(16分)Ⅰ:中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
(1)有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是_____
A.电解水制氢:2H2O
2H2↑+O2↑
B.高温使水分解制氢:2H2O
2H2↑+O2↑
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O
2H2↑+O2↑
D.天然气制氢:CH4+H2O
CO + 3H2
(2)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入 1mol CO2和3mol H2,一定条件下反应: CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。

①从3 min到9 min,v(H2)=________mol·L-1·min-1。
②能说明上述反应达到平衡状态的是____________(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
Ⅱ: 甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(3)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I: CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应II: CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“Ⅱ”)。
②已知反应Ⅰ的能量变化如图所示:由表中数据判断ΔH1 0 (填“>”、“=”或“<”)。

③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L, 则CO的转化率为 。
(4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为__________
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________.
下表是元素周期表的一部分,表中的数字表示一种短周期元素,回答下列问题:
(1)画出②的原子结构示意图:。
(2)③、④、⑦、⑧四种元素所形成的气态氢化物中最稳定的是______(填化学式)。
(3)①在元素周期表中的位置是。
(4)⑧、⑨元素的最高价氧化物对应水化物的酸性比较:> ___ (填化学式)。
(5)写出⑤和⑨组成的化合物的电子式:。
(6)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序是:____>____>____(用元素符号表示)。
指出下列反应属于吸热反应还是放热反应。
①燃烧木炭取暖; ②煅烧石灰石制生石灰;
③Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵晶体反应; ④铝与稀盐酸反应;
⑤食物因氧化而腐败;⑥生石灰与水作用制熟石灰;
⑦灼热的炭与二氧化碳反应;⑧酸碱中和反应。
三种短周期元素x、y、z对应的单质 X、Y、Z,常温常压下均为无色气体,在适当条件下单质X、Y、Z之间可以发生如右图所示的变化。已知B分子组成中z原子个数比C分子中少一个。
请回答下列问题:
(1)元素x的原子结构示意图;元素y在周期表中的位置是;
(2)已知C的浓溶液与浓盐酸相遇可产生白烟,写出白烟成分的电子式:。
(3)C与X在一定条件下生成化合物A的化学方程式:。
(4)一定条件下,A与C反应可生成Y和B,请写出该反应的化学方程式;并用单线桥法标出电子转移的方向与数目。
。
(5)用电子式表示B的形成过程。
实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是____________(填字母)。
A.DH>0,DS>0B.DH>0,DS<0 C.DH<0,DS<0D.DH<0,DS>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡,CH3OH的平均反应速率
v(CH3OH) =mol·(L·min)-1;
H2的转化率 =
②该反应的平衡常数表达式K=
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填字母)。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂D.再充入l molCO2和3 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式:
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池的负极电极反应式
一定条件下向容积为20 L的密闭容器中充入1 mol NO2气体,发生反应2NO2
N2O4。反应中测得相关数据如下表所示:
| 反应时间/min |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
| 气体相对分子质量 |
46 |
57 |
64 |
69 |
69 |
69 |
(1)此条件下该反应的化学平衡常数Kc =________。
(2)在50 min末,向容器中加入2/3 mol NO2,若要保持平衡不发生移动,则应加入N2O4________mol。
(3)若保持容器体积不发生变化,升高温度,则可得如图图像,据此判断该反应ΔH________0(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)若在体积不变的情况下,开始充入0.5 mol N2O4,则达到新平衡时N2O4的转化率=________。