Question

【题目】(1)在101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水,放出890 kJ的热量。

①CH4的燃烧热为___,表示燃烧热的热化学方程式为_____________;

②1 000 L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为_____。

(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH= -574kJ·mol-1,CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　 ΔH= -1 160 kJ·mol-1。写出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式:_______________。

Answer 1

【答案】 890 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1　 3.97×104 kJ CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-867 kJ·mol-1

【解析】燃烧热：在25℃，101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量；根据标准状况下，n=V/Vm计算1000L甲烷的物质的量，然后结合甲烷的燃烧热值，计算放出的热量；已知①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJmol-1；②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJmol-1，利用盖斯定律将（①+②）/2可得到：CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，据此计算反应热。

（1）①在25℃、101kPa下，1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热890kJ，所以甲烷燃烧热的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ·mol-1；正确答案：890 kJ·mol-1；CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1。　

②标准状况下1000L甲烷气体的物质的量n=1000/22.4=44.6mol，则燃烧后产生的热量等于890kJ·mol-1×44.6mol=3.97×104kJ；正确答案：3.97×104 kJ。

（2）由反应：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJmol-1；②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJmol-1，根据盖斯定律可知，（①+②）/2可得到：CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，△H==-867kJ·mol-1，所以CH4将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ·mol-1；正确答案：CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ·mol-1。