Question

【題目】為保護環境，應減少二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等物質的排放量．
（1）用CH4催化還原煤燃燒產生的氮氧化物，可以消除污染．
已知：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867.0kJ/mol
NO2（g）═ N2O4（g）△H=﹣28.5kJ/mol
寫出CH4催化還原N2O4（g）生成CO2、N2和H2O（g）的熱化學方程式 ．
（2）一定條件下，將NO2與SO2以體積比1：2置于恒溫恒容的密閉容器中，發生NO2（g）+SO2（g）═SO3（g）+NO（g），測得反應達到平衡時NO2與SO2體積比為1：5，則平衡常數K=（填數值）．
（3）如圖1是一種用NH3、O2脫除煙氣中NO的原理，該原理中NO最終轉化為H2O和（填化學式），當消耗1mol NH3和0.5molO2時，除去的NO在標準狀況下的體積為L．

（4）研究CO2在海洋中的轉移和歸宿，是當今海洋科學研究的前沿領域．有人利用圖2所示裝置（均為惰性電極）從海水中提取CO2（海水中無機碳95% 以HCO3﹣存在），有利于減少環境中溫室氣體含量．
①a室的電極反應式為 ．
②b室中提取CO2的反應的離子方程式為 ．
③b室排出的海水（pH＜6）不可直接排回大海，需用該裝置中產生的物質對b室排出的海水進行處理，合格后才能排回大海．處理的方法是

Answer 1

【答案】
（1）CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣810kJ/mol
（2）1.8
（3）N2；11.2
（4）2H2O﹣4e﹣=4H++O2↑；H++HCO3﹣=CO2↑+H2O；用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調節至裝置入口海水的pH
【解析】解：（1）已知：Ⅰ、CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣867kJ/molⅡ、2NO2（g）N2O4（g）△H2=﹣57kJ/mol
根據蓋斯定律，Ⅰ﹣Ⅱ得CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），故△H=﹣867kJ/mol﹣（﹣57kJ/mol）=﹣810kJ/mol，
即CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=﹣810kJ/mol，
所以答案是：CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣810kJ/mol；（2）

	NO2（g）+	SO2（g）	SO3（g）+	NO（g）
起始量	a	2a
變化量	x	x	x	x
平衡量	a-x	2a-x	x	x

由題意可知： ，解之得：x= ，所以K= =1.8，所以答案是：1.8；（3）由圖1可知反應物為氧氣、一氧化氮和氨氣最終生成物為氮氣和水，所以NO最終轉化為N2和H2O；氧氣、一氧化氮和氨氣反應生成氮氣和水，反應中氨氣失去的電子的物質的量等于NO和氧氣得到的電子總物質的量，1mol NH3轉化為N2失去3mol電子，0.5mol O2得到2mol電子，則NO轉化為N2得到的電子為1mol，所以NO的物質的量為0.5mol，其體積為11.2L，所以答案是：N2；11.2；（4）①a室為陽極，發生氧化反應，電極方程式為2H2O﹣4e﹣=4H++O2↑，所以答案是：2H2O﹣4e﹣=4H++O2↑；
②氫離子通過陽離子交換膜進入b室，發生反應：H++HCO3﹣=CO2↑+H2O，所以答案是：H++HCO3﹣=CO2↑+H2O；
③c室發生2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑，可用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調節至裝置入口海水的pH，以達到排放標準，
所以答案是：用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調節至裝置入口海水的pH．
【考點精析】認真審題，首先需要了解化學平衡常數的含義(指在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組分的濃度不變的狀態)，還要掌握化學平衡的計算(反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%)的相關知識才是答題的關鍵．