I.高炉炼铁过程中发生的主要反应为：\(\rm{1/3Fe_{2}O_{3}(s)+ CO(g)}\)  \(\rm{2/3Fe(s)+CO_{2}(g)}\)

已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

请回答下列问题：

 \(\rm{(1)}\)该反应的平衡常数表达式\(\rm{K}\)\(\rm{=}\)__________，\(\rm{\triangle }\)\(\rm{H}\)______\(\rm{0(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)；

 \(\rm{(2)}\)在一个容积为\(\rm{10L}\)的密闭容器中，\(\rm{1000℃}\)时加入\(\rm{Fe}\)、\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)、\(\rm{CO}\)、\(\rm{CO_{2}}\)各\(\rm{1.0 mol}\)，反应经过\(\rm{l0 min}\)后达到平衡。求该时间范围内反应达到平衡后\(\rm{c(CO_{2})= }\)_____________、\(\rm{CO}\)的平衡转化率\(\rm{= }\)_____________；

 \(\rm{(3)}\)欲提高\(\rm{(2)}\)中\(\rm{CO}\)的平衡转化率，可采取的措施是_____________。

 \(\rm{A.}\)减少\(\rm{Fe}\)的量          \(\rm{B.}\)增加\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)的量         \(\rm{C.}\)移出部分\(\rm{CO_{2}}\)

D.提高反应温度         \(\rm{E.}\)减小容器的容积        \(\rm{F.}\)加入合适的催化剂

Ⅱ\(\rm{.}\)已知化学反应\(\rm{①}\)：\(\rm{Fe(s)+CO_{2}(g)}\) \(\rm{FeO(s)+CO(g)}\)，其平衡常数为\(\rm{K_{1}}\)；化学反应\(\rm{②}\)：\(\rm{Fe(s)+H_{2}O(g)}\) \(\rm{FeO(s)+H_{2}(g)}\)，其平衡常数\(\rm{K_{2}.}\)在温度\(\rm{973K}\)和\(\rm{1173K}\)情况下，\(\rm{K_{1}}\)、\(\rm{K_{2}}\)的值分别如下：

\(\rm{(4)}\)根据反应\(\rm{①}\)和\(\rm{②}\)可以推导出\(\rm{K_{1}}\)，\(\rm{K_{2}}\)和\(\rm{K_{3}}\)之间的关系式。\(\rm{K_{3}=}\)__________。据此关系式和上表数据，也能推断出反应\(\rm{③}\)是     \(\rm{\_(}\)填“吸热反应”或“放热反应”\(\rm{)}\)。

化学家一直致力于对化学反应进行的方向、限度和速率进行研究，寻找合适理论对其进行解释。

I.为了治理汽车尾气污染\(\rm{(}\)含有\(\rm{NO}\)、\(\rm{CO}\)、烃类等\(\rm{)}\)，科学家设计在汽车排气管上装上催化剂发生如下反应：\(\rm{2NO(g)+2CO(g)⇌ N_{2}(g)+2CO_{2}(g)}\)。某温度下，向体积为\(\rm{1L}\)的密闭容器中充入\(\rm{NO}\)、\(\rm{CO}\)各\(\rm{0.1mol}\)，平衡时\(\rm{NO}\)的转化率为\(\rm{60\%}\)，计算该反应的平衡常数\(\rm{K=}\)_____________；此反应常温下能够自发进行的原因是_______________________。

  \(\rm{(1)}\)该反应在\(\rm{10-30s}\)的化学反应速率\(\rm{v(Mn^{2+})=}\)________________________。

  \(\rm{(2)}\)请写出该反应的离子方程式____________________________________________________。

  \(\rm{(3)}\)观察图像说明在一定温度下反应速率起始缓慢然后加快的原因_____________________。

Ⅲ\(\rm{.}\) 难溶电解质\(\rm{FeS}\)在水溶液中存在着溶解平衡：\(\rm{FeS(s)⇌ Fe^{2+}(aq) + S^{2-}(aq)}\)，在一定温度下，\(\rm{Ksp=c(Fe^{2+})·c(S^{2-})=6.25×10^{-18}}\)；在该温度下，氢硫酸饱和溶液中存在\(\rm{c^{2}(H^{+})· c(S^{2-})=1.0×10^{-22}}\)。将适量\(\rm{FeCl_{2}}\)投入氢硫酸饱和溶液中，欲使溶液中\(\rm{c(Fe^{2+})=1.0 mol·L^{-1}}\)，应调节溶液的\(\rm{c(H^{+})=}\)______。

 \(\rm{IV.}\)氢硫酸中\(\rm{H_{2}S}\)是分步电离的，\(\rm{H_{2}S⇌ H^{+} + HS^{-}}\)  \(\rm{K_{1}=1.3×10^{-7}}\)，\(\rm{HS^{-}⇌ H^{+} + S^{2-\;}K_{2}=7.1×10^{-15}}\)欲使溶液中\(\rm{c(S^{2-})}\)浓度增大，应采取的措施有_____________。

       \(\rm{A.}\)加入\(\rm{NaOH}\)           \(\rm{B.}\)加入\(\rm{CuSO_{4\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}\)C.适当降低温度

       \(\rm{D.}\)通入过量\(\rm{SO_{2\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}\)E.加入\(\rm{Na_{2}CO_{3}(H_{2}CO_{3}}\)电离常数\(\rm{K_{1}=4.4×10^{-7}}\)，\(\rm{K_{2}=4.7×10^{-11})}\)

近年全国各地雾霾严重，为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物等污染物是一项重要而艰巨的工作。

Ⅰ\(\rm{.}\)氮氧化物的研究

\(\rm{(1)}\)一定条件下，将\(\rm{2mol NO}\)与\(\rm{2mol O_{2}}\)置于恒容密闭容器中发生反应：\(\rm{2NO(g)+O_{2}(g)⇌ 2NO_{2}(g)}\)，下列状态能说明该反应达到化学平衡的是\(\rm{(}\)     \(\rm{)}\)

A.混合气体的密度保持不变           

B.\(\rm{NO}\)的转化率保持不变

C.\(\rm{NO}\)和\(\rm{O_{2}}\)的物质的量之比保持不变 

D.\(\rm{O_{2}}\)的消耗速率和\(\rm{NO_{2}}\)的消耗速率相等

的体积分数随时间\(\rm{(t)}\)的变化如图\(\rm{1}\)所示。根据图象可以判断曲线\(\rm{R_{1}}\)、\(\rm{R_{2}}\)对应的下列反应条件中不同的是______\(\rm{ (}\)填字母序号\(\rm{)}\)。

 

  \(\rm{A.}\)压强     \(\rm{B.}\)温度      \(\rm{C.}\)催化剂

根据图\(\rm{2}\)中的能量变化数据\(\rm{.}\)计算反应\(\rm{2NO(g)⇌ N_{2}(g)+O_{2}(g)}\)的\(\rm{ΔH=}\)_________

Ⅱ\(\rm{.}\)碳氧化物研究

\(\rm{(3)CO}\)和\(\rm{H_{2}}\)在一定条件下可以合成甲醇：\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)}\)  \(\rm{ΔH < O}\) ，现在体积为\(\rm{1L}\)的恒容密闭容器\(\rm{(}\)图\(\rm{3}\)甲\(\rm{)}\)中通入\(\rm{1mol CO}\)和\(\rm{2mol H_{2}}\)，测定不同时间、不同温度\(\rm{(T)}\)下容器中\(\rm{CO}\)的物质的量，如下表：

请回答：

\(\rm{①T_{1}}\)____\(\rm{T_{2}(}\)填“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)，理由是____________。已知\(\rm{T_{2}℃}\)时，第\(\rm{20min}\)时容器内压强不再改变，此时\(\rm{H_{2}}\)的转化率为________，该温度下的化学平衡常数为_______。

\(\rm{②}\)若将\(\rm{1mol CO}\)和\(\rm{2mol H_{2}}\)通入原体积为\(\rm{1L}\)的恒压密闭容器\(\rm{(}\)图\(\rm{3}\)乙\(\rm{)}\)中，在\(\rm{T_{2}℃}\)下达到平衡，此时反应的平衡常数为________；若再向容器中通入\(\rm{l mol CH_{3}OH(g)}\)，重新达到平衡后，\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)在体系中的百分含量________\(\rm{(}\)填“变大”或“变小”或“不变”\(\rm{)}\)。

\(\rm{(4)}\)一定条件下也可用\(\rm{NaOH}\)溶液与\(\rm{CO}\)反应生成甲酸钠，进一步反应生成甲酸来消除\(\rm{CO}\)污染。常温下将\(\rm{a mol}\)的\(\rm{CO}\)通入\(\rm{2 L bmol/L NaOH}\) 溶液中，恰好完全反应生成甲酸钠和含少量甲酸的混合溶液\(\rm{(}\)假设溶液体积不变\(\rm{)}\)，测得溶液中\(\rm{c(Na^{+})=c(HCOO^{-})}\)，则该混合溶液中甲酸的电离平衡常数 \(\rm{Ka=}\)___________  \(\rm{(}\)用含\(\rm{a}\)和\(\rm{b}\)的代数式表示\(\rm{)}\)。

\(\rm{(1)x}\)的值          。

\(\rm{(2)}\)反应开始前容器中\(\rm{B}\)的物质的量\(\rm{n(B) =}\)          

\(\rm{(3)5min}\)时\(\rm{A}\)的浓度是                

消除氮氧化物污染对优化空气质量至关重要。

\(\rm{(l)}\)用\(\rm{CH_{4}}\)催化还原\(\rm{NO_{x}}\)消除氮氧化物污染发生的反应如下：

\(\rm{CH_{4}(g)+4NO_{2}(g)=4NO(g)+CO_{2}(g)+2H_{2}O(g) \triangle Ｈ=-574 kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{CH_{4}(g)+4NO(g)=2N_{2}(g)+CO_{2}(g)+2H_{2}O(g)}\)  \(\rm{\triangle Ｈ=-1160 kJ·mol^{-1}}\)

若用\(\rm{0.2molCH_{4}}\)将\(\rm{NO_{2}}\)还原为\(\rm{N_{2}}\)，则整个过程中放出的热量为____\(\rm{kJ}\)。\(\rm{(}\)假设水全部以气态形式存在\(\rm{)}\)

\(\rm{①}\) 请结合上表数据，写出\(\rm{NO}\)与活性炭反应的化学方程式\(\rm{＿＿}\)。

\(\rm{②T_{1}℃}\)时，上述反应的平衡常数的值为\(\rm{＿}\)。如果已知\(\rm{T_{2} > T_{1}}\)，则该反应正反应的\(\rm{\triangle H}\)___\(\rm{(}\)填“\(\rm{ > }\)” “\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)0}\)。

\(\rm{③}\) 在\(\rm{T_{1}}\)温度下反应达到平衡后，下列措施不能增大\(\rm{NO}\)转化率的是_____。

\(\rm{a.}\)降低温度    \(\rm{b.}\)增大压强    \(\rm{c.}\)增大\(\rm{c(NO) d.}\)移去部分\(\rm{F}\)

\(\rm{(3)}\)汽车尾气处理中的反应有\(\rm{2NO+2CO===2CO_{2}+N_{2}}\)。某温度时，在\(\rm{1L}\)密闭容器中充入\(\rm{0.1molCO}\)和\(\rm{0.1molNO}\)，\(\rm{0.5s}\)时反应达到平衡，测得\(\rm{NO}\)的浓度为\(\rm{0.02mol·L^{-1}}\)，则反应开始至平衡时，\(\rm{NO}\)的平均反应速率\(\rm{v(NO)=}\)______。若此温度下，某时刻测得\(\rm{CO}\)、\(\rm{NO}\)、\(\rm{N_{2}}\)、\(\rm{CO_{2}}\)的浓度分别为\(\rm{0.01mol·L^{-1}}\)、\(\rm{amol·L^{-1}}\)、\(\rm{0.01mol·L^{-1}}\)、\(\rm{0.04mol·L^{-1}}\)，要使反应向正反应方向进行，\(\rm{a}\)的取值范围为______。

二氧化碳是造成温室效应的主要气体，二氧化碳的回收再利用是减缓温室效应的有效途径之一．
\(\rm{(1)}\)二氧化碳重整可用于制取甲烷\(\rm{.}\)已知：
\(\rm{CH_{4}(g)+CO_{2}(g)⇌2CO(g)+2H_{2}(g)\triangle H_{1}=+247kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{CH_{4}(g)+H_{2}O(g)⇌CO(g)+3H_{2}(g)\triangle H_{2}=+205kJ⋅mol^{-1}}\)
则反应\(\rm{CO_{2}(g)+4H_{2}(g)⇌CH_{4}(g)+2H_{2}(g)}\)的\(\rm{\triangle H_{3}}\) ______．
\(\rm{(2)}\)一定压强下，在某恒容密闭容器中，充入\(\rm{H_{2}}\)和\(\rm{CO_{2}}\)发生反应：\(\rm{2CO_{2}(g)+6H_{2}(g)⇌CH_{3}CH_{2}OH(g)+3H_{2}O(g)}\)，其起始投料比、温度与\(\rm{CO_{2}}\)的转化率的关系如图所示．

​
\(\rm{①}\)降低温度，平衡向______方向移动．
\(\rm{②}\)在\(\rm{700K}\)、起始投料比\(\rm{\dfrac{n(H_{2})}{n(CO_{2})}=1.5}\)时，\(\rm{H_{2}}\)的转化率为______\(\rm{.}\)若达到平衡后\(\rm{H_{2}}\)的浓度为\(\rm{amol⋅L-1}\)，则达到平衡时\(\rm{CH_{2}CH_{2}OH}\)的浓度为______．

能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为：\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)}\)；\(\rm{ΔH}\)

\(\rm{(1)}\)已知，该反应在\(\rm{300℃}\)，\(\rm{5MPa}\)条件下能自发进行，则\(\rm{ΔH}\)____\(\rm{0}\)，\(\rm{\triangle S}\)_____\(\rm{0 (}\)填“\(\rm{ < }\)，\(\rm{ > }\)或\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)。

\(\rm{①}\)在\(\rm{0～2min}\)内，以\(\rm{H_{2}}\)表示的平均反应速率为_______\(\rm{mol·L^{-1}·s^{-1}}\)。

\(\rm{②}\)列式计算\(\rm{300℃}\)时该反应的平衡常数\(\rm{K =}\)__________________________________。

“温室效应”是全球关注的环境问题之一。\(\rm{CO_{2}}\)是目前大气中含量最高的一种温室气体，\(\rm{CO_{2}}\)的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。

\(\rm{(1)}\)研究表明\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)在催化剂存在下可发生反应生成\(\rm{CH_{3}OH}\)。己知部分反应的热化学方程式如下：

\(\rm{CH_{3}OH(g)+\dfrac{3}{2}O_{2}(g)=CO_{2}(g)+2H_{2}O(1)}\)    \(\rm{\triangle H_{1}=akJ⋅mol^{-1}}\)

\(\rm{H_{2}(g)+\dfrac{1}{2}O_{2}(g) = H_{2}O(1)}\)                 \(\rm{\triangle H_{2}=bkJ⋅mol^{-1}}\)

\(\rm{H_{2}O(g) = H_{2}O(l)}\)                       \(\rm{\triangle H_{3}=ckJ⋅mol^{-1}}\)

则\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g) \overset{}{} \overset{}{⇌} CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)}\) \(\rm{\triangle H=}\)__________\(\rm{kJ⋅mol^{-1}}\)

\(\rm{(2)CO_{2}}\)催化加氢也能合成低碳烯烃：\(\rm{2CO_{2}(g)+6H_{2}(g) \overset{}{} \overset{}{⇌} C_{2}H_{4}(g)+4 H_{2}O (g)}\)，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图\(\rm{1}\)所示，曲线\(\rm{b}\)表示的物质为_______________\(\rm{(}\)写化学式\(\rm{)}\)。

\(\rm{(3)CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)在催化剂\(\rm{Cu/ZnO}\)作用下可发生两个平行反应，分别生成\(\rm{CH_{3}OH}\)和\(\rm{CO}\)。

反应\(\rm{A}\)：\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g) \overset{}{} \overset{}{⇌} CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)}\)

反应\(\rm{B}\)：\(\rm{CO_{2}(g)+ H_{2}(g) \overset{}{} \overset{}{⇌} CO(g)+H_{2}O(g)}\)

控制\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)初始投料比为\(\rm{1∶3}\)时，温度对\(\rm{CO_{2}}\)平衡转化率及甲醇和\(\rm{CO}\)产率的影响如上图\(\rm{2}\)所示。

\(\rm{①}\)由图\(\rm{2}\)可知温度升高\(\rm{CO}\)的产率上升，其主要原因可能是__________________。

\(\rm{②}\)由图\(\rm{2}\)可知获取\(\rm{CH_{3}OH}\)最适宜的温度是________________，下列措施有利于提高\(\rm{CO_{2}}\)转化为\(\rm{CH_{3}OH}\)的平衡转化率的措施有_________________

A.使用催化剂                    \(\rm{B.}\)增大体系压强

C.增大\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)的初始投料比    \(\rm{D.}\)投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度

\(\rm{(4)}\)在催化剂表面通过施加电压可将溶解在水中的二氧化碳直接转化为乙醇，则生成乙醇的电极反应式为_________________________________。

\(\rm{(5)}\)由\(\rm{CO_{2}}\)制取\(\rm{C}\)的太阳能工艺如图所示。“热分解系统”发生的反应为：\(\rm{2Fe_{3}O_{4} \overset{2300K}{=} 6FeO+O_{2}↑}\) ，每分解\(\rm{1mol Fe_{3}O_{4}}\)转移电子的物质的量为_____________；“重整系统”发生反应的化学方程式为                

\(\rm{CH_{4}}\)、\(\rm{CH_{3}OH}\)、\(\rm{H_{2}}\)既是重要的化工原料又是未来重要的能源物质。

\(\rm{(l)}\)将\(\rm{1.0molCH_{4}}\)和\(\rm{2.0molH_{2}O(g)}\)通入容积为\(\rm{100L}\)的反应室，在一定条件下发生反应\(\rm{CH_{4}(g)+H_{2}O(g)⇌ CO(g)+3H_{2}(g)}\)，

测得在一定的压强下\(\rm{CH_{4}}\)的平衡转化率与温度的关系如下图。

\(\rm{①}\)假设\(\rm{100℃}\)时达到平衡所需的时间为\(\rm{5 min}\)，则用\(\rm{H_{2}}\)表示该反应的平均反应速率为          ；

\(\rm{②100℃}\)时该反应的平衡常数为          ，该反应\(\rm{Δ}\)\(\rm{H}\)    \(\rm{0(}\)填“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{ > }\)”\(\rm{)}\)

\(\rm{(2)}\)在一定条件和有催化剂存在时，将\(\rm{1.0molCH_{4}}\)与\(\rm{2.0molH_{2}}\)充入密闭容器发生反应\(\rm{CH_{4}(g)+H_{2}O(g)⇌ CH_{3}OH(g)+H_{2}(g) Δ}\)\(\rm{H}\)\(\rm{ < 0}\)，下列措施可以提高\(\rm{CH_{4}}\)的转化率是\(\rm{(}\)填选项序号\(\rm{)}\)          。

\(\rm{a.}\)增大压强 \(\rm{b.}\)升高温度 \(\rm{c.}\)及时分离生成的\(\rm{CH_{3}OH}\) \(\rm{d.}\)投入更多的\(\rm{H_{2}O(g)}\)

\(\rm{f.}\)投入更多的\(\rm{CH_{4}(g)}\)

\(\rm{(3)}\)在一定温度和压强条件下发生了反应：\(\rm{C{O}_{2}(g)+3{H}_{2}(g)⇌C{H}_{3}OH(g)+{H}_{2}O(g),∆H < 0 }\)，反应达到平衡时，改变温度\(\rm{(}\)\(\rm{T}\)\(\rm{)}\)和压强\(\rm{(}\)\(\rm{p}\)\(\rm{)}\)，反应混合物\(\rm{CH_{3}OH}\)“物质的量分数”变化情况如图所示，关于温度\(\rm{(}\)\(\rm{T}\)\(\rm{)}\)和压强\(\rm{(}\)\(\rm{p}\)\(\rm{)}\)的关系判断正确的是     \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)。   

A.\(\rm{{P}_{3} > {P}_{2} {T}_{3} > {T}_{2} }\)
B.\(\rm{{P}_{2} > {P}_{4}{T}_{4} > {T}_{2} }\)
C.\(\rm{{P}_{1} > {P}_{3}{T}_{1} > {T}_{3} }\)

D.\(\rm{{P}_{1} > {P}_{4}{T}_{2} > {T}_{3} }\)

\(\rm{(4)}\)甲醇部分氧化可制得氢气。已知\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)、\(\rm{H_{2}(g)}\)的燃烧热分别为\(\rm{726.5kJ·mol^{-1}}\)、\(\rm{285.8kJ·mol^{-1}}\)，则当\(\rm{ \dfrac{n(O_{2})}{n(CH_{3}OH)}= 0.5}\)时，\(\rm{CH_{3}OH}\)与\(\rm{O_{2}}\)发生的热反应方程式为                      。