Question

(1)新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30952012)將于2016年1月1日在我國(guó)全面實(shí)施。據(jù)此,環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日?qǐng)?bào)和實(shí)時(shí)報(bào)告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標(biāo),為公眾提供健康指引,引導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐用窈侠戆才懦鲂泻蜕�活�?/span>

①汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體,用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生NO的原因 。

②汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器,可使汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。已知:

N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.5 kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol

則反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH= kJ/mol。

(2)直接排放氮氧化物會(huì)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) ΔH1=a kJ/mol;欲計(jì)算反應(yīng)CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)的焓變?chǔ)?/span>H2則還需要查詢某反應(yīng)的焓變?chǔ)?/span>H3,當(dāng)反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為最簡(jiǎn)整數(shù)比時(shí),ΔH3=b kJ/mol,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 ,據(jù)此計(jì)算出ΔH2= 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(zhuǎn)化(NH4)2SO3,再氧化成(NH4)2SO4
方法Ⅱ	用生物質(zhì)熱解氣(主要成分CO、CH4、H2)將SO2在高溫下還原成單質(zhì)硫
方法Ⅲ	用Na2SO3溶液吸收SO2,再經(jīng)電解轉(zhuǎn)化為H2SO4

方法Ⅱ主要發(fā)生了下列反應(yīng):

2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) ΔH=+8.0 kJ/mol

2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g)ΔH=+90.4 kJ/mol

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol

則S(g)與O2(g)反應(yīng)生成SO2(g)的熱化學(xué)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(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示,則CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。 

 

 

Answer 1

(1)①N2+O22NO ②-746.5

(2)N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=b kJ/mol a-2b

(3)S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-574.0 kJ/mol

(4)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+161.1 kJ/mol

【解析】(1)②按題干順序給3個(gè)熱化學(xué)方程式編號(hào),由蓋斯定律③×2-①-②得2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=[-393.5×2-180.5-(-221.0)]kJ/mol=-746.5 kJ/mol。

(2)根據(jù)蓋斯定律將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式相減可得熱化學(xué)方程式為2N2(g)+2O2(g)=4NO(g) ΔH=a kJ/mol-ΔH2=2b kJ/mol,則ΔH2=(a-2b)kJ/mol,同時(shí)將上面的方程式及ΔH都除以2可得熱化學(xué)方程式。

(3)將后面的兩個(gè)方程式相加減去前兩個(gè)方程式再除以2可得相應(yīng)的熱化學(xué)方程式:S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-574.0 kJ/mol。

(4)按題干順序給圖像中的3個(gè)熱化學(xué)方程式編號(hào),根據(jù)蓋斯定律,③-②×3-①得CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=[-846.3-(-241.8)×3-(-282.0)]kJ/mol=+161.1 kJ/mol。