Question

研究NO_x、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理方法具有重要意義。

（1）處理含CO、SO₂煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S。已知：

①CO(g)+O₂(g)====CO₂(g)      ΔH=-283.0 kJ·mol^-1

②S(s)+ O₂(g)==== SO₂(g)     ΔH=-296.0 kJ·mol^-1

此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________________________。

（2）氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。

已知：①CO(g)+NO₂(g)====NO(g)+CO₂(g)   ΔH=-akJ·mol^-1(a>0)

②2CO(g)+2NO(g)====N₂(g)+2CO₂(g)     ΔH=-bkJ·mol^-1(b>0)

若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36 L CO還原NO₂至N₂(CO完全反應(yīng))的整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol，放出的熱量為________kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。

（3）用CH₄催化還原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)   ΔH₁=-574 kJ·mol^-1①

②CH₄(g)+4NO(g)====2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　ΔH₂=？②

若1 mol CH₄還原NO₂至N₂整個過程中放出的熱量為867 kJ，則ΔH₂=________。

Answer 1

【解析】（1）由題意可知：CO、SO₂反應(yīng)生成CO₂和單質(zhì)S，根據(jù)蓋斯定律，①×2-②得：

2CO(g)+SO₂(g)====S(s)+2CO₂(g)    ΔH₁=-270 kJ·mol^-1

（2）由①、②兩方程式可知：CO的氧化產(chǎn)物均為CO₂，碳元素的化合價從+2價升至+4價，3.36 L CO即0.15 mol，根據(jù)電子得失守恒：電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為0.3 mol。

根據(jù)蓋斯定律：①×2+②得：

4CO(g)+2NO₂(g)====N₂(g)+4CO₂(g)   ΔH=-(2a+b)kJ·mol^-1

則放出的熱量為0.15(2a+ b)/4 kJ=3(2a+b)/80 kJ

（3）根據(jù)蓋斯定律①+②可得：

2CH₄(g)+4NO₂(g)====2N₂(g)+2CO₂(g)+4H₂O(g)   ΔH=(ΔH₁+ΔH₂)

則(ΔH₁+ΔH₂)/2=-867 kJ·mol^-1，解之得

ΔH₂= -1 160 kJ·mol^-1。

答案：（1）2CO(g)+SO₂(g)====S(s)+2CO₂(g)

ΔH₁=-270 kJ·mol^-1

（2）0.3　3(2a+b)/80   （3）-1 160 kJ·mol^-1