Question

17．研究NO_x、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（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：1molCO（g）与适量的SO₂（g）反应生成S（s）和CO₂（g）时，放出135kJ的热量，则此反应的热化学方程式为CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol．
（2）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体，用CO（g）处理NO₂（g）的能量转化关系如图所示．标准状况下，22.4LCO和NO₂发生上述反应．整个过程中，转移电子的物质的量为2mol，放出的热量为0.025akJ（用含有a的代数式表示）．
（3）用CH₄催化还原NO_x也可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ/mol
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1molCH₄（g）直接将NO₂（g）还原至N₂（g），整个过程中放出的热量为867kJ，则△H₂=-1160KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
（2）发生反应：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，计算CO物质的量，根据C元素化合价变化计算转移电子；由图可知4mol CO反应时放出热量为a kJ，进而计算放出热量；
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄还原NO₂至N₂整个过程中放出的热量为867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1．

解答 解：（1）已知1molCO（g）与适量的SO₂（g）反应生成S（s）和CO₂（g）时，放出135kJ的热量，因此反应的热化学方程式为：CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol，
故答案为：CO（g）+$\frac{1}{2}$SO₂（g）=$\frac{1}{2}$S（s）+CO₂（g）△H=-135kJ/mol；
（2）发生反应：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，CO物质的量为$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根据C元素化合价变化可知转移电子为1mol×2=2mol；由图可知4mol CO反应时放出热量为a kJ，则0.1mol CO反应放出的热量为a kJ×$\frac{0.1mol}{4mol}$=0.025a kJ，
故答案为：2，0.025a；
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄还原NO₂至N₂整个过程中放出的热量为867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1，则（-574KJ•mol^-1+△H₂）×$\frac{1}{2}$=-867KJ•mol^-1，
解得△H₂=-1160KJ/mol，
故答案为：-1160KJ/mol．

点评 本题考查反应热有关计算、热化学方程式书写等，注意对盖斯定律理解与灵活应用．