铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

\(\rm{(1)}\)真空碳热还原\(\rm{-}\)氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：

\(\rm{Al_{2}O_{3}(s)+AlCl_{3}(g)+3C(s) =3AlCl (g)+3CO(g) \triangle H = a kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{3AlCl(g)=2Al(l)+ AlCl_{3} (g)}\)   \(\rm{\triangle H = b kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{①}\)反应\(\rm{Al_{2}O_{3}(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)}\)的\(\rm{\triangle H=}\)________\(\rm{kJ·mol^{-1}(}\)用含\(\rm{a}\)、\(\rm{b}\)的代数式表示\(\rm{)}\)。

\(\rm{②Al_{4}C_{3}}\)也是该反应过程中的一种中间产物。\(\rm{Al_{4}C_{3}}\) 与盐酸反应\(\rm{(}\)产物之一是含氢量最高的烃\(\rm{)}\)的化学方程式为_______________。

\(\rm{③}\)甲烷和水反应可以制水煤气\(\rm{(}\)混合气体\(\rm{)}\)，在恒温、固定体积为\(\rm{V}\)升的密闭容器中的反应微观示意图如下所示，根据微观示意图得出的结论中，正确的是_____________。

\(\rm{a.}\) 该反应方程式为：\(\rm{CH_{4}+H_{2}O = CO+3H_{2}}\)

\(\rm{b.}\) 该反应平衡前后压强比为\(\rm{3}\)：\(\rm{4}\)

\(\rm{c.}\) 该反应体系中含氢元素的化合物有\(\rm{3}\)种

\(\rm{d.}\) 该反应中甲烷的平衡转化率为\(\rm{50\%}\)  一定条件下经过\(\rm{t}\)分钟达到化学平衡

\(\rm{④}\)水煤气中的\(\rm{H_{2}}\)可用于生产\(\rm{NH_{3}}\)，在进入合成塔前常用\(\rm{[Cu(NH_{3})_{2}]Ac}\)溶液来吸收其中的\(\rm{CO}\)，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：

\(\rm{[Cu(NH_{3})_{2}]Ac_{(aq)} + CO_{(g)} + NH_{3(g)\;}}\) \(\rm{⇌ [Cu(NH_{3})_{3}]Ac·CO_{(aq)}}\)   \(\rm{\triangle H < 0}\)

\(\rm{[Cu(NH_{3})_{2}]Ac}\)溶液吸收\(\rm{CO}\)的适宜生产条件应是______。该条件下用气体表示的平衡常数表达式为：\(\rm{K=}\)__________

\(\rm{(2)}\)镁铝合金\(\rm{(Mg_{17}Al_{12} )}\)是一种潜在的贮氢材料，一般在氩气环境中将一定化学计量比的\(\rm{Mg}\)、\(\rm{Al}\) 单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下可完全吸氢得到的混合物\(\rm{Y(}\)含\(\rm{MgH_{2}}\) 和\(\rm{Al)}\)，\(\rm{Y}\)在一定条件下可释放出氢气。

\(\rm{①}\)熔炼制备镁铝合金\(\rm{(Mg_{17}Al_{12})}\)时通入氩气的目的是_________________。

\(\rm{②}\)写出镁铝合金\(\rm{(Mg_{17}Al_{12} )}\) 在一定条件下完全吸氢的化学方程式 _________________。

\(\rm{③}\)在\(\rm{6. 0mol·L^{-1}HCl}\) 溶液中，混合物\(\rm{Y}\) 能完全释放出\(\rm{H_{2}}\)。\(\rm{1mol Mg_{17} Al_{12}}\) 完全吸氢后得到的混合物\(\rm{Y}\) 与上述盐酸完全反应，释放出\(\rm{H_{2}}\) 的物质的量为_________。

已知\(\rm{E_{1}=134 kJ·mol^{-1}}\)、\(\rm{E_{2}=368 kJ·mol^{-1}}\)，请参考题中图表，按要求填空：

\(\rm{(1)}\)图甲是\(\rm{1 mol NO_{2}(g)}\)和\(\rm{1 mol CO(g)}\)反应生成\(\rm{CO_{2}(g)}\)和\(\rm{NO(g)}\)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率加快，\(\rm{E_{1}}\)的变化是________\(\rm{(}\)填“增大”、“减小”或“不变”，下同\(\rm{)}\)，\(\rm{ΔH}\)的变化是________。\(\rm{NO_{2}}\)和\(\rm{CO}\)反应的热化学方程式为__________________________。

\(\rm{(2)}\)捕碳技术\(\rm{(}\)主要指捕获\(\rm{CO_{2})}\)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前\(\rm{NH_{3}}\)和\(\rm{(NH_{4})_{2}CO_{3}}\)已经被用作工业捕碳剂，它们与\(\rm{CO_{2}}\)可发生如下可逆反应：

反应Ⅰ：\(\rm{2NH_{3}(l)+H_{2}O(l)+CO_{2}(g)\overset{}{⇌} }\) \(\rm{(NH_{4})_{2}CO_{3}(aq)}\)       \(\rm{ΔH_{1}}\)

反应Ⅱ：\(\rm{NH_{3}(l)+H_{2}O(l)+CO_{2}(g)\overset{}{⇌} NH_{4}HCO_{3}(aq)}\)          \(\rm{ΔH_{2}}\)

反应Ⅲ：\(\rm{(NH_{4})_{2}CO_{3}(aq)+H_{2}O(l)+CO_{2}(g)\overset{}{⇌} 2NH_{4}HCO_{3}(aq)}\)   \(\rm{ΔH_{3}}\)

则\(\rm{ΔH_{3}}\)与\(\rm{ΔH_{1}}\)、\(\rm{ΔH_{2}}\)之间的关系是：\(\rm{ΔH_{3}=}\)________。

\(\rm{(3)}\)下表所示是部分化学键的键能参数：

已知\(\rm{P_{4}(g)+5O_{2}(g)═P_{4}O_{10}(g)}\)　\(\rm{ΔH=-d kJ·mol^{-1}}\)，\(\rm{P_{4}}\)及\(\rm{P_{4}O_{10}}\)的结构如图乙所示。表中\(\rm{x=}\)________\(\rm{ kJ·mol^{-1}}\)。\(\rm{(}\)用含\(\rm{a}\)、\(\rm{b}\)、\(\rm{c}\)、\(\rm{d}\)的代数式表示\(\rm{)}\)

二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

\(\rm{(1)}\)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和\(\rm{NO}\)，发生反应\(\rm{C(s) + 2NO(g)}\) \(\rm{N_{2}(g) + CO_{2}(g)}\)  \(\rm{ΔH}\) ，在\(\rm{T_{1}℃}\)时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

\(\rm{①}\)根据图表数据分析\(\rm{T_{1}℃}\)时，该反应在\(\rm{0-20min}\)的平均反应速率

\(\rm{v(N_{2})=}\)          \(\rm{mol·L^{-1}·min^{-1}}\)；计算该反应的平衡常数\(\rm{K=}\)            。

\(\rm{②30min}\)后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是         \(\rm{(}\)填字母代号\(\rm{)}\)。

A.加入合适的催化剂               \(\rm{B.}\)适当缩小容器的体积

C.适当增加容器的体积             \(\rm{D.}\)加入一定量的活性炭

\(\rm{③}\)若\(\rm{30min}\)后升高温度至\(\rm{T_{2}℃}\)，达到平衡时，容器中\(\rm{NO}\)、\(\rm{N_{2}}\)、\(\rm{CO_{2}}\)的浓度之比为\(\rm{5:3:3}\)，则达到新平衡时\(\rm{NO}\)的转化率           \(\rm{(}\)填“升高”或“降低”\(\rm{)}\)，\(\rm{ΔH}\)         \(\rm{0(}\)填“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\)。

\(\rm{(2)}\)工业上用\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)反应合成二甲醚。已知：

\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)}\)\(\rm{CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)}\)   \(\rm{\triangle H_{1}=-49.1kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{2CH_{3}OH(g)}\)\(\rm{CH_{3}OCH_{3}(g)+H_{2}O(g)}\)     \(\rm{\triangle H_{2}=-24.5 kJ·mol^{-1}}\)

写出\(\rm{CO_{2}(g)}\)和\(\rm{H_{2}(g)}\)转化为\(\rm{CH_{3}OCH_{3}(g)}\)和\(\rm{H_{2}O(g)}\)的热化学方程式                           。

\(\rm{(3)}\)二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池\(\rm{(}\)电解质为\(\rm{KOH}\)溶液\(\rm{)}\)的负极反应式为：                 。

碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)有机物\(\rm{M}\)经过太阳光光照可转化成\(\rm{N}\)，转化过程如图：

则\(\rm{M}\)、\(\rm{N}\)相比，较稳定的是___。\(\rm{(}\)用字母“\(\rm{M}\)”或“\(\rm{N}\)”表示\(\rm{)}\)

\(\rm{(2)}\)已知\(\rm{CH_{3}OH(l)}\)的燃烧热\(\rm{\triangle H=-238.6kJ/mol}\)， \(\rm{CH_{3}OH(l)+\dfrac{1}{2}O_{2}(g)=CO_{2}(g)+2H_{2}(g)\triangle H=-akJ/mol}\)，则\(\rm{a}\)　 　_____\(\rm{238.6(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)。

\(\rm{(3)}\)已知：\(\rm{2SO_{2}(g)+ O_{2}(g)= 2SO_{3}(g)}\)  \(\rm{\triangle H =-196.6kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{2NO(g)+O_{2}=2NO_{2}(g) \triangle H =-113.0kJ·mol^{-1}}\)

则反应\(\rm{NO_{2}(g)+SO_{2}(g)=SO_{3}(g)+NO(g)}\)的\(\rm{\triangle H = }\)__________。

\(\rm{(4)}\)使\(\rm{Cl_{2}}\)和\(\rm{H_{2}O(g)}\)通过灼热的炭层生成\(\rm{HCl}\)和\(\rm{CO_{2}}\)，该反应的热化学方程式为

\(\rm{2Cl_{2}(g)+2H_{2}O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO_{2}(g)\triangle H=-290kJ⋅mol^{-1}}\)，当有\(\rm{710gCl_{2}}\)参加反应时放出的热量为____________ 。

\(\rm{(5)}\)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，已知\(\rm{4Al(s)+3TiO_{2}(s)+3C(s) =2Al_{2}O_{3}(s)+3TiC(s) \triangle H=-1176kJ/mol}\)，则反应过程中，每转移\(\rm{5mol}\)电子放出的热量为_______  ___________\(\rm{kJ}\)。

乙醇是生活中常见的物质，用途广泛，其合成方法和性质也具有研究价值。

Ⅰ\(\rm{.}\)乙醇可以作为燃料燃烧。已知化学键的键能是指气态原子间形成\(\rm{1mol}\)化学键时释放出的能量。应用表中数据\(\rm{(25℃}\)、\(\rm{101 kPa)}\)，写出气态乙醇完全燃烧生成\(\rm{CO2}\)和水蒸气的热化学方程式_________。

Ⅱ\(\rm{.}\)直接乙醇燃料电池\(\rm{(DEFC)}\)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。

      碱性乙醇燃料电池                        酸性乙醇燃料电池                      熔融盐乙醇燃料电池

\(\rm{(1)}\)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为_________。

\(\rm{(2)}\)碱性乙醇燃料电池中，电极\(\rm{a}\)上发生的电极反应式为_________，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断下降，其原因是_________。

\(\rm{(3)}\)酸性乙醇燃料电池中，电极\(\rm{b}\)上发生的电极反应式为_________，通过质子交换膜的离子是_________。

\(\rm{(4)}\)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，\(\rm{CO_{3}^{2-}}\)向电极_____\(\rm{(}\)填“\(\rm{a}\)”或“\(\rm{b}\)”\(\rm{)}\)移动，电极\(\rm{b}\)上发生的电极反应式为_________。

Ⅲ\(\rm{.}\)已知气相直接水合法可以制取乙醇：\(\rm{H_{2}O(g) + C_{2}H_{4}(g)⇌ }\) \(\rm{CH_{3}CH_{2}OH(g)}\)。当\(\rm{n(H_{2}O)︰n(C2H4)=1︰1}\)时，乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如下图：

\(\rm{(1)}\)图中压强\(\rm{P1}\)、\(\rm{P2}\)、\(\rm{P3}\)、\(\rm{P4}\)的大小顺序为：_________，理由是：_________。

\(\rm{(2)}\)气相直接水合法采用的工艺条件为：磷酸\(\rm{/}\)硅藻土为催化剂，反应温度\(\rm{290℃}\)，压强\(\rm{6.9MPa}\)，\(\rm{n(H_{2}O)︰n(C_{2}H_{4})=0.6︰1}\)。该条件下乙烯的转化率为\(\rm{5℅}\)。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有\(\rm{(}\)任写一种\(\rm{)}\)_________。

Ⅳ\(\rm{.}\)探究乙醇与溴水是否反应。

\(\rm{(1)}\)探究乙醇与溴水在一定条件下是否可以发生反应，实验如下：

\(\rm{①}\)实验\(\rm{2}\)中向淀粉\(\rm{-KI}\)溶液中滴加冷却后的混合液的目的是_________。

\(\rm{②}\)实验\(\rm{3}\)的作用是_________。

\(\rm{③}\)根据实验现象得出的结论是_________。

\(\rm{(2)}\)现有含\(\rm{a mol Br_{2}}\)的溴水和足量的乙醇，请从定量的角度设计实验\(\rm{(}\)其他无机试剂任选\(\rm{)}\)，探究该反应是取代反应还是氧化反应_________\(\rm{(}\)已知若发生氧化反应，则\(\rm{Br_{2}}\)全部转化为\(\rm{HBr)}\)。

二甲醚是一种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\(\rm{(}\)水煤气\(\rm{)}\)合成二甲醚。请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

\(\rm{①2{H}_{2}(g)+\;CO(g)⇌C{H}_{3}OH(g)\;\;Δ{H}_{1}=-90.8\;kJ·mo{l}^{-1} }\)

\(\rm{②2C{H}_{3}OH(g)\;⇌C{H}_{3}OC{H}_{3}(g)+{H}_{2}O(g)\;\;\;\;Δ{H}_{2}=-23.5\;kJ·mol-1 }\)

\(\rm{③CO(g)+{H}_{2}O(g)⇌C{O}_{2}(g)+\;H2(g)\;\;Δ{H}_{3}=-41.3\;kJ·mo{l}^{-1} }\)

总反应：\(\rm{3{H}_{2}(g)+\;3CO(g)\;⇌C{H}_{3}OC{H}_{3}(g)+C{O}_{2}(g) }\)的\(\rm{Δ}\)\(\rm{H}\)\(\rm{=}\)_______；

\(\rm{(2)}\)一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡后，既能加快化学反应速率又能提高二甲醚的产量，可以采取的措施是______\(\rm{(}\)填标号\(\rm{)}\)。

\(\rm{a.}\)低温高压     \(\rm{b.}\)分离出二甲醚    \(\rm{c.}\)加入催化剂   \(\rm{d.}\)增加\(\rm{H_{2}}\)的浓度 

\(\rm{(3)}\)在相同条件下的密闭容器中，加入等物质的量的\(\rm{H_{2}}\)和\(\rm{CO}\)，反应一段时间后，测得容器内压强为原来的一半，则该条件下\(\rm{H_{2}}\)的转化率为        。

\(\rm{(4)}\)下列事实能说明该总反应达到平衡状态的是\(\rm{(}\)   \(\rm{)}\)。

\(\rm{a.}\)混合气体的质量不变             \(\rm{b.}\)混合气体的压强不变   

\(\rm{c.}\)\(\rm{n}\)\(\rm{(CO_{2})/}\)\(\rm{n}\)\(\rm{(CO)}\)的比值不变    \(\rm{d}\)．\(\rm{n}\)\(\rm{(CH_{3}OCH_{3})/}\)\(\rm{n}\)\(\rm{(CO_{2})}\)的比值不变

\(\rm{e.3}\)\(\rm{V}\)\(\rm{(H_{2})_{正}==}\)\(\rm{V}\)\(\rm{(CO_{2})_{逆}}\)