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,如下图所示。据此判断:

①该反应的△H_______0(填“>”或“<”),△S_______0(填“>”或“<”)。

②在T1温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)=__________。

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。若增大催化剂的表面积,则CO转化率____(填“增大”、“减少”或“不变”)。

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__________(填字母)。

(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NOX可以消除氮氧化物的污染。

例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0kJ·mol-1

2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9kJ·mol-1

写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2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。下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极a、b表面发生的电极反应式分别为

a:______________b:___________

地球表面十公里厚的地层中,含钛元素达千分之六,比铜多61倍,金属钛(Ti)被誉为21世纪金属,其单质和化合物具有广泛的应用价值。氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料,经过一系,列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如下图)。

图中的M是短周期金属元素,M的部分电离能如下表:

I1

I2

I3

I4

I5

电离能/(kJ·mol-1)

738

1451

7733

10 540

13 630

请回答下列问题:

⑴TiO2为离子晶体,己知晶体中阳离子的配位数为6,阴离子的配位数为3,则阳离子的电子排布式为___________

⑵金属Ti与金属M的晶体原子堆积模式相同,其堆积模型为_________(填写堆积模型名称),晶体中原子在二维平面里的配位数为_____________

⑶室温下TiCl4为无色液体,沸点为136.4℃,由此可知其晶体类型为__________,构成该晶体的粒子的空间构型为_____________

(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如下图所示,已知该氮化钛的密度为p g·cm-3,则该晶胞中N、Ti之间的最近距离为_____ pm,(NA为阿伏加德常数的数值,只列算式)。该晶体中与Ti原子距离相等且最近的Ti原子有___________个。

(5)科学家通过X射线探明KC1、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似。且知三种离子晶体的晶格能数据如下:

离子晶体

NaCl

KC1

CaO

晶格能/(kJ·mol-1)

786

715

3401

KC1、CaO、TiN三种离子晶体硬度由低到该的顺序为_____________

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