9. 雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响。燃煤和汽车尾气 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： 2NQ(g)+2CO(g)= 2C02 (g)+N2 (g) △H＜0 。
①该反应的速率时间图像如右图中左图所示。若其他条件不变，仅在反应前加人合适的催化剂，则其速率时间图像如右图中右图所示。以下说法正确的是 (填对应字母）。A.a1＞a2B.b1 ＜b2C.t1＞t2D.右图中阴影部分面积更大E.左图中阴影部分面积更大
②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NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：CH4(g)+2N02(g) = N2(g)+C02(g)+2H20(g) △H=-867 kJ/mol2N02(g)= N204(g) △H=-56.9 kJ/molH20(g) = H20(l) △H =-44.0 kJ/mol写出CH4催化还原N204 (g)生成N2和H20(1)的热化学方程式： 。
(3)CH4和H20(g)在催化剂表面发生反应CH4 + H20 = C0 + 3H2 ，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：①该反应是 反应(填“吸热”或“放热”）。
②T℃时，向1L密闭容器中投入1mol CH4 和1mol H20(g)，平衡时C(CH4)=0. 5 mol·L- , 该温度下反应CH4 + H20 = CO+3H2的平衡常数K= 。甲烷燃料电池可以提升能量利用率。如图是利用甲烷燃料电池电解l00mL lmol/L食盐水，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24 L(设电解后溶液体积不变）。
考察知识点
- 化学平衡常数的含义
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14．25℃时，向盛有50mL pH=2的HA溶液的绝热容器中加入pH=13的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积（V）与所得混合溶液的温度（T）的关系如图所示．下列叙述正确的是（ ）
12．已知反应2CH3OH（g）
CH3OCH3（g）＋H2O（g）某温度下的平衡常数为400。此温度下，在2 L的密闭容器中加入a mol CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：下列说法正确的是（ ）
24．铁及其化合物与生产、生活关系密切。
（1）下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。这一腐蚀过程中发生还原反应的物质是________（填化学式）。图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是____（填字母）。
（2）用废铁皮制取铁红（Fe2O3）的部分流程示意图如下：
步骤I若温度过高，将不利于反应的进行，用适当的文字和化学方程式进行解释： ___________________________。
步骤II中发生反应：4 Fe(NO3)2 + O2 + (2n+4) H2O → 2 Fe2O3·nH2O + 8 HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为______________________________。
上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是__________________（任写一项）。（3）已知t℃时，反应FeO(s) + CO(g)
Fe(s) + CO2(g)的平衡常数为K1。
写出K1的表达式____________________。
若该反应在恒容容器中反应时满足如图所示变化，则该反应的正反应为________反应（选填“吸热”或“放热”）。
若在t℃的2 L恒温密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入一定量CO。若5 min后FeO(s)转化率为50%，则CO2的平均反应速率为____________。
正确答案
（1）①BC②BD（2）CH4(g)+N2O4(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-898.1 kJ/mol
解析
（１）①若其他条件都不变，只是在反应前加入合适的催化剂，催化剂能增大反应速率，所以a1＜a2；在反应过程中，催化剂能增大正逆反应速率，则反应速率增大，所以b1＜b2，反应达到平衡的时间缩短，所以t1＞t2，但平衡不移动，则转化率不变；阴影部分面积为增加反应的物质的物质的量，转化率不变，则参加反应物质的物质的量不变，所以两图中阴影部分面积相等，所以BC正确；②达到平衡状态时，正逆反应速率保持不变，化学平衡常数保持不变，各反应物和生成物成分的含量保持不变，所以BD正确；（2）根据盖斯定律可知，①-②＋③×2即得到CH4(g)+N2O4(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-898.1 kJ/mol。（3）①根据平衡移动判断反应的热量变化：对于应吸热反应，温度升高，则化学平衡常数增大；所以根据表中数据信息可以判断该反应为吸热反应；②向1L密闭容器中投入1mol CH4和1mol H2O（g），平衡时c（CH4）=0.5mol/L．该温度下反应 CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）起始量（mol/L） 1 1 0 0变化量（mol/L） 0.5 0.5 0.5 1.5平衡量（mol/L） 0.5 0.5 0.5 1.5根据平衡常数表达式K=[c(CO)×c(H2)3]/[c(CH4)×c(H2<
考查方向
解题思路
（1）①若其他条件都不变，只是在反应前加入合适的催化剂，催化剂能增大反应速率；在反应过程中，催化剂能增大正逆反应速率，则反应速率增大，反应达到平衡的时间缩短，但平衡不移动，则转化率不变；阴影部分面积为增加反应的物质的物质的量，转化率不变，则参加反应物质的物质的量不变，②达到平衡状态时，正逆反应速率保持不变，化学平衡常数保持不变，各反应物和生成物成分的含量保持不变；（2）根据盖斯定律可知，①-②＋③×2即得到CH4(g)+N2O4(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-898.1 kJ/mol（3）①根据平衡移动判断反应的热量变化：对于应吸热反应，温度升高，则化学平衡常数增大；②对于反应：CH4+H20= C0+3H2根据平衡常数表达式K=[c(CO)×c(H2)3]/[c(CH4)×c(H2O)]计算其数值；（4）①甲烷燃料酸性电池中，负极上甲烷失电子和水生成氢离子和二氧化碳，根据电子守恒、电荷守恒以及原子守恒配平书写。②n（H2）=2.24/22.4=0.1mol电路中通过的电子数为0.2mol，电解饱和NaCl溶液时电路中每通过的2mol电子每可以产生1molCl2 ,生成2 molNaOH；所以c（NaOH）=0.1mol/0.1L=1mol/L，c(H+)=10-14mol/L，pH=14。③由①知可以转移电子0.2mol，而溶液中的Cl-只有0.1mol，所以之后反应为直接电解水,溶液pH值不改变，阳极产生0.05molCl2和0.025molO2。
易错点
（1）①催化剂对反应速率、化学平衡的影响是解本题关键，不能准确理解阴影部分的含义容易导致解题错误；②不能根据平衡图像中的有效信息判断化学平衡状态；（2）不能熟练应用盖斯定律完成热方程式的书写；（3）①不能准确判断化学平衡常数与温度的关系②计算化学平衡常数时误将物质的量代替浓度进行计算或者误用非平衡状态时的浓度进行计算；①书写电极反应时不能正确分析电解质溶液的酸碱性导致产物写错②计算电解后溶液的pH不能迅速找出电子与OH-的定量关系。