9．晶体硅制太阳能电池是发展低碳能源的重要举措．晶体硅的主要制备步骤如下：
（一）用石英砂（含有少量Fe2O3、A12O3杂质）为原料制二氧化硅；
（二）高温下用碳还原二氧化硅制粗硅；
（三）粗硅提纯：
方案Ⅰ：Si+3HCl$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$SiHCl3+H2
SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;1000-1100℃\;}}{\;}$Si+3HCl
方案Ⅱ：Si+2Cl2$\frac{\underline{\;460-500℃\;}}{\;}$SiCl4
SiCl4+2H2$\frac{\underline{\;电炉\;}}{铝丝}$Si+4HCl
试回答下列问题：
（1）要除去石英砂中的少量杂质，所用试剂为HCl（填名称）；
（2）写出步骤二中发生反应的化学方程式SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（3）粗硅提纯必须在无氧氛围中进行，原因是①硅易被氧化成二氧化硅；②防止O2进去与H2混合引起爆炸；
（4）氢气可由天然气与水反应生成：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H＞0．
①要提高CH4的利用率，可采取的措施是通入足量水；降低压强； （至少写两条）
②在一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入5mol甲烷和6mol水蒸气，一段时间后，测得平衡时甲烷的转化率为40%，试计算该温度下平衡常数K=9．
8．NaCl是价廉且应用广泛的化工业原料，例如应用于纯碱工业、氯碱工业、氯酸钾工业、肥皂工业等．
（1）19世纪60年代氨碱法是纯碱工业广泛使用的方法，20世纪20年代以后被联合制碱法逐渐取代．
①请写出以NaCl为原料利用氨碱法生产纯碱的化学方程式NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O．
②在联合制碱法中，纯碱工厂与合成氨工厂进行联合生产，以方便的获得原料NH3、CO2．
③在联合制碱法中循环使用，而在氨碱法中循环使用率不高的物质是CO2、NaCl．
（2）氯酸钾是重要的化工业产品，在火柴、炸药、雷管、焰火等制造中有重要应用，工业中首先通过电解热食盐水制得氯酸钠，再加入一定量的氯化钾即可得到氯酸钾沉淀．
①在火柴、炸药、雷管、焰火的制造过程中大量使用氯酸钾，主要应用氯酸钾的强氧化性．
②请写出电解食盐水生产氯酸钠的化学方程式NaCl+3H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO3+3H2↑．该工艺过程中使用    的装置与氯碱工业中使用的装置主要区别有需要加热恒温控制、没有离子交换膜（请答出两点）．
（3）在肥皂的工业生成过程中，也要使用NaCl的目的是加入食盐使肥皂析出．
7．氨气是化学工业上应用非常广泛的物质．侯氏制碱法的第一步反应是向饱和氨化盐水中通入二氧化碳．现在45℃时，取117g食盐配制成饱和溶液，向其中通入适量氨气后，再向其中通入二氧化碳，使反应进行完全．试计算并回答下列问题（计算结果取三位有效数字）（有关物质的溶解度数据如表，单位：g/100g水）．
1NaClNaHCO3NH4Cl
10℃35.88.1533.0
45℃37.014.050.0
（1）117g食盐理论上可以制取纯碱106g；45℃反应完毕后，有晶体析出；溶液中剩余水280g，析出晶体的质量129g；过滤除去析出的晶体后再降温至10℃，又有晶体析出，则所析出晶体的质量共30.8克．
工业制硝酸也是氨气重要用途之一，反应如下：
4NH3+5O2→4NO+6H2O       2NO+O2→2NO2      3NO2+H2O→2HNO3+NO
设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气的体积分数为0.80．
（2）a mol NO完全转化为HNO3理论上需要氧气0.75amol；为使NH3恰好完全氧化为NO，氨-空气混合气体中氨的体积分数（用小数表示）为0.14．
（3）20.0mol NH3用空气氧化，产生混合物的组成为：NO 18.0mol、O2 12.0mol、N2 150.0mol和一定量硝酸，以及其他成分（高温下NO与O2不化合）．计算氨转化为HNO3的转化率．
（写出简要计算过程）
6．一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料．有机物加氢反应中镍是常用的催化剂．但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2，为弄清该方法对催化剂的影响，查得资料如下：

则：（1）①不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是避免O2与Ni反应再使其失去催化作用．
②SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=-270kJ/mol．
（2）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数K=9．如果反应开始时，在2L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60mol，5min末达到平衡，则此时CO的转化率为75%，H2的平均生成速率为0.045mol•L-1•min-1．
（3）为减少雾霾、降低大气中有害气体含量，研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大．机动车尾气污染物的含量与空/燃比 （空气与燃油气的体积比）的变化关系示意图如图Ⅲ所示，请解释：
①随空/燃比增大，CO和CxHy的含量减少的原因是空/燃比增大，燃油气燃烧更充分，故CO、CxHy含量减少．
②当空/燃比达到15后，NOx减少的原因可能是因为反应 N2（g）+O2（g）?2NO（g） 是吸热反应，当空/燃比大于15后，由于燃油气含量减少，燃油气燃烧放出的热量相应减少，环境温度降低，使该反应不易进行，故NOx减少．
5．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为3NO2+H2O═2HNO3+NO．
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1
2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H=-113.0kJ•mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ•mol-1．
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是b．
a．体系压强保持不变               b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变      d．每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K=$\frac{8}{3}$．
4．研究CO、NO2、SO2等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）I2O5可使H2S、CO、HCl等氧化，常用于定量测定CO的含量．已知：
2I2（s）+5O2（g）=2I2O5（s）△H=-75.56kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1
写出CO（g）与I2O5（s）反应生成I2（s）和CO2（g）的热化学方程式：5CO（g）+I2O5（s）=5 CO2（g）+I2（s）△H=-1377.22kJ/mol．
（2）已知反应：NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ•mol-1
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是b．
a．体系压强保持不变　　　　　　 b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变　　　d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K=$\frac{8}{3}$．
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
①该反应在40℃和60℃时的平衡常数分别为K1和K2，若K1大于K2，则该反应为放热反应．（填“放热”或“吸热”）
②该反应的焓变为△H，活化能为E0，下列能量关系图（图1）合理的是B．
（4）某温度时，根据的H2浓度随时间的变化曲线，请在同一图（图2）中绘出CH3OH浓度随时间的变化曲线．
3．甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一，该过程的主要反应是
反应①：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H＞0
（1）已知：
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H1=-802kJ•mol-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO2（g）△H2=-283kJ•mol-1
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（g）△H3=-242kJ•mol-1
则反应①的△H=△H1-△H2-3×△H3（用△H1、△H2和△H3表示）．
（2）其他条件相同，反应①在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图1所示．

①在相同条件下，三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ．
②a点所代表的状态不是（填“是”或“不是”）平衡状态．
③c点CH4的转化率高于b点，原因是b和c都没平衡，c点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高．
（3）反应①在恒容密闭反应器中进行，CH4和H2O的起始物质的量之比为1：2，10h后CH4的转化率为80%，并测得c（H2O）=0.132mol•L-1，计算0～10h内消耗CH4的平均反应速率（写出计算过程，结果保留2位有效数字）．
（4）在如图2的坐标图中，画出反应①分别在700℃和850℃下进行时，CH4的转化率随时间t变化的示意图（进行必要标注）．
2．一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入6mol CO2和8mol H2，发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ•mol-1，测得n（H2）随时间变化如曲线Ⅰ所示．下列说法正确的是（　　）
A．该反应在0～8 min内CO2的平均反应速率是 0.375 mol•L-1•min-1
B．若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，则平衡时H2的体积分数大于20%
C．若起始时向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH和1mol H2O（g），则此时反应向正反应方向进行
D．改变条件得到曲线Ⅱ、Ⅲ，则曲线Ⅱ、Ⅲ改变的条件分别是升高温度、充入氦气
1．二氧化碳的捕集、利用与封存（CCUS）是我国能源领域的一个重要战略方向，CCUS或许发展成一项重要的新兴产业．

（1）已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H1=a kJ•mol-1
CO（g）+H2O （g）═CO2（g）+H2 （g）△H2=b kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H3=c kJ•mol-1
反应CO2（g）+CH4（g）═2CO（g）+2H2（g） 的△H=（a+2b-2c）kJ•mol-1．
（2）利用废气中的CO2为原料制取甲醇，反应方程式为：CO2+3H2═CH3OH+H2O其他条件相同，该甲醇合成反应在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下反应相同时间后，CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示．
①a点所代表的状态不是（填“是”或“不是”）平衡状态．
②c点CO2的转化率高于b点，原因是b、c点均未达到平衡状态，c点温度高，反应速率较快，故CO2的转化率较大．
（3）用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃，起始时以0.1MPa，n（H2）：n（CO2）=3：1的投料比充入反应器中，发生反应：2CO2（g）+6H2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$C2H4（g）+4H2O（g）△H，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图2所示：
①该进行的反应的△S＜0（填：“＞”或“＜”）
②对于气体反应，用某组分（B）的平衡压强（pB）代替物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作KP），则该反应的KP=$\frac{p（{C}_{2}{H}_{4}）×{p}^{4}（{H}_{2}O）}{{p}^{2}（C{O}_{2}）×{p}^{6}（{H}_{2}）}$．
③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是增大压强；提高氢气和二氧化碳物质的量的比值（列举2项）
20．“Cl化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义
（1）一定温度下，在两个容积均为2L的密闭容器中，分别发生反应：CO2 （g）+3H2（g）?CH3OH g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol．相关数据如下：
容器甲乙
反应物投入量1mol CO2（g）和3mol H2（g）1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g）
平衡时c（CH3OH）c1c2
平衡时能量变化放出29.4kJ吸收 a kJ
请回答：①c1=c2（填“＞”、“＜”或“=”）；a=19.6．
②若甲中反应10s时达到平衡，则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是0.03mol/（L•S）
（2）压强为p1时，向体积为1L的密闭容器中充入b mol CO 和2b mol H2，发生反应CO （g）+2H2（g）?CH3OH（g）．平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图1所示．请回答：①该反应属于放（填“吸”或“放”）热反应；p1 ＜p2（填“＞”、“＜”或“=”）
②100℃时，该反应的平衡常数K=$\frac{1}{{b}^{2}}$（用含b的代数式表示）．
（3）一定条件下，治理汽车尾气的反应是2NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g）△H＜0．在恒温恒容的密闭容器中通入n（NO）：n（CO）=1：2的混合气体，发生上述反应．下列图象正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是cd（选填字母）．
 0  160011  160019  160025  160029  160035  160037  160041  160047  160049  160055  160061  160065  160067  160071  160077  160079  160085  160089  160091  160095  160097  160101  160103  160105  160106  160107  160109  160110  160111  160113  160115  160119  160121  160125  160127  160131  160137  160139  160145  160149  160151  160155  160161  160167  160169  160175  160179  160181  160187  160191  160197  160205  203614 

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