题目内容
汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义．
Ⅰ．CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ?mol-1．
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=一1160kJ?mol-1
（1）甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 ；
Ⅱ．吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）：
（2）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce 4+氧化的产物主要是NO3-、NO2-，写出只生成NO3-的离子方程式 ；
（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示．
①生成的Ce4+从电解槽的 （填字母序号）口流出；
②生成S2O42-的电极反应式为 ；
（4）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO2-的浓度为a g?L-1，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2 L．（用含a代数式表示，计算结果保留整数）
Ⅰ．CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ?mol-1．
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=一1160kJ?mol-1
（1）甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
Ⅱ．吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）：
（2）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce 4+氧化的产物主要是NO3-、NO2-，写出只生成NO3-的离子方程式
（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示．
①生成的Ce4+从电解槽的
②生成S2O42-的电极反应式为
（4）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO2-的浓度为a g?L-1，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,电解原理
专题：化学反应中的能量变化,电化学专题
分析：（1）已知①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1，②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1 160kJ?mol-1，根据盖斯定律△H=
，消去NO进行计算；
（2）NO被氧化为硝酸根，Ce4+被还原为Ce3+，酸性环境，缺氧补水，缺氢补氢离子完成方程式；
（3）①生成Ce4+为氧化反应，发生在阳极上，连接电源正极，因此从a口流出；
②反应物是HSO3-被还原成S2O42-，得到电子；
（4）NO2-的浓度为a g?L-1，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，则失去电子数目是：1000×（5-3）a/46，设消耗标况下氧气的体积是V，则失电子数目是：V÷22.4×2×（2-0），根据电子守恒进行计算．
| △H1+△H2 |
| 2 |
（2）NO被氧化为硝酸根，Ce4+被还原为Ce3+，酸性环境，缺氧补水，缺氢补氢离子完成方程式；
（3）①生成Ce4+为氧化反应，发生在阳极上，连接电源正极，因此从a口流出；
②反应物是HSO3-被还原成S2O42-，得到电子；
（4）NO2-的浓度为a g?L-1，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，则失去电子数目是：1000×（5-3）a/46，设消耗标况下氧气的体积是V，则失电子数目是：V÷22.4×2×（2-0），根据电子守恒进行计算．
解答：
解：（1）已知①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1，②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1 160kJ?mol-1，根据盖斯定律△H=
，消去NO，故甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1，故答案为：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1；
（2）NO被氧化为硝酸根，Ce4+被还原为Ce3+，酸性环境，缺氧补水，缺氢补氢离子，所以离子方程式为：NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+，
故答案为：NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+；
（3）①生成Ce4+为氧化反应，发生在阳极上，连接电源正极，因此从a口流出，故答案为：a；
②反应物是HSO3-被还原成S2O42-，得到电子，电极反应式为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O，故答案为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；
（4）NO2-的浓度为a g?L-1，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，则失去电子数目是：1000×（5-3）a/46，设消耗标况下氧气的体积是V，则失电子数目是：
×2×（2-0），根据电子守恒：
=
×2×（2-0），解得V=243a，故答案为：243a．
| △H1+△H2 |
| 2 |
（2）NO被氧化为硝酸根，Ce4+被还原为Ce3+，酸性环境，缺氧补水，缺氢补氢离子，所以离子方程式为：NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+，
故答案为：NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+；
（3）①生成Ce4+为氧化反应，发生在阳极上，连接电源正极，因此从a口流出，故答案为：a；
②反应物是HSO3-被还原成S2O42-，得到电子，电极反应式为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O，故答案为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；
（4）NO2-的浓度为a g?L-1，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，则失去电子数目是：1000×（5-3）a/46，设消耗标况下氧气的体积是V，则失电子数目是：
| V |
| 22.4 |
| 1000a×(5-3) |
| 46 |
| V |
| 22.4 |
点评：本题综合考查学生含氮元素、含硫元素物质的性质知识，注意知识的梳理和归纳是关键，难度中等．
练习册系列答案
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| ||
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A、W=
| ||
B、W=
| ||
C、b=
| ||
D、c=
|