题目内容
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)/xl0-4mol L-1 | 10．0 | 4．50 | 2．50 | 1．50 | 1．00 | 1．00 |
| c(CO)/xl0-3mol 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NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g) = N2 (g)+CO2 (g)+2H2O(g) △H=-867．0kJ ? mol-1
2NO2 (g)
N2O4 (g) △H=-56．9kJ ? mol-1H2O(g) = H2O(l) △H=-44．0kJ ? 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 。
（1）放热 0．025 mol/(L·s) （各2分，共4分）
（2）见图（在T1S1下方，起点不变、终点在虚线后即可，合理均可）（2分）
（3）5000 L/mol （2分） 2．41% (2分)
（4）B D （共2分，少选得1分，错选不得分）
（5）CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) D H═ —898．1kJ/mol （2分）
解析试题分析：⑴依据“先拐先平，数值大”的原则，可知：T1＞T2，而在T1条件下可知，二氧化碳的含量反而低，可知，升高温度反应逆向移动，因此正向是放热的。化学反应速率等于单位时间内反应物或者生成物浓度的变化量，因此可以确定用二氧化碳表示的化学反应速率就为：0.050 mol/(L·s)，再依据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可知；用氮气表示的化学反应速率就为：0.025 mol/(L·s)。⑵增大表面积，只是增大反应速率，并不影响二氧化碳的含量，因此，只是反应达到平衡的时间延长，并不影响二氧化碳的量。
⑶ 2NO(g) + 2CO(g) 2CO2 + N2
起始浓度：10－3mol/L 3.6×10－3mol/L 0 0
转化浓度：9.0×10－4mol/L 9.0×10－4mol/L 9.0×10－4mol/L 4.5×10－4mol/L
平衡浓度：10－4mol/L 2.7×10－3mol/L 9.0×10－4mol/L 4.5×10－4mol/L
因此平衡常数：
根椐，平衡时体积比等于物质的量之比，等于浓度之比，所以平衡时NO的体积分数为：
⑷A图中正反应速率反应开始后是减小的，错误；B图中表示的是化学平衡常数随时间的变化，因为是绝热的，而反应又是放热的，所以随着反应的进行，放出的热量散不出去，使反应逆向移动，使得平衡常数减小，但在某一个时刻达到平衡状态。正确；C图中在t1后各自的物质的量还在变化，则不是平衡状态，错误；D图中一氧化氮的质量在t1时刻质量不变，一定是一个平衡状态。正确。
⑸ ①CH4(g)+2NO2(g) = N2 (g)+CO2 (g)+2H2O(g) △H=-867．0kJ ? mol-1
②2NO2 (g) N2O4 (g) △H=-56．9kJ ? mol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H=-44．0kJ ? mol-1
①－②＋③×2：CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) D H═ —898．1kJ/mol
考点：考查化学平衡，热化学的有关知识。
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1等于 ；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为甲醇是一种可再生的优质燃料，用途广泛，研究其作用具有广阔前景。
（1）已知在常温常压下，测得反应的反应热如下：
① 2CH3OH(l)+ 3O2(g) 
2CO2(g) +4H2O(g) ?H1= －1275．6 kJ/mol
② 2CO(g) +O2(g) 2CO2(g) ?H2=－566．0 kJ/mol
CH3OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是 。
（2）工业上生产甲醇的反应如下：CO2(g) + 3H2(g) 
CH3OH(g)+ H2O(g) ?H = －49 kJ/mol
在某温度下，容积均为1 L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容。容器B中经10 s后达到平衡。达到平衡时的有关数据如下表：
| 容器 | A | B |
| 反应物投入量 | 1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) | 1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g) |
| 反应能量变化 | 放出αkJ热量 | 吸收19．6 kJ热量 |
①从反应开始至达到平衡时，容器B中CH3OH的平均反应速率为 。
②该温度下，B容器中反应的化学平衡常数的数值为 。
③α＝ 。
④下列措施能使容器A中甲醇的产率增大的是 。
a．升高温度 b．将水蒸气从体系分离
c．用更有效的催化剂 d．将容器的容积缩小一半
（3）我国科学院化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。
① 该电池工作时，b口通入的物质为 。
② 该电池正极的电极反应式为 。
把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I： C(s)＋O2(g) = CO2(g)
途径II：先制水煤气： C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃烧水煤气：2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)；
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)
已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)；△H1=－393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；△H2=－241.8kJ·mol-1
③CO(g)+ 1/2O2 (g) =CO2(g)；△H3=－283.0kJ·mol-1
请回答下列问题：
（1）CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是 （填“放热反应”或“吸热反应”）
（2）根据盖斯定律，煤和气态水生成水煤气的反应热△H= 。
（3）根据两种途径，下列说法错误的是（ ）
| A．途径II制水煤气时增加能耗，故途径II的做法不可取 |
| B．与途径I相比，途径II可以减少对环境的污染 |
| C．与途径I相比，途径II可以提高煤的燃烧效率 |
| D．将煤转化为水煤气后，便于通过管道进行运输 |
CO2(g) ΔH1<0①
CO(g)＋H2(g)。
O2(g)=H2O(g) ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1
CO2(g)＋H2O(g)
CO(g)＋H2O(g)＋