Question

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。

   汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g)  △H＜0

（1）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：

              ▲             。

（5）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11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

Answer 1

共14分）（1）K_1·K₂=1（2分）  （2） bd  （2分）

（3）①0.0130mol·L^-1·min^-1 （2分）        ②升高温度或减小H₂O的浓度  （各1分共2分）

（4）CH₄(g)+N₂O₄ (g) ==N₂(g) +2H₂O(l ) + CO₂(g)  △H= —898.1 kJ·mol^-1 （2分）

（5）0.3mol或0.8mol（各1分共2分）

（6）c、d（2分）