2013年10月9日,2013年諾貝爾化學獎在瑞典揭曉,猶太裔美國理論化學家馬丁?卡普拉斯、美國斯坦福大學生物物理學家邁克爾?萊維特和南加州大學化學家亞利耶?瓦謝爾因給復雜化學體系設計了多尺度模型而分享獎項.三位科學家的研究成果已經(jīng)應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計.汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g)
2CO
2(g)+N
2(g)△H<0
(1)同一條件下該反應正反應的平衡常數(shù)為K
1,逆反應的表達式平衡常數(shù)為K
2,K
1與K
2的關系式
.
(2)若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t
1時刻達到平衡狀態(tài)的是
(填代號).

(3)在體積為10L的密閉容器中,加入一定量的CO
2和H
2,在900℃時發(fā)生吸熱反應并記錄前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;
時間/min | CO2(mol/L) | H2(mol/L) | CO(mol/L) | H2O(mol/L) |
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表示的該化學反應的速率為
;
②第5-6min,平衡移動的可能原因是
;
(4)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題.煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH
4催化還原NO
x可以消除氮氧化物的污染.
已知:CH
4(g)+2NO
2(g)═N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g)△H=-867kJ/mol
2NO
2(g)?N
2O
4(g)△H=-56.9kJ/mol
H
2O(g)=H
2O(l)△H=-44.0kJ/mol
寫出CH
4催化還原N
2O
4(g)生成N
2和H
2O(l)的熱化學方程式:
.
(5)在一定條件下,可以用NH
3處理NO
x.已知NO與NH
3發(fā)生反應生成N
2和H
2O,現(xiàn)有NO和NH
3的混合物1mol,充分反應后得到的還原產(chǎn)物比氧化產(chǎn)物多1.4g,則原反應混合物中NO的物質(zhì)的量可能是
.
(6)在一定條件下,也可以用H
2可以處理CO合成甲醇和二甲醚(CH
3OCH
3)及許多烴類物質(zhì).當兩者以物質(zhì)的量1:1催化反應,其原子利用率達100%,合成的物質(zhì)可能是
.
a.汽油 b.甲醇 c.甲醛 d.乙酸.