Question

12．甲烷可用氧化铁作催化剂实现选择性地催化脱硝．
氧化铁催化机理如图所示，有关热化学方程式如下：
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ•mol^-1
（1）脱硝机理中第Ⅱ步的化学方程式为4Fe₃O₄+2NO=6Fe₂O₃+N₂．
（2）CH₄脱硝（N0）生成N₂和液态水的热化学方程式为2CH₄（g）+2NO（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）+N₂（g），△H=-1960kJ•mol^-1；．

Answer 1

分析 （1）依据氧化铁催化机理图可知脱硝机理中第Ⅱ步四氧化三铁与一氧化氮反应生成氧化三铁和氮气；
（2）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1
②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ•mol^-1；
②×2-①得：2CH₄（g）+2NO（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）+N₂（g），依据盖斯定律计算反应热；

解答 解：（1）依据氧化铁催化机理图可知脱硝机理中第Ⅱ步四氧化三铁与一氧化氮反应生成氧化三铁和氮气，方程式：4Fe₃O₄+2NO=6Fe₂O₃+N₂，
故答案为：4Fe₃O₄+2NO=6Fe₂O₃+N₂；
（2）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1
②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ•mol^-1；
②×2-①得：2CH₄（g）+2NO（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）+N₂（g），△H，依据盖斯定律△H=2△H₂-△H₁=-890kJ•mol^-1×2-180kJ•mol^-1
=-1960kJ•mol^-1；
所以反应的热化学方程式：2CH₄（g）+2NO（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）+N₂（g），△H=-1960kJ•mol^-1；
故答案为：2CH₄（g）+2NO（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）+N₂（g），△H=-1960kJ•mol^-1；

点评 本题考查了氧化还原方程式、热化学方程式书写，明确反应机理，熟悉盖斯定律计算反应热的方法即可解答，题目难度不大．