2019年国际非政府组织“全球计划”12月4日发布报告：CO2过量排放会引发温室效应，CO2资源化的高效利用是解决温室问题的有效途径。
(1)CO2可通过催化加氢合成甲醇(CH3OH),其相关反应在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。
化学反应 | 平衡常数 | ||
500℃ | 700℃ | 800℃ | |
I.H2(g+CO2(g) | 1.00 | 1.50 | 2.50 |
II.2H2(g)+CO(g) | 2.00 | 0.5 | 0.25 |
III.3H2(g)+CO2(g) |
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①判断反应III：ΔH_____0(填“＞”、“<”或“=”);
②根据反应III的特点，有利于提高甲醇平衡产率的条件是______；
A高压高温 B低压高温 C高压低温 D低压低温
③5MPa时，往某密闭容器中充入H2和CO2发生反应，平衡体系中各组分的体积分数随温度的变化情况如图所示。由图可知，随温度的升高，CO2的体积分数逐渐减小，其原因为：_____________；
(2)我国科学家用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率(％) | 各产物在所有产物中的占比(％) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加_____助剂效果最好；
②下列说法正确的是____：
a．第i步反应为：CO2+H2
CO+H2O
b．第i步反应的活化能低于第ii步
c．加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的原因是降低生成乙烯的反应所需要的活化能
d．Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e．添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同
铁及铁的氧化物广泛应于生产、生活、航天、科研领域。
(1)铁通过对N2、H2吸附和解吸可作为合成氨的固体催化剂，原理为：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH1<0
①若用
、
和
分别表示N2、H2、NH3和固体催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程可用下图表示，吸附后能量状态最低的是_________(填字母序号)；
②在三个1L的恒容密闭容器中，分别加入0.15molN2和0.45molH2发生上述反应，实验a、b、c中c(N2)随时间(t)的变化如图所示(T表示温度)。与实验b相比，实验a、实验c分别采用的实验条件可能为_________、___________(仅改变一个条件)。
(2)Fe2O3与CH4反应可制备“纳米铁粉”，其反应为：
Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)ΔH2
①此反应的化学平衡常数表达式为________；
②一定温度下，将一定量的Fe2O3(s)和CH4(g)置于恒容密闭容器中反应，能说明反应达到平衡状态的是__________；
A混合气体的密度不再改变B铁的物质的量不再改变
CCO和H2的浓度之比为1:2Dv正(CO)=2v逆(H2)
③一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入0.2molFe2O3(s)和0.6molCH4(g)进行上述反应，反应起始时压强为P,反应进行至5min时达到平衡状态，测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍。5min内用Fe2O3(s)表示的平均反应速率为________g•min-1；T℃下该反应的Kp=___________（气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数）；
(3)“纳米铁粉”可用于处理地下水中的污染物，其中与NO
发生的离子方程式为4Fe+NO+l0H+=4Fe2++NH
+3H2O,研究发现，相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO的速率有较大差异(如下图)，产生该差异的原因可能是_______(答一条即可)。
燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置。
I . 氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的化学工业， 是高能耗产业。将其电解装置与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上，相关物料的传输与转化关系如图所示， 其中的电极未标出， B 中所用的离子膜只允许Na+通过。
(1)A 装置中的隔膜为 ___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜；若无该离子膜， 在通电条件下A 装置可用于制备一种消毒液，该反应的总化学方程式：__________ 。
(2)图中Y 是___________(填化学式)； B中O2所发生的电极反应方程式为_______ 。
(3)比较图示中氢氧化钠质量分数： a %________ b% (填 “'> ”“<”或“=”)。
II.以燃料电池为电源， 利用铜基配合物1,10 -phenanthroline-Cu 催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括 CO、烷烃和酸等，)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之，其原理如图所示。
①a电极为电源的___________(填“正极”或“负极”);
②阴极的电极反应式为 ________________， 每转移 l mol 电子，阴极室溶液质量增加 ___ g。
研究化学反应时，既要关注物质变化， 又要关注能量变化。请回答以下问题．
(1)氢气在氧气中燃烧 ，破坏1mol H-H 键吸收Q1 kJ 的热量，破坏 1 mol O=O 键吸收Q2kJ 的热量， 形成 1 mol H—O 键释放Q3kJ 的热量，则下列关系式正确的是。_____ (填字母序号)
A 2Q1+Q2>4Q3 B Q1+Q 2<Q3
C 2Q 1+ Q 2<4Q3 D 2 Q1+Q 2=4Q3
(2)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知：①2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)= CH4(g)+ 4NO(g) ΔH1=akJ/mol
②CH4(g)+ 4NO2(g)= 4 NO(g)+ CO2(g) + 2 H2O(g) ΔH2 = b kJ/mol
③H2O(1)= H2O(g)ΔH3 =c kJ/mol
则CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(1) ΔH=_______kJ/mol (用含a、b、c的代数式表示)。
(3)红磷 P(s)和Cl2(g) 发生反应生成PCl3(g)和 PCl5(g), 反应过程中的热量关系如图所示(图中的ΔH表示生成 1mol 产物的数据)。
根据如图回答下列问题：
①写出P(s)和Cl2(g)反应生成PCl5(g)的热化学方程式________；
②已知：常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH 的大小：ΔH1 ___ ΔH2(填“> ”、“< ”或“= ”)。
i.P4(白磷，s)+5O2(g)= 2P2O5(s) ΔH1< 0
ii.4P(红磷，s)+5O2(g)=22P2O5(s) ΔH2< 0
如下图所示，图I是恒压密闭容器，图II是恒容密闭容器。当其它条件相同时，在I、II中分别加入2molX和2molY，开始时容器的体积均为VL，发生如下反应并达到平衡状态(提示：物质X、Y的状态均未知，物质Z的状态为气态)：2X(?)+Y(?)
aZ(g)。此时1中X、Y、Z的物质的量之比为1:3:2。下列判断正确的是
A.物质Z的化学计量数a=2
B.若X、Y均为气态，则在平衡时X的转化率：I>II
C.若X为固态Y为气态，则I、II中从开始到平衡所需的时间：I>II
D.若II中气体的密度如图III所示，则X、Y都为气态
若只改变某一条件，化学反应aA（g）+B（g）
cC（g）的平衡变化图象如下（图中 p 表示压强，T 表示温度，α表示平衡转化率，v 表示反应速率，t 表示反应时间），据此分析下列说法正确的是
A.由图①，可以判断该反应为吸热反应
B.在图①中，若 p1> p2，则此反应的系数：a + 1<c
C.在图②中，t0时刻改变的条件为移走部分生成物C
D.在图②中， 图像对应各点的正反应速率最大的是 d
