近年来“雾霾”污染日益严重，原因之一是机动车尾气中含有NO、NO2、CO等气体，火力发电厂释放出大量的NOx、SO2和CO2等气体也是其原因，现在对其中的一些气体进行了一定的研究：

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1. 近年来“雾霾”污染日益严重，原因之一是机动车尾气中含有NO、NO₂、CO等气体，火力发电厂释放出大量的NOx、SO₂和CO₂等气体也是其原因，现在对其中的一些气体进行了一定的研究：

(1) 用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知：①CH₄(g) + 4NO₂(g) = 4NO(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g) △H = - 574 kJ/mol

②CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g) △H = - 1160 kJ/mol

③H₂O(g) = H₂O(l) △H = - 44.0 kJ/mol

写出 CH₄(g)与 NO₂(g)反应生成 N₂(g)、CO₂(g)和 H₂O(l)的热化学方程式：。

(2) 汽车尾气中含有CO、NO₂等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体转化为无毒气体。4CO(g)＋2NO₂(g) $\text{[math]}$ 4CO₂(g)＋N₂(g) ΔH＝-1200 kJ·mol^-1

对于该反应，温度不同(T₂＞T₁)、其他条件相同时，下列图象正确的是(填代号)。

(3) 用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+CO₂(g) ΔH=a kJ/mol

在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

时间/min 浓度/(mol/L)	0	10	20	30	40	50
NO	1.0	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①根据图表数据分析T₁℃时，该反应在0-20min的平均反应速率v(NO)= ；计算该反应的平衡常数K=。

②30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是(填字母代号)。

A．通入一定量的CO₂ B．加入合适的催化剂

C．适当缩小容器的体积 D．通入一定量的NO

E．加入一定量的活性炭

③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为2：1：1，则达到新平衡时NO的转化率(填“升高”或“降低”)，a0(填“>”或“<”)。

(4) 温度T₁和T₂时，分别将0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂充入1 L的密闭容器中发生反应：CH₄(g)＋2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) △H=bkJ/mol。

测得有关数据如下表：

温度

时间/min

物质的量

T₁

n(CH₄)/mol

0.50

0.35

0.25

0.10

T₂

n(CH₄)/mol

0.50

0.30

0.18

0.15

下列说法正确的是__________________。

A. T₁＞T₂ ，且b＞0 B. 当温度为T₂、反应进行到40 min时， x＞0.15 C. 温度为T₂时，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH₄和1.2mol NO₂ ，重新达到平衡时，n(N₂)<0.70mol D. 温度为T₁时，若起始时向容器中充入0.50 mol CH₄(g)、0.50 molNO₂(g)、1.0 mol N₂(g)、2.0 molCO₂(g)、0.50molH₂O(g)，反应开始时，ν(正)＞ν(逆)

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学平衡常数;

【答案】

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综合题困难

异丁烯 $\text{[math]}$ 是一种重要的有机化工原料，主要用于生产高辛烷值汽油调和剂、橡胶、汽油添加剂和润滑油等。

Ⅰ．可由异丁烷 $\text{[math]}$ 直接裂解脱氢制备异丁烯，反应为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1）异丁烷、异丁烯、氢气的燃烧热数值如下表所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

物质	燃烧热 $\text{[math]}$ /(kJ/mol)
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

（2）异丁烷的转化率和异丁烯的选择性(选择性 $\text{[math]}$ )随温度的变化如图所示。当温度升高时，异丁烯的选择性变化的原因可能有(填标号)。

a．异丁烷在高温下裂解发生副反应

b．异丁烯在高温下发生聚合反应

c．催化剂的活性增大

d．平衡向逆反应方向移动

（3）研究人员对该合成方法进行改进，在一定条件下加入适量空气可以采用异丁烷氧化脱氢法来制备异丁烯，反应方程式为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，与异丁烷直接脱氢制备异丁烯相比，该方法更加节约能源，在较低温度下即可自发进行，原因是。

Ⅱ．甲醇与异丁烯在一定条件下可以发生加成反应生成甲基叔丁基醚(用X表示)，反应方程式为 $\text{[math]}$ ，在一容积固定为VL的容器中充入甲醇和异丁烯，甲醇和异丁烯的初始物质的量均为 $\text{[math]}$ ，分别在 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 两个温度下发生该反应，异丁烯的转化率随时间的变化关系如图所示：