Question

11．氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种．
（1）利用甲烷催化还原氮氧化物．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
则CH₄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．
（2）利用NH₃催化还原氮氧化物又称SCR技术，该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．反应的化学方程式为2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0．
为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是增大NH₃的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等（写出1条即可）．
（3）利用ClO₂氧化氮氧化物．其转化流程如下：NO$→_{反应Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO₂$→_{反应Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}水溶液}$N₂
已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄；若生成11.2L N₂（标准状况），则消耗ClO₂67.5g．

Answer 1

分析 （1）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol，
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ/mol，
依据盖斯定律$\frac{①+②}{2}$得到；
（2）化学平衡移动的因素：温度、浓度、压强等，使平衡向正反应方向移动；
（3）二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，根据氧化还原反应的规律知识书写反应方程式，通过化学反应方程式计算．

解答 解：（1）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol，
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ/mol，
依据盖斯定律$\frac{①+②}{2}$得到CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867 kJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867 kJ/mol；
（2）反应：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g） $\stackrel{催化剂}{?}$ 2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0，提高氮氧化物的转化率，可以使得化学平衡正向移动即可，可以增大NH₃的浓度、减小反应体系的压强、降低反应体系的温度等，
故答案为：增大NH₃的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等；
 （3）二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者之间会发生氧化还原反应：2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄，结合化学反应2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl知道，N₂～2NO₂～2ClO₂，所以若生成11.2L即0.5molN₂（标准状况），则消耗1molClO₂质量是1mol×67.5g/mol=67.5g，
故答案为：2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄；67.5g．

点评 本题考查了热化学方程式的书写、影响化学平衡的因素、氧化还原反应的相关计算，侧重考查学生对数据的分析处理，题目难度中等．