Question

【題目】（1） 用CH4催化還原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

若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為________(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)，放出的熱量為________kJ。

（2）葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為：C6H12O6(s)+6O2(g)====6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=－2800 kJ·mol-1。已知葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計(jì)算100 g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量為______kJ。

（3）將等物質(zhì)的量的A、B混合于2 L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，經(jīng)5分鐘后，測得D的濃度為0.5 mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反應(yīng)速率是0.1 mol/(L·min)求：

①此時(shí)A的濃度為________，反應(yīng)開始前容器中B的物質(zhì)的量為________。

②B的平均反應(yīng)速率為________。

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

根據(jù)蓋斯定律可知(①+②)/2即得到CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867kJ/mol。若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2，甲烷是0.2mol，碳元素化合價(jià)從-4價(jià)升高到+4價(jià)，因此整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為1.60NA，放出的熱量為0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ。

（2）100 g葡萄糖在人體中完全氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量為。

（3）①測得D的濃度為0.5 mol/L，D表示的反應(yīng)速率為0.1 mol/(L·min)，又因?yàn)?/span>C的平均反應(yīng)速率是0.1 mol/(L·min)，根據(jù)反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知x＝2，設(shè)A和B的起始量均是nmol，則

3A(g)＋B(g)＝2C(g)＋2D(g)

起始量（mol） n n 0 0

轉(zhuǎn)化量（mol） 1.5 0.5 1 1

平衡量（mol） n-1.5 n-0.5 1 1

經(jīng)5分鐘后 c(A)∶c(B)＝3∶5，因此(n-1.5):(n-0.5)＝3∶5，解得n＝3，所以此時(shí)A的濃度為1.5mol÷2L＝0.75mol/L，反應(yīng)開始前容器中B的物質(zhì)的量為3mol。

②根據(jù)反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知B的平均反應(yīng)速率為0.05 mol·(L·min)－1。

③根據(jù)以上分析可知x＝2。