Question

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）△H=-574kJ•mol^-1；平衡常數(shù)為K₁；
2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）=CH₄（g）+4NO（g）△H=+1160kJ•mol^-1；平衡常數(shù)為K₂．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）反應(yīng)CH₄+2NO₂=N₂+CO₂+2H₂O（g） 的平衡常數(shù)K=$\sqrt{K{\;}_{1}•K{\;}_{2}}$（用K₁、K₂表示）．
（2）若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH₄還原NO₂至N₂，整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為9.6×10²³或1.6N_A（阿伏伽德羅常數(shù)用N_A表示），放出的熱量為173.4kJ．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)已知的熱化學(xué)方程式利用蓋斯定律解答；
（2）已知①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1，②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1 160kJ•mol^-1，利用蓋斯定律將$\frac{①+②}{2}$可得CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-$\frac{574+1160}{2}$kJ•mol^-1=867kJ•mol^-1，以此解答該題；

解答 解：（1）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1
由蓋斯定律$\frac{①+②}{2}$可得得到CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-$\frac{574+1160}{2}$kJ•mol^-1=867kJ•mol^-1，則K=$\sqrt{K{\;}_{1}•K{\;}_{2}}$，故答案為：$\sqrt{K{\;}_{1}•K{\;}_{2}}$；
（2）由（1）得CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-$\frac{574+1160}{2}$kJ•mol^-1=867kJ•mol^-1，n（CH₄）=0.2mol，整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.2mol×8N_A=1.6N_A=9.6×10²³，放出的熱量為0.2×867=173.4kJ，
故答案為：9.6×10²³或1.6N_A；173.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱以及氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的計(jì)算能力和分析能力的考查，注意蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度不大．