汽车尾气、燃煤尾气、地面灰尘等污染物是造成空气污染的主要原因．（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）催化剂2CO2（g）+N2（g）．

Question

汽车尾气、燃煤尾气、地面灰尘等污染物是造成空气污染的主要原因．

（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，如图所示．据此判断：
①该反应的△H___0（填“>”“<”）．
②在T₂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．若催化剂的表面积S₁>S₂，在上图中画出c（CO₂）在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线．
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）．

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题．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．例如：
CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-867kJ/mol
2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H=-56.9kJ/mol
写出CH₄（g）催化还原N₂O₄（g）生成N₂（g）和H₂O（g）的热化学方程式___．
（3）已知反应：CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g），现将不同量的CO₂（g）和H₂（g）分别通入到容积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡 所需时间/min
		CO2（g）	H2（g）	H2O（g）	CO2（g）
1	650	2	1	0.4	1.6	6
2	900	4	2	1.6	2.4	2

①实验1条件下平衡常数K=___（保留小数点后二位）．
②该反应的△H___0（填“<”或“>”）．

Answer 1

（1）①由图1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，
故答案为：<；
②由图可知，T₂温度时2s到达平衡，平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.1mol/L，故v（CO₂）=(0.1mol/L)/(2s)0.05mol/（L•s），速率之比等于化学计量数之比，故v（N₂）=0.5v（CO₂）=0.5×0.05mol/（L•s）=0.025mol/（L•s），
故答案为：0.025mol/（L•s）；
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：；
④A．到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t₁时刻V_正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故A错误；
B．该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，故B正确，
C、t₁时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t₁时刻未到达平衡状态，故C错误；
D、NO的质量分数为定值，t₁时刻处于平衡状态，故D正确；
故答案为：BD；
（2）已知：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-867kJ/mol①
2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）△H₂=-56.9kJ/mol②
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol③
根据盖斯定律，①-②+④×2可得CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l），故△H=-867kJ/mol-（-56.9kJ/mol）+2（-44.0）kJ/mol=-898.1kJ/mol 即CH₄（g）+N₂O₄（g）═N₂（g）+2H₂O（l）+CO₂（g）△H=-898.1kJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+N₂O₄（g）═N₂（g）+2H₂O（l）+CO₂（g）△H=-898.1kJ/mol；
（3）①平衡时CO₂的物质的量为1.6mol，则：
            CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），
开始（mol）：2       1        0       0
变化（mol）：0.6    0.6      1.6     1.6
平衡（mol）：1.4    0.4      1.6     1.6
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故650℃时该反应平衡常数k=(1.6×1.6)/(1.4×0.4)=4.57，
故答案为：4.57；
②实验1中CO₂的转化率为(2-1.6)/(2)×100%=20%，实验2中CO₂的转化率为(4-2.4)/(4)×100%=40%，则实验1的转化率小于实验2，则说明温度升高平衡向正反应方向移动，正反应吸热，故答案为：>．