(14分)甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H 1=－49.58kJ•mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ：CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g) △H 3=－90.77 kJ•mol-1
回答下列问题：
（1）反应Ⅱ的△H2= ，反应I自发进行条件是 （填“较低温”、“较高温”或“任何温度”）。
（2）在一定条件下3L恒容密闭容器中,充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ，实验测得反应物在不同起始投入量下，反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线，如图1所示。
①H2和CO2的起始的投入量以A和B两种方式投入
A：n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol
B：n(H2)=3mol，n(CO2)=2mol，曲线I代表哪种投入方式 （用A、B表示）
②在温度为500K的条件下，按照A方式充入3mol H2和1.5mol CO2，该反应10min时达到平衡：
a．此温度下的平衡常数为 ；500K时，若在此容器中开始充入0.3molH2和0.9mol CO2、0.6molCH3OH、ｘmolH2O，若使反应在开始时正向进行，则ｘ应满足的条件是
b．在此条件下，系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示，当反应时间达到3min时，迅速将体系温度升至600K，请在图2中画出3～10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线。
（3）固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池，它是以固体氧化锆、氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O 2-）在其间通过，该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极均不参与电极反应，下图是甲醇燃料电池的模型。
①出该燃料电池的负极反应式
②如果用该电池作为电解装置，当有16g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量最多为 （法拉第常数为9.65×104C·mol-1）
（1）在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)+B(g)
2C(g) ΔH < 0。t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图。下列说法正确的是（填序号字母）
a．0～t1时，v正>v逆 ，t2时，v逆>v正
b．混合气体的密度不再改变时，Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡
c．t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C
d．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ
（2）工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH2)2]。
t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10 molCO2和0. 40 molNH3，70 min开始达到平衡。反应中CO2 ( g)的物质的量随时间变化如下表所示:
| 时间／min |
0 |
20 |
70 |
80 |
100 |
| n(CO2) ／mol |
0.10 |
0.060 |
0.020 |
0.020 |
0.020 |
①20 min时，平均反应速率υ (CO2 )=mol/L·min。
②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO2和0. 20 molNH3，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将(填“增大”、“不变”或“减小”)。
③上述可逆反应的平衡常数为_(保留一位小数)。
④下图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH2)2〕的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为，
（3）CH4燃料电池，装置示意如图（A、B为多孔性碳棒）。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。当 V="44.8" L时，电池总反应方程式为；用该电池为电源，以石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极均产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是________________。
I．将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中，各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。
请回答：
（1）下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是（填选项字母）。
| A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变 |
| B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变 |
| C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变 |
| D．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变 |
（2）反应进行到10 min时，共吸收热量11．38 kJ，则该反应的热化学方程式为；
（3）计算该反应的平衡常数K=。
（4）反应进行到20 min时，再向容器内充入一定量NO2，10min后达到新的平衡，此时测得c（NO2）=0．9 mol／L。
①第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1，达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2，则w1w2 （填“>”、“=”或“<”）；
②请在图2中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线（曲线上必须标出“X”和“Y”）。
II．（1）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池中某电极的工作原理如下图所示：
该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的极（填“正”或“负”），该电极反应式为。
（2）用此电池电解含有0．1 mol/L CuSO4和0．1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0．02 mol e－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是__________L。
(17分)运用化学反应原理研究碳、氮、硫元素及其化合物有重要意义。
（1）已知一定量的C单质能在O2(g)中燃烧，其可能的产物及能量关系如图所示：
写出CO2(g)与C(s)反应生成CO(g)的热化学方程式_______________________。
（2）汽车尾气净化过程中发生反应2NO(g)+2CO(g)
N2+2CO2(g)△H<0。一定条件下，向某密闭恒容容器中按体积比1：l充入44.8L(标准状况)NO和CO混合气体，发生上述反应，某同学根据反应过程中的有关数据绘制了如图所示曲线。
①下列关于上述反应过程的叙述正确的是 ________(填写字母代号)。
| A．其它条件不变，加入催化剂，△H的值不变 |
| B．及时除去二氧化碳，反应的正反应速率加快 |
| C．NO、CO、N2、CO2浓度均不再变化，说明平衡未发生移动 |
| D．混合气体的平均相对分子质量不再改变，证明反应达到化学平衡状态 |
②前10min内CO的平均反应速率为______，达平衡时NO的转化率为_____，能使上述平衡体系中
增大的措施有__________(任写一条)。
（3）已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表(单位省略)：
| 弱电解质 |
H2CO3 |
H2SO3 |
NH3·H2O |
| 电离平衡常数 |
Ka1=4.2×10－7 Ka2=5.6×10－11 |
Ka1=1.54×10－2 Ka2=1.02×10－7 |
Kb=1.7×10－5 |
①室温条件下。用敞口容器加热氨水一段时间，恢复至室温后，溶液中水的电离程度比加热前_______(填写“增大”、“减小”或“不变”)了．
②常温下，0.1 mo1·L-1(NH4)2SO4溶液呈_____(填“酸”、“中”、“碱”)性。
③常温下，测得某碳酸饮料的pH=6，则该饮料
________。
【化学——化学与技术】(15分)将海水淡化和与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺提取其他产品。
回答下列问题：
（1）下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是(填序号)。
①用混凝法获取淡水②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种 ④改进钾、溴、镁等的提取工艺
（2）采用“空气吹出法”从浓海水中吹出Br2，并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是：Br2＋Na2CO3＋H2O 
NaBr＋NaBrO3＋NaHCO3，吸收1 mol Br2时转移的电子为__mol。
（3）海水提取镁的一段工艺流程如下图：
浓海水的主要成分如下：
| 离子 |
Na＋ |
Mg2＋ |
Cl－ |
SO42－ |
| 浓度(g•L－1) |
63.7 |
28.8 |
144.6 |
46.4 |
该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为，产品2的化学式为，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为 ______g。
（4）采用石墨阳极，不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式。
(13分)《华北电力大学学报：社会科学版》2014年第2期的文章《欧盟暂停征收航空碳排放税的法律思考》，该文章从欧盟暂停征收航空碳排放税的背景人手，分析了欧盟征收航空碳排放税的争议焦点所在，最后对欧盟暂停征收航空碳排放税进行了评析，并提出征收航空碳排放税是未来趋势的观点，希望在反对声中换一个视角来阐述征收航空碳排放税对于环境保护、技术革新和国际法的促进作用。
（1）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
（2）活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)，生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：
上述反应T1℃时的平衡常数为K1，T2℃时的平衡常数为K2。
①计算K1= 。
②根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是(填序号) 。
a．T1大于T2b．T1小于T2 c.无法比较
（3）工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO(g)＋H2O(g) 
CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41 kJ/mol
已知：2H2O (g) = 2H2 (g)＋O2 (g) ΔH＝＋484 kJ/mol，
①写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：。
②某温度下，在一容积可变的容器中， CO转化生成CO2的反应达到平衡时， CO、O2和CO2的物质的量分别为4 mol、2 mol、和4 mol.保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是：
| A．均增加1 mol | B．均加倍 | C．均减少1 mol | D．均减半 |
（4）现以CO、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。其中Y为CO2。
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式。
写出电解池中生成FeO42－的电极反应式为。