2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤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)、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该反应的平衡常数表达式为    。

②该反应的ΔH    0（选填“＞”、“＜”）。

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，在图中画出c(CO₂)在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。

（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NO_x可以消除氮氧化物的污

染。

CH₄(g)＋2NO₂(g) = N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)  =－867kJ·mol^－1

2NO₂(g)  N₂O₄(g)                     =－56.9kJ·mol^－1

写出CH₄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。下图是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。写出上述光电转化过程的化学反应方程式                      。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是         (填a→b或b→a) 。

 

 

“神七”登天谱写了我国航天事业的新篇章。火箭升空需要高能的燃料，通常用肼(N₂H₄)作为燃料，N₂O₄做氧化剂。

（1）已知：N₂(g) + 2O₂(g) =2NO₂(g)                                 △H＝＋67.7 kJ·mol^－1

N₂H₄(g) + O₂(g) =N₂(g) + 2H₂O(g)              △H＝－534.0 kJ·mol^－1

2NO₂(g) N₂O₄(g)                              △H＝－52.7 kJ·mol^－1

试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：  。

（2）工业上可用次氯酸钠与过量的氨反应制备肼，该反应的化学方程式为：    。

（3）一定条件下，在2L密闭容器中起始投入2 mol NH₃和4 mol O₂发生反应：

4NH₃(g)+5O₂(g）4NO(g)+6H₂O(g)   ΔH<0

测得平衡时数据如下：

平衡时物质的量（mol）	n(NO)	n(H2O）
温度T1	1.6	2.4
温度T2	1.2	1.8

 

①在温度T₁下，若经过10min反应达到平衡，则10min内反应的平均速率

v(NH₃)＝    。

②温度T₁和T₂的大小关系是T₁     T₂（填“>”、 “<”或“＝”）。

（4）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO₂，还要求提供充足的O₂。某种电化学装置可实现如下转化：2CO₂=2CO+O₂，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：=O₂↑+2H₂O，则阴极反应为    。有人提出，可以设计反应2CO=2C+O₂（△H＞0）来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由    。

（5）下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液。

如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L气体（已折算成标准状况），则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为    mol。

 

 

（14分）某短周期元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，其单质甲可发生如下反应：

甲 + 乙丙 + 丁 + 水。

（1）若丙为NO₂。

①甲与乙反应的化学方程式为                                                。

②火箭常用NO₂的二聚体N₂O₄作氧化剂，肼（N₂H₄）作燃料，已知：

N₂(g)＋2O₂(g)＝2NO₂(g)          △H ＝－67.7kJ·mol^-1

N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g)   △H ＝－534.0kJ·mol^-1

2NO₂(g)N₂O₄(g)             △H ＝－52.7kJ·mol^-1

试写出气态肼（N₂H₄）在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：           

___________________________________________________。

③肼又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池。肼燃料电池原理如右图所示，右边电极为        （填“正极”、“负极”），左边电极上发生的电极反应式为                。

（2）若丙为SO₂。

①把乙滴入硫酸铜晶体中，观察到的现象是               。

②SO₂气体有毒，多余的SO₂气体常用足量的NaOH溶液吸收，写出吸收液中离子浓度由大到小的顺序：                                   。

③在氧化还原反应的过程中，氧化反应和还原反应同时发生，有关反应：

SO₂－2e^－＋2H₂O = SO₄^2－＋4H^＋反应的说法错误的是                           。

A．该反应为氧化反应

B．上述反应中若转移电子物质的量为0.05mol，则生成溶液的PH值为1

C．Fe₂(SO₄)₃、品红两种溶液都能使上述反应进行

D．通入Cl₂会降低SO₂的漂白作用

 

2013年初，全国各地多个城市都遭遇“十面霾伏”，造成“阴霾天”的主要根源之一是汽车尾气和燃煤尾气排放出来的固体小颗粒。

汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO(g) 2CO₂+N₂。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)的变化曲线如下图所示。据此判断：

（1）该反应为        反应(填“放热”或“吸热”）：在T₂温度下，0~2s内的平均反应速率：v(N₂)=          ；（2）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，在答题卡上画出 c(CO₂)在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。

（3）某科研机构，在t₁℃下，体积恒定的密闭容器中，用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度（具体数据见下表，CO₂和N₂的起始浓度为0）。

时间/s	0	1	2	3	4	5
c(NO)/xl0-4 mol L-1	10．0	4．50	2．50	1．50	1．00	1．00
c(CO)/xl0-3 mol L-1	3．60	3．05	2．85	2．75	2．70	2．70

 

t₁℃时该反应的平衡常数K=               ，平衡时NO的体积分数为            。

（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）。（下图中v_正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量）

（5）煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物，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=-867．0 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 (g)、CO₂ (g)和H₂O(l)的热化学方程式            。

 

肼（N₂H₄）又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池，NO₂的二聚体N₂O₄则是火箭中常用氧化剂。试回答下列问题

（1）肼燃料电池原理如图所示，左边电极上发生的电极反应式为_________。

（2）火箭常用N₂O₄作氧化剂，肼作燃料，已知：

N₂(g)＋2O₂(g)＝2NO₂(g)          △H ＝－67.7kJ·mol^-1

N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g)  △H ＝－534.0kJ·mol^-1

2NO₂(g)N₂O₄(g)            △H ＝－52.7kJ·mol^-1

试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方________。

（3）联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料获得，写出反应的离子方程式为_   __。

（4）如图所示，A是由易导热材料制成的体积不变的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的体积可变的透明气囊（体积改变过程中囊体弹力改变忽略不计）。关闭K₂，将各1 mol NO₂通过K₁、K₃分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为a L。

①B中可通过________________判断可逆反应2NO₂N₂O₄已经达到平衡。

②若打开K₂，平衡后B容器的体积缩至0.4a L，则打开K₂之前，气球B体积为______L。

③若容器A中到达平衡所需时间t s，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则     平均化学反应速率v(NO₂)等于____________________(用含a、t的代数式表示)。

④若平衡后在A容器中再充入0.5mol NO₂，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO₂的体积分数_______________（填 “变大”“变小”或“不变”）。