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

若用標準狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2，整個過程中轉移電子總數為________(阿伏加德羅常數的值用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方程式與它燃燒的熱化學方程式相同。計算100 g葡萄糖在人體中完全氧化時所產生的熱量為______kJ。

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

①此時A的濃度為________，反應開始前容器中B的物質的量為________。

②B的平均反應速率為________。

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。若用標準狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2，甲烷是0.2mol，碳元素化合價從-4價升高到+4價，因此整個過程中轉移電子總數為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所產生的熱量為。

（3）①測得D的濃度為0.5 mol/L，D表示的反應速率為0.1 mol/(L·min)，又因為C的平均反應速率是0.1 mol/(L·min)，根據反應速率之比是相應的化學計量數之比可知x＝2，設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

轉化量（mol） 1.5 0.5 1 1

平衡量（mol） n-1.5 n-0.5 1 1

經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A的濃度為1.5mol÷2L＝0.75mol/L，反應開始前容器中B的物質的量為3mol。

②根據反應速率之比是相應的化學計量數之比可知B的平均反應速率為0.05 mol·(L·min)－1。

③根據以上分析可知x＝2。