Question

14．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）氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體．
已知：用CO（g）還原NO₂（g）的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示．若用標準狀況下 22.4LCO，還原NO₂至N₂（CO完全反應）的整個過程中，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，放出的熱量為0.25a kJ（用含有a的代數(shù)式表示）．
（2）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）△H₁=-574kJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO （g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1molCH₄還原NO₂至N₂和液態(tài)水，整個過程中放出的熱量為867kJ，則△H₂=-1160KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，計算CO物質(zhì)的量，根據(jù)C元素化合價變化計算轉(zhuǎn)移電子；由圖可知4mol CO反應時放出熱量為a kJ，進而計算放出熱量；
（2）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄還原NO₂至N₂和液態(tài)水，整個過程中放出的熱量為867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1．

解答 解：（1）發(fā)生反應：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，CO物質(zhì)的量為$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根據(jù)C元素化合價變化可知轉(zhuǎn)移電子為1mol×2=2mol；由圖可知4mol CO反應時放出熱量為a kJ，則1mol CO反應放出的熱量為a kJ×$\frac{1mol}{4mol}$=0.25a kJ，
故答案為：2；0.25a；
（2）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄還原NO₂至N₂和液態(tài)水，整個過程中放出的熱量為867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1，解得△H₂=-1160KJ/mol，
故答案為：-1160KJ/mol．

點評 本題綜合考查了化學反應與能量變化，為高頻考點，側(cè)重考查學生的分析能力和計算能力，題目難度不大，注意把握圖象中反應物的總能量與生成物的總能量的關(guān)系以及蓋斯定律的應用．