Question

（1）新的《環(huán)境空氣質量標準》（GB 3095-2012）將于2016年1月1日在我國全面實施．據此，環(huán)境空氣質量指數（AQI）日報和實時報告包括了SO₂、NO₂、CO、O₃、PM₁₀、PM_2.5等指標，為公眾提供健康指引，引導當地居民合理安排出行和生活．
①汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體，用化學方程式解釋產生NO的原因

 

．
②汽車排氣管內安裝的催化轉化器，可使汽車尾氣中的主要污染物轉化為無毒的大氣循環(huán)物質．
已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ/mol
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
則反應2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=

 

kJ/mol．
（2）直接排放氮氧化物會形成酸雨、霧霾，催化還原法和氧化吸收法是常用的處理方法．利用NH₃和CH₄等氣體除去煙氣中的氮氧化物．已知：
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=a kJ/mol
欲計算反應CH₄（g）+4NO（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）+2N₂（g）的焓變△H₂則還需要查詢某反應的焓變△H₃，當反應中各物質的化學計量數之比為最簡整數比時，△H₃=b kJ/mol，該反應的熱化學方程式是

 

，據此計算出△H₂=

 

kJ/mol （用含a、b的式子表示）．
（3）下表列出了工業(yè)上吸收SO₂的三種方法．

方法Ⅰ	用氨水將SO2轉化（NH4）2SO3，再氧化成（NH4）2SO4
方法Ⅱ	用生物質熱解氣（主要成分CO、CH4、H2）將SO2在高溫下還原成單質硫
方法Ⅲ	用Na2SO3溶液吸收SO2，再經電解轉化為H2SO4

方法Ⅱ主要發(fā)生了下列反應：
2CO（g）+SO₂（g）═S（g）+2CO₂（g）△H=+8.0kJ/mol
2H₂（g）+SO₂（g）═S（g）+2H₂O（g）△H=+90.4kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
則S（g）與O₂（g）反應生成SO₂（g）的熱化學方程式可表示為

 

．
（4）合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得．有關化學反應的能量變化如圖所示，則CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO（g）和H₂（g）的熱化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,常見的生活環(huán)境的污染及治理

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）①根據題意，尾氣中的NO是在發(fā)動機中高壓放電或者高溫的時候經過化合反應產生；
②依據蓋斯定律結合熱化學方程式計算出該反應的焓變；
（2）根據蓋斯定律來解答本題；
（3）利用蓋斯定律，適當變形，可以得出S（g）與O₂（g）反應生成（g）的熱化學方程式；
（4）依據圖象分析反應過程都是能量降低的過程，說明反應是放熱反應；寫出對應熱化學方程式，依據蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式．

解答： 解：（1）①尾氣中的NO是在發(fā)動機中高壓放電或者高溫的時候經過化合反應產生，即空氣中的氮氣和氧氣在放電或者高溫的條件下生成一氧化氮，反應的化學方程式為：N₂+O₂

放電  .

2NO．
②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）；△H=+180.5kJ/mo1①
     2C（s）+O₂（g）═2CO（g）；△H=-221.0kJ/mo1②
     C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H=-393.5kJ/mo1③
根據蓋斯定律可得：③×2-①-②，2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5 kJ?mol^-1，
故答案為：-746.5 kJ?mol^-1；
（2）由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=a kJ/mol①
CH₄（g）+4NO（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）+2N₂（g）△H₂ ②
可知反應③的熱化學方程式為：O₂（g）+N₂（g）=2NO（g）△H₃=bkJ/mol
故反應②的△H₂=（a-2b）kJ/mol
故答案為：O₂（g）+N₂（g）=2NO（g）△H₃=bkJ/mol；   a-2b
（3）根據以下反應
①2CO（g）+SO₂（g）=S（g）+2CO₂（g）△H=+8.0kJ?mol^-1
②2H₂（g）+SO₂（g）=S（g）+2H₂O（g）△H=+90.4kJ?mol^-1
③2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
④2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1，
利用蓋斯定律，③-①或④-②可得到S（g）與O₂（g）反應生成SO₂（g）的熱化學方程式為
S（g）+O₂（g）=SO₂（g）△H═-574.0kJ?mol^-1故答案為：S（g）+O₂（g）=SO₂（g）△H═-574.0kJ?mol^-1；
（4）圖象分析反應過程都是能量降低的過程，說明反應是放熱反應；反應的熱化學方程式為：
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-282KJ/mol
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
由蓋斯定律③-②×3-①得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1，
故答案為：放熱；CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1；

點評：本題考查了熱化學方程式，應熟練掌握蓋斯定律的計算應用，學會圖象分析應用是解題關鍵，題目難度中等．