Question

【题目】（1） 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＝－574 kJ/mol

CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160 kJ/mol

若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子总数为________(阿伏加德罗常数的值用NA表示)，放出的热量为________kJ。

（2）葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)+6O2(g)====6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=－2800 kJ·mol-1。已知葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量为______kJ。

（3）将等物质的量的A、B混合于2 L密闭容器中发生如下反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经5分钟后，测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol/(L·min)求：

①此时A的浓度为________，反应开始前容器中B的物质的量为________。

②B的平均反应速率为________。

③x＝________。

Answer 1

【答案】 1.60NA(或1.6NA) 173.4 1555.6 0.75 mol·L－1 3 mol 0.05 mol·(L·min)－1 2

【解析】（1）已知：①CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574 kJ/mol

②CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160 kJ/mol

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＝－867kJ/mol。若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，甲烷是0.2mol，碳元素化合价从-4价升高到+4价，因此整个过程中转移电子总数为1.60NA，放出的热量为0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ。

（2）100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量为。

（3）①测得D的浓度为0.5 mol/L，D表示的反应速率为0.1 mol/(L·min)，又因为C的平均反应速率是0.1 mol/(L·min)，根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知x＝2，设A和B的起始量均是nmol，则

3A(g)＋B(g)＝2C(g)＋2D(g)

起始量（mol） n n 0 0

转化量（mol） 1.5 0.5 1 1

平衡量（mol） n-1.5 n-0.5 1 1

经5分钟后 c(A)∶c(B)＝3∶5，因此(n-1.5):(n-0.5)＝3∶5，解得n＝3，所以此时A的浓度为1.5mol÷2L＝0.75mol/L，反应开始前容器中B的物质的量为3mol。

②根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知B的平均反应速率为0.05 mol·(L·min)－1。

③根据以上分析可知x＝2。