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研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义。

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

②2CO(g)+2NO(g)====N2(g)+2CO2(g)     ΔH=-bkJ·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:

①CH4(g)+4NO2(g)====4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   ΔH1=-574 kJ·mol-1①

②CH4(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=________。


【解析】(1)由题意可知:CO、SO2反应生成CO2和单质S,根据盖斯定律,①×2-②得:

2CO(g)+SO2(g)====S(s)+2CO2(g)    ΔH1=-270 kJ·mol-1

(2)由①、②两方程式可知:CO的氧化产物均为CO2,碳元素的化合价从+2价升至+4价,3.36 L CO即0.15 mol,根据电子得失守恒:电子转移的物质的量为0.3 mol。

根据盖斯定律:①×2+②得:

4CO(g)+2NO2(g)====N2(g)+4CO2(g)   ΔH=-(2a+b)kJ·mol-1

则放出的热量为0.15(2a+ b)/4 kJ=3(2a+b)/80 kJ

(3)根据盖斯定律①+②可得:

2CH4(g)+4NO2(g)====2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)   ΔH=(ΔH1+ΔH2)

则(ΔH1+ΔH2)/2=-867 kJ·mol-1,解之得

ΔH2= -1 160 kJ·mol-1。

答案:(1)2CO(g)+SO2(g)====S(s)+2CO2(g)

ΔH1=-270 kJ·mol-1

(2)0.3 3(2a+b)/80   (3)-1 160 kJ·mol-1


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