用CH₄催化還原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH₄(g)＋4NO₂(g)=4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)=2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH＝－1 160 kJ·mol^－1
若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH₄還原NO₂至N₂，整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為_(kāi)_____(阿伏加德羅常數(shù)的值用N_A表示)，放出的熱量為_(kāi)_____kJ。

(1)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)ΔH＝－92.2kJ·mol^－1
已知合成氨反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng)，在某一定條件下，N₂的轉(zhuǎn)化率僅為10%，要想通過(guò)該反應(yīng)得到92.2  kJ的熱量，至少在反應(yīng)混合物中要投放N₂的物質(zhì)的量為_(kāi)_______ mol。
(2)肼(N₂H₄)－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空氣燃料電池放電時(shí)：
正極的電極反應(yīng)式：__________________________，
負(fù)極的電極反應(yīng)式：__________________________。
(3)如圖是一個(gè)電解過(guò)程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式是：_______________________
②假設(shè)使用肼－空氣燃料電池作為該過(guò)程中的電源，銅片質(zhì)量變化為128 g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣________L(假設(shè)空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%)。

甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)高爐冶鐵過(guò)程中，甲烷在催化反應(yīng)室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H₂)還原氧化鐵，有關(guān)反應(yīng)為：CH₄(g)＋CO₂(g)=2CO(g)＋2H₂(g)　ΔH＝＋260 kJ·mol^－1
已知：2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)  ΔH＝－566 kJ·mol^－1
則CH₄與O₂反應(yīng)生成CO和H₂的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________
(2)如下圖所示，裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)，通過(guò)裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅。

①a處應(yīng)通入________(填“CH₄”或“O₂”)，b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是______________________________
②電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中溶液的pH________(填寫(xiě)“變大”“變小”或“不變”，下同)，裝置Ⅱ中Cu^2＋的物質(zhì)的量濃度________；
③電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH^－以外還含有________(忽略水解)；
④在此過(guò)程中若完全反應(yīng)，裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量變化12.8 g，則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷_(kāi)_______L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

在208 K、100 kPa時(shí)，已知：
2H₂O(g)=O₂(g)＋2H₂(g)　　　　　　       ΔH₁
Cl₂(g)＋H₂(g)=2HCl(g)                           ΔH₂
2Cl₂(g)＋2H₂O(g)=4HCl(g)＋O₂(g) ΔH₃
則ΔH₃與ΔH₁和ΔH₂間的關(guān)系正確的是(　　)

A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2	B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2	D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2

2010年10月1日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射“嫦娥二號(hào)”。嫦娥二號(hào)火箭推進(jìn)器以聯(lián)氨(N₂H₄)為燃料、過(guò)氧化氫為助燃劑。已知下列各物質(zhì)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
N₂H₄(g)＋O₂(g)=N₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH₁＝－533.23 kJ·mol^－1
H₂O(g)=H₂O(l)；ΔH₂＝－44 kJ·mol^－1
2H₂O₂(l)=2H₂O(l)＋O₂(g)；ΔH₃＝－196.4 kJ·mol^－1
則聯(lián)氨與過(guò)氧化氫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為(　　)

A．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)；ΔH＝＋817.63 kJ·mol－1

B．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－641.63 kJ·mol－1

C．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)；ΔH＝－641.63 kJ·mol－1

D．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－817.63 kJ·mol－1

碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一種理想，更是一種值得期待的新的生活方式。
（1）甲烷燃燒放出大量的熱，可作為能源用于人類(lèi)的生產(chǎn)和生活。
已知：①2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l） △H=" —1214" kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) △H=" —566" kJ/mol
則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式                                          。
（2） 將兩個(gè)石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH₄和O₂，構(gòu)成甲烷燃料電池。其負(fù)極電極反應(yīng)式是：                             。
（3）某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe(OH)₂的實(shí)驗(yàn)裝置（如下圖所示），通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色。下列說(shuō)法中正確的是      （填序號(hào)）

A．電源中的a一定為正極，b一定為負(fù)極
B．可以用NaCl溶液作為電解液
C．A、B兩端都必須用鐵作電極
D．陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H⁺ + 2e^－= H₂↑
（4）將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入體積
為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：
CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g），得到如下三組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol	達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		H2O	CO	CO2
1	650	2	4	1．6	5
2	900	1	2	0．4	3
3	900	1	2	0．4	1

 
①實(shí)驗(yàn)1中，以v (H₂)表示的平均反應(yīng)速率為              。
②實(shí)驗(yàn)3跟實(shí)驗(yàn)2相比，改變的條件可能是                 （答一種情況即可）

（16分）工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

（1）工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，制取氫氣的一個(gè)反應(yīng)為：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)。t℃時(shí)，往10L密閉容器中充入2mol CO和3mol水蒸氣。反應(yīng)建立平衡后，體系中c(H₂)=0.12mol·L^-1。則該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=    （填計(jì)算結(jié)果）。
（2）合成塔中發(fā)生反應(yīng)N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H<0。下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)。由此可推知，表中T₁   300℃（填“>”、“<”或“=”）。

T/℃	T1	300	T2
K	1.00×107	2.45×105	1.88×103

 
（3）氨氣在純氧中燃燒生成一種單質(zhì)和水，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計(jì)成“氨氣-氧氣”燃料電池，則通入氨氣的電極是         （填“正極”或“負(fù)極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為                      。
（4）用氨氣氧化可以生產(chǎn)硝酸，但尾氣中的NO_x會(huì)污染空氣。目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮?dú)夂退�，反�?yīng)機(jī)理為：
CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  △H= －574kJ·mol^－1
CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)   △H= －1160kJ·mol^－1
則甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為                                       。
（5）某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以“Ag-ZSM-5”為催化劑，測(cè)得將NO轉(zhuǎn)化為N₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖。據(jù)圖分析，若不使用CO，溫度超過(guò)775K，發(fā)現(xiàn)NO的轉(zhuǎn)化率降低，其可能的原因?yàn)?u>                                   ；在n(NO)/n(CO)=1的條件下，應(yīng)控制的最佳溫度在      左右。

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，“節(jié)能減排”，減少全球溫室氣體排放，研究NO_x、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具體有重要意義。
（1）如圖是在101 kPa，298K條件下1mol NO₂和1mol CO反應(yīng)生成1mol CO₂和1mol NO過(guò)程中的能量變化示意圖。

已知：

請(qǐng)寫(xiě)出NO與CO反應(yīng)生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方
程式：                             。
（2）將0.20 mol N0₂和0.10 mol CO充入一個(gè)容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，在不同條件下，反應(yīng)過(guò)程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示。

①下列說(shuō)法正確的是          （填序號(hào)）。
a．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到乎衡
b．當(dāng)向容器中再充人0． 20 mol NO時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，K增大
c．升高溫度后，K減小，N0₂的轉(zhuǎn)化率減小
d．向該容器內(nèi)充人He氣，反應(yīng)物的體積減小，濃度增大，所以反應(yīng)速率增大
②計(jì)算產(chǎn)物NO在0～2 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v（NO）=         mol·L^-1·min^-1
③第4 min時(shí)改變的反應(yīng)條件為      （填“升溫’’、“降溫’’）。
④計(jì)算反應(yīng)在第6 min時(shí)的平衡常數(shù)K=      。若保持溫度不變，此時(shí)再向容器中充人CO、NO各0．060 mol，平衡將           移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）有學(xué)者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO₂轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。其負(fù)極反應(yīng)式為       ，當(dāng)有0.25 mol SO₂被吸收，則通過(guò)質(zhì)子（H⁺）交換膜的H+的物質(zhì)的量為     mol。

為了防止或減少機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣對(duì)空氣的污染，人們采取了很多措施。
（1）汽車(chē)尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g) △H＜0，
若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t₁時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是        （填代號(hào)）。
（下圖中υ_正、K、n、w分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

（2）機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣和煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH₄催化還原NO_X可以消除氮氧化物的污染。已知：
CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g) △H＝－867 kJ/mol      ①
2NO₂(g)N₂O₄(g) ΔH＝－56.9 kJ/mol       ②
H₂O(g) ＝ H₂O(l) ΔH＝－44.0 kJ／mol       ③
寫(xiě)出CH₄催化還原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式：                 。
（3）用NH₃催化還原NO_X也可以消除氮氧化物的污染。如圖，采用NH₃作還原劑，煙氣以一定的流速通過(guò)催化劑，通過(guò)測(cè)量逸出氣體中氮氧化物含量，從而可確定煙氣脫氮率，反應(yīng)原理為：NO(g) +NO₂(g)+2NH₃(g)2N₂(g) + 3H₂O(g)。

①該反應(yīng)的△H     0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。
②對(duì)于氣體反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(p_B)代替物質(zhì)的量濃度(c_B)也可以表示平衡常數(shù)（記作K_P），
則上述反應(yīng)的K_P＝                       。
（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料電池，其原理見(jiàn)圖，石墨I(xiàn)為電池的       極。  該電池在使用過(guò)程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)為            。

（5）硝酸工業(yè)尾氣中氮氧化物（NO和NO₂）可用尿素〔CO(NH₂)₂〕溶液除去。反應(yīng)生成對(duì)大氣無(wú)污染的氣體。1 mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物（假設(shè)NO、NO₂體積比為1︰1）的質(zhì)量為          g。

某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5（直徑小于等于2.5的懸浮顆粒物），其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣等。因此，對(duì)PM2.5、SO₂、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣。
若測(cè)得該試樣所含離子的化學(xué)組分及其濃度如下表：

離子	H+	K+	Na+	NH4+	SO42－	NO3－	Cl－
濃度/mol·L－1	未測(cè)定	4×10－6	6×10－6	2×10－5	4×10－5	3×10－5	2×10－5

 
根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷試樣的pH=         。
（2）為減少SO₂的排放，常采取的措施有：
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。
已知：H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（g） △H=－241.8kJ·mol^－1
C（s）+1/2O₂（g）="CO" （g）       △H=－110.5kJ·mol^－1
寫(xiě)出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：             　　                 。
②洗滌含SO₂的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是           。
A．Ca(OH) ₂   B．Na₂CO₃  C．CaCl₂D．NaHSO₃
（3）汽車(chē)尾氣中有NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化
① 若1mol空氣含0.8molN₂和0.2molO₂，汽缸中的化學(xué)反應(yīng)式為N₂ (g)+O₂(g)2NO(g) △H0
1300℃時(shí)將1mol空氣放在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得NO為8×10^－4mol。計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K=               。
汽車(chē)啟動(dòng)后，汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，其原因是           。
②目前，在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NOx的污染，其化學(xué)反應(yīng)方程式為        　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                    。
③ 汽車(chē)燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO，2CO（g）=2C（s）+O₂（g）
已知該反應(yīng)的△H0，判斷該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)并簡(jiǎn)述其依據(jù)：                   。