题目

目前“低碳减排”备受关注，CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。 (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)、催化剂表面积(S)和时间(I)的变化曲线如图所示。 据此判断: ①该反应的△H_____________0(填“>”或“<”)。 ②在T2温度下，0-2s内的平均反应速率v(N2) =____________mol/(L·s)。 ③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可增大化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡相应图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。 ④若该反应在绝热、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。   ①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:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-867kJ/mol   2NO2(g)=N2O4(g)  △H=-867kJ/mol  写出CH4(g)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。如图是通过人工光合作用，以CO2(g)和H2O(g)为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应为_________________。 ③常温下0. 1 mol/L的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数Ka =_______________mol·L-1(填写最终计算结果)。 答案：【知识点】化学反应速率和化学平衡、热化学方程式书写、原电池原理 G1  G2  F1  F3 【答案解析】（1）①<（2分）  ②0.025（2分） ③如图（合理即可）（2分） ④bd(2分) （2）①CH4(g)＋N2O4(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H=-810.1 kJ/mol（2分） ②CO2＋2H＋＋2e－=HCOOH （2分）   ③10－7   解析：（1）①T1温度下先达平衡，则T1比T2温度高，通过温度高时二氧化碳的浓度小说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应△H<0；  ②v(N2) =1/2v(CO2) ==0.025mol/(L·s)；③根据固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可增大化学反应速率，但不改变平衡状态，平衡时二氧化碳的物质的量浓度与原来相同，据此画图即可。④a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t1时刻V正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b正确；c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故c错误；d、NO的质量分数为定值，t1时刻处于平衡状态，故d正确；选bd； （2）（2）①已知：Ⅰ、CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-867kJ/mol Ⅱ、2NO2（g）⇌N2O4（g）△H2=-56.9kJ/mol 根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ得CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），故△H=-867kJ/mol-（-56.9kJ/mol）=-810.1kJ/mol， 即CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-810.1kJ/mol； ②由图可知，左室投入水，生成氧气与氢离子，催化剂a表面发生氧化反应，为负极，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH； ③常温下，0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10，溶液中存在HCOO-水解HCOO-+H2O⇌HCOOH+OH-，， 【思路点拨】本题考查了化学平衡图象、化学反应速率和化学平衡、热化学方程式书写、原电池、知识覆盖面广，平时要重视知识的理解和应用。

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