科学家积极探索新技术对\(\rm{CO_{2}}\)进行综合利用。

Ⅰ\(\rm{.CO_{2}}\) 可用来合成低碳烯烃。请回答：

\(\rm{2CO_{2}(g)}\) \(\rm{+6H_{2}(g)⇌ CH_{2}=CH_{2}(g)+4H_{2}O(g)}\)  \(\rm{\triangle H=a}\) \(\rm{kJ/mol}\)

                    图\(\rm{1}\)                                             图\(\rm{2}\)

\(\rm{(1)}\)已知：\(\rm{H_{2}}\) 和\(\rm{CH_{2}=CH}\) 的燃烧热分别是\(\rm{285.8}\) \(\rm{kJ/mol}\) 和\(\rm{1411.0}\) \(\rm{kJ/mol}\)，且\(\rm{H_{2}O(g) H_{2}O(l)}\) \(\rm{\triangle H=}\) \(\rm{-44.0}\) \(\rm{kJ}\) \(\rm{/mol}\)，则\(\rm{a=}\)_______\(\rm{kJ/mol}\)。

\(\rm{(2)}\)上述由\(\rm{CO_{2}}\) 合成\(\rm{CH_{2}=CH_{2}}\)的反应在_______下自发进行\(\rm{(}\)填“高温”或“低温”\(\rm{)}\)。

\(\rm{(3)}\)在体积为\(\rm{1L}\)的恒容密闭容器中，充入\(\rm{3}\) \(\rm{mol H_{2}}\)和\(\rm{1mol}\) \(\rm{CO_{2}}\)，测得温度对\(\rm{CO_{2}}\) 的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图\(\rm{1}\)所示。下列说法正确的是_______。

A.平衡常数大小：\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{M}}\)\(\rm{ < }\) \(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{N}}\)

B.其他条件不变，若不使用催化剂，则\(\rm{250℃}\)时\(\rm{CO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的平衡转化率可能位于点\(\rm{M}\)\(\rm{{\,\!}_{1}}\)

C.图\(\rm{1}\)中\(\rm{M}\)点时，乙烯的体积分数为\(\rm{7.7\%}\)

D.当压强或\(\rm{n(}\) \(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{)/n(CO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\) \(\rm{)}\)不变时均可证明化学反应已达到平衡状态

\(\rm{(4)}\)保持温度不变，在体积为\(\rm{V}\) \(\rm{L}\)的恒容容器中以\(\rm{n(H_{2}):n(CO_{2})=3:1}\)的投料比加入反应物，\(\rm{t_{0}}\)时达到化学平衡。请在图\(\rm{2}\) 中作出容器内混合气体的平均相对分子质量\(\rm{ \bar{M} }\)随时间变化的图象。

Ⅱ\(\rm{.}\)利用“\(\rm{Na-CO_{2}}\)”电池将\(\rm{CO_{2}}\) 变废为宝。

我国科研人员研制出的可充电“\(\rm{Na-CO_{2}}\)”电池，以钠箔和多壁碳纳米管\(\rm{(MWCNT)}\)为电极材料，总反应为\(\rm{4Na+3CO_{2} \underset{放电}{\overset{充电}{⇌}} 2Na_{2}CO_{3}+C}\)。放电时该电池“吸入”\(\rm{CO_{2}}\)，其工作原理如图\(\rm{3}\)所示：

              图\(\rm{3}\)

\(\rm{(5)}\)放电时，正极的电极反应式为_________________。

\(\rm{(6)}\)若生成的\(\rm{Na_{2}CO_{3}}\)和\(\rm{C}\)全部沉积在正极表面，当转移\(\rm{0.2}\) \(\rm{mol}\) \(\rm{e^{-}}\)时，正极增加的质量为______\(\rm{g}\)。

\(\rm{(7)}\)选用高氯酸钠四甘醇二甲醚做电解液的优点是____________________。

\(\rm{(1)}\)已知\(\rm{1molSO_{2}(g)}\)生成\(\rm{1molSO_{3}(g)}\)的能量变化如图，回答下列问题：

\(\rm{①}\) 反应物的总能量 ______\(\rm{ (}\)填“大于”“小于或“等于”，下同\(\rm{)}\)生成物的总能量，反应物的总键能_______生成物的总键能。

\(\rm{(2)}\)把煤作为燃料可通过下列两种途径：

途径\(\rm{I}\)：\(\rm{C(s) +O_{2} (g) ═CO_{2}(g) \triangle H_{1} < 0 ①}\)

途径\(\rm{II}\)：先制成水煤气：\(\rm{C(s) +H_{2}O(g) = CO(g)+H_{2}(g) \triangle H_{2} > 0 ②}\)

再燃烧水煤气：\(\rm{2 CO(g)+O_{2} (g) = 2CO_{2}(g) \triangle H_{3} < 0 ③}\)

\(\rm{2H_{2}(g)+O_{2} (g) = 2H_{2}O(g) \triangle H_{4} < 0}\)            \(\rm{④}\)

请回答： 途径\(\rm{I}\)放出的热量________\(\rm{(}\) 填“大于”“等于”或“小于”\(\rm{)}\) 途径\(\rm{II}\)放出的热量。

\(\rm{(3)}\)已知： \(\rm{CH_{4}(g)+H_{2}O(g)=CO(g)+3H_{2}(g) \triangle H=+206.2kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{CH_{4}(g)+CO_{2}(g)=2CO(g)+2H_{2}(g) \triangle H=+247.4 kJ·mol^{-1}}\)

则\(\rm{CH_{4}(g)}\)与\(\rm{H_{2}O(g)}\)反应生成\(\rm{CO_{2}(g)}\)和\(\rm{H_{2}(g)}\)的热化学方程式为________________________________________________________。

\(\rm{(4)}\)如图表示甲烷和氧气反应过程中的能量变化，若一定量的\(\rm{CH_{4}}\)与\(\rm{O_{2}}\) 发生上述反应时的能量变化为\(\rm{200kJ}\)，则生成\(\rm{C=O}\)键的物质的量为___________。

研究发现，含\(\rm{PM2.5}\)的雾霾主要成分有\(\rm{SO_{2}}\)、\(\rm{NO_{x}}\)、\(\rm{C_{x}H_{y}}\)及可吸入颗粒等。

\(\rm{(1)}\)雾霾中能形成酸雨的物质是___________。

\(\rm{(2)①SO_{2}}\)、\(\rm{NO_{x}}\) 可以经 \(\rm{O_{3}}\)预处理后用 \(\rm{CaSO_{3}}\)水悬浮液吸收，可减少烟气中\(\rm{SO_{2}}\)、\(\rm{NO_{x}}\)的含量。\(\rm{O_{3}}\)氧化烟气中 \(\rm{NO_{x}}\)的主要反应的热化学方程式为：

\(\rm{NO(g) +O_{3}(g) = NO_{2}(g) +O_{2}(g)}\)   \(\rm{∆ H = -200.9}\)  \(\rm{kJ · mol^{-1}}\)

\(\rm{NO (g) +1/2O_{2}(g) = NO_{2}(g)}\)      \(\rm{∆ H = -58.2}\)  \(\rm{kJ · mol^{-1}}\)

依据以上反应，可知：\(\rm{3 NO (g)+O_{3}(g) = 3 NO_{2}(g)}\)    \(\rm{∆ H =}\)______\(\rm{kJ · mol^{-1}}\)。

\(\rm{②}\)用\(\rm{CaSO_{3}}\)水悬浮液吸收烟气中\(\rm{NO_{2}}\)时，清液 \(\rm{( pH}\)约为\(\rm{8)}\) 中\(\rm{SO_{3}^{2-}}\)将\(\rm{NO_{2}}\)转化为\(\rm{NO_{2}^{-}}\)，其离子方程式为____________________________________。

\(\rm{(3)}\)如图电解装置可将雾霾中的\(\rm{SO_{2}}\)、\(\rm{NO}\)转化为\(\rm{(NH_{4})_{2}SO_{4}}\)。

\(\rm{②}\) 物质\(\rm{A}\)是_____________\(\rm{(}\)填化学式\(\rm{)}\)。

\(\rm{(4)}\)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量， 研究机动车尾气中\(\rm{CO}\)、\(\rm{NO_{x}}\)及\(\rm{C_{x}H_{y}}\)的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与空\(\rm{/}\)燃比 \(\rm{(}\)空气与燃油气的体积比\(\rm{)}\)的变化关系示意图如图所示， 随空\(\rm{/}\)燃比增大，\(\rm{CO}\)和\(\rm{C_{x}H_{y}}\)的含量减少的原因是_____________________________________________。

\(\rm{(5)}\)在雾霾治理中，氧化\(\rm{SO_{2}}\)是常用方法，在氧化\(\rm{SO_{2}}\)的过程中，某实验小组探究\(\rm{NO_{3}^{-}}\)和\(\rm{O_{2}}\)哪种微粒起到了主要作用。

\(\rm{①}\)图\(\rm{2}\)，\(\rm{BaCl_{2}}\)溶液中发生反应的离子方程式为________________________________________。

\(\rm{②}\)依据上述图像你得出的结论是在氧化\(\rm{SO_{2}}\)的过程中，___________起了主要作用。

\(\rm{(1)}\)碳酸钠俗称，可作为碱使用的原因是\(\rm{(}\)用离子方程式表示\(\rm{)}\)                                ：

\(\rm{(4)}\)已知室温时，\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{sp}}\)\(\rm{［Mg(OH)}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{］=4.0×10}\)\(\rm{{\,\!}^{−11}}\)。在\(\rm{0.1 mol/L}\)的\(\rm{MgCl}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)溶液中，逐滴加入\(\rm{NaOH}\)溶液，当\(\rm{Mg}\)\(\rm{{\,\!}^{2+}}\)完全沉淀时\(\rm{(}\)离子浓度小于\(\rm{1×10}\)\(\rm{{\,\!}^{-5}}\)\(\rm{mol/L}\)时，即可认为该离子沉淀完全\(\rm{)}\)，溶液的\(\rm{pH}\)是                                \(\rm{(}\)已知\(\rm{\lg 2=0.3)}\) 。

钢铁生产中的尾气易造成环境污染，清洁生产工艺可消减污染源并充分利用。已知：

\(\rm{① Fe_{2}O_{3}(s)+3CO(g)\overset{}{⇌} Fe(s)+3CO_{2}(g)}\)；\(\rm{ΔH=-25 kJ/mol}\)

\(\rm{② 3Fe_{2}O_{3}(s)+CO(g)\overset{}{⇌} 2Fe_{3}O_{4}(s)+CO_{2}(g)}\)；\(\rm{ΔH=-47 kJ/mol}\)

\(\rm{③ Fe_{3}O_{4}(s)+CO(g)\overset{}{⇌} 3FeO(s)+CO_{2}(g)}\)；\(\rm{ΔH=+17 kJ/mol}\)

\(\rm{(1)}\)试计算反应：\(\rm{FeO(s)+CO(g)\overset{}{⇌} Fe(s)+CO_{2}(g)}\)的\(\rm{ΔH=}\)________。

\(\rm{(2)}\) 已知\(\rm{1 092 ℃}\)时\(\rm{(1)}\)中反应的平衡常数为\(\rm{0.35}\)，在\(\rm{1 L}\)的密闭容器中，投入\(\rm{7.2 gFeO}\)和\(\rm{0.1 mol CO}\)加热到\(\rm{1 092 ℃}\)并保持该温度，反应在\(\rm{t_{1}}\)时达平衡。

\(\rm{① t_{1}}\)时反应达平衡后，\(\rm{CO}\)气体的体积分数为________。

\(\rm{②}\) 反应\(\rm{(1)}\)在一定条件下达到平衡，则下列叙述表明该反应已经达到平衡状态的是_____\(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。

A.混合气体的密度不变　　　　　　\(\rm{B.CO}\)的浓度不再改变

C.\(\rm{v(CO)_{正}=v(CO_{2})_{逆}}\)　              \(\rm{D.}\)容器内总压强不变

\(\rm{(3)}\) 含铁元素的高铁酸钾\(\rm{(K_{2}FeO_{4})}\)是一种优良的水处理剂。

\(\rm{① K_{2}FeO_{4}}\)溶于水是一个可逆的过程，放出一种无色无味气体。其杀菌消毒、净化吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为__________________。

\(\rm{② FeO_{4}^{2—}}\)在水溶液中的存在形态如下图所示，纵坐标表示分数分布。则下列说法不正确的是________\(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。

A.在水溶液中，\(\rm{H_{3}FeO_{4}^{+}}\)和\(\rm{HFeO_{4}^{—}}\)不能共存

B.向\(\rm{pH=10}\)的这种溶液中加硫酸至\(\rm{pH=2}\)，\(\rm{HFeO_{4}^{—}}\)的分布分数逐渐增大

C. 向\(\rm{pH=6}\)的这种溶液中加\(\rm{KOH}\)溶液，发生反应的离子方程式为\(\rm{HFeO_{4}^{—}+OH^{-}═ FeO_{4}^{2—}+H_{2}O}\)

\(\rm{③}\)将适量\(\rm{K_{2}FeO_{4}}\)溶解于\(\rm{pH=4.74}\)的溶液中，配制成\(\rm{c(FeO_{4}^{2—})=1.0 mmol/L}\)的试样，将试样分别置于\(\rm{20 ℃}\)、\(\rm{30 ℃}\)、\(\rm{40 ℃}\)和\(\rm{60 ℃}\)的恒温水浴中，测定\(\rm{c(FeO_{4}^{2—})}\)的变化，结果见图。该实验的目的是__________________。

\(\rm{④}\)高铁酸钾还可制作充电电池，原理为： \(\rm{3Zn+2K_{2}FeO_{4}+8H_{2}O\underset{充电}{\overset{放电}{⇌}} 3Zn(OH)_{2}+2Fe(OH)_{3}+4KOH}\)，该电池充电时阳极电极反应式为。

已知石墨和金刚石燃烧化学方程式如下：

    \(\rm{C(}\)石墨\(\rm{s)+02(g)=C02(g)}\)

    \(\rm{C(}\)金刚石\(\rm{s)+02(g)=CO2(g)}\)

    质量分别为\(\rm{12 g}\)的石墨和金刚石在某一相同条件下燃烧时各自放出的热量为\(\rm{393.8 kJ}\)和\(\rm{395.2 kJ}\)，问：对于单质来说，稳定的单质是石墨还是金刚石\(\rm{?}\) 简述理由。 

\(\rm{(1)}\)若在恒温恒容的容器内进行反应：\(\rm{C(s)+H_{2}O(g) \overset{高温}{⇌} CO(g)+H_{2}(g)}\)，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有_________\(\rm{(}\)填标号\(\rm{)}\)。

\(\rm{a.}\)容器内的压强保持不变

\(\rm{b.}\)容器中\(\rm{H_{2}}\)的浓度与\(\rm{CO}\)的浓度相等

\(\rm{c.}\)容器中混合气体的密度保持不变

\(\rm{(3)}\)一定条件下，\(\rm{CO}\)与\(\rm{H_{2}}\)可合成甲烷，反应的化学方程式为\(\rm{CO(g)+3H_{2}(g)⇌ CH_{4}(g)+H_{2}O(g)}\)。

\(\rm{①}\)一定条件下，该反应能够自发进行的原因是_________________________________。

\(\rm{(4)}\)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，反应的热化学方程式如下：\(\rm{CH_{3}OH(g)+CO(g) \underset{催化剂}{\overset{∆}{⇌}} HCOOCH_{3}(g)}\)    \(\rm{ΔH=-29.1 kJ·mol^{-1}}\)科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：

\(\rm{②}\)实际工业生产中采用的温度是\(\rm{80℃}\)，其理由是______________________________。

水体污染的治理是化学工作者研究的重要课题。

\(\rm{(1)}\) 水体常见污染物之一的氨氮主要指游离氨或铵盐，可以通入一定量的氯气，利用产生的\(\rm{HClO}\)除去。已知：

\(\rm{NH\rlap{_{4}}{^{+}}+HClO═NH_{2}Cl+H^{+}+H_{2}O}\)；\(\rm{ΔH=a kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{2NH_{2}Cl+HClO═N_{2}+H_{2}O+3H^{+}+3Cl^{-}}\)；\(\rm{ΔH=b kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{NH\rlap{_{4}}{^{+}}+4HClO═NO\rlap{_{3}}{^{-}}+6H^{+}+4Cl^{-}+H_{2}O}\)；\(\rm{ΔH=c kJ·mol^{-1}}\)。

则\(\rm{2NH\rlap{_{4}}{^{+}}+3HClO═N_{2}+3H_{2}O+5H^{+}+3Cl^{-}}\)；\(\rm{ΔH=}\)________\(\rm{ kJ·mol^{-1}}\)。

\(\rm{(2)}\) 电解法也可除去水中的氨氮，实验室用石墨电极电解一定浓度的\(\rm{(NH_{4})_{2}SO_{4}}\)与\(\rm{NaCl}\)的酸性混合溶液来模拟。

图\(\rm{1Cl^{-}}\)浓度对氨氮去除速率、能耗的影响　图\(\rm{2}\)　初始\(\rm{pH}\)对氨氮去除速率、能耗的影响　

\(\rm{②}\)图\(\rm{1}\)中当\(\rm{Cl^{-}}\)浓度较低时、图\(\rm{2}\)中当初始\(\rm{pH}\)达到\(\rm{12}\)时，氨氮去除速率低而能耗高的原因可能是；而当\(\rm{Cl^{-}}\)浓度较高时，测得溶液中的\(\rm{NO\rlap{_{3}}{^{-}}}\)浓度也较高，可能的原因是。

\(\rm{③}\)图\(\rm{2}\)中，\(\rm{pH}\)为\(\rm{6}\)时处理效果最佳，当\(\rm{pH}\)过低时，处理效果不佳的原因可能是。

\(\rm{(3)}\) 通过调节溶液\(\rm{pH}\)，在弱碱性条件下，用漂白粉溶液也可将废水中的\(\rm{CN^{-}}\)转化为碳酸盐和\(\rm{N_{2}}\)而除去。写出该反应的离子方程式：。

\(\rm{(4)}\) 废水中的重金属离子通常用沉淀法除去。已知\(\rm{K_{sp}(NiS)=1.1×10^{-21}}\)，\(\rm{K_{sp}(CuS)=1.3×10^{-36}}\)，国家规定的排放标准：镍低于\(\rm{1.1×10^{-5} mol·L^{-1}}\)，铜低于\(\rm{7.8×10^{-5} mol·L^{-1}}\)。则需要控制溶液中\(\rm{S^{2-}}\)的浓度不低于\(\rm{mol·L^{-1}}\)。

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。当它们混合反应时，立即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知\(\rm{0.4 mol}\)液态肼与足量液态双氧水反应，生成水蒸气和氮气，放出\(\rm{256.652 kJ}\)的热量。

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

\(\rm{(2)}\)已知\(\rm{H_{2}O(l)═H_{2}O(g)}\)　\(\rm{ΔH=+44 kJ·mol^{-1}}\)，则\(\rm{16 g}\)液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________\(\rm{ kJ}\)。

\(\rm{(3)}\)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是________________________________________________。

\(\rm{N}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{(g)+O}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)═N}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)+2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O(g)}\)       \(\rm{ΔH=-534 kJ·mol}\)\(\rm{{\,\!}^{-1}}\)　\(\rm{②}\)

肼和二氧化氮反应的热化学方程式为_______________________________ 。