金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ的能量。据此，试判断在100kPa压强下，下列说法正确的是（　　）

A．石墨比金刚石稳定

B．金刚石比石墨石稳定

C．1mol石墨比1mol金刚石的总能量高

D．1mol石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量石墨比金刚石多

下列反应中，属于吸热反应的是

A．活泼金属跟酸反应

B．制造水煤气

C．酸碱中和反应

D．镁条燃烧

随着科学技术的进步，人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。
（1）有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是
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，请写出32g的CH₃OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式                                  。
（2）下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH₃OH＋3O₂＝2CO₂＋4H₂O。则c电极是        （填“正极”或“负极”），
c电极上发生的电极反应式是                     。

某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM_2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM_2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)将PM_2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:

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

根据表中数据判断PM_2.5的酸碱性为　　　　　　,试样的pH=　　　　　　　　。
(2)为减少SO₂的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
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
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:　                        。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是　　　　　　　　　　　。
a.Ca(OH)₂　　   b.Na₂CO₃　   　c.CaCl₂　  　d.NaHSO₃
(3)汽车尾气中NO_x和CO的生成及转化
①已知汽缸中生成NO的反应为:
N₂(g)+O₂(g)2NO(g)　ΔH>0
若1 mol空气含0.8 mol N₂和0.2 mol O₂,1 300℃时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10^-4mol。计算该温度下的平衡常数K=　　　　　　　　　 。
汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是　　　　　　　　　　　　　　                           　　。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g) 2C(s)+O₂(g)
已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据:                              
                                                                                                                             。
③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为　                                                。

(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法，相关反应的热化学方程式如下：
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
反应3CO(g)＋Fe₂O₃(s)＝3CO₂(g)＋2Fe(s)的△H=     kJ·mol^－1(用含a、b 的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步：2CH₃OH(g)HCOOCH₃(g)+2H₂(g)  △H>0
第二步：HCOOCH₃(g)CH₃OH(g) +CO(g)    △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示：

图中中间产物X的结构简式为     。
②在工业生产中，为提高CO的产率，可采取的合理措施有     。
⑶为进行相关研究，用CO还原高铝铁矿石，反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示（X—射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为     。

⑷某催化剂样品（含Ni₂O₃40%，其余为SiO₂）通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)₄（沸点43 ℃），并在180 ℃时使Ni(CO)₄重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为     。
⑸为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl₂溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO，则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀，反应转移电子数为     。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为     。

（15分）二甲醚（DME）和甲醇是21世纪应用最广泛的两种清洁燃料，目前工业上均可由合成气在特定催化剂作用下制得。
（1）由合成气制备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
则反应3H₂(g)＋3CO(g)CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)的△H＝      kJ·mol^-1。
（2）将合成气以n(H₂)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：
4H₂(g)+2CO(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)，其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示：

①该反应的平衡常数表达式为       ；P₁、P₂、P₃由大到小的顺序为       。
②若反应在P₃和316℃时，起始时n(H₂)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO的转化率     50％（填“大于”、“小于”或“等于”)。
（3）由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数（K）的关系如表数据，


250℃时，将2 molCO和6 molH₂充入2L的密闭容器中发生反应，反应时间与物质浓度的关系如图所示，则前10分钟内，氢气的平均反应速率为     ；若15分钟时，只改变温度一个条件，假设在20分钟时达到新平衡，氢气的转化率为33.3%，此时温度为      （从上表中选），请在图中画出15—25分钟c (CH₃OH)的变化曲线。
（4）利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚，原理是：CH₃OH +H₂SO₄→CH₃HSO₄+H₂O，CH₃HSO₄+CH₃OH→CH₃OCH₃+H₂SO₄。与合成气制备二甲醚比较，该工艺的优点是反应温度低，转化率高，其缺点是        。

一定条件下，发生反应：①M(s)+N(g)R(g) △H = －Q₁ kJ·mol^－1，②2R (g)+N(g)2T (g) △H = －Q₂ kJ·mol^－1。  Q₁、Q₂、Q₃均为正值。下列说法正确的是

A．1 mol R(g)的能量总和大于1 mol M(s)与1 mol N(g) 的能量总和

B．将2 mol R (g)与1 mol N(g)在该条件下充分反应,放出热量Q2 kJ

C．当1 mol M(s)完全转化为T (g)时(假定无热量损失)，放出热量Q1+kJ

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

下列图示与对应的叙述相符的是

A．图1表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化

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

C．图3表示KNO3的溶解度曲线，图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液

D．图4表示某可逆反应生成物的量随反应时间的变化，t时V正<V逆

（本题16分）工业上利用CO₂和H₂在一定条件下反应合成甲醇。
（1）已知在常温常压下：
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
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________ ________
（2）甲醇脱氢可制取甲醛CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:

①脱氢反应的△H_____0，600K时，Y点甲醇的υ(正) _____υ(逆)（填“>”或“<”）
②从Y点到X点可采取的措施是_______________________________________________。
③有同学计算得到在t­₁K时，该反应的平衡常数为8.1mol·L^－1。你认为正确吗？请说明理由__________________________________________________________________________。
（3）纳米级Cu₂O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中，使用不同方法制得的Cu₂O（Ⅰ）和（Ⅱ）分别进行催化CH₃-OH的脱氢实验：
CH₃OH(g)HCHO(g)+H₂(g)
CH₃OH的浓度（mol·L^－1）随时间t (min)变化如下表：

序号	温度	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

可以判断：实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H₂)＝              ；实验温度T₁   T₂（填“>”、“<”）；催化剂的催化效率：实验①   实验②（填“>”、“<”）。
（4）用CH₃-OH、空气、KOH溶液和石墨电极可构成燃料电池。则该电池的负极反应式为：
___________________________________________。

（12分） 1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体表面合成氨的反应过程，示意如下图：

（1）图⑤表示生成的NH₃离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是______，______。
（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， 氨催化氧化的热化学方程式为__________。
（3）500℃下，在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动。

①当合成氨在容器B中达平衡时，测得其中含有1.0molN₂，0.4molH₂，0.4molNH₃，此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为____________；保持温度和压强不变，向此容器中通入0.36molN₂，平衡将__________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②向A、B两容器中均通入xmolN₂和ymolH₂，初始A、B容积相同，并保持温度不变。若要平衡时保持N₂在A、B两容器中的体积分数相同，则x与y之间必须满足的关系式为____。