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用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:

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

② CH4 (g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)      △H=-1160 kJ·mol-1

下列说法不正确的是(  )

A.由反应①、②可推知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   ΔH=-867 kJ·mol-1

B.等物质的量的甲烷分别参与反应①、②,则反应转移的电子数相等

C.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2,放出的热量为173.4 kJ

D.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为3.2NA

 

【答案】

D

【解析】根据盖斯定律可知,(①+②)÷2即得到CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   ΔH=-867 kJ·mol-1,选项A正确。甲烷在反应中都是失去8个电子的,B正确。标准状况下4.48 L CH4是0.2mol,所以放出的热量是867 kJ×0.2=173.4 kJ,C正确。0.2mol甲烷失去1.6mol电子,D不正确。答案选D。

 

练习册系列答案
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(2010?祁阳县一模)一氧化碳、二氧化硫和氮的氧物是重要的化工原料,但也是大气的主要污染物,综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一.
(1)硫酸生产中,SO2催化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g),反应过程的能量变化如图所示.
①图中A表示
反应物总能量
反应物总能量

②该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5对图中E的大小有何影响?
降低
降低
(填“增大”、“降低”、“没有”).
③在一定条件下,将0.100molSO2(g)和0.060molO2(g)放入容积为2L的密闭容器中,反应达到平衡时,测得c(SO3)=0.04mol/L.则该条件下反应的平衡常数K=
1.6×103
1.6×103

(2)一定条件下,氢气与一氧化碳按一定比例可生成洁净能源甲醇(CH3OH),则:
①n(H2):n(CO)=
2:1
2:1

②甲醇高效燃料电池是以CH3OH为燃料,O2为氧化剂,KOH为电解质组成.该电池放电时,负极反应式为:
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

(3)汽车尾气是城市空气的污染源之一,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂),它的特点是使CO和NO反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体.
①写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式:
2CO+2NO═2CO2+N2
2CO+2NO═2CO2+N2

②用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△=-1160kJ/mol
若用标准状况下6.72LCH4还原NO2到N2,整个过程中转移电子总数为
2.4NA
2.4NA
(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为
260.1
260.1
kJ.
(2011?南京三模)随着氮氧化物污染的日趋严重,国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度.  目前,消除氮氧化物污染有多种方法.
(1)用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2 (g)+CO2 (g)△H.某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

浓度/mol?L-1

/
时间/min
NO N2 CO2
0 0.100 0 0
10 0.058 0.021 0.021
20 0.040 0.030 0.030
30 0.040 0.030 0.030
40 0.032 0.034 0.017
50 0.032 0.034 0.017
①T1℃时,该反应的平衡常数K=
0.56
0.56
(保留两位小数).
②30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
减小CO2的浓度
减小CO2的浓度

③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则该反应的△H
0(填“>”、“=”或“<”).
(2)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染.已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ?mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955 kJ?mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955 kJ?mol-1

(3)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,有关电极反应
可表示为
NO2+NO3--e-=N2O5
NO2+NO3--e-=N2O5

精英家教网随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%.目前,消除大气污染有多种方法.
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染.已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ?mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式
 

(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理.已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为
 

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2 (g)+CO2 (g).某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

浓度/mol?L-1

时间/min
NO N2 CO2
0 1.00 0 0
10 0.58 0.21 0.21
20 0.40 0.30 0.30
30 0.40 0.30 0.30
40 0.32 0.34 0.17
50 0.32 0.34 0.17
①10min~20min以v(CO2) 表示的反应速率为
 

②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为
 
(保留两位小数).
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率
 
(填“增大”、“不变”或“减小”).
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是
 
(填序号字母).
A.容器内压强保持不变        B. 2v(NO)=v(N2
C.容器内CO2的体积分数不变     D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
 
.请在如图中画出30min至40min的变化曲线
 

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