Question

(1)新的《環境空氣質量標準》(GB 30952012)將于2016年1月1日在我國全面實施。據此,環境空氣質量指數(AQI)日報和實時報告包括了SO₂、NO₂、CO、O₃、PM₁₀、PM_2.5等指標,為公眾提供健康指引,引導當地居民合理安排出行和生活。
①汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體,用化學方程式解釋產生NO的原因                                。
②汽車排氣管內安裝的催化轉化器,可使汽車尾氣中的主要污染物轉化為無毒的大氣循環物質。已知:
N₂(g)+O₂(g)="2NO(g)" ΔH="+180.5" kJ/mol
2C(s)+O₂(g)="2CO(g)" ΔH="-221.0" kJ/mol
C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH="-393.5" kJ/mol
則反應2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)的ΔH=   kJ/mol。
(2)直接排放氮氧化物會形成酸雨、霧霾,催化還原法和氧化吸收法是常用的處理方法。利用NH₃和CH₄等氣體除去煙氣中的氮氧化物。已知:CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) ΔH₁="a" kJ/mol;欲計算反應CH₄(g)+4NO(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)+2N₂(g)的焓變ΔH₂則還需要查詢某反應的焓變ΔH₃,當反應中各物質的化學計量數之比為最簡整數比時,ΔH₃="b" kJ/mol,該反應的熱化學方程式是                 ,據此計算出ΔH₂=   kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
(3)下表列出了工業上吸收SO₂的三種方法。

方法Ⅰ	用氨水將SO2轉化(NH4)2SO3,再氧化成(NH4)2SO4
方法Ⅱ	用生物質熱解氣(主要成分CO、CH4、H2)將SO2在高溫下還原成單質硫
方法Ⅲ	用Na2SO3溶液吸收SO2,再經電解轉化為H2SO4

方法Ⅱ主要發生了下列反應:
2CO(g)+SO₂(g)=S(g)+2CO₂(g) ΔH="+8.0" kJ/mol
2H₂(g)+SO₂(g)=S(g)+2H₂O(g)ΔH="+90.4" kJ/mol
2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH="-566.0" kJ/mol
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH="-483.6" kJ/mol
則S(g)與O₂(g)反應生成SO₂(g)的熱化學方程式可表示為                     。
(4)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得。有關化學反應的能量變化如圖所示,則CH₄(g)與H₂O(g)反應生成CO(g)和H₂(g)的熱化學方程式為                          。 

Answer 1

(1)①N₂+O₂2NO ②-746.5
(2)N₂(g)+O₂(g)="2NO(g)" ΔH₃="b" kJ/mol a-2b
(3)S(g)+O₂(g)=SO₂(g) ΔH="-574.0" kJ/mol
(4)CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)ΔH="+161.1" kJ/mol

(1)②按題干順序給3個熱化學方程式編號,由蓋斯定律③×2-①-②得2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)的ΔH="[-393.5×2-180.5-(-221.0)]kJ/mol=-746.5" kJ/mol。
(2)根據蓋斯定律將已知的兩個熱化學方程式相減可得熱化學方程式為2N₂(g)+2O₂(g)="4NO(g)" ΔH="a" kJ/mol-ΔH₂="2b" kJ/mol,則ΔH₂=(a-2b)kJ/mol,同時將上面的方程式及ΔH都除以2可得熱化學方程式。
(3)將后面的兩個方程式相加減去前兩個方程式再除以2可得相應的熱化學方程式:S(g)+O₂(g)=SO₂(g)ΔH="-574.0" kJ/mol。
(4)按題干順序給圖像中的3個熱化學方程式編號,根據蓋斯定律,③-②×3-①得CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)ΔH="[-846.3-(-241.8)×3-(-282.0)]kJ/mol=+161.1" kJ/mol。