题目内容
【题目】用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染，例如：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH1
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH2=﹣1 160 kJmol﹣1。
已知NO、NO2混合气体的密度是相同条件下氢气密度的17倍，16 g甲烷和该混合气完全反应生成N2、CO2、H2O（g）放出1 042.8 kJ的热量，则ΔH1是（ ）
A. ﹣867 kJmol﹣1 B. ﹣574 kJmol﹣1 C. ﹣691.2 kJmol﹣1 D. ﹣925.6 kJmol﹣1
【答案】B
【解析】
NO、NO2混合气体的密度是相同条件下氢气密度的17倍，则混合气体的平均相对分子质量=17×2=34，设NO的物质的量分数为x，则NO2的物质的量分数为1-x，30x+46(1-x)=34，解得x=0.75，则混合气体中NO、NO2的物质的量之比为：0.75：0.25=3：1，16g甲烷的物质的量为n=
=1mol。①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1，②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=﹣1 160 kJmol﹣1，根据盖斯定律知，①+②得：CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=
× (△H1-1 160 kJmol﹣1)。NO和NO2的物质的量之比为3：1，根据方程式知，当NO和NO2完全转化为氮气时，分别和NO、NO2反应的甲烷的物质的量之比=
∶ =3∶2，则有0.6mol甲烷和NO反应、0.4mol的甲烷和NO2反应，16g甲烷和该混合气完全反应生成N2、CO2、H2O(g)放出1042.8kJ的热量，则0.6mol×1160kJ/mol+0.5(-△H1+1 160 kJmol﹣1)×0.4mol=1042.8kJ，解得△H1=-574kJ/mol，故选B。
【题目】秋冬季是雾霾高发季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的主要原因之一。
(1)工业上利用甲烷催化还原NOX可减少氮氧化物的排放。已知：
CH4(g)+4NO2(g)
4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)
2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ/mol
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_______________________________。
(2)汽车尾气催化净化是控制汽车尾气排放、减少汽车尾气污染的最有效的手段，主要原理为2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)△H<O。向一定条件下的恒容密闭容器中充入NO和CO，用传感器测得该反应在不同时刻NO和CO的浓度如下表所示：
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
c(NO)/mol·L-1 | 9.00×10-3 | 4.00×10-3 | 2.00×10-3 | 1.00×10-3 | 1.00×10-3 |
c(CO)/mol·L-1 | 9.00×10-3 | 4.00×10-3 | 2.00×10-3 | 1.00×10-3 | 1.00×10-3 |
①下列可判断反应达到平衡状态的是___________(填字母代号)。
A.c(NO)不再改变 B.c(NO)/c(CO)不再改变
C.c(NO)/c(CO2)不再改变 D.V(CO)=V(CO2)
②此条件下达到平衡时，计算该反应的平衡常数K=________。
③为了提高尾气处理的效果,可采取的措施有_____________________(写出两种即可)。
(3)工业上常采用“碱溶液吸收”的方法来同时吸收SO2和氮的氧化物气体(NOx),请写出氢氧化钠溶液吸收NO和NO2（两者体积比1：1）的离子方程式 ___________________。
(4)铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见有+3、+4两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2－、NO3－（两者物质的量之比为1:1)。可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如下图所示。
①Ce4+从电解槽的_____(填字母代号)口流出。
②写出阴极的电极反应式：______________。
