题目内容
5．CH4既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料．（1）已知8.0g CH4完全燃烧生成液体水放出444.8kJ热量．则CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-889.6kJ•mol-1
（2）以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池，其工作原理图1所示，则通入a气体的电极名称为负极，通入b气体的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O．（质子交换膜只允许H+通过）
（3）在一定温度和催化剂作用下，CH4与CO2可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向．
①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示，则该反应的最佳温度应控制在250℃ 左右．
②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜（CuAlO2，难溶物）．将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为3 CuAlO2+16 H++NO3-=NO↑+3 Al3++3Cu2++8H2O．
（4）CH4还原法是处理NOx气体的一种方法．已知一定条件下CH4与NOx反应转化为N2和CO2，若标准状况下8.96L CH4可处理22.4L NOx，则x值为1.6．
分析 （1）由8.0g CH4完全燃烧生成液体水放出计算1mol甲烷燃烧放出的热量；
（2）由图可知，通入气体a的一端发生氧化反应，故应通入甲烷，该极为负极，通入b为氧气，获得电子，酸性条件下结合氢离子生成水；
（3）①分析图根据乙酸反应速率最大、催化活性最高选择；
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，生成的盐为硝酸铝、硝酸铜，反应还有水生成，配平书写离子方程式；
（4）根据电子转移守恒计算．
解答 解：（1）已知8.0g CH4完全燃烧生成液体水放出444.8kJ热量，则1mol即16g燃烧放出的热量为$\frac{16g}{8g}$×444.8kJ=889.6kJ，反应放热，则故△H=-889.6kJ/mol；
故答案为：-889.6；
（2）由图可知，通入气体a的一端发生氧化反应，故应通入甲烷，该极为负极，通入b为氧气，获得电子，酸性条件下结合氢离子生成水，正极电极反应式为：O2+4e-+4 H+=2H2O，
负极； O2+4e-+4H+=2H2O；
（3）①从图象可知：250℃时乙酸反应速率最大、催化活性，故选择250℃；
故答案为：250℃；
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，生成的盐为硝酸铝、硝酸铜，反应还有水生成，反应离子方程式为：3 CuAlO2+16 H++NO3-=NO↑+3 Al3++3Cu2++8H2O；
故答案为：3 CuAlO2+16 H++NO3-=NO↑+3 Al3++3Cu2++8H2O；
（4）根据得失电子转移守恒，则：8.96L×[4-（-4）]=22.4L×2x，解得x=1.6；
故答案为：1.6．
点评 本题涉及反应热计算、原电池、反应条件控制、离子方程式书写、氧化还原反应计算等，是对学生综合能力的考查，注意△H有符号，易错，难度中等．
阅读快车系列答案
（1）在密闭器中，该反应达到平衡后，测得如表数据．
| 实验序号 | 温度（℃） | 初始CCl4浓度（mol•L-1） | 初始H2浓度（mol•L-1） | CCl4的平衡转化率 |
| 1 | 110 | 1 | 1 | 50% |
| 2 | 100 | 1 | 1 | X |
| 3 | 110 | 0.8 | Y | 60% |
②实验2中，X的值B（填序号）．
A．等于50% B．大于50% C．小于50% D．无法确定
③实验3中的Y值为1.2．
（2）为从平衡体系CCl4+H2?CHCl3+HCl中分离得到CHCl3，请你结合题给信息设计合理的方案，用简要的文字表示：先把平衡体系中的混合物降温到61.2℃以下得到CCl4和CHCl3液态混合物，再分馏得到CHCl3．
