题目内容


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)△H=﹣574kJ•mol﹣1CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1 160kJ•mol﹣1若用标准状况下4.48L 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.


考点:  氧化还原反应的电子转移数目计算.

专题:  氧化还原反应专题.

分析:  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=﹣1 160kJ•mol﹣1,

利用盖斯定律(①+②)可得:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣kJ•mol﹣1=867kJ•mol﹣1,根据化合价变化计算出反应0.2mol甲烷转移的电子数及放出的热量.

解答:  解: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=﹣1 160kJ•mol﹣1,

利用盖斯定律(①+②)可得:③CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣kJ•mol﹣1=﹣867kJ•mol﹣1,

标况下4.48L甲烷的物质的量为:n(CH4)==0.2mol,甲烷中碳元素的化合价为﹣4价,反应产物二氧化碳中C元素化合价为+4价,化合价变化为8,即完全反应1mol甲烷转移了8mol(8NA)电子,

则反应0.2mol甲烷转移的电子总数为:0.2mol×8NA=1.6NA;

根据热化学方程式③可知,完全反应0.2mol甲烷放热的热量为:867kJ•mol﹣1×0.2mol=173.4kJ,

故答案为:1.6NA;173.4.

点评:  本题考查反应热以及氧化还原反应的计算,题目难度中等,注意掌握盖斯定律的含义及热化学方程式的书写原则,明确氧化还原反应中电子转移的计算方法,试题侧重于学生的计算能力和分析能力的考查.


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