二甲醚\(\rm{(CH_{3}OCH_{3})}\)是一种重要的精细化工产品，被认为是二十一世纪最有潜力的燃料\(\rm{[}\)已知：\(\rm{CH_{3}OCH_{3}(g)+3O_{2}(g)═══2CO_{2}(g)+3H_{2}O(l) ΔH=-1 455 kJ/mol]}\)。同时它也可以作为制冷剂而替代氟氯代烃。工业上制备二甲醚的主要方法经历了三个阶段：

\(\rm{①}\)甲醇液体在浓硫酸作用下或甲醇气体在催化作用下直接脱水制二甲醚；

\(\rm{2CH_{3}OH⇌ }\) \(\rm{CH_{3}OCH_{3}+H_{2}O}\)

\(\rm{②}\)合成气\(\rm{CO}\)与\(\rm{H_{2}}\)直接合成二甲醚：

\(\rm{3H_{2}(g)+3CO(g)⇌ CH_{3}OCH_{3}(g)+CO_{2}(g)}\)  \(\rm{ΔH=—247 kJ·mol^{-1}}\) 

\(\rm{③}\)天然气与水蒸气反应制备二甲醚。以\(\rm{CH_{4}}\)和\(\rm{H_{2}O}\)为原料制备二甲醚和甲醇工业流程如下：

\(\rm{(1)}\)写出\(\rm{CO(g)}\)、\(\rm{H_{2}(g)}\)、\(\rm{O_{2}(g)}\)反应生成\(\rm{CO_{2}(g)}\)和\(\rm{H_{2}O(l)}\)的热化学方程式_______________________________________________。

\(\rm{(2)①}\)方法中用甲醇液体与浓硫酸作用直接脱水制二甲醚，尽管产率高，但是逐步被淘汰的主要原因是_________________________________。

\(\rm{(3)}\)在反应室\(\rm{2}\)中，一定条件下发生反应\(\rm{3H_{2}(g)+3CO(g)⇌ }\) \(\rm{CH_{3}OCH_{3}(g)+CO_{2}(g)}\)在密闭容器中达到平衡后，要提高\(\rm{CO}\)的转化率，可以采取的措施是__________。

A.低温高压　　　　　\(\rm{B.}\)加催化剂    \(\rm{C.}\)增加\(\rm{CO}\)浓度      \(\rm{D.}\)分离出二甲醚

 \(\rm{(4)}\)将\(\rm{CH_{4}}\)设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如下图\(\rm{(A}\)、\(\rm{B}\)为多孔性碳棒\(\rm{)}\)。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积\(\rm{VL}\)。

\(\rm{①}\)  \(\rm{0 < V\leqslant 44.8 L}\)时，电池总反应方程式为______________________________________。

\(\rm{②}\)  \(\rm{44.8 L < V\leqslant 89.6 L}\)时，负极电极反应为______________________________________。

一定条件下，\(\rm{0{.}3molX(g)}\)与\(\rm{0{.}3molY(g)}\)在体积为\(\rm{1L}\)的密闭容器中发生反应：\(\rm{X(g){+}3Y(g){⇌}2Z(g)}\)，下列示意图合理的是\(\rm{({  })}\)

下列事实能用勒沙特列原理来解释的是

下列事实不能用勒沙特列原理解释的是(    )

下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是(    )

随着能源与环境问题越来越被人们关注，碳一化学\(\rm{(C1}\)化学\(\rm{)}\)成为研究的热点\(\rm{.}\)“碳一化学”即以单质碳及\(\rm{CO}\)、\(\rm{CO2}\)、\(\rm{CH4}\)、\(\rm{CH3OH}\)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．

\(\rm{(1)}\)将\(\rm{CO2}\)转化成有机物可有效实现碳循环\(\rm{.CO2}\)转化成有机物的例子很多，如：

\(\rm{a.6CO_{2}+6H_{2}O \xrightarrow[]{光合作用} C_{6}H_{12}O_{6}}\)             \(\rm{b.CO_{2}=3H}\)_{2\(\rm{ \xrightarrow[\triangle ]{催化剂} }\)}\(\rm{CH_{3}OH+H_{2}O}\)

\(\rm{c.CO_{2}+CH_{4} \xrightarrow[\triangle ]{催化剂} CH_{3}COOH.}\)           \(\rm{d.2CO_{2}+6H_{2} \xrightarrow[\triangle ]{催化剂} CH_{2}=CH_{2}+4H_{2}}\)

在以上属于人工转化的反应中，原子利用率最高的是            \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)．

\(\rm{(2)CO_{2}}\)制备甲醇：\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌ CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)\triangle H=-49.0kJ⋅mol^{-1}}\)，在一定条件下，体系中\(\rm{CO_{2}}\)的平衡转化率\(\rm{(α)}\)与\(\rm{L}\)和\(\rm{X}\)的关系如图所示，\(\rm{L}\)和\(\rm{X}\)分别表示温度或压强．

Ⅰ\(\rm{.X}\)表示的物理量是           ．

Ⅱ\(\rm{.}\)判断\(\rm{L_{1}}\)与\(\rm{L_{2}}\)的大小关系是并说明理由                                              ．

\(\rm{(3)}\)二甲醚\(\rm{(CH_{3}OCH_{3})}\)被称为\(\rm{21}\)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\(\rm{.}\)工业上可利用煤的气化产物\(\rm{(}\)水煤气\(\rm{)}\)合成二甲醚\(\rm{.}\)工业上利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： 

\(\rm{a.2H_{2}(g)+CO(g)⇌ CH_{3}OH(g)}\)        \(\rm{\triangle H_{1}=-90.8kJ⋅mol^{-1}}\)

     \(\rm{b.2CH_{3}OH(g)⇌ CH_{3}OCH_{3}(g)+H_{2}O(g)}\)   \(\rm{\triangle H_{2}=-23.5kJ⋅mol^{-}}\)

     \(\rm{c.CO(g)+H_{2}O(g)⇌ CO_{2}(g)+H_{2}(g)}\) \(\rm{\triangle H_{3}=-41.3kJ⋅mol}\)

\(\rm{①}\)总反应：\(\rm{3H_{2}(g)+3CO(g)⇌ CH_{3}OCH_{3}(g)+CO_{2}(g)}\)的\(\rm{\triangle H_{4}=}\)           ．

\(\rm{②}\)对于反应\(\rm{b}\)，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     \(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)．

\(\rm{a.n(CH_{3}OH)=n(CH_{3}OCH_{3})=n(H_{2}O)}\)   

\(\rm{b.}\)容器内压强保持不变

\(\rm{c.H_{2}O(g)}\)的浓度保持不变            

\(\rm{d.CH_{3}OH}\)的消耗速率与\(\rm{CH_{3}OCH_{3}}\)的消耗速率之比为\(\rm{2}\)：\(\rm{1}\)

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

\(\rm{(5)C_{1}}\)化合物在治理汽车尾气方面也大有可为，如\(\rm{CO}\)、\(\rm{CH_{4}}\)等在一定条件下均可以与氮氧化物生成无污染的物质\(\rm{.}\)写出\(\rm{CO}\)与氮氧化物\(\rm{(NO_{x})}\)在有催化剂的条件下反应的化学方程式               ．

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的氮氧化物、碳氧化物的含量显得尤为重要。

I.氮氧化物研究

\(\rm{(1)}\)一定条件下，将\(\rm{2molNO}\)与\(\rm{2molO_{2}}\)置于恒容密闭容器中发生反应\(\rm{2NO(g)+O_{2}(g)⇌ 2NO_{2}(g)}\)，下列各项能说明反应达到平衡状态的是 ________。

A.体系压强保持不变                  \(\rm{B.}\)混合气体颜色保持不变

C.\(\rm{NO}\)和\(\rm{O_{2}}\)的物质的量之比保持不变       \(\rm{D.}\)每消耗\(\rm{1 molO_{2}}\)同时生成\(\rm{2 molNO_{2}}\)

\(\rm{(2)}\)汽车内燃机工作时会引起\(\rm{N_{2}}\)和\(\rm{O_{2}}\)的反应：\(\rm{N_{2\;}+O_{2}⇌ 2NO}\)，是导致汽车尾气中含有\(\rm{NO}\)的原因之一。在\(\rm{T_{1}}\)、\(\rm{T_{2}}\)温度下，一定量的\(\rm{NO}\)发生分解反应时\(\rm{N_{2}}\)的体积分数随时间变化如图所示，根据图像判断反应\(\rm{N_{2}(g)+O_{2}(g)⇌ 2NO(g)}\)的\(\rm{\triangle H}\)__________\(\rm{0(}\)填“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\)。

Ⅱ\(\rm{.}\)碳氧化物研究

\(\rm{(3)}\)体积可变\(\rm{(}\)活塞与容器之间的摩擦力忽略不计\(\rm{)}\)的密闭容器如上右图所示，现将\(\rm{3molH_{2}}\)和\(\rm{2molCO}\)放入容器中，移动活塞至体积\(\rm{V}\)为\(\rm{2L}\)，用铆钉固定在\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)点，发生合成甲醇的反应如下：\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)}\)\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)。

测定不同条件、不同时间段内的\(\rm{CO}\)的转化率，得到如下数据：

\(\rm{①}\)根据上表数据，请比较\(\rm{T_{1}}\)_________\(\rm{T_{2}(}\)选填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)；\(\rm{T_{2}℃}\)下，第\(\rm{30min}\)时，\(\rm{a_{1}=}\)________，该温度下的化学平衡常数为__________________。

\(\rm{②T_{2}℃}\)下，第\(\rm{40min}\)时，拔去铆钉\(\rm{(}\)容器密封性良好\(\rm{)}\)后，活塞没有发生移动，再向容器中通入\(\rm{6molCO}\)，此时\(\rm{v(}\)正\(\rm{)}\)________\(\rm{v(}\)逆\(\rm{)(}\)选填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)。

能源和环境保护是世界各国关注的热点话题。请回答下列问题：

Ⅰ\(\rm{.}\)收集和利用\(\rm{CO_{2}}\)是环境保护的热点课题。

\(\rm{500℃}\)时，在容积为\(\rm{1L}\)的密闭容器中充入\(\rm{1 mol CO_{2}}\)和\(\rm{3 mol H_{2}}\)，发生如下反应：\(\rm{CO_{2}(g) +3H_{2} (g)⇌ CH_{3}OH (g) +H_{2}O (g)\triangle H < 0}\)，测得\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{CH_{3}OH}\)的浓度与时间的关系如图所示。

\(\rm{(1)0～10 min}\)内\(\rm{v(H_{2})=}\)_____________，\(\rm{A}\)点含义是_____________。该反应平衡常数表达式\(\rm{K=}\)____________。

\(\rm{(2)}\)反应在\(\rm{500℃}\)达到平衡后，改变反应温度为\(\rm{T}\)，\(\rm{CH_{3}OH}\)的浓度以每分钟\(\rm{0.030 mol/L}\)逐渐增大，经\(\rm{5 min}\)又达到新平衡。\(\rm{T}\)____________\(\rm{(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)500℃}\)，判断理由是___________________。

\(\rm{(3)}\)温度为\(\rm{T}\)时，反应达到平衡后，将反应容器的容积增大一倍。平衡向____________\(\rm{(}\)填“正”或“逆”\(\rm{)}\)反应方向移动，判断理由是____________。

Ⅱ\(\rm{.}\)电化学法处理\(\rm{SO_{2}}\)是目前研究的热点。

利用双氧水吸收\(\rm{SO_{2}}\)可消除\(\rm{SO_{2}}\)污染，设计装置如图所示。

\(\rm{(1)}\)石墨\(\rm{1}\)为___________\(\rm{(}\)填“正极”或“负极”\(\rm{)}\)；正极的电极反应式为____________。

\(\rm{(2)}\)若\(\rm{11.2 L(}\)标准状况\(\rm{)SO_{2}}\)参与反应，则迁移\(\rm{H^{+}}\)的物质的量为____________。

煤燃烧排放的烟气含有\(\rm{SO_{2}}\)和\(\rm{NO}\)\(\rm{{\,\!}_{x}}\)，形成酸雨、污染大气，采用\(\rm{NaClO_{2}}\)溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)在鼓泡反应器中通入含有\(\rm{SO_{2}}\)和\(\rm{NO}\)的烟气，反应温度\(\rm{323 K}\)，\(\rm{NaClO_{2}}\)溶液浓度为\(\rm{5×10^{-3}mol·L^{-1}}\)。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

\(\rm{①}\)写出\(\rm{NaClO_{2}}\)溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式____________________________。增加压强，\(\rm{NO}\)的转化率________\(\rm{(}\)填“提高”、“不变”或“降低”\(\rm{)}\)。

\(\rm{②}\)随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的\(\rm{pH}\)逐渐________\(\rm{(}\)填“增大”、“不变”或“减小”\(\rm{)}\)。

\(\rm{③}\)由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率\(\rm{(}\)填“大于”或“小于”\(\rm{)}\)。原因是除了\(\rm{SO_{2}}\)和\(\rm{NO}\)在烟气中的初始浓度不同，还可能是________。

\(\rm{(2)}\)在不同温度下，\(\rm{NaClO_{2}}\)溶液脱硫、脱硝的反应中\(\rm{SO_{2}}\)和\(\rm{NO}\)的平衡分压\(\rm{p}\)\(\rm{{\,\!}_{c}}\)如图所示。

\(\rm{①}\)由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________\(\rm{(}\)填“增大”、“不变”或“减小”\(\rm{)}\)。

\(\rm{②}\)反应\(\rm{ClO_{2}^{-}+2SO^{2}_{3}=2SO^{2}_{4}+Cl^{-}}\)的平衡常数\(\rm{K}\)表达式为________________。

\(\rm{(3)}\)如果采用\(\rm{NaClO}\)、\(\rm{Ca(ClO)_{2}}\)替代\(\rm{NaClO_{2}}\)，也能得到较好的烟气脱硫效果。

从化学平衡原理分析，\(\rm{Ca(ClO)_{2}}\)相比\(\rm{NaClO}\)具有的优点是________________________。