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1.          
(1) 全固态锂离子电池的结构如图所示，放电时电池反应为 2Li＋MgH2=Mg＋2LiH。放电时，X 极作极。充电时，Y 极反应式为。

(2) 电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。

①阳极的电极反应式为

②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：

③电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的 pH 约为 6～8，此时进入浓缩室的OH－可忽略不计。400 mL 10 g∙L −1 乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为 145 g∙L −1 (溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为L。(乳酸的摩尔质量为90 g•mol-1)
【考点】
原电池工作原理及应用; 电解池工作原理及应用; 物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用;
【答案】

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综合题 普通
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1.

CO2是一种温室气体，对人类的生存环境产生巨大的影响，将CO2作为原料转化为有用化学品，对实现碳中和及生态环境保护有着重要意义。

Ⅰ．工业上以CO2和NH3为原料合成尿素，在合成塔中存在如下转化：

（1）液相中，合成尿素的热化学方程式为：2NH3(l)+CO2(l)=H2O(l)+NH2CONH2(l)   △H=________kJ/mol。

（2）在恒容密闭容器中发生反应：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H<0，下列说法错误的是________。

A. 反应在任何温度下都能自发进行
B. 增大CO2的浓度，有利于NH3的转化率增大
C. 当混合气体的密度不再发生改变时反应达平衡状态
D. 充入He，压强增大，平衡向正反应移动

Ⅱ．由与制备甲醇是当今研究的热点之一。

（3）在一定条件下，向0.5L恒容密闭容器中充入xmolCO2和ymolH2 ， 发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)   △H3=－50kJ·mol－1。

①若x=1、y=3，测得在相同时间内，不同温度下H2的转化率如图1所示，T2时，若起始压强为10atm，Kp=________atm－2(结果保留一位小数，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。

②已知速率方程v正=k正c(CO2)•c3(H2)，v逆=k逆c(CH3OH)•c(H2O)，k正、k逆是速率常数，只受温度影响，图2表示速率常数k正、k逆的对数lgk与温度的倒数之间的关系， A、B、D、E分别代表图1中a点、c点的速率常数，点________表示c点的lgk逆。

（4）我国科学家设计出如图装置实现CO2的转化，可有效解决温室效应及能源问题，总反应为CO2+NaClCO+NaClO。忽略气体在溶液中的溶解及溶液的体积变化。

①电极II的电极反应式为________；

②理论上转化44gCO2 ， 左室溶液质量增重 ________。
综合题 困难
2. 碳排放问题是第26届联合国气候变化大会讨论的焦点。我国向国际社会承诺2030年“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。为了实现这个目标，加强了对CO2转化的研究。下面是CO2转化为高附加值化学品的反应。相关反应的热化学方程式如下：

反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) △H1

反应Ⅱ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJ·mol-1

反应Ⅲ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-49.0kJ·mol-1

反应Ⅳ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H4=-165.0kJ·mol-1

反应Ⅴ：2CO2g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H5=-122.7kJ·mol-1

回答下列问题：

(1) 反应Ⅲ一般认为通过反应Ⅰ、Ⅱ来实现，则反应Ⅰ的△H1=kJ·mol-1；已知：由实验测得反应Ⅰ的v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆·c(H2O)·c(CO)(k正、k逆为速率常数，与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度，则=(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2) 在2L恒容密闭容器中充入总物质的量为8mol的CO2和H2发生反应Ⅲ，改变氢碳比 ， 在不同温度下反应达到平衡状态，测得的实验数据如表：

温度/K

CO2转化率

500

600

700

800

1

45

33

20

12

2

60

43

28

15

3

83

62

40

22

①下列说法中正确的是(填英文字母)。

A.增大氢碳比，平衡正向移动，平衡常数增大

B.v(CH3OH)=v(CO2)时，反应达到平衡

C.当混合气体平均摩尔质量不变时，达到平衡

D.当混合气体密度不变时，达到平衡

②在700K、氢碳比为3.0的条件下，某时刻测得容器内CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量分别为2mol、2mol、1mol和1mol，则此时正反应速率和逆反应速率的关系是(填英文字母)。

A.v(正)>v(逆)             B.v(正)<v(逆)       C.(正)=r(逆)          D.无法判断
(3) CO2在一定条件下催化加氢生成CH3OH，主要发生三个竞争反应(即反应Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)，为分析催化剂对反应的选择性，在1L恒容密闭容器中充入2.0molCO2和5.3molH2 ， 测得反应进行相同时间后，有关物质的物质的量随温度变化如图所示：

①该催化剂在较低温度时主要选择反应(“Ⅲ”或“Ⅳ”或“Ⅴ”)。研究发现，若温度过高，三种含碳产物的物质的量会迅速降低，其主要原因可能是：。

②在一定温度下达到平衡，此时测得容器中部分物质的含量为：n(CH4)=0.1mol，n(C2H4)=0.4mol，n(CH3OH)=0.5mol。则该温度下反应Ⅲ的平衡常数K(Ⅲ)=L2/mol2(保留两位小数)。
(4) 常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。欲用1LNa2CO3溶液将2.33gBaSO4固体全都转化为BaCO3 ， 则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为mol/L(已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11 ， Ksp(BaCO3)=1×10-10。忽略溶液体积的变化，保留两位有效数字)。
(5) 研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示。温度小于900℃时进行电解反应，碳酸钙先分解为CaO和CO2 ， 电解质为熔融碳酸钠，阳极的电极反应式为2CO-4e-=2CO2↑+O2↑，则阴极的电极反应式为。
综合题 困难
3. 甲烷和甲醇可以做燃料电池，具有广阔的开发和应用前景，回答下列问题

(1) 甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图1所示：通入a气体的电极是原电池的极（填“正”“负”），其电极反应式为．
(2) 某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图2所示U形管中氯化钠溶液的体积为800mL．闭合K后，若每个电池甲烷用量均为0.224L（标况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为（法拉第常数F=9.65×104C/mol），若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为．
综合题 普通