以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。

\(\rm{(1)}\)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为\(\rm{C(s)+H_{2}O(g)CO(g)+H_{2}(g)}\)　\(\rm{ΔH=+131.3 kJ·mol^{-1}}\)。

\(\rm{①}\)该反应在常温下________\(\rm{(}\)填“能”或“不能”\(\rm{)}\)自发进行。

\(\rm{②}\)一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是____\(\rm{(}\)填字母，下同\(\rm{)}\)。

\(\rm{a.}\)容器中的压强不变               \(\rm{b.1 mol H—H}\)键断裂的同时，断裂\(\rm{2 mol H—O}\)键

\(\rm{c.c(CO)=c(H_{2})}\)                   \(\rm{d.}\)密闭容器的容积不再改变

\(\rm{(2)}\)设反应 \(\rm{① Fe(s)+CO_{2}(g)⇌ FeO(s)+CO(g)}\)  平衡常数为\(\rm{K_{1}}\)，反应  \(\rm{② Fe(s)+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O(g)}\)\(\rm{⇌ }\)\(\rm{FeO(s)+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\) 平衡常数为\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)，在不同温度下，\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{1}}\)、\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的值如下：

Ⅰ\(\rm{.}\) 从上表可推断，反应\(\rm{①}\)是______________\(\rm{(}\)填“放”或“吸”\(\rm{)}\)热反应；

Ⅱ\(\rm{.}\) 现有反应 \(\rm{③H_{2}(g)+CO_{2}(g)⇌ CO(g)+H_{2}O(g)}\)平衡常数为\(\rm{K_{3,}}\)根据反应\(\rm{①}\)与\(\rm{②}\)推导出\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{1}}\)、\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)、\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)的关系式\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{=}\)_____；

Ⅲ\(\rm{.}\) 要使反应\(\rm{①}\)在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有____。

\(\rm{A}\) 缩小容器体积    \(\rm{B.}\)降低温度         \(\rm{C.}\)使用合适的催化剂     \(\rm{D.}\)设法减少\(\rm{CO}\)的量 E.升高温度

\(\rm{H_{2}S}\)和\(\rm{SO_{2}}\)会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。

\(\rm{SO_{2}}\)的除去

方法\(\rm{1(}\)双碱法\(\rm{)}\)：用\(\rm{NaOH}\)吸收\(\rm{SO_{2}}\)，并用\(\rm{CaO}\)使\(\rm{NaOH}\)再生，\(\rm{NaOH}\)溶液\(\rm{CaO(s)+H_{2}O(l)═══Ca(OH)_{2}(s)\underset{}{\overset{}{⇌}} Ca^{2+}(aq)+2OH^{-}(aq)}\)

从平衡移动的角度，简述过程\(\rm{②NaOH}\)再生的原理_______________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

方法\(\rm{2}\)：用氨水除去\(\rm{SO_{2}}\)

\(\rm{(2)}\)已知\(\rm{25℃}\)，\(\rm{NH_{3}·H_{2}O}\)的\(\rm{K_{b}=1.8×10^{-5}}\)，\(\rm{H_{2}SO_{3}}\)的\(\rm{K_{a1}=1.3×10^{-2}}\)，\(\rm{K_{a2}=6.2×10^{-8}}\)。若氨水的浓度为\(\rm{2.0 mol·L^{-1}}\)，溶液中的\(\rm{c(OH^{-})=}\)____________\(\rm{mol·L^{-1}}\)。将\(\rm{SO_{2}}\)通入该氨水中，当\(\rm{c(OH^{-})}\)降至\(\rm{1.0×10^{-7}mol·L^{-1}}\)时，溶液中的\(\rm{ \dfrac{c(SO\rlap{_{3}}{^{2-}})}{c(HSO\rlap{_{3}}{^{-}})}=}\)________。

研究\(\rm{NO_{x}}\)和\(\rm{CO}\)等的处理方法对环境保护有重要意义

\(\rm{(1)}\)已知：\(\rm{N_{2}(g)+O_{2}(g)=2NO (g) \triangle H_{1}=+180.5kJ⋅mol^{-1}}\)

\(\rm{2C(s)+O_{2}(g)⇌ 2CO(g) \triangle H_{2}=-221.0kJ⋅mol^{-1}}\)

\(\rm{C(s)+O_{2}(g)⇌ CO_{2}(g) \triangle H_{3}=-393.5kJ⋅mol^{-1}}\)

科学家正在研究利用催化技术将尾气中的\(\rm{NO}\)和\(\rm{CO}\)转变成\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{N_{2}}\)，其反应为

\(\rm{2NO+2CO⇌ 2CO_{2}+N_{2}}\)。该反应的\(\rm{\triangle H=}\)               ；该反应在                              \(\rm{(}\)填“高温”、“低温”或“任何温度”\(\rm{)}\)下能自发进行。

\(\rm{(2)NH_{3}}\)催化还原\(\rm{NO_{x}}\)也可消除氮氧化物的污染，如\(\rm{4NH_{3}(g)+6NO(g)⇌ 5N_{2}(g)+6H_{2}O(l) \triangle H < 0}\)；相同条件下在\(\rm{2L}\)的恒容密闭容器中，选用不同催化剂，反应生成\(\rm{N_{2}}\)的量随时间变化如图所示。

\(\rm{(3)}\)用氨水可配制银氨溶液，银氨溶液存在平衡：\(\rm{Ag^{+}(aq)+2NH_{3}(aq)⇌ Ag(NH_{3})_{2}^{+}(aq)K=1.00x10^{-7}(25℃)}\)，\(\rm{AgCl}\)难溶于水\(\rm{[25℃}\)时，\(\rm{K_{sp}(AgCl)=2.5x10^{-10}]}\)，但能溶于氨水，反应为\(\rm{AgCl (s)+2NH_{3}(aq)⇌ Ag(NH_{3})_{2}^{+}(aq)+Cl^{-}(aq)}\)，则该反应的平衡常数为                       。

\(\rm{(4)}\)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置实现了用\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}O}\)合成\(\rm{CH_{4}}\)。下列关于该电池的叙述错误的是               。

A.电池工作时，将太阳能转化为电能

B.铜电极为正极，电极反应式为\(\rm{CO_{2}+8e^{-}+8H^{+}=CH_{4}+2H_{2}O}\)

C.电池内部\(\rm{H^{+}}\)透过质子交换膜从左向右移动

D.为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硝酸

有\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)、\(\rm{C}\)、\(\rm{D 4}\)个反应：

则在任何温度都能自发进行的反应是__________；任何温度都不能自发进行的反应是__________；另两个反应中，在温度高于__________时可自发进行的反应是_________，在温度低于____________时可自发进行的反应是__________________。

将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中\(\rm{(}\)假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计\(\rm{)}\)，在恒定温度下使其达到分解平衡：\(\rm{N{H}_{2}COON{H}_{4}\left(s\right) \overset{}{⇌}2N{H}_{3}\left(g\right)+C{O}_{2}\left(g\right) }\)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

    \(\rm{(1)}\)判断氨基甲酸铵分解反应的\(\rm{\triangle H}\)________\(\rm{0(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)，其原因是________________________。

    \(\rm{(2)}\)判断氨基甲酸铵分解反应的\(\rm{\triangle S}\)________\(\rm{0(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)，该反应在________\(\rm{(}\)填“高温”、“低温”、“任意温度”\(\rm{)}\)能自发进行。

    \(\rm{(3)}\)上述反应在不同条件下的反应历程分别为\(\rm{a}\)、\(\rm{b}\)，如图所示。其中\(\rm{b}\)历程表明此反应采用的条件为________\(\rm{(}\)填标号\(\rm{)}\)，作出正确的判断的理由为________________。

    \(\rm{A.}\)升高温度    \(\rm{B.}\)增大反应物的浓度

    \(\rm{C.}\)降低温度    \(\rm{D.}\)使用了催化剂

\(\rm{(}\)Ⅰ\(\rm{) 2016}\)杭州\(\rm{G20}\)峰会期间，中美两国共同交存参加\(\rm{《}\)巴黎协定\(\rm{》}\)法律文书，展示了应对全球性问题的雄心和决心。其中燃煤、汽车、工业尾气排放等途径产生的\(\rm{CO}\)、\(\rm{NO_{x}}\)的有效消除成为环保领域的重要课题。请根据题目提供信息回答相关问题。

    Ⅰ\(\rm{.}\)已知：

    \(\rm{N_{2}(g) + O_{2}(g) = 2NO(g) ∆H = + 180.5 kJ·mol^{-1}}\)

    \(\rm{2C(s) + O_{2}(g) =2CO(g) ∆H = - 221.0 kJ·mol^{-1}}\)

    \(\rm{C(s) + O_{2}(g) =CO_{2}(g) ∆H = - 393.5 kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{(1)}\)  汽车尾气转化器中发生的反应为：\(\rm{2NO_{(g)} + 2CO_{(g)}⇌ N_{2(g)} + 2CO_{2(g)}}\)，此反应的\(\rm{∆H =}\)                    ；

\(\rm{(2)}\)  汽车燃油不完全燃烧时产生\(\rm{CO}\)，有人设想选择合适的催化剂按下列反应除去\(\rm{CO}\)：\(\rm{2CO_{(g)} =2C_{(s)} + O_{2(g)}}\)，则该反应能否自发进行并说明理由：                    。

\(\rm{(}\)Ⅱ\(\rm{)}\)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：\(\rm{CO}\)\(\rm{{\,\!}_{2(g)}}\)\(\rm{+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2(g)}⇌ }\)\(\rm{CO}\)\(\rm{{\,\!}_{(g)}}\)\(\rm{+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{(g)}}\)，其化学平衡常数\(\rm{K}\)和温度\(\rm{T}\)的关系如表：

请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)该反应的化学平衡常数表达式为\(\rm{K=}\)__________。

\(\rm{(2)}\)该反应为________________反应\(\rm{(}\)选填吸热、放热\(\rm{)}\)．

\(\rm{(3)}\)某温度下，平衡浓度符合下式：\(\rm{c(CO_{2})⋅c(H_{2})=c(CO)⋅c(H_{2}O)}\)，试判断此时的温度为____________\(\rm{℃}\)

\(\rm{(4)900℃}\)时，在\(\rm{1L}\)固定的密闭容器中，加入\(\rm{2mol CO_{2}}\)和\(\rm{1mol H_{2}}\)，反应进行\(\rm{t_{1}}\)时，测得\(\rm{CO}\)的浓度为\(\rm{0.5mol/L}\)，则此时该反应是否达到平衡状态____\(\rm{(}\)填“是”或“否”\(\rm{)}\)，此时\(\rm{v(}\)正\(\rm{)}\)__\(\rm{v(}\)逆\(\rm{)(}\)填“大于”“小于”或“等于”\(\rm{)}\)，达到平衡时\(\rm{CO_{2}}\)的转化率为____。若\(\rm{t_{1}}\)时，将容器体积压缩至原来的一半，\(\rm{t_{2}}\)时达到平衡，请画出\(\rm{c(CO)}\)随时间变化的曲线图。

\(\rm{(1)}\)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼\(\rm{(N_{2}H_{4})}\)和强氧化剂液态双氧水。当把\(\rm{0.4mol}\)液态肼和\(\rm{0.8mol H_{2}O_{2}}\)混合反应，生成氮气和水蒸气，放出\(\rm{256kJ}\)的热量\(\rm{(25℃}\)、\(\rm{101 kPa}\)下测得的热量\(\rm{)}\)。

\(\rm{①}\)该反应的热化学方程式为                                。

\(\rm{②}\)又已知\(\rm{H_{2}O(l)=H_{2}O(g)}\)  \(\rm{\triangle H=+44kJ/mol}\)。则\(\rm{16g}\)液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是         \(\rm{kJ}\)。

\(\rm{(2)}\)中国政府承诺，到\(\rm{2020}\)年，单位\(\rm{GDP}\)二氧化碳排放比\(\rm{2005}\)年下降\(\rm{40\%～50\%}\)。

\(\rm{①CO_{2}}\)可转化成有机物实现碳循环。在体积为\(\rm{1L}\)的密闭容器中，充入\(\rm{1 mol CO_{2}}\)和\(\rm{3 mol H_{2}}\)，一定条件下发生反应：\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)}\)\(\rm{CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)}\)  \(\rm{ΔH=-49.0 mol·L^{-1}}\)，测得\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)的浓度随时间变化如图所示。

从\(\rm{0 min}\)到\(\rm{10 min}\) \(\rm{v}\)\(\rm{(H_{2})=}\)__________\(\rm{mol·(L·min)^{-1}}\)。

\(\rm{②}\)能说明上述反应达到平衡状态的是____________。

A.反应中\(\rm{CO_{2}}\)与\(\rm{CH_{3}OH}\)的物质的量浓度之比为\(\rm{1︰1}\)

B.混合气体的密度不随时间的变化而变化

C.单位时间内每消耗\(\rm{3 mol H_{2}}\)，同时生成\(\rm{1 mol H_{2}O}\)

D.\(\rm{CO_{2}}\)的体积分数在混合气体中保持不变

\(\rm{(2)}\)工业上，\(\rm{CH_{3}OH}\)也可由\(\rm{CO}\)和\(\rm{H_{2}}\)合成：\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)}\)\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)。

\(\rm{①}\)参考合成反应\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)}\)\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)的平衡常数。下列说法正确的是       。

A.该反应正反应是放热反应

B.该反应在低温下不能自发进行，在高温下可自发进行

C.在\(\rm{T℃}\)时，\(\rm{1L}\)密闭容器中，投入\(\rm{0.1 molCO}\)和\(\rm{0.2 molH_{2}.}\)达到平衡时，\(\rm{CO}\)转化率为\(\rm{50\%}\)，则此时的平衡常数为\(\rm{100}\)

D.工业上采用稍高的压强\(\rm{(5 MPa)}\)和\(\rm{250℃}\)，是因为此条件下，原料气转化率最高

\(\rm{②}\)若容器容积不变，则下列措施可提高反应\(\rm{CO}\)转化率的是         。

A.充入\(\rm{CO}\)，使体系总压强增大            \(\rm{B.}\)将\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)从体系中分离

C.充入\(\rm{He}\)，使体系总压强增大             \(\rm{D.}\)使用高效催化剂

【加试题】氨催化氧化是硝酸工业的基础，在某催化剂作用下发生主反应\(\rm{①}\)和副反应\(\rm{②}\)：

\(\rm{①4NH_{3}(g)+5O_{2}(g)⇌ 4NO(g)+6H_{2}O(g)}\) \(\rm{\triangle H=-905kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{②(4NH_{3}(g)+3O_{2})(g)⇌ 2N_{2}(g)+6H_{2}O(g)}\) \(\rm{\triangle H=-1268kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{(1)}\)写出\(\rm{N_{2}}\)氧化为\(\rm{NO}\)的热化学方程式\(\rm{③}\)________。

该反应在高温下能自发进行，则\(\rm{\triangle s}\)________\(\rm{0(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)。恒温下，在恒压密闭容器中以\(\rm{1︰1}\)体积比投入\(\rm{N_{2}}\)、\(\rm{O_{2}}\)进行反应\(\rm{③}\)，正逆反应速率随时间变化曲线如图所示。在\(\rm{t_{1}}\)时刻迅速通入一定量的\(\rm{NO}\)气体，保持其他条件不变，在\(\rm{t_{2}}\)时刻重新达到平衡，清在图中画出反应再次达到平衡的图像\(\rm{(}\)标出\(\rm{V_{正}}\)、\(\rm{V_{逆})}\)

\(\rm{(2)t℃}\)时，在容积固定的密闭容器中发生反应\(\rm{①}\)，容器内各物质的浓度如下表

第\(\rm{2min}\)时改变了条件，改变的条件可能是________\(\rm{(}\)从所给选项中选择\(\rm{)}\)。

A.降低温度 \(\rm{B.}\)增加了反应物 \(\rm{C.}\)减小压强 \(\rm{D.}\)使用了催化剂

\(\rm{(3)}\)以氨作为燃料的固体氧化物\(\rm{(}\)含有\(\rm{O^{2-})}\)燃料电池是一种新型环保电池。写出电池工作时负极的电极反应式________。

\(\rm{(4)}\)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行\(\rm{NO}\)的分解。若用、、分别表示\(\rm{N_{2}}\)、\(\rm{NO}\)、\(\rm{O_{2}}\)，和固体催化剂，则在固体催化剂表而分解\(\rm{NO}\)的过程可用下图表示：

\(\rm{①}\)从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是________\(\rm{(}\)填字母序号\(\rm{)}\)。

\(\rm{②}\)由上述原理，在催化剂表面进行\(\rm{NO}\)的分解实验，发现分解速率与浓度关系如图。从吸附和解吸过程分析，\(\rm{C_{O}}\)后速率降低的原因可能是________。

实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将 \(\rm{CO_{2}}\)转化为可利用的资源\(\rm{.}\)目前工业上有一种方法是用\(\rm{CO_{2}}\)来生产燃料甲醇\(\rm{.}\)一定条件下发生反应：\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)═CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)}\)，图\(\rm{1}\)表示该反应过程中能量\(\rm{(}\)单位为\(\rm{kJ⋅mol^{-1})}\)的变化：

煤的气化主要反应是煤中碳与水蒸气反应生成\(\rm{CO}\)、\(\rm{H_{2}}\)等，回答下列问题：

\(\rm{(1)CO}\)和\(\rm{H_{2}}\)分别与\(\rm{O_{2}}\)都可以设计成燃料电池，\(\rm{CO}\)与\(\rm{O_{2}}\)设计成燃料电池\(\rm{(}\)以熔融碳酸盐为电解质\(\rm{)}\)，负极的电极反应为___________________________________________。

\(\rm{(2)}\)在煤的气化获得的化工原料气中含有少量羰基硫\(\rm{(COS)}\)，能引起催化中毒、大气污染等，\(\rm{COS}\)的电子式为________，羰基硫与烧碱溶液反应生成水和两种正盐的化学方程式为_______________________。羰基硫的脱硫常用两种方法，其反应式分别为：

则\(\rm{∆H_{2}=}\)________\(\rm{kJ/mol}\)   

\(\rm{(3)}\)脱硫处理后的\(\rm{CO}\)和\(\rm{H_{2}}\)在催化剂作用下合成甲醇：

\(\rm{CO_{2(g)} +3H_{2(g)} ⇌ CH_{3}OH_{(g)} +H_{2}O_{(g)}}\)  \(\rm{∆H_{2} =-90.14 kJ/mol}\)，该反应能自发的条件是_______。

\(\rm{①}\)一定温度下，在两个容积都为\(\rm{1L}\)的恒容密闭容器中，找如下方式反应物，一段时间后达到平衡：