汽车尾气、燃煤尾气、地面灰尘等污染物是造成空气污染的主要原因。
(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ΔH________0(填“>”“<”)。
②在T2温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=___________。
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。
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。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) ΔH1=-867 kJ/mol
2NO2(g)=N2O4(g)ΔH=-56.9 kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式_____________。
(3)已知反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),现将不同量的CO2(g)和H2(g)分别通入到容积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下两组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡 所需时间/min |
||
CO2(g) |
H2(g) |
H2O(g) |
CO2(g) |
|||
1 |
650 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
6 |
2 |
900 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
2 |
①实验1条件下平衡常数K=____________(保留小数点后二位)。
②该反应的ΔH____________0(填“<”或“>”)。