Question

（1）新的《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）将于2016年1月1日在我国全面实施．据此，环境空气质量指数（AQI）日报和实时报告包括了SO₂、NO₂、CO、O₃、PM₁₀、PM_2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行和生活．
①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因

 

．
②汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质．
已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ/mol
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
则反应2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=

 

kJ/mol．
（2）直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾，催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法．利用NH₃和CH₄等气体除去烟气中的氮氧化物．已知：
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=a kJ/mol
欲计算反应CH₄（g）+4NO（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）+2N₂（g）的焓变△H₂则还需要查询某反应的焓变△H₃，当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时，△H₃=b kJ/mol，该反应的热化学方程式是

 

，据此计算出△H₂=

 

kJ/mol （用含a、b的式子表示）．
（3）下表列出了工业上吸收SO₂的三种方法．

方法Ⅰ	用氨水将SO2转化（NH4）2SO3，再氧化成（NH4）2SO4
方法Ⅱ	用生物质热解气（主要成分CO、CH4、H2）将SO2在高温下还原成单质硫
方法Ⅲ	用Na2SO3溶液吸收SO2，再经电解转化为H2SO4

方法Ⅱ主要发生了下列反应：
2CO（g）+SO₂（g）═S（g）+2CO₂（g）△H=+8.0kJ/mol
2H₂（g）+SO₂（g）═S（g）+2H₂O（g）△H=+90.4kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
则S（g）与O₂（g）反应生成SO₂（g）的热化学方程式可表示为

 

．
（4）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得．有关化学反应的能量变化如图所示，则CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO（g）和H₂（g）的热化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,常见的生活环境的污染及治理

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）①根据题意，尾气中的NO是在发动机中高压放电或者高温的时候经过化合反应产生；
②依据盖斯定律结合热化学方程式计算出该反应的焓变；
（2）根据盖斯定律来解答本题；
（3）利用盖斯定律，适当变形，可以得出S（g）与O₂（g）反应生成（g）的热化学方程式；
（4）依据图象分析反应过程都是能量降低的过程，说明反应是放热反应；写出对应热化学方程式，依据盖斯定律计算得到所需热化学方程式．

解答： 解：（1）①尾气中的NO是在发动机中高压放电或者高温的时候经过化合反应产生，即空气中的氮气和氧气在放电或者高温的条件下生成一氧化氮，反应的化学方程式为：N₂+O₂

放电  .

2NO．
②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）；△H=+180.5kJ/mo1①
     2C（s）+O₂（g）═2CO（g）；△H=-221.0kJ/mo1②
     C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H=-393.5kJ/mo1③
根据盖斯定律可得：③×2-①-②，2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5 kJ?mol^-1，
故答案为：-746.5 kJ?mol^-1；
（2）由CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=a kJ/mol①
CH₄（g）+4NO（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）+2N₂（g）△H₂ ②
可知反应③的热化学方程式为：O₂（g）+N₂（g）=2NO（g）△H₃=bkJ/mol
故反应②的△H₂=（a-2b）kJ/mol
故答案为：O₂（g）+N₂（g）=2NO（g）△H₃=bkJ/mol；   a-2b
（3）根据以下反应
①2CO（g）+SO₂（g）=S（g）+2CO₂（g）△H=+8.0kJ?mol^-1
②2H₂（g）+SO₂（g）=S（g）+2H₂O（g）△H=+90.4kJ?mol^-1
③2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
④2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1，
利用盖斯定律，③-①或④-②可得到S（g）与O₂（g）反应生成SO₂（g）的热化学方程式为
S（g）+O₂（g）=SO₂（g）△H═-574.0kJ?mol^-1故答案为：S（g）+O₂（g）=SO₂（g）△H═-574.0kJ?mol^-1；
（4）图象分析反应过程都是能量降低的过程，说明反应是放热反应；反应的热化学方程式为：
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-282KJ/mol
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
由盖斯定律③-②×3-①得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1，
故答案为：放热；CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1；

点评：本题考查了热化学方程式，应熟练掌握盖斯定律的计算应用，学会图象分析应用是解题关键，题目难度中等．