Question

2013年初，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。
（l）汽车尾气净化的主要原理为：。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该反应的平衡常数表达式为____________________
③在T₂温度下，0 ~ 2s内的平均反应速率v（N₂）_______。
④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T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
⑤该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是__________（填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：

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＿＿＿＿＿＿

Answer 1

（1）①〈   ②         ③ 0.025mol/（L?s）
④
（2）CH₄(g) + N₂O₄（g）= N₂（g）+ 2H₂O（g）+ CO₂（g）   ΔH =" -810.1" KJ/mol

 
试题分析：（1）①该反应是一个放热反应。
②根据平衡常数公式：
③由图像可知：v（CO₂）=0.05mol/（L.s），根据方程式得v（N₂）="0.025" mol/（L.s）
④催化剂不改变到达平衡的时间。
⑤体系为绝热、恒容，说明与外界没有能量的交换。随着反应的进行，体系的热量会升高。
b、随反应进行温度升高，平衡向左移动，K值降低。
d、当NO的质量分数不变时，说明达到平衡。
（2）根据盖斯定律：CH₄(g)+N₂O₄(g) ==N₂(g) +2H₂O(g) + CO₂(g) △H= —898.1kJ/mol