Question

【題目】（1）處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑的作用下轉化為單質S。已知：

①CO(g)＋0.5O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

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

則處理CO、SO2的方法的熱化學方程式是________________________________。

（2）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：

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)

若用標準狀況下3.36 L CO將NO2還原至N2(CO完全反應)，則整個過程中轉移電子的物質的量為______mol，放出的熱量為_____(用含有a和b的代數式表示)kJ。

（3）用CH4催化還原NOx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－1　 ①

CH4(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＝_______。

（4）已知下列熱化學方程式：

① △H＝－285.8kJ/mol

② △H＝－241.8kJ/mol

則H2的燃燒熱（△H）為________________________。

Answer 1

【答案】 2CO(g)＋SO2(g)＝S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJ·mol－1 0.3 3(2a+b)/80 －1160 kJ·mol－1 －285.8kJ/mol

【解析】（1）已知：①CO(g)＋0.5O2(g)＝CO2(g) ΔH1＝－283.0 kJ·mol－1，

②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)　 ΔH2＝－296.0 kJ·mol－1，

根據蓋斯定律，由①×2+②可得反應2CO(g)＋SO2(g)＝S(s)＋2CO2(g) ΔH＝ΔH1×2+ΔH2=－283.0 kJ·mol－1×2－296.0 kJ·mol－1=－270 kJ·mol－1；（2）已知：①CO(g)＋NO2(g)＝NO(g)＋CO2(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1(a＞0)，

②2CO(g)＋2NO(g)＝N2(g)＋2CO2(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1(b＞0)，

由①、②兩方程式可知：CO的氧化產物均為CO2，碳元素的化合價從+2價升高到+4價，3.36LCO即0.15mol，根據電子得失守恒：電子轉移的物質的量為0.3mol。根據蓋斯定律：由①×2+②可得反可得反應4CO(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－(2a+b) kJ·mol－1；則放出的熱量為kJ=kJ；

（3）若1 mol CH4還原NO2至N2，整個過程中放出的熱量為867 kJ，則③CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3＝-867 kJ·mol-1；已知：①CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·mol－1，根據蓋斯定律，由③×2-①可得反應②CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝ΔH3×2-ΔH1=-867 kJ·mol-1×2+574 kJ·mol－1=－1160 kJ·mol－1；（4）已知：① △H1＝－285.8kJ/mol，

② △H2＝－241.8kJ/mol；

在25℃，100kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩定的化合物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。則H2的燃燒熱（△H）為285.8kJ/mol。