2013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)2CO2(g)+N2(g)在密闭容器中发生该反

Question

2013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) 2CO ₂ (g) +N ₂ (g) 在密闭容器中发生该反应时，c(CO ₂ )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该反应的平衡常数表达式为     。
②该反应的ΔH     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S ₁ ＞S ₂ ，在图中画出c(CO ₂ )在T ₂ 、S ₂ 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CH ₄ 催化还原NO _x 可以消除氮氧化物的污
染。
CH ₄ (g)＋2NO ₂ (g) = N ₂ (g)＋CO ₂ (g)＋2H ₂ O(g)  =－867kJ·mol ^{－ 1}
2NO ₂ (g)  N ₂ O ₄ (g)                     =－56.9kJ·mol ^{－ 1}
写出CH ₄ 催化还原N ₂ O ₄ (g)生成N ₂ (g)、CO ₂ (g)和H ₂ O(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。下图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）① （2分）    ②＜（1分）
③（2分）[起点在原点0处（给1分），达到平衡的时间迟于“T ₂ 、S ₁ ”曲线的平衡点（给1分）

（2）① CH ₄ (g)＋N ₂ O ₄ (g) = N ₂ (g)＋CO ₂ (g)＋2H ₂ O(g)  =－810.1 kJ·mol ^{－ 1} （2分）
②2CO ₂ ＋2H ₂ O 2HCOOH+O ₂ （2分）  a→b （2分）