Question

【題目】（1）已知：

C（s）+O2（g）=CO2（g） ΔH=﹣393.5kJ·mol－1

CO（g）+O2（g）=CO2（g）ΔH=﹣283kJ·mol－1

根據上述信息，寫出C轉化為CO的熱化學方程式___。

（2）已知熱化學方程式：H2（g）+O2（g）=H2O（g） ΔH=﹣241.8 kJ·mol－1，該反應的活化能為167.2 kJ·mol-1，則其逆反應的活化能為___kJ·mol－1

（3）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=﹣574kJ·mol－1

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

若用標準狀況下4.48LCH4還原NO2生成N2，反應中轉移的電子總數為___（用阿伏加德羅常數NA表示），放出的熱量為___kJ。

Answer 1

【答案】C（s）+O2（g）=CO2（g）ΔH=﹣110.5 kJ·mol-1 409.0 1.6NA 173.4

【解析】

⑴已知：

C(s) ＋O2(g)=CO2(g) ΔH=－393.5kJ·mol－1

CO(g) ＋O2(g)=CO2(g) ΔH=－283kJ·mol－1

根據上述信息，將第1個方程式減去第2個方程式，得出C轉化為CO的熱化學方程式

C(s) ＋O2(g) = CO(g) ΔH=－110.5 kJ·mol-1，故答案為C(s) ＋O2(g) = CO(g) ΔH=－110.5 kJ·mol-1；

⑵已知熱化學方程式：H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=－241.8 kJ·mol－1，該反應的活化能為167.2 kJ·mol-1，ΔH=正反應活化能－生成物活化能，生成物活化能=正反應活化能－ΔH=167.2 kJ·mol-1－(－241.8 kJ·mol－1)= 409.0 kJ·mol－1，生成物活化能即為逆反應的活化能，故答案為409.0；

⑶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=－574kJ·mol－1

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

將兩個方程式相加再除以2，得到

CH4(g)+2NO2(g)= N2(g) +CO2(g)+2H2O(g) ΔH=－867kJ·mol－1，

該反應中甲烷的碳從－4加升高到＋4，電子轉移為8 mol，二氧化氮的氮從＋4加降低到0價的氮氣，2 mol NO2共轉移8mol電子，現有標準狀況下4.48 L CH4，其物質的量為，反應中轉移的電子物質的量為0.2 mol× 8=1.6mol，電子數目為1.6NA，

放出的熱量Q=867kJ·mol－1×0.2 mol=173.4kJ，故答案為1.6NA；173.4kJ。