Question

【题目】根据要求回答下列问题：

(1)机动车尾气已成为城市大气的主要污染源，机动车尾气中的主要有害物质为氮的氧化物。目前科技工作者正在探索用甲烷等燃料气体将氮氧化物还原为N2和H2O，涉及的反应有：

CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋2NO2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g) ΔH2＝－867 kJ·mol－1

写出CH4还原NO生成N2的热化学方程式：______________________________。

(2)一定条件下，不同量的CO2与不同量的NaOH充分反应放出的热量如下表所示：

CO2的量	NaOH的量	放出的热量
22.0 g	750 mL 1.0 mol·L－1	x kJ
1.0 mol	2.0 L 1.0 mol·L－1	y kJ

写出该条件下，CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学方程式：

______________________________________________。

(3)我国煤炭资源相对石油和天然气资源丰富，煤的综合利用主要是指煤的气化和液化。煤的主要成分为碳氢化合物，用CH代表煤的“分子式”。已知：

煤炭在氧气氛围中气化 2CH(s)＋O2(g)===2CO(g)＋H2(g) ΔH1

气化后的气体合成甲醇 CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2

甲醇制备丙烯的反应 3CH3OH(g)===C3H6(g)＋3H2O(g) ΔH3

写出在一定条件下，煤炭在氧气氛围中反应直接生成丙烯、水蒸气和CO的热化学方程式：

______________________________________。

Answer 1

【答案】 CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJ·mol－1 NaOH(aq)＋CO2(g)===NaHCO3(aq)　ΔH＝－(4x－y) kJ·mol－1 12CH(s)＋6O2(g)===C3H6(g)＋3H2O(g)＋9CO(g)　ΔH＝6ΔH1＋3ΔH2＋ΔH3

【解析】（1）由已知CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1 =-574 kJ·mol-1

CH4(g)＋2NO2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)　ΔH2 =-867 kJ·mol-1，分别用①、②表示上述两个反应，由盖斯定律②×2-①得：CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH =-1160 kJ·mol-1。

（2）由题意，CO2与NaOH物质的量之比为2：3时，热化学方程式为：①2CO2(g) ＋3NaOH(aq) = Na2CO3(aq)+NaHCO3(aq)+ H2O(l) ΔH＝-4x kJ·mol-1；CO2与NaOH物质的量之比为1：2时，热化学方程式为：②CO2(g) ＋2NaOH(aq) = Na2CO3(aq) + H2O(l) ΔH =-y kJ·mol-1；①-②得：NaOH(aq)＋CO2(g)=NaHCO3(aq)　 ΔH =-(4x-y) kJmol-1。

（3）由已知，设三个反应分别为①②③，运用盖斯定律，①×6+②×3+③得：12CH(s)＋6O2(g)=C3H6(g)＋3H2O(g)＋9CO(g)　ΔH = 6ΔH1＋3ΔH2＋ΔH3。