Question

11．氮氧化物是大氣污染物之一，消除氮氧化物的方法有多種．
（1）利用甲烷催化還原氮氧化物．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）
△H=-1160kJ/mol
則CH₄將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ/mol．
（2）利用NH₃催化還原氮氧化物又稱SCR技術(shù)，該技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)．反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0．
為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是增大NH₃的濃度或減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)或降低反應(yīng)體系的溫度等（寫出1條即可）．
（3）利用ClO₂氧化氮氧化物．其轉(zhuǎn)化流程如下：NO$→_{反應(yīng)Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO₂$→_{反應(yīng)Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}水溶液}$N₂
已知反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+HCl，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄；若生成11.2L N₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則消耗ClO₂67.5g．

Answer 1

分析 （1）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol，
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ/mol，
依據(jù)蓋斯定律$\frac{①+②}{2}$得到；
（2）化學(xué)平衡移動(dòng)的因素：溫度、濃度、壓強(qiáng)等，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（3）二氧化氮具有氧化性，亞硫酸鈉具有還原性，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律知識(shí)書寫反應(yīng)方程式，通過化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算．

解答 解：（1）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol，
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ/mol，
依據(jù)蓋斯定律$\frac{①+②}{2}$得到CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867 kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867 kJ/mol；
（2）反應(yīng)：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g） $\stackrel{催化劑}{?}$ 2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0，提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率，可以使得化學(xué)平衡正向移動(dòng)即可，可以增大NH₃的濃度、減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)、降低反應(yīng)體系的溫度等，
故答案為：增大NH₃的濃度或減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)或降低反應(yīng)體系的溫度等；
 （3）二氧化氮具有氧化性，亞硫酸鈉具有還原性，二者之間會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl知道，N₂～2NO₂～2ClO₂，所以若生成11.2L即0.5molN₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則消耗1molClO₂質(zhì)量是1mol×67.5g/mol=67.5g，
故答案為：2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄；67.5g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫、影響化學(xué)平衡的因素、氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理，題目難度中等．