Question

2013年10月9日，2013年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)在瑞典揭曉，猶太裔美國理論化學(xué)家馬丁·卡普拉斯、 美國斯坦福大學(xué)生物物理學(xué)家邁克爾·萊維特和南加州大學(xué)化學(xué)家亞利耶·瓦謝爾因給復(fù)雜化學(xué)體系設(shè)計(jì)了多尺度模型而分享獎(jiǎng)項(xiàng)。三位科學(xué)家的研究成果已經(jīng)應(yīng)用于廢氣凈化及植物的光合作用的研究中，并可用于優(yōu)化汽車催化劑、藥物和太陽能電池的設(shè)計(jì)。

   汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g)  △H＜0

（1）同一條件下該反應(yīng)正反應(yīng)的平衡常數(shù)為K₁，逆反應(yīng)的表達(dá)式平衡常數(shù)為K₂，K₁與K₂的關(guān)系式為         ▲        。

（2）若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t₁時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是         ▲        （填代號(hào)）。

（3）在體積為10L的密閉容器中，加入一定量的CO₂和H₂，在900℃時(shí)發(fā)生吸熱反應(yīng)并記錄前5min各物質(zhì)的濃度，第6min改變了條件。各物質(zhì)的濃度變化如下表；

時(shí)間/min	CO2（mol·L-1）	H2（mol·L-1）	CO（mol·L-1）	H2O（mol·L-1）
0	0.2000	0.3000	0	0
2	0.1740	0.2740	0.0260	0.0260
5	0.0727	0.1727	0.1273	0.1273
6	0.0350	0.1350	0.1650

①前2min，用CO表示的該化學(xué)反應(yīng)的速率為           ▲          ；

②第5—6min，平衡移動(dòng)的可能原因是              ▲             ；

（4）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH₄催化還原NO_x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 kJ·mol^-1

2NO₂(g)N₂O₄(g)   △H＝－56.9 kJ·mol^-1

 H₂O(g) ＝ H₂O(l)     △H ＝ －44.0 kJ·mol^-1

寫出CH₄催化還原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式：

              ▲             。

（5）在一定條件下，可以用NH₃處理NO_x。已知NO與NH₃發(fā)生反應(yīng)生成N₂和H₂O，現(xiàn)有NO和NH₃的混合物1mol，充分反應(yīng)后得到的還原產(chǎn)物比氧化產(chǎn)物多1.4 g，則原反應(yīng)混合物中NO的物質(zhì)的量可能是       ▲       mol

（6）在一定條件下，也可以用H₂處理CO合成甲醇和二甲醚（CH₃OCH₃）及許多烴類物質(zhì)。當(dāng)兩者以物質(zhì)的量11催化反應(yīng)，其原子利用率達(dá)100%，合成的物質(zhì)可能是       ▲        。

 a．汽油        b．甲醇            c．甲醛            d．乙酸

Answer 1

共14分）（1）K_1·K₂=1（2分）  （2） bd  （2分）

（3）①0.0130mol·L^-1·min^-1 （2分）        ②升高溫度或減小H₂O的濃度  （各1分共2分）

（4）CH₄(g)+N₂O₄ (g) ==N₂(g) +2H₂O(l ) + CO₂(g)  △H= —898.1 kJ·mol^-1 （2分）

（5）0.3mol或0.8mol（各1分共2分）

（6）c、d（2分）