为治理环境，减少雾霾，应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物（NOx）和CO2的排放量．Ⅰ．处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx．①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ•

Question

为治理环境，减少雾霾，应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物（NO_x）和CO₂的排放量．
Ⅰ．处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x．
①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
②CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-586.7kJ•mol^-1

（1）若用4.48L CH₄还原NO生成N₂，则放出的热量为___kJ（保留两位小数）．（气体体积已折算为标准状况下）
（2）用电化学处理含NO₃^-的废水，电解的原理如图1所示，则电解时阴极的电极反应式为___；
Ⅱ．利用I₂O₅消除CO污染的反应为5CO（g）+I₂O₅（s）⇌5CO₂（g）+I₂（s）．不同温度下，向装有足量I₂O₅固体的2L恒容密闭容器中通入4mol CO，测得CO₂的体积分数（φ）随时间（t）变化曲线如图2所示．
（3）T₁时，该反应的化学平衡常数的数值为___．
（4）下列说法不正确的是___（填字母）．
A．容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态
B．两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等
C．d点时，在原容器中充入一定量氦气，CO的转化率不变
D．b点和d点时化学平衡常数的大小关系：K_b<K_d
Ⅲ．以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄ 为催化剂，可以将CO₂和CH₄通过反应CO₂（g）+CH₄（g）⇌CH₃COOH（g）△H<0直接转化成乙酸．在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图3所示．
（5）250～300℃时，乙酸的生成速率减小的主要原因是___．为治理环境，减少雾霾，应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物（NO_x）和CO₂的排放量．
Ⅰ．处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x．
①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
②CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-586.7kJ•mol^-1

（1）若用4.48L CH₄还原NO生成N₂，则放出的热量为___kJ（保留两位小数）．（气体体积已折算为标准状况下）
（2）用电化学处理含NO₃^-的废水，电解的原理如图1所示，则电解时阴极的电极反应式为___；
Ⅱ．利用I₂O₅消除CO污染的反应为5CO（g）+I₂O₅（s）⇌5CO₂（g）+I₂（s）．不同温度下，向装有足量I₂O₅固体的2L恒容密闭容器中通入4mol CO，测得CO₂的体积分数（φ）随时间（t）变化曲线如图2所示．
（3）T₁时，该反应的化学平衡常数的数值为___．
（4）下列说法不正确的是___（填字母）．
A．容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态
B．两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等
C．d点时，在原容器中充入一定量氦气，CO的转化率不变
D．b点和d点时化学平衡常数的大小关系：K_b<K_d
Ⅲ．以二氧化钛表面覆盖Cu₂Al₂O₄ 为催化剂，可以将CO₂和CH₄通过反应CO₂（g）+CH₄（g）⇌CH₃COOH（g）△H<0直接转化成乙酸．在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图3所示．
（5）250～300℃时，乙酸的生成速率减小的主要原因是___．_x2
xx
42221^-1
₄₂₂₂₂₂^-1

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3^-
<sub>252522252
1




bd
22424243</sub>

Answer 1

（1）①CH₄4（g）+4NO₂2（g）=4NO（g）+CO₂2（g）+2H₂2O（g）△H₁1=-574kJ•mol^-1-1
②CH₄4（g）+2NO₂2（g）=N₂2（g）+CO₂2（g）+2H₂2O（g）△H₂2=-586.7kJ•mol^-1-1
由盖斯定律②×2-①得到CH₄4（g）+4NO（g）═2N₂2（g）+CO₂2（g）+2H₂2O（g），所以焓变△H=（-586.7kJ•mol^-1-1）×2-（-574kJ•mol^-1-1）=-599.4kJ•mol^-1-1，若用4.48L即0.2molCH₄4还原NO生成N₂2，则放出的热量为599.4kJ/mol×0.2mol=119.88kJ，
故答案为：119.88；
（2）根据图象知，硝酸根离子得电子发生氧化反应，则Ag-Pt作阴极，阴极上电极反应式为2NO₃3^--+12H⁺++10e^--=N₂2↑+6H₂2O，Pt电极为阳极，阳极反应为2H₂2O-4e^--=O₂2+4H⁺+，故答案为：2NO₃3^--+12H⁺++10e^--=N₂2↑+6H₂2O；
Ⅱ．（3）根据图象知，硝酸根离子得电子发生氧化反应，则Ag-Pt作阴极，阴极上电极反应式为2NO₃3^--+12H⁺++10e^--=N₂2↑+6H₂2O，Pt电极为阳极，阳极反应为2H₂2O-4e^--=O₂2+4H⁺+，当转移20mol电子时，阳极消耗10mol水，产生20molH⁺+进入阴极室，阳极质量减少180g，
故答案为：2NO₃3^--+12H⁺++10e^--=N₂2↑+6H₂2O；180；
（4）T₁1时：5CO（g）+I₂2O₅5（s）⇌5CO₂2（g）+I₂2（s）
起始量/mol    4                 0
转化量/mol    y                 y
b点量/mol    4-y                y
根据b点时CO₂2的体积分数φ（CO₂2）=(y)/(4)=0.80，得y=3.2mol，c（CO）=0.4mol•L^-1，c（CO₂）=1.6mol•L^-1，
T₁时化学平衡常数K=(c5(CO2))/(c5(CO))=(1．65)/(0．45)=1024，
故答案为：1024；
（4）A．因为条件为恒容，而反应前后气体质量变化，所以容器内气体密度不变时，表明反应达到平衡状态，故A正确；
B．c点为交点，气体物质的量分别相等，所以两种温度下，体系中混合气体的压强不等，故B错误；
C．反应前后气体体积不变，压强变化对平衡无影响，CO的转化率不变，故C正确；
d．b点比d点时生成物CO₂体积分数大，说明进行的程度大，则化学平衡常数：K_b>K_d，故D错误；
故答案为：BD；
Ⅲ．（5）温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低，
故答案为：温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低． (y)/(4)y4yyy444=0.80，得y=3.2mol，c（CO）=0.4mol•L^-1-1，c（CO₂2）=1.6mol•L^-1-1，
T₁1时化学平衡常数K=(c5(CO2))/(c5(CO))=(1．65)/(0．45)=1024，
故答案为：1024；
（4）A．因为条件为恒容，而反应前后气体质量变化，所以容器内气体密度不变时，表明反应达到平衡状态，故A正确；
B．c点为交点，气体物质的量分别相等，所以两种温度下，体系中混合气体的压强不等，故B错误；
C．反应前后气体体积不变，压强变化对平衡无影响，CO的转化率不变，故C正确；
d．b点比d点时生成物CO₂体积分数大，说明进行的程度大，则化学平衡常数：K_b>K_d，故D错误；
故答案为：BD；
Ⅲ．（5）温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低，
故答案为：温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低． (c5(CO2))/(c5(CO))c5(CO2)c5(CO)c5(CO2)c5(CO2)c5(CO2)5(CO2)2)c5(CO)c5(CO)c5(CO)5(CO)=(1．65)/(0．45)=1024，
故答案为：1024；
（4）A．因为条件为恒容，而反应前后气体质量变化，所以容器内气体密度不变时，表明反应达到平衡状态，故A正确；
B．c点为交点，气体物质的量分别相等，所以两种温度下，体系中混合气体的压强不等，故B错误；
C．反应前后气体体积不变，压强变化对平衡无影响，CO的转化率不变，故C正确；
d．b点比d点时生成物CO₂体积分数大，说明进行的程度大，则化学平衡常数：K_b>K_d，故D错误；
故答案为：BD；
Ⅲ．（5）温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低，
故答案为：温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低． (1．65)/(0．45)1．650．451．651．651．6550．450．450．455=1024，
故答案为：1024；
（4）A．因为条件为恒容，而反应前后气体质量变化，所以容器内气体密度不变时，表明反应达到平衡状态，故A正确；
B．c点为交点，气体物质的量分别相等，所以两种温度下，体系中混合气体的压强不等，故B错误；
C．反应前后气体体积不变，压强变化对平衡无影响，CO的转化率不变，故C正确；
d．b点比d点时生成物CO₂2体积分数大，说明进行的程度大，则化学平衡常数：K_bb>K_dd，故D错误；
故答案为：BD；
Ⅲ．（5）温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低，
故答案为：温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低．