Question

【题目】CH4既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。

（1）已知8.0 g CH4完全燃烧生成液态水放出444.8 kJ热量。则CH4 (g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝____________kJ·mol－1。

（2）在一定温度和催化剂作用下，CH4与CO2可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向。

①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示，则该反应的最佳温度应控制在 ___________左右。

②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜 （CuAlO2，难溶物）。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为 _____________________。

（3）CH4还原法是处理NOx气体的一种方法。已知一定条件下CH4与NOx反应转化为N2和CO2，若标准状况下8.96 L CH4可处理22.4 L NOx，则x值为_______________。

Answer 1

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

【解析】

(1)由8.0 g CH4完全燃烧生成液体水放出的热量计算1mol甲烷燃烧放出的热量；
(2)①分析图根据乙酸反应速率最大、催化活性最高选择；
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，生成的盐为硝酸铝、硝酸铜，反应还有水生成，配平书写离子方程式；
(3)根据电子转移守恒计算。

(1)已知8.0 g CH4完全燃烧生成液体水放出444.8 kJ热量，则1mol即16g燃烧放出的热量为444.8 kJ =889.6kJ，反应放热，则ΔH＝-889.6 kJ·mol－1；
因此，本题正确答案是：-889.6；
(2)①从图象可以知道：250℃时乙酸反应速率最大、催化活性最高,故选择250℃；
因此，本题正确答案是：250℃；
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,生成的盐为硝酸铝、硝酸铜,反应还有水生成，反应离子方程式为：3CuAlO2 + 16H+ + NO3－ = NO↑+ 3Al3+ + 3Cu2+ + 8H2O；
因此，本题正确答案是：3CuAlO2 + 16H+ + NO3－ = NO↑+ 3Al3+ + 3Cu2+ + 8H2O；

(3)根据得失电子转移守恒，则：[4-(-4)]=2x，计算得出x=1.6；
因此，本题正确答案是：1.6。