Question

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）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该反应的平衡常数表达式为    。

②该反应的ΔH    0（选填“＞”、“＜”）。

③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，在图中画出c(CO₂)在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。

① 煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污

染。

CH₄(g)＋2NO₂(g) = N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)  =－867kJ·mol^－1

2NO₂(g)  N₂O₄(g)                     =－56.9kJ·mol^－1

写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式    。

② 将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可   达到低碳排放的目的。下图是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。写出上述光电转化过程的化学反应方程式                      。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是         (填a→b或b→a) 。

Answer

（1）①（2分）     ②＜（1分）

③（2分）[起点在原点0处（给1分），达到平衡的时间迟于“T2、S1”曲线的平衡点（给1分）

（2）① CH4(g)＋N2O4(g) = N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  =－810.1 kJ·mol－1（2分）

②2CO2＋2H2O2HCOOH+O2（2分）  a→b （2分）

【解析】

试题分析：（1）②反应图像得出TI曲线反应速率快，温度高，其二氧化碳含量低，反应放热；③表面积越大反应速率越快，但催化剂不改变平衡浓度，平衡时二氧化碳浓度相同；（2）①方程式1减方程式2得CH4(g)＋N2O4(g) = N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  =－810.1 kJ·mol－1；②从电池示意图得出反应物为水和二氧化碳，生成物为甲酸和氧气；水在催化剂a失去电子生成氧气，a为负极，电子流动方向a→b。

考点：考查化学反应原理有关问题。