Question

【題目】大氣污染越來越成為人們關注的問題，煙氣中的NOx必須脫除（即脫硝）之后才能排放。

（1）在汽車尾氣系統中裝置催化轉化器，可有效降低NOx和CO的排放。

已知：①2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) ΔH＝566.0 kJ·mol1

②N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH＝+180.0 kJ·mol1

③2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH＝116.5 kJ·mol1

回答下列問題：

①CO的燃燒熱ΔH為 _________。若1 mol N2(g)、1 mol O2(g) 分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，則1 mol NO(g) 分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為_________kJ。

②CO將NO2還原為單質的熱化學方程式為 ________________。

（2）圖是一種用NH3脫除煙氣中NO的原理。

①該原理中，NO最終轉化為H2O和_______（填化學式）。

②當消耗1 mol NH3和0.5 mol O2時，除去的NO在標準狀況下的體積為____L。

（3）間接電化學法，如圖所示。已知電解池的陰極室中溶液的pH在4~7之間，寫出陰極的電極反應式_____________。用離子方程式表示吸收池中除去NO的原理_______。

Answer 1

【答案】-283kJ/mol 631.75 2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO(g) ΔH=-1196kJ/mol N2 11.2 2HSO3－＋2e－＋2H+＝S2O42－+2H2O 2NO＋2S2O42－＋2H2O＝N2＋4HSO3－

【解析】

(1) ①由①2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) ΔH＝566.0 kJ·mol1可知, 2molCO完全燃燒放出566.0 kJ的熱量，所以1molCO完全燃燒放出283kJ的熱量，所以CO的燃燒熱ΔH為-283kJ/mol；若1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，設1 mol NO(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為x，由②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=946k +498k-2x=+180.5，解之得x=631.75 ,所以1 mol NO(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為631.75kJ；

②由①2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) ΔH1＝566.0 kJ·mol1

②N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH2＝+180.0 kJ·mol1

③2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH3＝116.5 kJ·mol1

①2-②-③可得: 2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO(g) ΔH=(-566.0kJ/mol)2-(+ 180.5kJ/mol)-( -116.5 kJ/mol)=-1196kJ/mol , 所以CO將NO2還原為單質的熱化學方程式為2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO(g) ΔH=-1196kJ/mol；

(2) ①由脫硝原理確定從體系中分離出的物質為生成物，分別為N2和H2O；

②由電子得失相等計算：O2～2O2-,得電子4mol，0.5mol氧氣反應得到電子2mol； 2NO～N2失電子4mol，當失去電子2mol時，有0.5mol氮氣生成 標況下體積是11.2L；

（3）根據電解池中陽極氧化、陰極還原，陰極發生還原反應，根據圖示，亞硫酸氫根離子得電子生成連二亞硫酸根離子，電極反應式為：2HSO3－＋2e－＋2H+＝S2O42－+2H2O；連二亞硫酸根離子與一氧化氮發生氧化還原反應，生成氮氣，離子反應方程式為：2NO＋2S2O42－＋2H2O＝N2＋4HSO3－。