高中化学探究影响化学反应速率的因素试题

尿素[CO（NH₂）₂]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上合成尿素的反应如下：
2NH₃(g)＋CO₂(g)  CO(NH₂)₂(l) ＋ H₂O (l)    ΔH<0。回答下列问题：
已知工业上合成尿素分两步进行，相关反应如下：
反应Ⅰ：2NH₃(g)＋CO₂(g)  NH₂COONH₄(s)   ΔH₁<0
反应Ⅱ：NH₂COONH₄(s)  CO(NH₂)₂(l)＋ H₂O (l)    ΔH₂>0
（1）下列示意图中[a表示2NH₃（g）+CO₂（g），b表示NH₃COONH₄（s），c表示CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）]，能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线是（填序号）      。

（2）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在恒定温度下，将氨气和二氧化碳按2：1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中（假设容器体积不变，生成物的体积忽略不计），经20min达到平衡，各物质浓度的变化曲线如下图所示。

从图中得知∆c(CO₂)=0.2mol/L，则v(CO₂)= ∆c(CO₂)/t= 0.01mol·L^-1·min^-1。
①在上述条件下，从反应开始至20min时，二氧化碳的平均反应速率为        。
②为提高尿素的产率，下列可以采取的措施有            。

A．缩小反应容器的容积

B．升高温度

C．平衡体系中及时分离出CO（NH2）2

D．使用合适的催化剂

③该反应的平衡常数表达式K=      ；若升高体系的温度，容器中NH₃的体积分数将      （填“增加”、“减小”或“不变”）。
④若保持平衡的温度和体积不变，25min时再向容器中充入2mol氨气和1mol二氧化碳，在40min时重新达到平衡，请在上图中画出25~50min内氨气的浓度变化曲线。

对氮及其化合物的研究具有重要意义。
（1）在1 L密闭容器中，4 mol氨气在一定条件下分解生成氮气和氢气。2 min时反应吸收热量为46.1 kJ，此时氨气的转化率为25％。该反应的热化学方程式为_____________，这段时间内v(H₂)=_________。
（2）298K时．在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g)N₂O₄(g)  =-akJ·mol^-1(a>0)，N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图所示。达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍。

①298K时，该反应的化学平衡常数为_________(精确到0.01)；
②下列情况不是处于平衡状态的是__________(填字母序号)；
a．混合气体的密度保持不变  
b．混合气体的颜色不再变化  
c．气压恒定时
③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO₂)=0．6 mol，n(N₂O₄)=1．2 mol，则此时v_正____v_逆(填“>”、“<”或“=”)。
（3）用氨气可设计成如图所示燃料电池，产生的X气体可直接排放到大气中。则a电极电极反应式为________________。

（4）t℃下，某研究人员测定NH₃·H₂O的电离常数为1．8×10^-5。NH₄⁺的水解常数为1．5×10^-8，则该温度下水的离子积常数为___________，请判断t_____25℃(填“>”、“<”或“=”)。

2014年莱芜共出现284天雾霾天气，其中重度霾15天。燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
I．已知：①CaO(s)＋CO₂(g)＝CaCO₃(s)  ΔH=－178.3 kJ/mol
②CaO(s)＋SO₂(g)＝CaSO₃(s) ΔH=－402.0 kJ/mol
③2CaSO₃(s)＋O₂(g)＝2CaSO₄(s) ΔH=－2314.8 kJ/mol
写出CaCO₃与SO₂反应生成CaSO₄的热化学方程式：____
II．（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g)，△H＜0。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）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)+2NO(g)N₂ (g)+CO₂ (g)。某研究小组向密闭的真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）加入NO和足量的活性炭，恒温(T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol·L^－1 时间/min	NO	N2	CO2
0	1.00	0	0
10	0.58	0.21	0.21
20	0.40	0.30	0.30
30	0.40	0.30	0.30
40	0.32	0.34	0.17
50	0.32	0.34	0.17

①10min~20min以v(CO₂) 表示的平均反应速率为                         。
②根据表中数据，计算T₁℃时该反应的平衡常数为          （保留两位小数）。
③一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率       （填“增大”、“不变”或“减小”） 。
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是           （填序号字母）。
A．容器内压强保持不变
B．2v_正(NO) = v_逆(N₂)
C．容器内CO₂的体积分数不变
D．混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件，过一段时间反应重新达到平衡，则改变的条件可能是           。
III．化学在环境保护中起着十分重要的作用，利用电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。该方法可用H₂将NO₃^－还原为N₂，25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。其原理如下图所示。

电源负极为      (填A或B)，阴极反应式为                     ；若电解过程中转移了2mol电子，则质子交换膜左侧极室电解液的质量减少         克。

（共14分）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
（1）若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2 molN₂；的和0.6 molH₂的，在一定条件下发生反应：，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v( N₂)=____。
（2）平衡后，若要提高H₂的转化率，可以采取的措施有______。
A．加了催化剂                B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度         D．加入一定量氮气
（3）若在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：
，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：

请完成下列问题：
①试比较 、 的大小， ____  (填“<”、“>”或“=”)：
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是____（填序号字母）
A．容器内 N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度之比为1：3：2
B．
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
③400℃时，反应的化学平衡常数为____。当测得NH₃、N₂和H₂物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时，则该反应的（填“<”、“>”或“=”)。
（4）根据化学反应速率和化学平衡理论，联系合成氨的生产实际，你认为下列说法不正确的是____。
A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益

（14）CO₂是最重要温室气体,如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂具有重大意义。
（1）科学家用H₂和CO₂生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO₂和3.5 mol H₂，在一定条件下反应，测得CO₂、CH₃OH(g)和H₂O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。

①写出该反应的化学方程式_______________________计算从反应开始到3 min时，氢气的平均反应速率v(H₂)＝____________________。
②下列措施中一定能使CO₂的转化率增大的是___________________ 。（双选、填序号）

A．在原容器中再充入1 mol H2	B．在原容器中再充入1 mol CO2
C．缩小容器的容积	D．使用更有效的催化剂

（2）科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为:
2CO₂(g)＋6H₂(g)CH₃CH₂OH(g)＋3H₂O(g) ΔH＝a kJ·mol^－1，
在一定压强下，测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。

①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。
②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则该反应的反应热a值____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
在一定温度下，增大的值，CO₂转化率_________，生成乙醇的物质的量________(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。

将0.8 mol I₂(g)和1.2 mol H₂(g)置于某1L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I₂(g)＋H₂(g)  2HI(g)并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表格所示：

HI体积分数	1min	2min	3min	4min	5min	6min	7min
条件I	26%	42%	52%	57%	60%	60%	60%
条件II	20%	33%	43%	52%	57%	65%	65%

（1）在条件I到达平衡时，计算该反应的平衡常数K，要求列出计算过程。
（2）在条件I从开始反应到到达平衡时，H₂的反应速率为____________。
（3）为达到条件II的数据，对于反应体系可能改变的操作是_______________。
（4）该反应的△H_____0（填">"，"<"或"="）
（5）在条件I下达到平衡后，在7min时将容器体积压缩为原来的一半。请在图中画出c(HI)随时间变化的曲线。

汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）2NO(g)+2CO(g)≒2CO₂(g)+N₂(g) △H=-746.5KJ/mol   (条件为使用催化剂)
已知：
2C (s)+O₂(g)≒2CO(g)   △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O₂(g)≒CO₂(g)   △H=-393.5KJ/mol
则N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=        kJ·mol^-1。
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表

时间/s	0	1	2	3	4	5
C(NO)10^-4  mol/L	10.0	4.50	C1	1.50	1.00	1.00
C(CO)10^-3  mol/L	3.60	3.05	C2	2.75	2.70	2.70

①c₁合理的数值为      。（填字母标号）
A．4.20         B．4.00         C．3.50         D．2.50
②前2s内的平均反应速率v（CO₂）=        。
③不能作为判断该反应达到平衡状态的标志是           。（填字母标号）
a．
b．容器中混合气体的密度保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．CO₂的体积分数不变
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示：

实验 编号	T/^oC	NO初始浓 度/10^－3mol·L^－1	CO初始浓 度/10^－3mol·L^－1	催化剂的比 表面积/m^2·g^－1
①	350	1．20	5．80	124
②	280	1．20	5．80	124
③	280	1．20	5．80	82

则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为              。
（4）已知：CO通入新制的银氨溶液中可生成银镜，同时释放一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。某温度下，向1L密闭容器中充入1molNO和1molCO，反应达到平衡后，将平衡混合气体通入足量新制的银氨溶液中，生成43．2g Ag，则该温度下，反应2NO(g)+2CO(g)≒2CO₂(g)+N₂(g)(条件为使用催化剂)的化学平衡常数K=              。
（5）CO可作燃料电池的燃气。用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐混合物做电解质，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，制得650^oC下工作的燃料电池。该电池总反应方程式为2CO+O₂=2CO₂则负极反应式为                                  。

27.氮是一种非常重要的元素，它的单质和化合物应用广泛，在科学技术和生产中有重要的应用。试回答下列问题：
（1）N₂和H₂为原料合成氨气的反应为：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）  △H<0，下列措施可以提高H₂的转化率是（填选项序号）          。
a．选择适当的催化剂           b．增大压强 
c．及时分离生成的NH₃          d．升高温度
（2）在恒温条件下，将N₂与H₂按一定比例混合的气体充入一个2L固定容积的密闭容器中，10分钟后反应达平衡时，n（N₂）=1.0mol，n（H₂）=1.0mol，n（NH₃）=0.4mol，则反应速率v（N₂）=        mol/(L·min)。
（3）在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g） △H>0
该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如下图所示。若t₂、t₄时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）                  。

a．在t₁-t₂时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t₂时，采取的措施一定是升高温度
c．在t₃-t₄时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t₀-t₅时，容器内NO₂的体积分数在t₃-t₄时值的最大
（4）氨和联氨（N₂H₄）是氮的两种常见化合物，最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂，用次氯酸钠与氨气反应，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1，写出该反应的化学方程式：                      。
（5）已知：N₂(g)+O₂(g) = 2NO(g)        △H=+180.5kJ/mol
N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)        △H=－92.4kJ/mol
2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g)           △H=－483.6kJ/mol
若有17 g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为     。
（6）直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式是4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O，电解质溶液一般使用KOH溶液，则负极电极反应式是        ．从理论上分析，该电池工作过程中      (填“需要”或“不需要”)补充碱(KOH)．

(17分)氢气和氨气都属于无碳清洁能。
（1）某些合金可用于储存氢，金属储氢的原理可表示为：M(s)+xH₂MH_2x(s)  △H<0(M表示某种合金)
下图表示温度分别为T₁、T₂时，最大吸氢量与氢气压强的关系。则下列说法中，正确的是_____________

a．T₁>T₂
b．增大氢气压强，加快氢气的吸收速率
c．增大M的量，上述平衡向右移动
d．在恒温、恒容容器中，达平衡后充入H₂，再次平衡后的压强增大
（2）以熔融碳酸盐为电解质，稀土金属材料为电极组成氢氧燃料电池(如装置甲所示)，其中负极通入H₂，正极通入O₂和CO₂的混合气体。乙装置中a、b为石墨电极，电解过程中，b极质量增加。

①工作过程中，甲装置中d电极上的电极反应式为_____________________________。
②若用该装置电解精炼铜，则b极接____(填“粗铜”或“精铜”)；若用该装置给铁制品上镀铜，则____(填“a”或“b”)极可用惰性电极(如Pt电极)，若电镀量较大，需要经常补充或更换的是_______。
（3）氨在氧气中燃烧，生成水和一种空气组成成分的单质。
已知：N₂(g)十3H₂(g)  2NH₃(g)      △H=92．4kJ·mol^-1
2H₂(g)十O₂(g)=2H₂O（1）         △H=572KJ·mo1^-1
试写出氨气在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式___________________。
（4）在一定条件下，将lmotN₂和3molH₂混台于一个10L的密闭容器中发生反应：
N₂(g)十3H₂(g)  2NH₃(g)
5min后达到平衡，平衡时氮气的转化率为。
①该反应的平衡常数K=________，(用含的代数式表示)
②从反应开始到平衡时N₂的消耗速率v(N₂)=____mo1·L^-1·min^-1。(用含的代数式表示)

从图表中获得有用的信息是化学学习和研究的重要能力。
（1）图1是在一定条件下，反应：CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)的实验曲线。

①图中P₁、P₂、P₃、P₄代表不同压强，则压强大小的排列顺序为           。该反应的△H    0（选填“>”、“<”、“=”）。
②压强为 P₄时，在 Y 点：υ(正)    υ(逆)。（选填“>”、“<”、“=”）；
③压强为P₄时，密闭容器中CH₄和CO₂的起始浓度均为0.10mol•L^-1，则1100℃时该反应的化学平衡常数
为        （保留三位有效数字）。
（2）温度与HCl压强对MgCl₂·6H₂O受热分解产物的影响如图所示，下列说法正确的是

A．温度低于100℃，MgCl2·6H2O不会发生分解

B．要得到MgO温度至少需要加热至600℃

C．要得到无水MgCl2只要控制温度，不一定要在HCl气体中

D．在HCl气体压强为0.25×10^6Pa时，温度由室温升高至300℃，发生的反应为MgCl2·6H2O＝Mg(OH)Cl+HCl+5H2O

（3）X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在。Al－LiBH₄是新型产氢复合材料，常温下可以与H₂O反应生成H₂。图3是含LiBH₄为25%时Al－LiBH₄复合材料的X－射线衍射图谱，图4是该复合材料在25℃(图谱a)和75℃(图谱b)时与水反应后残留固体物质的X－射线衍射图谱。据图分析，25℃时Al－LiBH₄复合材料中与水完全反应的物质是__ (填化学式)，25℃和75℃时产物中不相同的物质是_ _ (填化学式)。

CO₂和CH₄是两种重要的温室气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO₂、6 mol CH₄，发生如下反应：
CO₂ (g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

物质	CH4	CO2	CO	H2
体积分数	0．1	0．1	0．4	0．4

①此温度下该反应的平衡常数K=__________
②已知： 《1》CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H=890．3 kJ·mol^－1
《2》CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g) △H=+2．8 kJ·mol^－1
《3》2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) △H=566．0 kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g) 的△H=________________
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是                          。

②为了提高该反应中CH₄的转化率，可以采取的措施是                     。
③将Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的离子方程式为                      。
（3）①Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂。①如果寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是_____。
A．可在碱性氧化物中寻找    
B．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
C．可在具有强氧化性的物质中寻找
②Li₂O吸收CO₂后，产物用于合成Li₄SiO₄，Li₄SiO₄用于吸收、释放CO₂。原理是：在500℃，CO₂与Li₄SiO₄接触后生成Li₂CO₃；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生，说明该原理的化学方程式是                          。
（4）利用反应A可将释放的CO₂转化为具有工业利用价值的产品。
反应A：CO₂+H₂OCO+H₂+O₂
高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：

CO₂在电极a放电的反应式是__________________________________________。

氮氧化物（NO_x）、SO₂和CO₂等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、 脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：
CH₄(g) ＋ 4NO₂(g) ＝4NO(g) ＋ CO₂(g) ＋ 2H₂O(g) △H₁＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g) ＋ 4NO(g) ＝2N₂(g) ＋ CO₂(g) ＋ 2H₂O(g)  △H₂＝－1160 kJ·mol^－1
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为                              。
（2）脱碳。将CO₂转化为甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)   △H₃
在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)浓度随时间变化如图所示。

则0~10 min内，氢气的平均反应速率为       _______mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO₂(g)和1 mol H₂O(g)，则平衡        （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
（3）脱硫。利用Na₂SO₃溶液可脱除烟气中的SO₂。Na₂SO₃可由NaOH溶液吸收SO₂制得。NaOH溶液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃^2-)︰n(HSO₃^﹣)变化关系如下表：

n(SO3^2^﹣)︰n(HSO3^﹣)	91︰9	1︰1	9︰91
pH	8.2	7.2	6.2

①由上表判断，NaHSO₃溶液显  性，用化学平衡原理解释：            。
②当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：     。
a．c(Na⁺)=2c(SO₃^2-)+c(HSO₃^-)
b．c(Na⁺) > c(HSO₃^-) > c(SO₃^2-) > c(H⁺) = c(OH^-)
c．c(Na⁺) + c(H⁺) = c(SO₃^2-) + c(HSO₃^-) + c(OH^-)
（4）利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO₂，用阴极排出的溶液可吸收NO₂。

①阳极的电极反应式为_________________。
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。

Ⅰ.在一定条件下，xA+yBzC，达到平衡，试填写下列空白：
（1）已知C是气体，且x+y=z，加压时平衡如果发生移动，则平衡必向______移动。
（2）若B、C是气体，其他条件不变时增加A的用量，平衡不移动，则A的状态为______。
Ⅱ.已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂(g)  N₂O₄(g)  ΔH＜0。现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。

（1）图中共有两条曲线X和Y，其中曲线_______表示NO₂浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是__________。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D．容器内混合气体的平均分子质量不随时间变化而改变
（2）①前10 min内用NO₂表示的化学反应速率v(NO₂)=_______mol·L^-1·min^-1。
② 0～15 min ，反应2NO₂(g) N₂O₄(g)的平衡常数K₁=_______。
③ 25 min～35 min时，反应2NO₂(g) N₂O₄(g)的平衡常数K₂_____K₁(填“＞”、“=”或“＜”)。
（3）反应25 min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化，该条件可能是______________ (用文字表达)，若要达到使NO₂(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态，在25 min时还可以采取的措施是_________。
A.加入催化剂        B.升高温度           
C.缩小容器体积     D.加入一定量的N₂O₄

近年来雾霾天气多次肆虐我国部分地区。其中燃煤和汽车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)和时间(t)的变化曲线如图1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)为          。
③若降低温度,将NO₂(g)转化为N₂O₄(l)，已知:2NO₂(g) N₂O₄(g)ΔH₁    2NO₂(g) N₂O₄(l)ΔH₂ ；下列能量变化示意图2中,正确的是(选填字母)　　　　。 
        
图1                                      图2
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物，某化学课外小组用CH₄可以消除NO_X对环境的污染。已知：CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g);△H<0   
CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g);△H=-1160KJ/mol
现有某NO₂、NO的混合气体，同温同压下密度是氢气的17倍，用16g CH₄恰好完全反应生成N₂、CO₂(g)、H₂O(g)，放出热量1042.8KJ。则△H为（    ）

A．-925.6KJ/mol

B．-867 KJ/mol

C．-691.2 KJ/mol

D．-574 KJ/mol

（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL 1 mol/L食盐水的装置，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）。
①该燃料电池的负极反应式为        。
②电解后溶液的pH约为      （忽略氯气与氢氧化钠溶液反应）。

2013年10月9日，2013年诺贝尔化学奖在瑞典揭晓，犹太裔美国理论化学家马丁·卡普拉斯、美国斯坦福大学生物物理学家迈克尔·莱维特和南加州大学化学家亚利耶·瓦谢尔因给复杂化学体系设计了多尺度模型而分享奖项。三位科学家的研究成果已经应用于废气净化及植物的光合作用的研究中，并可用于优化汽车催化剂、药物和太阳能电池的设计。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g) △H＜0同一条件下该反应正反应的平衡常数为K₁，逆反应的表达式平衡常数为K₂，K₁与K₂的关系式为                。
（2）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）。

（3）在体积为10L的密闭容器中，加入一定量的CO₂和H₂，在900℃时发生吸热反应并记录前5min各物质的浓度，第6min改变了条件。各物质的浓度变化如下表；

时间/min	CO2（mol·L^-1）	H2（mol·L^-1）	CO（mol·L^-1）	H2O（mol·L^-1）
0	0.2000	0.3000	0	0
2	0.1740	0.2740	0.0260	0.0260
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

①前2min，用CO表示的该化学反应的速率为                    ；
②第5—6min，平衡移动的可能原因是                          ；
（4）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NO_x可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g) △H＝－867 kJ·mol^-1
2NO₂(g)N₂O₄(g)  △H＝－56.9 kJ·mol^-1
H₂O(g) ＝ H₂O(l)    △H ＝ －44.0 kJ·mol^-1
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的热化学方程式：                         。
在一定条件下，可以用NH₃处理NO_x。已知NO与NH₃发生反应生成N₂和H₂O，现有NO和NH₃的混合物1mol，充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g，则原反应混合物中NO的物质的量可能是           mol
（6）在一定条件下，也可以用H₂处理CO合成甲醇和二甲醚（CH₃OCH₃）及许多烃类物质。当两者以物质的量1:1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是              。
a．汽油        b．甲醇            c．甲醛            d．乙酸