（16分）目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应。平衡常数（K1、K2、K3）如下所示：
请回答下列问题：
（1）反应②是______________（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_____________（用K1、K2表示）。
（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动，可采取的措施有_______________（填字母序号）
A．缩小反应容器的容积 B．扩大反应容器的容积
C．升高温度 D．使用合适的催化剂
E．从平衡体系中及时分离出CH3OH
（4）500℃时，测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度（mol·L-1）分别为0．8、0．1、0．3、0．15，则此时v正____________v逆（填“＞”、“=”或“＜”）．
（5）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它们在高温下能传导O2－离子，该电池的正极反应式为_________________。电池工作时，固体电解质里的O2－向_____________极移动。
（6）300℃时，在一定的压强下，5molCO与足量的H2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454kJ。在该温度时，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是______________________。
A．2c1>c3 B．a+b<90．8 C．2p 2<p3 D．α1+α3<1
（8分）（1）已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：
弱酸化学式 | HSCN | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
电离平衡常数 | 1．3×10—1 | 1．8×10—5 | 4．9×10—10 | K1=4．3×10—7 K2=5．6×10—11 |
①25℃时，将20mL0．1mol/LCH3COOH溶液和20mL0．1mol/LHSCN溶液分别与20mL 0．1mol/LNaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）的变化如图所示：
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是：________________．
反应结束后所得两溶液中，c（SCN—） c（CH3COO—）（填“＞”、“＜”或“＝”）
②若保持温度不变，，下列量会变小的是______________（填序号）
a．c（CH3COO-） b．c（H+） c．Kw d．醋酸电离平衡常数
（2）若往20mL0．1mol/L的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如右图所示，下列有关说法正确的是_______________。
①该烧碱溶液的浓度为0．02mol·L-1
②该烧碱溶液的浓度为0．01mol·L-1
③HNO2的电离平衡常数：b点＞a点
④从b点到c点，混合溶液中一直存在：c（Na+）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H+）
（16分）碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题：
（1）用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4（g）+ 4NO2（g）=4NO（g）＋CO2（g）+ 2H2O（g） ΔH1＝－574 kJ·molˉ1
CH4（g）+ 4NO（g）= 2N2（g）＋CO2（g）+ 2H2O（g） ΔH2
若2 mol CH4 还原NO2 至N2，整个过程中放出的热量为1734 kJ，则ΔH2＝ ；
（2）据报道，科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应为：Fe2O3（s）+ 3CH4（g）
2Fe（s）+ 3CO（g）+6H2（g） ΔH>0
①若反应在5L的密闭容器中进行，1min后达到平衡，测得Fe2O3在反应中质量减少3．2g。则该段时间内CO的平均反应速率为________________。
②若该反应在恒温恒压容器中进行，能表明该反应达到平衡状态的是____________
a．CH4的转化率等于CO的产率
b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．v（CO）与v（H2）的比值不变
d．固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示，当温度由T1升高到T2时，平衡常数KA KB（填“>”、“<”或“=”）。纵坐标可以表示的物理量有哪些 。
a．H2的逆反应速率
b．CH4的的体积分数
c．混合气体的平均相对分子质量
d．CO的体积分数
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：
请回答：
①甲烷燃料电池的负极反应式是：__________________________。
②当A中消耗0．05mol氧气时，B中________________极（填“a”或“b”）增重________________g。
（4）工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低，而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为：N2＋3H2
2NH3，该过程中还原反应的方程式为 。
（10分）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5．0~6．0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀。Fe（OH）3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，除去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。
（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此 时，可向污水中加入适量的 。
a．BaSO4 b．CH3CH2OH c．Na2SO4 d．NaOH
（2）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是
①．______________________；②． 。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe（OH）3沉淀的离子方程式是____________________。
（4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（如图）。A物质的化学式是____________________。
用惰性电极电解煤浆液的方法制H2的反应为C（s）+2H2O（l）=CO2（g）+2H2（g）。现将一定量的1mol/LH2SO4溶液和适量煤粉充分混合，制成含碳量为0．02g/mL~0．12g/mL的煤浆液，置于如图所示装置中进行电解（两电极均为惰性电极）。下列说法错误的是
A．A极是阳极，B极为阴极
B．A极的电极反应式为C+2H2O-4e-=CO2↑+4H+
C．B极的电极反应式为2H++2e-=H2↑
D．电解一段时间后，煤浆液的pH增大
某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应[A（g）+xB（g）
2C（g），达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化如下图所示。下列说法中正确的是
A．30min～40min间该反应使用了催化剂
B．30min时降低温度，40min时升高温度
C．反应方程式中的x=1，正反应为放热反应
D．8min前A的平均反应速率为0．08mol/（L•min）
