Question

【题目】研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：

①CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH=283.0 kJ·mol1

②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH=296.0 kJ·mol1

此反应的热化学方程式是___________________________________。

（2）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：

CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH=a kJ·mol1(a>0)

2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH=b kJ·mol1(b>0)

若用标准状况下3.36 L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为________mol，放出的热量为______________kJ(用含有a和b的代数式表示)。

（3）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1=574 kJ·mol1①

CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2=？②

若1 mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH2=________。

Answer 1

【答案】（1）2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g) ΔH=270 kJ·mol1（2分）

（2）0.3（2分） 3(2a＋b)/80（3分）

（3）1 160 kJ·mol1（3分）

【解析】（1）依据题意知，处理烟道气污染的一种方法是将CO、SO2在催化剂作用下转化为单质S，对照反应①和②，并根据盖斯定律将反应①×2②可得答案。（2）假设两个反应分别为①、②，由①×2＋②可得：4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g) ΔH=(2a＋b)kJ·mol1，反应中转移电子为8e。因此标准状况下的3.36 L CO还原NO2时，转移电子为×8 mol=0.3 mol，放出的热量为×(2a＋b)=3(2a＋b)/80 kJ。（3）CH4还原NO2至N2的热化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=867 kJ·mol1，根据盖斯定律，ΔH=(ΔH1＋ΔH2)，解得ΔH2=867 kJ·mol1×2(574 kJ·mol1)= 1 160 kJ·mol1。