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)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ·mol-1
③CH4(g)+2NO2(g)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,测得有关数据如下表:
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 。
② 130℃时,反应到20分钟时,NO2的反应速率是 。
③ 180℃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,其原理见图。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 。