Question

【題目】CH4既是一種重要的能源，也是一種重要的化工原料。

（1）已知8.0 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水放出444.8 kJ熱量。則CH4 (g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝____________kJ·mol－1。

（2）在一定溫度和催化劑作用下，CH4與CO2可直接轉化成乙酸，這是實現(xiàn)“減排”的一種研究方向。

①在不同溫度下，催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示，則該反應的最佳溫度應控制在 ___________左右。

②該反應催化劑的有效成分為偏鋁酸亞銅 （CuAlO2，難溶物）。將CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，其離子方程式為 _____________________。

（3）CH4還原法是處理NOx氣體的一種方法。已知一定條件下CH4與NOx反應轉化為N2和CO2，若標準狀況下8.96 L CH4可處理22.4 L NOx，則x值為_______________。

Answer 1

【答案】-889.6 250℃ 3CuAlO2 + 16H+ + NO3－ = NO↑+ 3Al3+ + 3Cu2+ + 8H2O 1.6

【解析】

(1)由8.0 g CH4完全燃燒生成液體水放出的熱量計算1mol甲烷燃燒放出的熱量；
(2)①分析圖根據(jù)乙酸反應速率最大、催化活性最高選擇；
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體，生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅，反應還有水生成，配平書寫離子方程式；
(3)根據(jù)電子轉移守恒計算。

(1)已知8.0 g CH4完全燃燒生成液體水放出444.8 kJ熱量，則1mol即16g燃燒放出的熱量為444.8 kJ =889.6kJ，反應放熱，則ΔH＝-889.6 kJ·mol－1；
因此，本題正確答案是：-889.6；
(2)①從圖象可以知道：250℃時乙酸反應速率最大、催化活性最高,故選擇250℃；
因此，本題正確答案是：250℃；
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體,生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅,反應還有水生成，反應離子方程式為：3CuAlO2 + 16H+ + NO3－ = NO↑+ 3Al3+ + 3Cu2+ + 8H2O；
因此，本題正確答案是：3CuAlO2 + 16H+ + NO3－ = NO↑+ 3Al3+ + 3Cu2+ + 8H2O；

(3)根據(jù)得失電子轉移守恒，則：[4-(-4)]=2x，計算得出x=1.6；
因此，本題正確答案是：1.6。