条件可能是 （填符号）。
NH2CO2NH4(s) △H1="a" kJ·mol－1
乙醇是一种可燃性液体，按一定比例混合的乙醇汽油是一种新型清洁车用燃料，某科研机构研究利用CO2合成乙醇的方法：
（i）2CO2(g)+6H2(g) 
CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1
原料气氢气
（ii）CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH2
回答下列问题：
（1）使用乙醇汽油（汽油用戊烷代替）燃料时．气缸工作时进行的反应较多，写出燃烧产生有毒气体CO、NO的所有反应的化学方程式：________________________。
（2）反应(i)中能够提高氢气转化率的措施有____。
| A．增大压强 | B．加催化剂 | C．增大CO2的浓度 | D．及时分离体系中的乙醇 |
（iii）CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH3写出以CO(g)与H2(g)为原料合成乙醇的热化学方程式：___________________（焓变用
H1、H3表示）。（4）反应(ii)中的甲烷和水蒸气是在特定的催化剂表面上进行的，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：
由此推知反应(ii)的焓变
H2________0（填“>”、“=”或“<”）。某温度下，向容积为1 L的密闭容器中加入1 mol甲烷和1mol水蒸气，经过5h反应达到平衡状态，此时测得CH4的浓度变为0.5 mol/L。该温度下，反应(ii)的平衡常数K=__________________，反应开始至达到平衡时氢气的反应速率v(H2)=_________。（5）机动车在改用乙醇汽油后，并不能减少氮氧化物的排放。使用合适的催化剂可使NO转化为氮气，实验测得NO转化为氮气的转化率随温度变化曲线如下图所示：
由图像可知，在没有CO情况下，温度超过775K，NO的转化率减小，造成这种现象的原因可能是___________________________；在NO和CO物质的量之比为1：1的情况下，应控制的最佳温度为__________________左右。
大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化，将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：
①I－(aq)＋O3(g)=IO－(aq)＋O2(g)ΔH1
②IO－(aq)＋H＋(aq)
HOI(aq)ΔH2
③HOI(aq)＋I－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)ΔH3
总反应的化学方程式为____________________，其反应热ΔH＝__________。
(2)在溶液中存在化学平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3—(aq)，
其平衡常数表达式为______________。
(3)为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响(反应体系如图1)，某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH，结果见图2和下表。
、
| 编号 | 反应物 | 反应前pH | 反应后pH |
| 第1组 | O3＋I－ | 5.2 | 11.0 |
| 第2组 | O3＋I－＋Fe2＋ | 5.2 | 4.1 |
①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是______________________________。
②图1中的A为__________，由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是____________________________________________________________。
③第2组实验进行18 s后，I3—浓度下降，导致下降的直接原因有(双选)________(填字母序号)。
A．c(H＋)减小 B．c(I－)减小 C．I2(g)不断生成 D．c(Fe3＋)增加
(4)据图2，计算3～18 s内第2组实验中生成I3—的平均反应速率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
有效利用现有资源是解决能源问题的一种实际途径。发展“碳一化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料，经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程：
（1）该过程中产生的的CO可继续与水蒸气发生可逆反应得到CO2和H2，此反应的平衡常数表达式K＝_____________。
（2）CH3OH（l）气化时吸收的热量为27kJ／mol，CH3OH（g）的燃烧热为677kJ／mol，请写出CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式_____________。
（3）“催化还原”反应制乙二醇原理如下： CH3OOC—COOCH3（g）＋4H2（g）
HOCH2－CH2OH（g）＋2CH3OH（g） △H＝－34kJ／mol
为探究实际生产的最佳条件，某科研小组进行了多方面研究。如图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n（氢气）／n（草酸二甲酯）]和压强的变化关系，其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2．5MPa、3．5MPa的情况，则曲线丙对应的压强是P（丙）＝_____________。
（4）草酸二甲酯水解产物草酸（H2C2O4）为二元中强酸①草酸氢钾溶液中存 在如下平衡： H2OH＋＋OH－、HC2O4-H＋＋C2O42-和____________。
②向0．1mol／L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性，此时溶液中各粒子浓度关系正确的是__________（填序号）。
| A．c（K＋）＋c（Na＋）＝c（HC2O4-）＋c（C2O42-） |
| B．c（K＋）＝c（HC2O4-）＋c（H2C2O4）＋c（C2O42-） |
| C．c（Na＋）＝c（H2C2O4）＋c（C2O42-） |
| D．c（K＋）＞c（Na＋） |