Question

17．研究NO_x、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）處理含CO、SO₂煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S．已知：1molCO（g）與適量的SO₂（g）反應(yīng)生成S（s）和CO₂（g）時(shí)，放出135kJ的熱量，則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol．
（2）氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要?dú)怏w，用CO（g）處理NO₂（g）的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCO和NO₂發(fā)生上述反應(yīng)．整個(gè)過程中，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，放出的熱量為0.025akJ（用含有a的代數(shù)式表示）．
（3）用CH₄催化還原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
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1molCH₄（g）直接將NO₂（g）還原至N₂（g），整個(gè)過程中放出的熱量為867kJ，則△H₂=-1160KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式；
（2）發(fā)生反應(yīng)：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，計(jì)算CO物質(zhì)的量，根據(jù)C元素化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子；由圖可知4mol CO反應(yīng)時(shí)放出熱量為a kJ，進(jìn)而計(jì)算放出熱量；
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄還原NO₂至N₂整個(gè)過程中放出的熱量為867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1．

解答 解：（1）已知1molCO（g）與適量的SO₂（g）反應(yīng)生成S（s）和CO₂（g）時(shí)，放出135kJ的熱量，因此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol，
故答案為：CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol；
（2）發(fā)生反應(yīng)：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，CO物質(zhì)的量為$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根據(jù)C元素化合價(jià)變化可知轉(zhuǎn)移電子為1mol×2=2mol；由圖可知4mol CO反應(yīng)時(shí)放出熱量為a kJ，則0.1mol CO反應(yīng)放出的熱量為a kJ×$\frac{0.1mol}{4mol}$=0.025a kJ，
故答案為：2，0.025a；
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄還原NO₂至N₂整個(gè)過程中放出的熱量為867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1，則（-574KJ•mol^-1+△H₂）×$\frac{1}{2}$=-867KJ•mol^-1，
解得△H₂=-1160KJ/mol，
故答案為：-1160KJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱有關(guān)計(jì)算、熱化學(xué)方程式書寫等，注意對(duì)蓋斯定律理解與靈活應(yīng)用．