2012年2月27日深圳宣称进入“200万辆汽车时代”，汽车尾气已成为重要的空气污染物。
（1）汽车内燃机工作时引起反应：N2(g)+O2(g)
2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时，向2L密闭容器中充入4mol N2和6molO2，5min后达平衡时NO物质的量为4mol，该反应的速率v(N 2)为 ；计算该条件下的平衡常数（写出计算过程）。
（2）恒温恒容，能说明反应 2NO(g) N2(g)+O2(g) 达到平衡的是 （填代号）。
| A．NO、N2、O2的浓度之比为2∶1∶1 |
| B．N2的浓度不再发生变化 |
| C．单位时间内消耗2 mol NO，同时消耗1 mol N2 |
| D．容器内气体密度不再发生变化 |
（3）H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的：
①已知：N2(g)+ O2(g) = 2NO(g) △H = +180.5kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l) △H = —285.8kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。
②当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图是反应：2NO(g) + 2CO(g) 
2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线，据此判断该反应的△H 0 (填“＞”、“＜”或“无法确定”)。若催化剂的表面积S1＞S2 ，在下图中画出NO的浓度在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线，并注明条件。
CH4(g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=−867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃时，分别将0.50 molCH4和a molNO2充入1L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：
| 实验编号 |
温度 |
时间 |
0 |
10 |
20 |
40 |
50 |
| 1 |
130℃ |
n（CH4）/mol |
0.50 |
0.35 |
0.25 |
0.10 |
0.10 |
| 2 |
180℃ |
n（CH4）/mol |
0.50 |
0.30 |
0.18 |
|
0.15 |
（1）开展实验1和实验2的目的是 。
（2）180℃时，反应到40min，体系 （填“是”或“否”）达到平衡状态，理由是 ；CH4的平衡转化率为 。
（3）已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。（写出计算过程）
（4）一定条件下，反应时间t与转化率μ（NO2）的关系如图所示，请在图像中画出180℃时，压强为P2（设压强P2＞P1）的变化曲线，并做必要的标注。
（5）根据已知求算：ΔH2= 。
CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=−574 kJ·mol－1
CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
（1）汽车尾气中CO、NO2气体在一定条件下可以发生反应：
4CO(g)+2NO2(g)
4CO2(g)+N2(g) ΔH=－1200 kJ·mol－1
①恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)；
A．容器内混合气体颜色不再变化 B．容器内的压强保持不变
C．2v逆(NO2)=v正(N2) D．容器内混合气体密度保持不变
②能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动的是________(填序号)；
A．及时分离出CO2 B．适当升高温度
C．减小容器体积使体系压强增大 D．选择高效催化剂
③对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是________(填序号)；
（2）汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0；820 ℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，起始时按照右表进行投料，达到平衡状态时K=1.0。
| 起始物质的量 |
甲 |
乙 |
丙 |
| n(H2O)/mol |
0.10 |
0.20 |
0.20 |
| n(CO)/mol |
0.10 |
0.10 |
0.20 |
①该反应的平衡常数表达式为___________；平衡时，甲容器中CO的转化率= ；
②平衡时，比较下列容器中CO的转化率：乙 甲(填“>”、“=”或“<”，下同)；丙 甲。
“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式，并在方框内填上系数。
□C+□KMnO4+□H2SO4 =□CO2↑+□MnSO4 +□K2SO4+□
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），得到如下二组数据：
| 实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
| CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
| 1 |
650 |
4 |
2 |
1．6 |
2．4 |
6 |
| 2 |
900 |
2 |
1 |
0．4 |
1．6 |
3 |
①实验1条件下，反应从开始至达到平衡，以v(CO2)表示的平均反应速率为 （保留小数点后二位数，下同）。
②实验2条件下平衡常数K=____ _____，该反应为 （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) +3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g)＝2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ／mol
③ H2O(g)＝H2O(l) ΔH3＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式： 。
（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。 
①该电池正极的电极反应式为： ；
②该电池工作时，溶液中的OH－向______（填“正”或“负”）极移动。
为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用的研究。
（1）①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。写出②中反应的化学方程式__________________________。
（2）如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水，该烃是 （填序号）。
| A．烷烃 | B．烯烃 | C．炔烃 | D．苯的同系物 |
②适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中，充入 2 mol CO2和6 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H=－49.0 kJ/mol。测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到平衡，v(H2)= ；氢气的转化率= ；能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有__________________________________________________。
（3）如将CO2与H2以1:4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知：
CH4 (g) +2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1="―890.3" kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l) △H2=－285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是____________________。
（4）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表。
| 溶解度（S）/g |
溶度积（Ksp） |
||
| Ca(OH)2 |
Ba(OH)2 |
CaCO3 |
BaCO3 |
| 0.16 |
3.89 |
2.9×10－9 |
2.6×10－9 |
（说明：Ksp越小，表示该物质在水溶液中越易沉淀）
吸收CO2最合适的试剂是 (填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”)溶液，实验时除需要测定工业废气的体积（折算成标准状况）外，还需要测定 。
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