工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NO_x)、CO₂、SO₂等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。

Ⅰ﹒脱硝：

已知：H₂的燃烧热为285.8kJ·mol^—1

N₂(g)+2O₂(g)＝2NO₂(g)   ΔH＝+133kJ·mol^—1

H₂O(g)＝H₂O(l)         ΔH＝—44kJ·mol^—1

催化剂存在下，H₂还原NO₂生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为：

Ⅱ﹒脱碳：

向2L密闭容器中加入2molCO₂和6molH₂，在适当的催化剂作用下发生反应：

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(l)+H₂O(l)   ΔH﹤0

⑴①该反应自发进行的条件是            （填“低温”、“高温”或“任意温度”）

②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是          （填字母）

A﹒混合气体的平均相对分子质量保持不变

B﹒CO₂和H₂的体积分数保持不变

C﹒CO₂和H₂的转化率相等

D﹒混合气体的密度保持不变

E﹒1molCO₂生成的同时有3molH—H键断裂

③CO₂的浓度随时间（0～t₂）变化如图所示，在t₂时将容器容积缩小一倍，t₃时达到平衡，

t₄时降低温度，t₅时达到平衡，请画出t₂～t₆CO₂浓度随时间的变化曲线。

⑵改变温度，使反应CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)  ΔH﹤0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同（T₁℃、2L密闭容器）。反应过程中部分数据见下表：

①达到平衡时，反应Ⅰ、Ⅱ对比：平衡常数K(Ⅰ)        K(Ⅱ)（填“﹥”“﹤”或“＝”）

②对反应Ⅰ，前10min内的平均反应速率v(CH₃OH)＝                 。在其他条件不变的情况下，若30min时只向容器中再充入1molCO₂(g)和1molH₂O(g)，则平衡         移动(填“正向”“逆向”或“不”)。

⑶利用CO与H₂可直接合成甲醇，下图是由“甲醇—空气”形成的绿色燃料电池的工作原理

示意图，写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式                          

答案

Ⅰ﹒4H₂(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)+4H₂O(g)   H＝—1100.2kJ·mol^—1（2分）

Ⅱ﹒⑴①低温（1分）      ②DE（2分）

③（2分）

⑵①﹤（2分）     ②0.025mol·L^—1·min^—1（2分）     不（2分）

⑶CH₃OH—6e^—+H₂O＝CO₂+6H⁺（2分）