“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m-3的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。
（1）已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1＝—393.5 kJ·mol-1 ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2＝—483.6 kJ·mol-1 ②
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3＝＋131.3 kJ·mol-1 ③
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气（CO、H2）33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O，反应过程中转移 mol e-。
（2）密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g) 
CH3OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为VAL，则该温度下的平衡常数K= ；A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)总：n(B)总= 。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是 。
A.降温 B.加压 C.使用催化剂 D.将甲醇从混合体系中分离出来
纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的三种方法：
| 方法Ⅰ |
用炭粉在高温条件下还原CuO |
| 方法Ⅱ |
电解法：2Cu＋H2O电解Cu2O＋H2↑ |
| 方法Ⅲ |
用肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2 |
（1）工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成 而使Cu2O产率降低。
（2）方法Ⅰ制备过程会产生有毒气体，每生成1 g该有毒气体，能量变化a kJ，写出制备反应的热化学方程式 。
（3）方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度而制备纳米Cu2O，装置如下图所示，该电池的阳极生成Cu2O反应式为 。
（4）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu(OH)2来制备纳米
级Cu2O，同时放出N2。该制法的化学方程式为 。
（5）方法Ⅲ可以用甲醛稀溶液替代肼，但因反应温度较高而使部分产品颗粒过大， （填操作名称）可分离出颗粒过大的Cu2O。
（6）在相同的密闭容器中，用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：
2H2O(g)
2H2(g)＋O2(g)⊿H＞0
水蒸气的浓度（mol·L－1）随时间t (min)变化如下表：
| 序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
| ① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
| ② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
| ③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断：实验①的前20 min的平均反应速率ν(O2)＝ ；实验温度T1 T2（填“＞”、“＜”）；催化剂的催化效率：实验① 实验②（填“＞”、“＜”）。
金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”,常见化合价为+4。它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。
Ⅰ．工业上用钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备金属钛的一种工艺流程如下图(部分产物略去)。
（1）步骤①反应的化学方程式为：2FeTiO3 + 6C + 7Cl2高温2FeCl3 + 2TiCl4 + 6CO,还原剂是 。
（2）步骤②分离出TiCl4的方法,利用了TiCl4与FeCl3 的不同。
（3）步骤④反应的化学方程式为____________,该反应在氩气中进行的理由是____ ______。
（4）绿色化学提倡物料循环。以上流程中,可用于循环的物质除Cl2、Mg外,还有__________。
II． 工业上也可用TiO2通过下述两种方法制备金属钛：
方法一：先将TiO2氯化为TiCl4,再还原得到Ti。
（5）氯化反应TiO2 (s) +2Cl2 (g)
TiCl4(l) + O2 (g)无法自发正向进行,在反应器中加入碳,则在高温条件下反应可顺利进行。试从化学平衡角度解释,往氯化反应器中加碳的原因： 。
方法二：以熔融盐为电解液电解TiO2获得Ti。其中碳块为阳极,电极反应式为：2O2—- 4eˉ＝O2↑；TiO2作阴极，被还原。
（6）阴极的电极反应式为 。
（7）电解过程中需定期向电解槽中加入碳块的原因是 。
“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）CO2的电子式为 。
（2）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4 ＝ ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O。
（3）甲醇是一种新型燃料，工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+ 2H2（g）
CH3OH（g） △H1＝－116 kJ·mol-1。
已知：
△H2＝－283 kJ·mol-1
△H3＝－242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 。
（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的燃料电池装置。
①该电池负极的电极反应为： 。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为 。
（5）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下 CO（g）+ 2H2（g）
CH3OH（g）的平衡常数K = 。
（6）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
2014年初雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）＋2CO（g）
2CO2（g）＋N2（g）。在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面（S）和时间（t）的变化曲线如图所示。据此判断：
①在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v（N2）＝________。
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在上图中画出c（CO2）在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是____________。
（2）煤燃烧产生的烟气中有含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
①已知甲烷的燃烧热为890 kJ·mol－1；1 mol水蒸气变成液态水放热44 kJ；N2与O2生成NO的过程如下，
CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝________。
②在恒压下，将CH4（g）和NO2（g）置于密闭容器中，也可以发生化学反应：
CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH<0，提高NO2转化率的措施有________。
| A．增加原催化剂的表面积 |
| B．降低温度 |
| C．减小投料比[n（NO2）/n（CH4）] |
| D．增大压强 |
（3）在容积相同的两个密闭容器内（装有等量的某种催化剂）先各通入等量的CH4，然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下，同时分别发生上述的两个反应：并在t秒时测定其中NOx转化率，绘得图像如下图所示：
从图中可以得出的结论是_____________________。
结论一：在250～450 ℃时，NOx转化率随温度升高而增大，450～ 600 ℃时NOx转化率随温度升高而减小推测原因是______________________________________。
结论二：__________________________________。
[化学与技术]
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：
根据题意回答下列问题：
（1）固体X中主要含有 （填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用 （填写仪器或试剂名称）。
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5，其目的是 。
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、
、过滤、 、干燥。
（4）下表是相关物质的溶解度数据。
操作III发生反应的化学方程式是
。该反应在溶液中能发生的理由是 。
（5）副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取ng样品，加入过量 （填写试剂）、溶解、过滤、再加入过量 （填写试剂）、……灼烧、冷却、称量，得干燥固体mg。计算祥品中氢氧化铝的质量分数为 （用含m、n的代数式表示）。