Question

研究NO_x、SO₂、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义．
（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）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0KJ?mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0KJ?mol^-1
此反应的热化学方程式是

2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=-270KJ?mol^-1

．
（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：
①CO（g）+NO₂（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-a KJ?mol^-1（a＞0）
②2CO（g）+2NO （g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-b KJ?mol^-1（b＞0）
若用标准状况下 3.36L 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

0.3

mol，放出的热量为

3（2a+b）/80

KJ（用含有a和b的代数式表示）．
（3）用CH₄催化还原NO_x也可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ?mol^-1①
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=？②
若1mol CH₄还原NO₂至N₂整个过程中放出的热量为867KJ，则△H₂=

-1160KJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）利用盖斯定律进行书写；
（2）根据一氧化碳和转移电子之间的关系式计算；
（3）利用盖斯定律进行计算．

解答：解：（1）①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0KJ?mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0KJ?mol^-1
将方程式①×2-②得2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=（-283.0KJ?mol^-1
）×2-（-296.0KJ?mol^-1）=-270KJ?mol^-1，
所以其热化学反应方程式为：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=-270KJ?mol^-1，
故答案为：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=-270KJ?mol^-1；
（2）①CO（g）+NO₂（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-a KJ?mol^-1（a＞0）
②2CO（g）+2NO （g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-b KJ?mol^-1（b＞0）
将方程式①×2+②得4CO（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4CO₂（g）△H=（-a） KJ?mol^-1×2+（-b KJ?mol^-1）=
-（2a+b）KJ?mol^-1
所以其热化学反应方程式为：4CO（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4CO₂（g）△H=-（2a+b）KJ?mol^-1，
根据方程式知转移电子的物质的量=

3.36L

22.4L/mol

×2=0.3mol，放出的热量=

3.36L

22.4L/mol

×

(2a+b)kJ/mol

4

=

3(2a+b)

80

kJ，
故答案为：0.3，3（2a+b）/80；
（3）①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ?mol^-1①
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=？②
将方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）=2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=△H₁+△H₂，
根据方程式知，1mol CH₄还原NO₂至N₂整个过程中放出的热量为867KJ，所以△H₂=-867KJ/mol×2-（-574KJ/mol）=-1160KJ/mol
故答案为：-1160KJ/mol．

点评：本题考查了盖斯定律的有关计算，会利用盖斯定律书写出反应物之间的关系式是解本题关键，难度不大．