Question

【题目】为保护环境，应减少二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等物质的排放量．
（1）用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染．
已知：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867.0kJ/mol
NO2（g）═ N2O4（g）△H=﹣28.5kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4（g）生成CO2、N2和H2O（g）的热化学方程式 ．
（2）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于恒温恒容的密闭容器中，发生NO2（g）+SO2（g）═SO3（g）+NO（g），测得反应达到平衡时NO2与SO2体积比为1：5，则平衡常数K=（填数值）．
（3）如图1是一种用NH3、O2脱除烟气中NO的原理，该原理中NO最终转化为H2O和（填化学式），当消耗1mol NH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为L．

（4）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域．有人利用图2所示装置（均为惰性电极）从海水中提取CO2（海水中无机碳95% 以HCO3﹣存在），有利于减少环境中温室气体含量．
①a室的电极反应式为 ．
②b室中提取CO2的反应的离子方程式为 ．
③b室排出的海水（pH＜6）不可直接排回大海，需用该装置中产生的物质对b室排出的海水进行处理，合格后才能排回大海．处理的方法是

Answer 1

【答案】
（1）CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣810kJ/mol
（2）1.8
（3）N2；11.2
（4）2H2O﹣4e﹣=4H++O2↑；H++HCO3﹣=CO2↑+H2O；用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH
【解析】解：（1）已知：Ⅰ、CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣867kJ/molⅡ、2NO2（g）N2O4（g）△H2=﹣57kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ﹣Ⅱ得CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），故△H=﹣867kJ/mol﹣（﹣57kJ/mol）=﹣810kJ/mol，
即CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=﹣810kJ/mol，
所以答案是：CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣810kJ/mol；（2）

	NO2（g）+	SO2（g）	SO3（g）+	NO（g）
起始量	a	2a
变化量	x	x	x	x
平衡量	a-x	2a-x	x	x

由题意可知： ，解之得：x= ，所以K= =1.8，所以答案是：1.8；（3）由图1可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水，所以NO最终转化为N2和H2O；氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，1mol NH3转化为N2失去3mol电子，0.5mol O2得到2mol电子，则NO转化为N2得到的电子为1mol，所以NO的物质的量为0.5mol，其体积为11.2L，所以答案是：N2；11.2；（4）①a室为阳极，发生氧化反应，电极方程式为2H2O﹣4e﹣=4H++O2↑，所以答案是：2H2O﹣4e﹣=4H++O2↑；
②氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应：H++HCO3﹣=CO2↑+H2O，所以答案是：H++HCO3﹣=CO2↑+H2O；
③c室发生2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑，可用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH，以达到排放标准，
所以答案是：用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH．
【考点精析】认真审题，首先需要了解化学平衡常数的含义(指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度不变的状态)，还要掌握化学平衡的计算(反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%)的相关知识才是答题的关键．