Question

研究NO_x、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理方法具有重要意義．
（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化為單質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
此反應的熱化學方程式是

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

．
（2）氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體．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）
若用標準狀況下 3.36L CO還原NO₂至N₂（CO完全反應）的整個過程中轉移電子的物質的量為

0.3

mol，放出的熱量為

3（2a+b）/80

KJ（用含有a和b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^-1①
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=？②
若1mol CH₄還原NO₂至N₂整個過程中放出的熱量為867KJ，則△H₂=

-1160KJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）利用蓋斯定律進行書寫；
（2）根據(jù)一氧化碳和轉移電子之間的關系式計算；
（3）利用蓋斯定律進行計算．

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
將方程式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，
所以其熱化學反應方程式為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₁=-270KJ?mol^-1，
故答案為：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）
將方程式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
所以其熱化學反應方程式為：4CO（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4CO₂（g）△H=-（2a+b）KJ?mol^-1，
根據(jù)方程式知轉移電子的物質的量=

3.36L

22.4L/mol

×2=0.3mol，放出的熱量=

3.36L

22.4L/mol

×

(2a+b)kJ/mol

4

=

3(2a+b)

80

kJ，
故答案為：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
將方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）=2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=△H₁+△H₂，
根據(jù)方程式知，1mol CH₄還原NO₂至N₂整個過程中放出的熱量為867KJ，所以△H₂=-867KJ/mol×2-（-574KJ/mol）=-1160KJ/mol
故答案為：-1160KJ/mol．

點評：本題考查了蓋斯定律的有關計算，會利用蓋斯定律書寫出反應物之間的關系式是解本題關鍵，難度不大．