【题目】研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。
（1）已知:①CH4(g)+H2O(g) 
CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol-1
②2H2(g)+CO(g) CH3OH(l) △H2=-128.3kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1
25℃时,在合适的催化剂作用下,采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为_________。
（2）利用反应①来制备氢气,为了探究温度、压强对反应①速率、转化率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为400℃或500℃,压强为101kPa或404kPa)。
实验序号 | 温度℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/mol·L-1 | H2O初始浓度/mol·L-1 |
1 | 400 | P | 3.0 | 7.0 |
2 | T | 101 | 3.0 | 7.0 |
3 | 400 | 101 | 3.0 | 7.0 |
①实验2和实验3相比,其平衡常数关系是K2______K3(填“>”、“<”或“=”)。
②将等物质的量的CH4和水蒸气充入1L恒容密闭容器中,发生上述反应,在400℃下达到平衡,平衡常数K=27,此时容器中CO物质的量为0.10mol,则CH4的转化率为________。
（3）科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示。
①“重整系统”发生的反应中n(FeO):n(CO2)=6:1,则FexOy的化学式为______________。
②“热分解系统”中每分解lmolFexOy,转移电子的物质的量为________。
（4）pC类似pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。若某溶液中溶质的浓度为1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。如图2为25℃时H2CO3溶液的pC-pH图。请回答下列问题(若离子浓度小于10-5mol/L,可认为该离子不存在):
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-_____________(填“能”或“不能”)大量共存。
②求H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1=________________。
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系c(H2CO3)/c(HCO3-)可以抵消少量酸或碱,维持pH=7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的c(H+)/c(H2CO3)最终将_______。
A.变大 B.变小 C.基本不变 D.无法判断
【题目】硫、碳、氮等是重要的非金属元素。请回答下列有关问题：
（1）H2S广泛存在于化石燃料中，因此H2S的吸收和利用是化石燃料化工中的一项重要任务。
①H2S可用NaClO溶液吸收，吸收后的溶液既能使AgNO3溶液生成白色沉淀，也能使Ba(NO3)2 溶液生成白色沉淀，则H2S用过量NaClO溶液吸收的离子方程式为_______________________。
②利用多硫化物（如Na2Sx）吸收H2S，其吸收原理可用以下四步反应表示：
ⅰ．H2S+OH-=HS-+H2O； ⅱ．2HS-
H2↑+S22-；
ⅲ．H2S+S22-=2HS-+S↓； ⅳ．HS-+H2O=H2S+OH-。
四步反应的总反应中的生成物是_______，在总反应中，多硫化物的作用是_____________。
（2）25℃时，H2CO3、NH3H2O在水中的电离平衡常数如下表：
弱电解质 | H2CO3 | NH3H2O |
电离常数 | Ka1=4.0×l0-7 Ka2=5.0×l0-11 | Kb=2.0×10-5 |
①判断0.1 molL-1的(NH4)2CO3溶液呈_______性（填“酸”“中”或“碱”），该溶液中c(CO32-)、c(HCO3-)、c(NH4+)的浓度由大到小的顺序为______________。
②0.50 mol L-1的Na2CO3溶液的pH=_______（忽略CO32-第二步水解和H2O的电离）。
③25℃时，Mg(OH)2的Ksp=2.0×10-11，要使0.002 molL-1的MgSO4溶液中生成Mg(OH)2沉淀，应调整溶液pH不低于________。
【题目】甲醇是一种绿色能源，是机动车燃油的最佳替代品。请回答下列有关问题：
（1）用CO可以合成甲醇。已知：
ⅰ．CH3OH(g)+ 
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-764.5 kJmol-1；
ⅱ．CO(g)+ 
O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJmol-1；
ⅲ．H2(g)+ 
O2(g)=H2O(g) △H=-285.8 kJmol-1；
则 CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H=________kJ·mol-1。
（2）利用CO2及H2为原料，在合适的催化剂（如Cu/ZnO催化剂）作用下，也可合成CH3OH，涉及的反应有：
ⅳ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-53.7 kJmol-1平衡常数 K1；
ⅴ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.2 kJmol-1平衡常数K2。
下列四组实验，若控制CO2和H2初始投料比均为1∶2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：
温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(％) |
543 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 12.3 |
543 | Cu/ZnO纳米片材料 | 10.9 |
553 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 15.3 |
553 | Cu/ZnO纳米片材料 | 12.0 |
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=___________（用含K1、K2的表达式表示）。
②有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有_________。
a．使用Cu/ZnO纳米棒衬料
b．使用Cu/ZnO纳米片材料
c．降低反应温度
d．保持投料比不变，增加反应物的浓度
e．增大CO2和H2的初始投料比
③由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对CO2的转化率不同，造成该结果的原因是_________________________________________。
（3）甲醇燃料电池是目前技术最成熟，应用最广泛的一种燃料电池，其工作原理如下图所示:
①a气体的名称是_________。
②甲池所在电极为原电池的______极，其电极反应式为__________________________。
③电解液中，H+的移动方向为_____________。
