能源、环境与生产生活和社会发展密切相关．（1）一定温度下，在两个容积均为2L的密闭容器中，分别发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ•mol-1．相关数据如下：

Question

能源、环境与生产生活和社会发展密切相关．

（1）一定温度下，在两个容积均为2L的密闭容器中，分别发生反应：
CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ•mol^-1．相关数据如下：

容  器	甲	乙
反应物投入量	1molCO 2（g）和3molH2（g）	1molCH3OH（g）和1molH2O（g）
平衡时c（CH3OH）	c1	c2
平衡时能量变化	放出29.4kJ	吸收akJ

①c_l___ c₂（填“>”、“<”或“=”），a=___；
②该温度下反应的平衡常数K=___；若甲中反应10s时达到平衡，则0～10s内甲中的平均反应速率v（H₂）=___．
③其他条件不变，达到平衡后，下列不能提高H₂转化率的操作是___（填字母编号）．
a．降低温度      b．充入更多的H₂      c．移除甲醇      d．增大容器体积
（2）在密闭容器中，通入2.5mol的CH₄与2.5mol CO₂，一定条件下发生反应：CH₄（g）+CO₂（g）⇌2CO（g）+2H₂（g），测得CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图．据图可知，p₁、p₂、p₃、p₄由大到小的顺序___．
（3）用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1
若用标准状况下4.48L CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中转移的电子总数为___，阿伏伽德罗常数用N_A表示），放出的热量为___kJ．

Answer 1

（1）①应用恒温恒容条件下的乙的投料量极端转化为甲相当于投1mol CO₂（g）和3mol H₂（g），所以两者是等效平衡，所以c₁=c₂，甲、乙是等效平衡，则甲中放出的热量与乙中吸收的热量之和为49.0kJ，则a=49.0kJ-29.4kJ=19.6kJ，
故答案为：=；19.6；
②平衡时放出29.4kJ，则转化率为(29.4kJ)/(49.0kJ)×100%=60%
        CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始：1mol      3mol             0                 0
转化：0.6mol   1.8mol           0.6mol       0.6mol
平衡：0.4mol   1.2mol           0.6mol        0.6mol
所以：达到平衡时，c（CO₂）=0.2mol/L，c（H₂）=0.6mol/L，c（CH₃OH）=0.3mol/L，c（H₂O）=0.3mol/L，
在该条件下，反应的平衡常数K的值=(0.3×0.3)/(0.2×0．63)=(25)/(12)；
平衡时能量变化放出29.4kJ，所以反应二氧化碳的物质的量为(29.4kJ)/(49.0kJ)=0.6mol，所以，然后求平均反应速率v=((0.6mol)/(2L))/(10s)=0.03mol/（L•min），v（H₂）=3×0.03mol/（L•min）=0.09mol/（L•min），
故答案为：(25)/(12)；0.09；
③a．降低温度，二氧化碳反应速率减小，平衡逆向移动，氢气的转化率降低；
b．充入更多的H₂，二氧化碳反应速率增大，平衡正向移动，氢气的转化率降低；
c．移去甲醇，二氧化碳反应速率减小，平衡正向移动，氢气的转化率增大；
d．增大容器体积，压强减小，二氧化碳反应速率减小，平衡逆向移动，氢气的转化率降低；
故提高CO₂的反应速率，可以采取的反应条件是B；能提高H₂转化率的操作是C；
故答案为：abd；
（2）由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P₁）>α（P₂）>α（P₃）>α（P₄），该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强P₄>P₃>P₂>P₁
故答案为：P₄>P₃>P₂>P₁；
（3）由（1）得CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-(574+1160)/(2)kJ•mol^-1=867kJ•mol^-1，n（CH₄）=0.2mol，整个过程中转移的电子总数为0.2mol×8N_A=1.6N_A=9.6×10²³，放出的热量为0.2×867=173.4kJ，
故答案为：9.6×10²³或1.60N_A；173.4．