2015年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）催化剂

Question

2015年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） 

催化剂

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，如图1所示．

据此判断：
①该反应的平衡常数表达式为___．
②该反应的△H___0（选填“>”、“<”）．
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．若催化剂的表面积S₁>S₂，在右图中画出c（CO₂）在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线．
（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NO_x可以消除氮氧化物的污染．
CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ•mol^-1
2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）△H=-56.9kJ•mol^-1
写出CH₄催化还原N₂O₄（g）生成N₂（g）、CO₂（g）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．图2是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图．写出上述光电转化过程的化学反应方程式___．催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是___（填a→b或b→a）．

Answer 1

（1）①2NO（g）+2CO（g）

催化剂

 2CO₂ （g）+N₂ （g）的平衡常数表达式为生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂乘积的比值，即：K=(c2(CO2)•c(N2))/(c2(NO)•c2(CO))，故答案为：K=(c2(CO2)•c(N2))/(c2(NO)•c2(CO))；
②由图示可知，温度T₁先到达平衡，故温度T₁>T₂，温度越高平衡时，二氧化碳的浓度越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，即：△H<0，
故答案为：<；
③接触面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，催化剂的表面积S₁>S₂，S₂条件下达到平衡所用时间更长，但催化剂不影响平衡移动，平衡时二氧化碳的浓度与温度T₁到达平衡时相同，故c（CO₂）在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线为，故答案为：；
（2）①已知：ⅠCH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-867kJ/mol
Ⅱ2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）△H₂=-56.9kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ得：CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），故△H=-867kJ/mol-（-56.9kJ/mol）=-810.1kJ/mol，
即：CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-810.1kJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-810.1kJ/mol．
②体系中进入的物质为：CO₂和H₂O，则反应物为：CO₂和H₂O，得到的物质为：HCOOH和O₂，生成物为：HCOOH和O₂，利用氧化还原方程式的配平写出化学方程式为：2CO₂+2H₂O(光照.)/()2HCOOH+O₂；体系中氢离子从 a→b，则电流的方向为：b→a，电子的流向为：a→b，故答案为：2CO₂+2H₂O(光照.)/()2HCOOH+O₂；a→b．