汽车尾气中的NOx是大气污染物之一，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．（1）已知：①CH4（g）+4NO2（g）催化剂4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=

Question

汽车尾气中的NO_x是大气污染物之一，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染．

（1）已知：
①CH₄（g）+4NO₂（g）

催化剂

 4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）

催化剂

 2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-1160kJ•mol^-1
③CH₄（g）+2NO₂（g） 

催化剂

N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
△H₃=___．
（2）反应③在热力学上趋势很大，其原因是___．在固定容器中按一定比例混合CH₄与NO₂后，提高NO₂转化率的反应条件是___
（3）在130℃和180℃时，分别将0.50mol CH₄和a mol NO₂充入1L的密闭容器中发生反应③，测得有关数据如表：

实验编号	温度		0分钟	10分钟	20分钟	40分钟	50分钟
1	130℃	n（CH4）/mol	0.50	0.35	0.25	0.10	0.10
2	180℃	n（CH4）/mol	0.50	0.30	0.18		0.15

①开展实验1和实验2的目的是___．
②130℃时，反应到20分钟时，NO₂的反应速率是___．
③180℃时达到平衡状态时，CH₄的平衡转化率为___．
④已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a=___．
（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理如图．该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，该电极反应为___．

Answer 1

（1）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1，（①+②）×(1)/(2)得CH₄（g）+2NO₂（g） 

催化剂

N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g））△H=-867kJ•mol^-1，
故答案为：-867kJ•mol^-1；
（2）反应③在热力学上趋势很大，该反应放出热热量大，即反应物和生成物的能量差大，因此热力学趋势大；该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高NO₂转化率；
故答案为：此反应放出的热量十分大；低温、低压；
（3）①实验中只有温度不同，所以实验目的是：研究温度对该化学平衡的影响，
故答案为：研究温度对该化学平衡的影响；
②v=(△c)/(△t)=((0.5mol-0.25mol)/(1L))/(20min)=0.0125mol/（L•min），
故答案为：0.0125mol/（L•min）； 
③甲烷的转化率=((0.5-0.15)mol)/(0.5mol)=70%，
故答案为：70%；
④设二氧化氮的物质的量为a，
                CH₄（g）+2NO₂（g）⇌N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
C₀（mol/L）：0.5           a            0            0             0
△C（mol/L）：0.40     0.80         0.40        0.40         0.80
C_平（mol/L）：0.10       a-0.80      0.40        0.40        0.80         
则：(0.40×0.40×(0.80)2)/(0.10×(a-0.80))，a=1.2，
故答案为：1.2；  
（4）该原电池中通入二氧化氮的电极是负极、通入氧气的电极是正极，所以I是负极、II是正极，负极上生成氧化物，应该是二氧化氮失电子和硝酸根离子反应生成五氧化二氮，电极反应式为NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅，
故答案为：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅．