（17分）随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧缺面临着越来越严重的问题，煤经过化...

（17分）随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧缺面临着越来越严重的问题，煤经过化学加工可转化为气体或液体以及各种化工产品，从而提高了煤的利用率。

（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：

    C（s）+H₂O（g）      CO（g）+H₂（g）   △H=+131.5kJ·mol^-1

①该反应的平衡常数表达式为________。

②下列措施中，不能提高碳的转化率的是________（填字母序号）

A．容器的体积不变，增加水蒸气的物质的量 B．缩小容器的体积，增大压强

C．及时将水煤气从容器中移走             D．其他条件不变，升高温度

    ③又知C（s）+CO₂（g）       2CO（g）  △H=+172.5kJ·mol^-1

则CO（g）+H₂O（g）       CO₂（g）+H₂（g）的焓变（△H）为________。

（2）CO和H₂在一定条件下可反应生成甲醇，CO（g）+2H₂（g）      CH₃OH（g）。甲醇作为一种可再生能源燃料，可用于燃料电池。下图是甲醇燃料的原理示意图：

①a处通入的是________（填物质名称），该电池工作过程中，H⁺的移动方向

为从________到________（填“左”或“右”）

②该电池正极反应式为。

③若用该电池提供的电能电解600ml  0.2mol·L^-1NaCl溶液，设有0.01molCH₃OH完全放电，且电解产生的Cl₂全部溢出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解时阴极反应式为________，电解结束后所得溶液的pH=________。若向电解后的溶液加入适量的醋酸至溶液的pH恰好等于7（反应前后忽略溶液体积的变化），则此时溶液中c（Na⁺）：c（CH₃COO^-）=________。

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随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。

（1）如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可为______________________________________；

图中变化过程哪些是吸热反应________（填序号）。

（2）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用如下方法合成甲醇：

方法一　CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）

方法二　CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）

在25℃、101 kPa下，1克甲醇完全燃烧放热22.68 kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：_____________________________________________；

某火力发电厂CO2的年度排放量是2 200万吨，若将此CO2完全转化为甲醇，则理论上由此获得的甲醇完全燃烧放热约是________kJ（保留三位有效数字）。

（3）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：TiO2（金红石）＋2C＋2Cl2高温,TiCl4＋2CO　已知：C（s）＋O2（g）=CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）　ΔH＝－566 kJ·mol－1

TiO2（s）＋2Cl2（g）=TiCl4（s）＋O2（g）　ΔH＝＋141 kJ·mol－1

则TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）=TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝________。

（4）臭氧可用于净化空气，饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂。臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：

6Ag（s）＋O3（g）=3Ag2O（s）　ΔH＝－235.8 kJ·mol－1，

已知：2Ag2O（s）=4Ag（s）＋O2（g）ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1，

则O3转化为O2的热化学方程式为_________________________。

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CO2是生活中常见的化合物之一，随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，人类对CO2的性质研究和综合利用日益重视。

Ⅰ．在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯(DMC)：CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%，这是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为：TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。

（1）根据反应温度对TON的影响图（相同时间内测定），判断该反应的焓变△H________0（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是____________________________________。

（2）根据反应时间对TON的影响图（上图），已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________。

（3）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图（见上右图），判断下列说法正确的是　　 。

A．由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用甲醇把影响环境的温室气体CO2 转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义

B. 在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON

C. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高

D. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加DMC的产率反而急剧下降

Ⅱ.如果人体内的CO2不能顺利排除体外会造成酸中毒，缓冲溶液可以抵御外来少量酸或碱对溶液pH的影响，人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3-)维持pH稳定。己知正常人体血液在正常体温时，H2CO3的一级电离常数Ka1=10-6.1，c(HCO3-):c(H2CO3)≈20:1，lg2=0.3。

(4)由题给数据可算得正常人体血液的pH________(保留一位小数)。

(5)正常人体血液中H2CO3、HCO3-、OH- 、H+四种微粒浓度由大到小关系为：　　　　　　 。

(6)当少量的酸、碱进入血液中时，血液pH变化不大，其原因是　　　　　　　　　 。

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能源问题是当前世界各国所面临的严重问题，同时全球气候变暖，生态环境问题日益突出，开发氢能、研制燃料电池、发展低碳经济是化学工作者的研究方向。

I．氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+H₂O(g)   CO₂(g)+H₂(g)

△H<0。在850℃时，平衡常数K=1。

（1）若降低温度到750℃时，达到平衡时K________1（填“大于”、“小于”或“等于”）

（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3molH₂O、1.0molCO₂

和x molH₂，则：

①当x=5.0时，上述反应向（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是________。

③在850℃时，若设x=5.0和x=6.0，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，

测得H₂的体积分数分别为a%、b%，则a________b（填“大于”、“小于”或“等于”）

II．已知4.6g液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量136kJ·mol液态水转

化为气体水吸收44kJ的热量。

（3）请写出乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式

。

（4）将0.1mol乙醇在足量氧气中燃烧，得到的气体全部通入到100mL3mol/LNaOH溶液中，忽略HCO^-₃的电离，则所得溶液中c(CO^2-₃)________c(HCO^-₃)（填“大于”、“小于”或“等于”，）原因是________（用文字叙述）。

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2007年全世界石油价格居高不下，其主要原因是随着社会生产的发展，人口增多，对能源的需求量逐年增加，全球石油储量下降。寻求和制备代号称“黑金”的新能源已经成为紧迫任务，化学工作者正在研究以天然气和醇类合成优质汽油的方法。

已知：（1）凡与醛基直接相连的碳原子上的氢称为α一H原子，在稀碱溶液的催化作用下，一个醛分子上的α一H原子连接到另一个醛分子的氧原子上，其余部分连接到羰基碳原子上生成羟基醛，如：

（1）R-CH2-CHO+R1-CH2-CHO

（2）2R-CH2-Cl+2NaR-CH2-CH2-R+2NaCl

（3）CH3-CH=CH2+H-Cl

合成路线如下：

（1）写出D的结构简式___；

（2）在反应②～⑦中，属于加成反应的是___，属于消去反应的是___。

（3）写出反应方程式：E→F：___；

（4）H也能与NaOH水溶液反应，其反应方程式为___。

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随着能源与环境问题越来越被人们关注，碳一化学（Ｃ1化学）成为研究的热点。“碳一化学”即以单质碳及ＣＯ、、、等含一个碳原子的物质为原料合成工业产品的化学与工艺。

（1）将转化成有机物可有效实现碳循环。转化成有机物的例子很多，如：

a．　　

b．

c．　

d．

在以上属于人工转化的反应中，原子利用率最高的是　　　　 （填序号）。

（2）CO可用于合成甲醇。在压强0.1MPa条件下，在体积为bL的密闭容器中充入和，在催化剂作用下合成甲醇：。平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图。

①该反应属于　　　　 反应（填“吸热”或“放热”）。若一个可逆反应的平衡常数值很大，对此反应的说法正确的是　　 （填序号）。

a．反应使用催化剂意义不大

b．该反应发生将在很短时间内完成

c．该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小

d．该反应一定是放热反应

②时，该反应的平衡常数　　　　　 (用的代数式表示)。

（3）二甲醚（）被称为21世纪的新型燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。

①工业上利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

a． 　

b．

c．

总反应：的　　　 　　　　 。

②对于反应b，在温度和容积不变的条件下，能说明该反应已达到平衡状态的是　　　 （填字母）。

a．

b．容器内压强保持不变

c．的浓度保持不变

d．的消耗速率与的消耗速率之比为

（4）以KOH溶液为电解质，用二甲醚-空气组成燃料，其中负极的电极反应式为　　　　 。

（5）C1化合物在治理汽车尾气方面也大有可为，如CO、等在一定条件下均可以与氮氧化物生成无污染的物质。写出CO与氮氧化物（NO）在有催化剂的条件下反应的化学方程式　　　　 　　　 。

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随着现代工业的发展，能源问题已经越来越引起人们的重视。科学家们预言，未来最理想的燃料是绿色植物，即将植物的秸秆(主要成分是纤维素)用适当的催化剂水解成葡萄糖，再将葡萄糖转化成乙醇，用作燃料。

(1)已知：C₂H₅OH(l)＋3O₂(g)―→2CO₂(g)＋3H₂O(l)

ΔH＝－1367 kJ·mol^－1

CH₄(g)＋2O₂(g)―→CO₂(g)＋2H₂O(l)

ΔH＝－890 kJ·mol^－1

若某种植物的秸秆含纤维素约50%，由植物秸秆经过一系列转化得到乙醇原料的总利用率为80%，则用1000 g秸秆为原料制得的乙醇燃料燃烧所产生的热量与多少升甲烷完全燃烧产生的热量相当(标准状况下)?

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