Question

【題目】以天然氣為原料經由合成氣(CO、H2)制化學品是目前天然氣轉化利用的主導技術路線。制備CH3OH的反應轉化關系如圖所示。設NA為阿伏加德羅常數的值，下列說法正確的是

A.用1 mol CH4理論上能生產標準狀況下CH3OH 22.4 L

B.等物質的量的CH3OH和CH4，CH3OH的質子數比CH4多8NA

C.44 g CO2氣體和44 g CH4與CO的混合氣體，所含C原子數均為NA

D.用CH4制備合成氣的反應中，若生成1 mol CO，反應轉移電子數為3NA

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據圖中信息可知，制備CH3OH的反應過程為：CH4(g)=C(s)+2H2(g) ，CO2(g)+C(s)=2CO (g) ，2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l)，總反應為：CH4(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+CO(g)，據此分析。

A．CH3OH在標況下不是氣體，故無法得出標況下的體積是22.4 L的結論，故A錯誤；

B．1mol的CH3OH和CH4，一個甲醇分子含有18個質子，一個甲烷分子含有10個質子，一個甲醇分子比一個甲烷分子多8個質子，1mol的CH3OH比CH4多8NA 個質子，但等物質的量沒給出具體的物質的量數值，故CH3OH的質子數不一定比CH4多8NA，故B錯誤；

C．44 g CO2氣體的物質的量為，一氧化碳的相對分子質量為28，甲烷的相對分子質量為16，44 g CH4與CO的混合氣體假設全部是CH4氣體，物質的量為＞1mol，44 g CH4與CO的混合氣體假設全部是CO氣體，物質的量為＞1mol，故44 g CH4與CO的混合氣體的物質的量大于1mol，所含C原子數大于1mol，故C原子數大于NA，故C錯誤；

D．制備CH3OH的反應過程中生成一氧化碳，發生反應：CO2(g)+C(s)=2CO(g)，生成2mol一氧化碳時，轉移2mol電子消耗1mol碳原子，消耗的碳原子來自于甲烷的分解，CH4(g)=C(s)+2H2(g) ，甲烷中碳的化合價從-4價升高到0價，生成1mol碳原子轉移的電子的物質的量為4mol，要生成2mol一氧化碳共需要轉移6mol電子，則若生成1 mol CO，反應轉移電子的物質的量為3mol，轉移的電子數為3NA；

答案選D。