高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

向反应体系中同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：
I.CH₄(g)+2O₂(g) CO₂(g)+2H₂O(g)   ΔH₁=一802．6 kJ／mol
II. CH₄(g)+O₂(g) CO₂(g)+2H₂ (g)  ΔH₂=一322．O kJ／mol
III. CH₄(g)+ H₂O(g) CO(g)+3H₂ (g)  ΔH₃=+206．2 kJ／mol
IV. CH₄(g)+ 2H₂O(g)  CO₂ (g)+4H₂ (g)  ΔH₄=+165．O kJ／mol
请回答下列问题：
（1）CH₄的燃烧热ΔH          ΔH1(填“>”“<”或“=”)。
（2）在反应初始阶段，反应Ⅱ的反应速率大于反应Ⅲ的反应速率。比较反应Ⅱ的活化能E_Ⅱ和反应Ⅲ的活化能E_Ⅲ的大小．E_Ⅱ              E_Ⅲ(填“>”、“<”或“=”)。
（3）在1 L固定容积密闭容器中投入1．8 mol CH₄和3．6 mol H₂O(g)，若只发生反应Ⅳ，测得CH₄、H₂O(g)及某一生成物的物质的量浓度(c)随反应时间(t)的变化如图所示[第9 min前H₂O(g)的物质的量浓度及第4 min～9 min之间X所代表生成物的物质的量浓度变化曲线未标出，条件有变化时只考虑改变一个条件)。

①O～4 min内，H₂的平均反应速率V(H₂)=               mol·(L·min)^-1；
②反应在5 min时的平衡常数K=                     ；
③第6 min时改变的条件是              ；判断理由是                            ；
④比较第5 min时的平衡常数K(5 min)与第10 min时平衡常数K(10 min)的大小：K(5 min)     K(10 min) (填“>”、“=”或“<”)，原因是           。

（1）据报道以硼氢化合物NaBH₄（H的化合价为-1价）和H₂O₂作原料的燃料电池，可用作通信卫星电源。负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO₂，其工作原理如图所示。

写出该电池放电时负极的电极反应式：                    。
（2）火箭发射常以液态肼（N₂H₄）为燃料，液态过氧化氢为助燃剂。
已知：N₂H₄（l） + O₂（g） ＝ N₂（g）+ 2H₂O（l）    △H =" –" 534 kJ·mol^—1
H₂O₂（l）= H₂O（l） + 1/2O₂（g）     △H =" –" 98.6 kJ·mol^—1
写出常温下，N₂H₄（l） 与 H₂O₂（l）反应生成N₂和H₂O的热化学方程式                。
（3）O₃可由臭氧发生器（原理如图所示）电解稀硫酸制得。

①图中阴极为        （填“A”或“B”）。
②若C处通入O ₂，则A极的电极反应式为：              
（4）向一密闭容器中充入一定量一氧化碳跟水蒸气发生反应CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，下列情况下能判断该反应一定达到平衡状态的是____  _____（选填编号）。

A．v正（H2O) = v逆（H2)

B．容器中气体的压强不再发生改变

C．H2O的体积分数不再改变

D．容器中CO2和H2的物质的量之比不再发生改变

E．容器中气体的密度不再发生改变
（5）温度T₁时，在一体积为2L的密闭容积中,加入0.4molCO₂和0.4mol 的H₂,反应中c(H₂O)的变化情况如图所示

T₁时反应CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)第4分钟达到平衡。在第5分钟时向体系中同时再充入0.1molCO和0.1molH₂（其他条件不变），请在右图中画出第5分钟到9分钟c(H₂O)浓度变化趋势的曲线。

(15分)氮的氢化物NH₃、N₂H₄等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
（1）已知25℃时，几种难溶电解质的溶度积如下表所示：

氢氧化物	Cu(OH)2	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
Ksp	2.2×10^-20	4.0×10^-38	8.0×10^-16	1.8×10^-11

向Cu²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺浓度都为0.01mol·L^-1的溶液中缓慢滴加稀氨水，产生沉淀的先后顺序为      （用化学式表示）。
（2）实验室制备氨气的化学方程式为      。
工业上，制备肼（N₂H₄）的方法之一是用次氯酸钠溶液在碱性条件下与氨气反应。以石墨为电极，将该反应设计成原电池，该电池的负极反应为      。
（3）在3 L密闭容器中，起始投入4 mol N₂和9 mol H₂在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如表所示：

温度(K)	平衡时NH3的物质的量(mol)
T1	2.4
T2	2.0

已知：破坏1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH₃(g)中的化学键消耗的能量。
①则T₁      T₂（填“>”、“<”或“=”）。
②在T₂ K下，经过10min达到化学平衡状态，则0～10min内H₂的平均速率v(H₂)=    ，平衡时N₂的转化率α（N₂）=      。若再增加氢气浓度，该反应的平衡常数将     （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③下列图像分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（）、N₂体积分数φ（N₂）和气体密度（ρ）与反应时间关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是    。

开发氢能是实现社会可持续发展的需要。下图是以含H₂S杂质的天然气为原料制取氢气的流程图。

回答下列问题：
（1）反应②的化学方程式为                                           。
（2）反应④的离子方程式为                                           。
（3）步骤③中制氢气的原理如下：
Ⅰ：CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)      ΔH＝＋206.4 kJ·mol^－1
Ⅱ：CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)      ΔH＝－41.2 kJ·mol^－1
①对于反应Ⅰ，一定可以提高平衡体系中H₂的百分含量，又能加快反应速率的措施是           （填字母代号）。
a．升高温度      b．增大水蒸气浓度      c．加入催化剂      d．降低压强
②利用反应Ⅱ，将CO进一步转化，可提高H₂的产量。若1.00 mol CO和H₂的混合气体（CO的体积分数为20%）与H₂O反应，得到1.18 mol CO、CO₂和H₂的混合气体，则CO的转化率为           。
③若该天然气中硫化氢的体积分数为5%，且甲烷与水蒸气反应转化成二氧化碳和氢气的总转化率为80%，则通过上述流程1.00 m³天然气理论上可制得氢气       m³（同温同压条件下）。
（4）一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢（生成的有机物为气体，忽略其他有机物）。
①生成目标产物的电极反应式为                  。
②该储氢装置的电流效率为η＝          。（η＝ ×100%，计算结果保留小数点后1位）

2013年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）CO₂是大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。目前，由CO₂来合成二甲醚已取得了较大的进展，其化学反应是：
2CO₂（g）+6H₂（g）CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g） △H＞0。
①写出该反应的平衡常数表达式              。
②判断该反应在一定条件下，体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是     。

A．容器中密度不变

B．单位时间内消耗2molCO2，同时消耗1mol二甲醚

C．v(CO2)︰v(H2)=1︰3

D．容器内压强保持不变

（2）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)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。

据此判断：
①该反应的ΔH     0（选填“＞”、“＜”）。
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T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（3）已知：CO（g）＋ 2H₂（g）CH₃OH（g）△H =" -a" kJ•mol^-1。
①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：

温度（℃）	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)="0.4" mol·L^－1、c(H₂)="0.4" mol·L^－1、c(CH₃OH)="0.8" mol·L^－1, 则此时v_正      v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）。
②某温度下，在体积固定的2L的密闭容器中将1 mol CO和2 mol H₂混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：

时间（min）	5	10	15	20	25	30
压强比(P后/P前)	0.98	0.90	0.80	0.70	0.70	0.70

达到平衡时CO的转化率为            。

从图表中获得有用的信息是化学学习和研究的重要能力。
（1）图1是在一定条件下，反应：CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)的实验曲线。

①图中P₁、P₂、P₃、P₄代表不同压强，则压强大小的排列顺序为           。该反应的△H    0（选填“>”、“<”、“=”）。
②压强为 P₄时，在 Y 点：υ(正)    υ(逆)。（选填“>”、“<”、“=”）；
③压强为P₄时，密闭容器中CH₄和CO₂的起始浓度均为0.10mol•L^-1，则1100℃时该反应的化学平衡常数
为        （保留三位有效数字）。
（2）温度与HCl压强对MgCl₂·6H₂O受热分解产物的影响如图所示，下列说法正确的是

A．温度低于100℃，MgCl2·6H2O不会发生分解

B．要得到MgO温度至少需要加热至600℃

C．要得到无水MgCl2只要控制温度，不一定要在HCl气体中

D．在HCl气体压强为0.25×10^6Pa时，温度由室温升高至300℃，发生的反应为MgCl2·6H2O＝Mg(OH)Cl+HCl+5H2O

（3）X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在。Al－LiBH₄是新型产氢复合材料，常温下可以与H₂O反应生成H₂。图3是含LiBH₄为25%时Al－LiBH₄复合材料的X－射线衍射图谱，图4是该复合材料在25℃(图谱a)和75℃(图谱b)时与水反应后残留固体物质的X－射线衍射图谱。据图分析，25℃时Al－LiBH₄复合材料中与水完全反应的物质是__ (填化学式)，25℃和75℃时产物中不相同的物质是_ _ (填化学式)。

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）已知：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)  ΔH= -196.6kJ·mol^-1
2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)  ΔH= -113.0kJ·mol^-1
则反应NO₂(g)+SO₂(g)SO₃(g)+NO(g)的ΔH=         kJ·mol^-1。
一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比2∶1置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是            。

A．体系压强保持不变	B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变	D．每消耗1molSO3的同时生成1mol NO

测得上述反应达平衡时NO₂与SO₂的体积比为5∶1，则平衡常数K=        。
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图（2）所示。该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、
1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是：                                                   。
 
（3）依据燃烧的反应原理，合成的甲醇可以设计如图（3）所示的原电池装置。
①该电池工作时，OH^-向         极移动（填“正”或“负”）。
②该电池正极的电极反应式为                              。

CO₂和CH₄是两种重要的温室气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO₂、6 mol CH₄，发生如下反应：
CO₂ (g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

物质	CH4	CO2	CO	H2
体积分数	0．1	0．1	0．4	0．4

①此温度下该反应的平衡常数K=__________
②已知： 《1》CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H=890．3 kJ·mol^－1
《2》CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g) △H=+2．8 kJ·mol^－1
《3》2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) △H=566．0 kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g) 的△H=________________
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是                          。

②为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是                     。
③将Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的离子方程式为                      。
（3）①Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂。①如果寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是_____。
A．可在碱性氧化物中寻找    
B．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
C．可在具有强氧化性的物质中寻找
②Li₂O吸收CO₂后，产物用于合成Li₄SiO₄，Li₄SiO₄用于吸收、释放CO₂。原理是：在500℃，CO₂与Li₄SiO₄接触后生成Li₂CO₃；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生，说明该原理的化学方程式是                          。
（4）利用反应A可将释放的CO₂转化为具有工业利用价值的产品。
反应A：CO₂+H₂OCO+H₂+O₂
高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：

CO₂在电极a放电的反应式是__________________________________________。

(14分)质子交换膜燃料电池广受关注。
（1）质子交换膜燃料电池中作为燃料的H₂通常来自水煤气。
已知：①C(s)+1/2O₂(g)="CO(g)" △H₁=－110.35kJ/mol;
②2H₂O(l)=2H₂(g)+ O₂(g) △H₂=＋571.6kJ/mol
③H₂O(l)=H₂O(g) △H₃=＋44.0kJ/mol
则：C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) △H₄=             。
（2）燃料气(流速为1800mL•h^－1；体积分数为：50%H₂，0.98%CO，1.64%O₂，47.38%N₂)中的CO会使电极催化剂中毒，使用CuO/CeO₂催化剂可使CO优先氧化而脱除。
①160℃、CuO/CeO₂作催化剂时，CO优先氧化反应的化学方程式为                。
②灼烧草酸铈[Ce₂(C₂O₄)₃]制得CeO₂的化学方程式为                    。
③在CuO/CeO₂催化剂中加入不同的酸(HIO₃或H₃PO₄)，测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度变化如图所示。

加入     (填酸的化学式)的CuO/CeO₂催化剂催化性能最好。催化剂为CuO/CeO₂－HIO₃，120℃时，反应1小时后CO的体积为        mL。
（3）下图为甲酸质子交换膜燃料电池的结构示意图。

该装置中           (填“a”或“b”)为电池的负极，负极的电极反应式为              。

(本题共14分)
火力发电厂产生的烟气中含有CO₂、CO、SO₂等物质，直接排放会对环境造成危害。对烟气中CO₂、CO、SO₂等物质进行回收利用意义重大。
（1）“湿式吸收法”利用吸收剂与烟气中的SO₂发生反应从而脱硫，其中“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂，向100mL0.2mol·L^-1的NaOH溶液中通入标准状况下0.448LSO₂气体，反应后测得溶液pH<7．则溶液中下列各离子浓度关系正确的是   (填字母序号)．
A．c(HSO₃^-)>c(SO₃^2-)>c(H₂SO₃)     
B．c(Na⁺)>c(HSO₃^-)>c(H⁺)>c(SO₃^2-)
C．c(Na⁺)+c(H⁺)=c(HSO₃^-)+c(SO₃^2-)+c(OH^-)
（2）CO₂是一种温室气体,人类活动产生的CO₂长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。工业上常用高浓度的K₂CO₃溶液吸收CO₂，得溶液X，再利用电解法使K₂CO₃溶液再生，其装置示意图如下：
  
①在阳极区发生的反应包括    和H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O．
②简述CO₃^2-在阴极区再生的原理          ．
（3）再生装置中产生的CO₂和H₂在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。已知：25℃，101kP下：
① H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)  △H₁=-242kJ/mol
②CH₃OH(g)+3/2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g) △H₂="-676" kJ/mol
写出CO₂和H₂生成气态甲醇等产物的热化学方程式          ．
（4）已知反应：CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)；△H=-41.2kJ/mol．生成的CO₂与H₂以不同的体积比混合时在合适的条件下反应可制得CH₄．
①850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H₂O（g），CO和H₂O(g)浓度变化如右图所示。下列说法正确的是        (填序号)．

A．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
B．第4min时，混合气体的平均相对分子质量不再变化，可判断已达到化学平衡
C．第6min时，若升高温度，反应平衡常数会增大
D．第8min时，若充入CO，会导致v(正)>v(逆)，平衡向正反应方向移动
E．0~4min时，CO的平均反应速率为0.030mol/(L•min)
②熔融盐燃科电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。负极反应式为       ．为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是       ．

Ⅰ.制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H₂O（g）CO（g）+H₂（g），此反应是吸热反应。
①此反应的化学平衡常数表达式为                     ；
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是                     。

A．加入C（s）

B．加入H2O（g）

C．升高温度

D．增大压强

E.将碳研成粉末
Ⅱ.研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）已知石墨的标准燃烧热为y kJ·mol^－1，1.2g石墨在1.68L（标准状况）氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ热量。则石墨与氧气反应生成CO的热化学方程式为：
________________________________________________________________。
（2）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是：
________________________________________________________________。
②由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1所示，该电池反应的离子方程式为：_____________________________________________________________。

（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：
CO₂(g) +3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g) △H
①取五份等体积CO₂和H₂的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的ΔH__________(填“>” “<”或“＝”)0。
②在两种不同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、Ⅱ 对应的平衡常数大小关系为K_{Ⅰ__________________}K_Ⅱ(填“>” “<”或“＝”)。
③一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器	甲	乙
反应物投入量	1molCO2 3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为____________________。

甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。
Ⅰ．以CO₂为碳源制取低碳有机物一直是化学领域的研究热点，CO₂加氢制取低碳醇的反应如下：
反应I：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)  ΔH＝－49.0kJ/mol
反应II：2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g)  ΔH＝－173.6kJ/mol
写出由CH₃OH(g)合成CH₃CH₂OH(g)的反应的热化学方程式                      。
Ⅱ．工业上一般以CO和H₂为原料在密闭容器中合成甲醇：
CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·mol^－1
在容积为1 L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H₂和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是________；该温度下上述反应的化学平衡常数的表达式为            ；若增大H₂的用量，上述反应的热效应最大值为____________kJ。

Ⅲ．下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。
 
（1）甲中负极的电极反应式为________。
（2）乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为________________。
（3）丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图

则图中②线表示的是________的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要________ mL 5.0 mol·L^－1 NaOH溶液。

我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法．
I．已知反应Fe₂O₃（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO₂（g）△H=﹣23.5kJ•mol^﹣1，该反应在1000℃的平衡常数等于64。在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，反应经过l0min后达到平衡．
（1）CO的平衡转化率=     
（2）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe₂O₃的转化，可采取的措施是     
a．提高反应温度
b．增大反应体系的压强
c．选取合适的催化剂
d．及时吸收或移出部分CO₂
e．粉碎矿石，使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ．高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H₂反应制备甲醇：
CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）．请根据图示回答下列问题：

（1）从反应开始到平衡，用H₂浓度变化表示平均反应速率v（H₂）=         
（2）若在温度和容器相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：

容器	反应物投入的量	反应物的转化率	CH3OH的浓度	能量变化 （Q1、Q2、Q3均大于0）
甲	1mol CO和2mol H2	α1	c1	放出Q1kJ热量
乙	1mol CH3OH	α2	c2	吸收Q2kJ热量
丙	2mol CO和4mol H2	α3	c3	放出Q3kJ热量

则下列关系正确的是（      ）
A．c₁=c₂        B．2Q₁=Q₃        C．2α₁=α₃        D．α₁+α₂=1  
Ⅲ．以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，图三是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图．回答下列问题：
（1）B极上的电极反应式为                                 
（2）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为          （标况下）．

(14分)（1）对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题，在恒温恒容的甲容器、恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应，如下图（图中所示数据均为初始物理量）。t分钟后反应均达到平衡，生成NH₃均为0.4mol（忽略水对压强的影响及氨气的溶解）。

①判断甲容器中的反应达平衡的依据是          。（填写相应编号）

A．压强不随时间改变

B．气体的密度不随时间改变

C．c(N2)不随时间改变

D．单位时间内生成2molNH3的同时消耗1molN2

E.单位时间内断裂3 mol H-H键，同时断裂6 mol N-H键
②该条件下甲容器中反应的平衡常数K=          ；平衡时，甲的压强P_平=      （初始压强用P₀表示）。
③该条件下，若向乙中继续加入0.2mol N₂，达到平衡时N₂转化率=              。
（2）最近华南理工大提出利用电解法制H₂O₂并用产生的H₂O₂处理废氨水，装置如下图

①为了不影响H₂O₂的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH₄⁺）____    C（NO₃^-）（填“＞”、“＜”或“=”）。
②Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用，该电极上的反应为                                。
③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH₃·H₂O的物质的量为               。

全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题。
（1）地球上的能源主要源于太阳，绿色植物的光合作用可以大量吸收CO₂以减缓温室效应，主要过程可以描述分为下列三步（用“C₅”表示C₅H₁₀O₄，用“C₃”表示C₃H₆O₃）：
Ⅰ：H₂O(l)＝2H^＋(aq)＋1/2O₂(g)＋2e^－      △H＝＋284kJ/mol
Ⅱ：CO₂(g)＋C₅(s)＋2H^＋(aq)＝2C₃^＋(s)     △H＝＋396kJ/mol
Ⅲ：12C₃^＋(s)＋12e^－＝C₆H₁₂O₆(葡萄糖、s)＋6C₅(s)＋3O₂(g)    △H＝－1200kJ/mol
写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式            
（2）工业上有一种方法有效地开发利用CO₂，是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，进行如下实验，在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)△H＝－49.0kJ/mol。测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝        mol/(L·min)；
②氢气的转化率＝            ；
③求此温度下该反应的平衡常数K=             ；
④下列措施中能使平衡体系中n(CH₃OH)／n(CO₂)增大的是           。

A．升高温度	B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离出去	D．再充入1mol CO2和3mol H2

⑤当反应达到平衡时，H₂的物质的量浓度为c₁，然后向容器中再加入一定量H₂，待反应再一次达到平衡后，H₂的物质的量浓度为c₂。则c₁     c₂的关系（填＞、＜、＝）。
（3）减少温室气体排放的关键是节能减排，大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标。如图所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。将其插入KOH溶液，从而达到吸收CO₂的目的。

①通入氧气一极的电极反应式为               ；
②随着电池不断放电，电解质溶液的pH         （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率         （填大于、小于或等于）甲烷燃烧的能量利用率。