Question

【题目】（1）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：①CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol-1

②S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH＝－296.0 kJ·mol-1

此反应的热化学方程式是________________________________。

（2）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：

CO(g)＋NO2(g)=NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－a kJ·mol-1(a>0)

2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－b kJ·mol-1(b>0)

若用标准状况下3.36 L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为____________mol，放出的热量为____________kJ(用含有a和b的代数式表示)。

（3）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－574 kJ·mol-1①

CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝？②

若1 mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH2＝____________。

（4）某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O形式存在，该废水的处理流程中，NH在微生物作用的条件下经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意如图所示：

1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式是________________。

Answer 1

【答案】

（1）2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJ·mol-1（3分）

（2）0.3；3(2a＋b)/80（2分）

（3）－1160 kJ·mol-1；（2分）

（4）NH (aq)＋2O2(g)=NO (aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq) ΔH＝－346 kJ·mol-1（3分）

【解析】（1）依据题意知，处理烟道气污染的一种方法是将CO、SO2在催化剂作用下转化为单质S，对照反应①和②，并根据盖斯定律将反应①×2－②可得2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJ·mol-1，故答案为：2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJ·mol-1；

（2）假设两个反应分别为①、②，由①×2＋②可得：4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－(2a＋b)kJ·mol-1，反应中转移电子为8e-。因此标准状况下的3.36 L CO还原NO2时，转移电子为015×2 mol＝0.3 mol，放出的热量为(0.15/4)×(2a＋b)kJ·mol-1＝3(2a＋b)/80 kJ，故答案为：0.3；3(2a＋b)/80；

（3）CH4还原NO2至N2的热化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ·mol-1，根据盖斯定律，ΔH＝ (ΔH1＋ΔH2)，解得ΔH2＝－867 kJ·mol-1×2－(－574 kJ·mol-1)＝－1 160 kJ·mol-1，故答案为：－1160 kJ·mol-1；

（4）第一步反应的热化学方程式为NH (aq)＋1.5O2(g)===NO (aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq)ΔH＝－273 kJ·mol-1, 第二步反应的热化学方程式为NO (aq)＋0.5O2(g)===NO (aq) ΔH＝－73 kJ·mol-1，两式相加得：NH (aq)＋2O2(g)===NO (aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq) ΔH＝－346 kJ·mol-1，故答案为：NH (aq)＋2O2(g)===NO (aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq) ΔH＝－346 kJ·mol-1。