Question

8．研究NO_x、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義．
（1）已知：①CaCO₃ （s）=CaO（s）+CO₂ （g）△H=-180kJ•mol^-l；
②2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂ （g）△H=-270kJ•mol^-l
當反應②放出135kJ熱量時，處理的SO₂質量為32g；若該反應放出的熱量全部用于煅燒石灰石，則處理SO₂時生成酌CO₂與煅燒石灰石時生成的CO₂的質量比為4：3．
（2）已知：CH₄（g）+4NO₂（ g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-560kJ•mol^-l；
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂ （g）+CO₂ （g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1；
①若用標準狀況下4.48L CH₄還原NO₂生成N₂，反應中轉移的電子總數為1.6N_A
（用N_A表示阿伏加德羅常數值），放出的熱量為172kJ．
②若1mol CH₄還原NO₂時放出的熱量為710kJ，則生成的N₂和NO的物質的量之比為1：6．

Answer 1

分析 （1）反應2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂ （g）△H=-270kJ•mol^-l表示反應放出270kJ熱量時，處理的SO₂物質的量為1mol64g，根據反應方程式進行計算即可；
（2）①利用蓋斯定律，將題中反應$\frac{①+②}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-kJ•mol^-1，據此計算；
②根據甲烷的物質的量、放出的熱量計算兩種氣體的體積比．

解答 解：（1）反應2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂ （g）△H=-270kJ•mol^-l表示反應放出270kJ熱量時，處理的SO₂物質的量為1mol64g，當反應放出135kJ熱量時，處理的SO₂為32g； 若該反應放出的熱量全部用于煅燒石灰石，則處理SO₂時生成的CO₂是44g，煅燒石灰石時生成的CO₂的質量為：$\frac{135×44}{180}$g=33g，所以處理SO₂時生成酌CO₂與煅燒石灰石時生成的CO₂的質量比為 4：3，
故答案為：32g；4：3；
  （2）①利用蓋斯定律，將題中反應$\frac{①+②}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-860kJ•mol^-1，若用標準狀況下4.48L即0.2molCH₄還原NO₂至N₂放出的熱量為0.2×860kJ=172kJ，整個過程中轉移的電子為 $\frac{4.48L}{22.4L/mol}$×[+4-（-4）]=0.8mol，
故答案為：1.6N_A；172；
  ②設生成的N₂、NO的物質的量分別是xmol、ymol，根據CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160 kJ•mol^-1知，生成xmol氮氣放出熱量=$\frac{1160}{2}$xkJ，需要n（CH₄）=0.5xmol，根據CH₄（g）+4NO₂（ g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-560kJ•mol^-l；知生成ymolNO放出熱量放出熱量=$\frac{560y}{4}$kJ，需要n（CH₄）=$\frac{y}{4}$mol，則$\frac{1160x}{2}$+$\frac{560y}{4}$=710，$\frac{y}{4}$+$\frac{x}{2}$=1，解得x=0.5，y=3，相同條件下，氣體的物質的量之比等于體積之比，則生成的N₂和NO的物質的量之比為=0.5mol：3mol=1：6．故答案為：1：6．

點評 本題考查混合物的有關計算，側重考查分析計算能力，根據反應放出的熱量列方程式進行計算即可，題目難度不大．