Question

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

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

此反应的热化学方程式是________________________________。

（2）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：

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

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

若用标准状况下3.36 L CO还原NO₂至N₂(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为____________mol，放出的热量为____________kJ(用含有a和b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：

CH₄(g)＋4NO₂(g)=4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH₁＝－574 kJ·mol^-1①

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

若1 mol CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH₂＝____________。

（4）某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH和NH₃·H₂O形式存在，该废水的处理流程中，NH在微生物作用的条件下经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意如图所示：

1 mol NH (aq)全部氧化成NO (aq)的热化学方程式是________________。

Answer

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

（2）0.3；3(2a＋b)/80（3）－1160 kJ·mol-1；

（4）NH (aq)＋2O2(g)=NO (aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq) ΔH＝－346 kJ·mol-1

【解析】

试题分析：（1）依据题意知，处理烟道气污染的一种方法是将CO、SO2在催化剂作用下转化为单质S，对照反应①和②，并根据盖斯定律将反应①×2－②可得2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJ·mol-1，故答案为：2CO(g)＋SO2(g)=S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJ·mol-1；

（2）假设两个反应分别为①、②，由①×2＋②可得：4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－(2a＋b)kJ·mol-1，反应中转移电子为8e-。因此标准状况下的3.36 L CO还原NO2时，转移电子为×8 mol＝0.3 mol，放出的热量为×(2a＋b)kJ·mol-1＝3(2a＋b)/80 kJ，故答案为：0.3；3(2a＋b)/80；

（3）CH4还原NO2至N2的热化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ·mol-1，根据盖斯定律，ΔH＝ (ΔH1＋ΔH2)，解得ΔH2＝－867 kJ·mol-1×2－(－574 kJ·mol-1)＝－1 160 kJ·mol-1，故答案为：－1160 kJ·mol-1；

（4）第一步反应的热化学方程式为NH (aq)＋1.5O2(g)===NO (aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq)ΔH＝－273 kJ·mol-1, 第二步反应的热化学方程式为NO (aq)＋0.5O2(g)===NO (aq) ΔH＝－73 kJ·mol-1，两式相加得：NH (aq)＋2O2(g)===NO (aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq) ΔH＝－346 kJ·mol-1，故答案为：NH (aq)＋2O2(g)===NO (aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq) ΔH＝－346 kJ·mol-1。

【考点定位】考查热化学方程式的书写、反应热的计算

【名师点晴】热化学方程式的书写需要注意：①要注明温度、压强，但中学化学中所用的△H数据一般都是25℃、101kPa下的数据，因此可不特别注明；②必须注明△H的“+”与“-”，“+”表示吸收热量，“-”表示放出热量；③要注明反应物和生成物的聚集状态。g表示气体，l表示液体，s表示固体，热化学方程式中不用气体符号或沉淀符号；④热化学方程式各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数，因此热化学方程式中化学计量数可以是整数也可以是分数。