(14分) 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I：  CO(g) ＋ 2H₂(g)   CH₃OH(g) 
反应II： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g)  +  H₂O(g) 
上述反应符合“原子经济”原则的是                  （填“I”或“Ⅱ”）。
（2）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH ＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH ＝－566.0 kJ／mol
③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH ＝－44.0 kJ／mol
则CH₃OH(l)+ O₂(g) ＝ CO(g) + 2H₂O(l) ΔH＝               
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如下左图所示的电池装置。
①      该电池负极的电极反应为                          。
② 工作一段时间后，测得溶液的pH                   （填增大、不变、减小）。
③用该电池作电源，组成如下右图所示装置(a、b、c、d均为石墨电极)，甲容器装250mL0.04mol/LCuSO₄溶液，乙容器装300mL饱和NaCl溶液，写出c电极的电极反应        ，常温下，当300mL乙溶液的pH为13时，断开电源，则在甲醇电池中消耗O₂的体积为                  mL(标准状况) ，电解后向甲中加入适量下列某一种物质，可以使溶液恢复到原来状态，该物质是           (填写编号) 。

运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO₂等污染物有重要意义。
（1）用CO可以合成甲醇。已知：
CH₃OH(g)＋O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝－764.5 kJ·mol^－1
CO(g)＋O₂(g)=CO₂(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol^－1
H₂(g)＋O₂(g)=H₂O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol^－1
则CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)　ΔH＝________kJ·mol^－1
（2）下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是________(填写序号)．
a．使用高效催化剂     b．降低反应温度
c．增大体系压强       d．不断将CH₃OH从反应混合物中分离出来

（3）在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①p₁________p₂(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝________(mol·L^－1)^－2；
③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH₂，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）某科研小组用SO₂为原料制取硫酸。
①利用原电池原理，用SO₂、O₂和H₂O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式________________。
②用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得NaHSO₃溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式________________。

（1）8g液态的CH₃OH在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出Q kJ的热量。试写出液态CH₃OH燃烧热的热化学方程式                             。
（2）在化学反应过程中，破坏旧化学键需要吸收能量，形成新化学键又会释放能量。

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ： CO(g) ＋ 2H₂(g)   CH₃OH(g)              ΔH₁
反应Ⅱ： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g)  +  H₂O(g)   ΔH₂
①下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）。

“富煤、贫油、少气”是我国能源发展面临的现状。随着能源的日益紧张，发展“煤化工”对我国能源结构的调整具有重要意义。下图是煤化工产业链之一。

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出热值很高的煤炭合成气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。
（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)            ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^–1          ①
C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)      ΔH₂＝＋131.3 kJ·mol^–1          ②
则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH= _________kJ·mol^–1。在标准状况下，33.6 L的煤炭合成气(设全部为CO和H₂)与氧气完全反应生成CO₂和H₂O，反应中转移______mole^－。
（2）在一恒容的密闭容器中，由CO和H₂合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)
①下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是_______
a．体系压强保持不变
b．密闭容器中CO、H₂、CH₃OH(g)3种气体共存
c．CH₃OH与H₂物质的量之比为1:2
d．每消耗1 mol CO的同时生成2molH₂
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。

A、B两点的平衡常数_____(填“前者”、“后者”或“一样”)大；达到A、C两点的平衡状态所需的时间t_A      t_C(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是_____________(答出两点即可)。
（3）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，是用煤炭气(CO、H₂)作负极燃气，空气与CO₂的混合气体为正极燃气，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质，以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为：CO + H₂－4e^－ + 2CO₃^2－= 3CO₂+H₂O；则该电池的正极反应式为____________。

由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO₂含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：
CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol^—1)的变化。

（1）写出该反应的热化学方程式                                        。
（2）关于该反应的下列说法中，正确的是          。
A．△H＞0，△S＞0   B．△H＞0，△S＜0     C．△H＜0，△S＜0      D．△H＜0，△S＞0
（3）该反应的平衡常数K的表达式为：               。
（4）温度降低，平衡常数K           （填“增大”、 “不变”或“减小”）。
（5）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1 L的密闭容器中，充入1 molCO₂和3 molH₂，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v (H₂)＝                     。
（6）下列措施中能使增大的有           。
A．升高温度
B．加入催化剂
C．将H₂O(g)从体系中分离
D．体积不变，充入He(g)使体系总压强增大

（1）已知热化学方程式：
4Al(s) + 3O₂(g) ＝ 2Al₂O₃ (s)　　　　ΔH₁＝－3288．6 kJ·mol^－1，
4Fe(s) + 3O₂ (g) ＝2Fe₂O₃ (s)　　     ΔH₂＝－1631．8 kJ·mol^－1，
则铝粉与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式为                                。
（2）已知标准状况下44．8L氢气燃烧生成液态水时放出571．6KJ的热量，氢气的燃烧热为        ；又已知1mol液态水变成气态时需要吸收44KJ的热量，则标准状况下22．4L氢气燃烧生成气态水的热化学方程式为                                      。    

乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。按照我国的国家标准，乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的乙醇调和而成。
（1）由粮食或各种植物纤维可得到葡萄糖，写出葡萄糖制得乙醇的化学方程式:                              。
（2）在常温常压下，1gC₂H₅OH完全燃烧生成CO₂和液态H₂O时放出29.71 kJ热量，表示该反应的热化学方程式为                               。
（3）下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

①加入乙醇的Pt电极的电极反应式为_________________________。
②在工作过程中，乙池中两电极均收集到标准状况下224mL气体时，甲池中理论上消耗氧气的体积为       mL(标准状况下)；若此时乙池溶液体积为200mL，则乙池中溶液的pH为      。
③若要使②中乙池的溶液完全恢复到起始状态，可向乙池中加入      (填代号)

(15分)能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
I．已知：Fe₂O₃(s)+3C(石墨) =2Fe(s)+3CO(g) △H=akJ·mol^-1
CO(g)+1／2O₂(g)= CO₂(g) △H=bkJ·mol^-1
C(石墨)+O₂(g)=CO₂(g) △H=ckJ·mol^-1
则反应：4Fe(s)+3O₂(g)= 2Fe₂O₃(s)的焓变△H=       kJ·mol^-1。
Ⅱ．（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是     (填序号)。
A．C(s)+CO₂(g)=2CO(g)
B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H₂O(l)
C．2H₂O(l)= 2H₂(g)+O₂(g)
D．CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)
若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应。
负极：                                                ，
正极：                                                。
（2）二氧化氯(ClO₂)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO₂是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以NH₄Cl、盐酸、NaClO₂为原料制备ClO₂流程如下：

已知：电解过程中发生的反应为：
NH₄Cl+2HClNCl₃+3H₂↑；假设NCl₃中氮元素为+3价。
①写出电解时阴极的电极反应式                                            。
②在阳极上放电的物质(或离子)是           。
③除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是         (填序号)
A．生石灰       B．碱石灰       C．浓H₂SO₄       D．水
④在生产过程中，每生成1mol ClO₂，需消耗       mol NCl₃。

（15分）随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO₂)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。
(1)用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g) + CO₂(g) +2H₂O(g)    ⊿H＝ -574 kJ·mol^－1
②CH₄(g) +4NO(g)＝2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)   ⊿H＝-1160 kJ·mol^－1
③H₂O(g)＝H₂O(l)     △H＝-44.0 kJ·mol^－1
写出CH₄(g)与NO₂(g)反应生成N₂ (g)、CO₂ (g)和H₂O(1)的热化学方程式                  。
（2）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下可将SO₂转化为SO₄^2-，从而实现对SO₂的治理。已知含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺ + O₂+ 4H⁺ ＝4Fe³⁺ + 2H₂O，则另一反应的离子方程式为                                 。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)。某研究小组向密闭的真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）加入NO和足量的活性炭，恒温(T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：