Question

【题目】ⅰ.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－1

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

若用4.48 L(折合成标况体积) 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。

ⅱ.将1 L含有0.4 mol CuSO4和0.2 mol NaCl 的水溶液用惰性电极电解一段时间后。

（1）若在一个电极上得到0.1 mol Cu，另一电极上析出气体(在标准状况下)的体积是________L。

（2）若在一个电极上得到0.4 mol Cu，另一电极上析出气体(在标况下)的体积是_________L。

Answer 1

【答案】I.1.60 NA(或1.6 NA)；173.4；ii.（1）2.24；（2）5.6。

【解析】

试题分析：i.①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，

②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，

(①＋②)/2得出：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋2H2O(g)＋CO2(g)

△H=(－574－1160)/2kJ·mol－1=－867kJ·mol－1，

转移电子总数为4.48×8×NA/22.4=1.6 NA；

放出热量为4.48×867/22.4kJ=173.4kJ；

ii.（1）阴极：Cu2 ＋ ＋ 2e－ = Cu，阳极：2Cl－－2e－ = Cl2↑，Cu～2e－～Cl2↑，V(Cl2) = 0.1×22.4L = 2.24L；（2）阴极：Cu2 ＋ ＋ 2e－ = Cu，阳极：2Cl－－2e－ = Cl2↑、4OH－－4e－ = O2↑ ＋ 4H ＋ ，混合气体为（0.1 ＋ 0.15） × 22.4L = 5.6L。