环境保护是目前人类面临的一项重大课题.为应对燃料使用造成的环境污染,科学家构想了利用太阳能促进燃料的循环使用,其构想可用如图表示:
其中主要的反应为:
①2CO2
2CO+O2 光能 .
②2H2O
2H2+O2 光能 .
③2N2+6H2O
4NH3+3O2 光能 .
④2CO2+4H2O
2CH3OH+3O2光能
⑤______+H2O
CH4+______.光能
请你填空:
(1)请你将反应⑤补充完整:______+H2O
CH4+______光能
(2)过程Ⅱ中的△H______0(填“<”、“>”或“=”).
(3)下列对过程Ⅰ和Ⅱ的描述中正确的是______.
a.太阳能最终转化为化学能贮存于化学物质中
b.太阳能最终主要转化为热能
c.经过上述一个循环后放出O2
d.经过上述一个循环后不会产生新物质
(4)要实现上述循环,当前需要解决的关键问题是过程______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),此过程的设计可参考自然界中______作用.
(5)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.例如:
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
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移电子的物质的量为______,试写出上述NO2转化为N2的热化学方程式:______.

(1)二氧化碳与水反应生成甲烷和氧气,故答案为:CO2;2O2;
(2)过程Ⅱ是燃烧反应,均放热,故△H<0,故答案为:<;
(3)a.综合两过程,其将化学能转化为热能使用,故a错误;
b.综合两过程,其将化学能转化为热能使用,故b正确;
C.一个循环后没有新物质生成,故C错误;
d.一个循环后没有新物质生成,故d正确.
故选bd;
(4)当前需要解决的关键是过程Ⅰ,此过程的设计可参考自然界中光合作用,故答案为:Ⅰ;光合;
(5)已知①CH4(g)+4N02(g)=4NO(g)+C02(g)+2H20(g)△H=-574kJ•mol-1,
②CH4(g)+4N0(g)=2N2(g)+C02(g)+2H20(g)△H=-1160kJ•mol-1,
则反应CH4(g)+2N02(g)=N2(g)+C02(g)+2H20(g)等于
(①+②),1 2
根据盖斯定律,所以反应CH4(g)+2N02(g)=N2(g)+C02(g)+2H20(g)△H=
[(-574kJ•mol-1)+(-1160kJ•mol-1)]=-867KJ/mol,反应CH4(g)+2N02(g)=N2(g)+C02(g)+2H20(g)中,1mol甲烷参加反应转移电子数为8mol,所以标准状况下4.48L极0.2molCH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子为1.6mol,1 2
故答案为:1.6 mol;CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ•mol-1.