Question

9．PM2.5污染与直接排放化石燃烧产生的烟气有关，化石燃料燃烧同时放出大量的SO₂和NOx．
（1）处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x．
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=-1160kJ•mol^-1
CH₄（g）+2NO₂ （g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃
则△H₃=-867kJ•mol^-1，如果三个反应的平衡常数依次为K₁、K₂、K₃，则K₃=K₃=（K₁•K₂）^1/2（用K₁、K₂表示） 
（2）实验室可用NaOH溶液吸收SO₂，某小组同学在室温下，用pH传感器测定向20mL0.1mol•L^-1NaOH溶液通入
SO₂过程中的pH变化曲线如图所示．ab段发生反应的离子方程式为SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）对已知热化学方程式编号，依据已知的热化学方程式利用盖斯定律构造CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），然后根据关系式得到平衡常数的关系；
（2）向20mL0.1mol•L^-1NaOH溶液通入SO₂过程中首先发生SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，其次发生SO₂+SO₃^2-+H₂O=2HSO₃^-，据此分析．

解答 解：（1）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$\frac{1}{2}×$（①+②）得到CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ•mol^-1，
如果三个反应的平衡常数依次为K₁、K₂、K₃，则K₃=（K₁•K₂）^1/2；
故答案为：-867kJ•mol^-1；K₃=（K₁•K₂）^1/2；
（2）向20mL0.1mol•L^-1NaOH溶液通入SO₂过程中首先发生SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，其次发生SO₂+SO₃^2-+H₂O=2HSO₃^-；所以ab段发生反应的离子方程式为SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案为：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．

点评 本题考查了反应热的计算和离子方程式的书写，掌握盖斯定律和无机物的化学性质是解题的关键，难度中等，注意化学平衡常数与化学方程式的数学关系．