题目内容

2.硝酸厂的尾气直接排放将污染空气,目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ•mol-1
则甲烷直接将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

分析 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=-1160kJ•mol-1
依据热化学方程式和盖斯定律计算,盖斯定律(①+②)×$\frac{1}{2}$得到甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式.

解答 解: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=-1160kJ•mol-1
由盖斯定律(①+②)×$\frac{1}{2}$得到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

点评 本题考查了热化学方程式书写和盖斯定律的计算应用,掌握盖斯定律的计算方法是解题关键,题目难度不大.

练习册系列答案
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10.某化学兴趣小组发现实验室有多件表面呈灰绿色的金属制品,经了解其来源并查阅相关资料(如下表),初步确认为铜制品.
紫铜青铜铜绿
主要成分纯铜铜锡合金Cu2(OH)2CO3
性质与用途紫红色,质软,导电性能良好;主要用作电线电缆.多呈灰绿色,熔点低、硬度大、可塑性强;可铸造成各种器具.不溶于水的灰绿色粉末,溶于酸,加热易分解;可作颜料、杀虫剂.
针对铜制品表面的灰绿色物质究竟是什么,同学们提出了多种猜想并展开实验探究.
【猜想假设】
(1)小吴同学认为可能是纯铜制品表面涂上了灰绿色的油漆;
小周同学认为可能是青铜(铜锡合金),因为常见的青铜是灰绿色的;
小黄同学认为是纯铜制品,只是表面长出了铜绿[Cu2(OH)2CO3];
除上述猜想外,其他合理的猜想是青铜表面长出了铜绿(只写一个).
【实验验证】三位同学为了验证各自上述的猜想,进行了以下探究:
(2)小吴刮下部分灰绿色物质放入燃烧匙中进行灼烧,发现该物质不能燃烧,证明灰绿色物质不是油漆.其判断依据是油漆是有机物,可燃.
(3)小周刮下足量的灰绿色物质投入盐酸溶液中,观察到有气体产生,实验表明该气体不能燃烧.将表面刮净后的铜制品也投入盐酸中,并无气体产生.由此证明该铜制品不是青铜,理由是青铜中含有金属锡,能与盐酸反应生成氢气.
(4)根据上述实验,小黄认为灰绿色物质可能是铜绿[Cu2(OH)2CO3].于是按如图所示装置进行实验.

实验证明小黄的猜测是正确的,因为在A中观察到灰绿色物质变黑,B中观察到了白色固体变蓝色的现象,C中观察到了澄清石灰水变浑浊的现象.
B中所发生反应的化学方程式为:CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O.
如果将实验装置中的B和C进行调换,将无法得出灰绿色物质是铜绿的结论,原因是无法确定分解产物中是否有水.
【实验拓展】
(5)小黄同学还从网上找到了利用氨水擦拭去除铜绿的方法,其原理是氨水与碱式碳酸铜反应生成铜氨络离子[Cu(NH342+],其离子方程式可表示为:Cu2(OH)2CO3+8NH3•H2O=2Cu(NH342++2OH-+CO32-+8H2O.

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