Question

氫氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一．消除氫氧化物有多種方法．
（1）NH₃催化還原氮氧化物（SCR）技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術．發生的化學反應是：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）

180℃

催化劑

2N₂（g）+3H₂O（g），當有1molN₂（g）生成，該反應的電了轉移總數是

 

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（2）可利用甲烷催化還原氮氧化物．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+2NO（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1
則CH₄（g）將NO₂（g）還原為N₂（g）的熱化學方程式是

 

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（3）已知反應：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△＜0，根據原電池原理該反應能否設計成燃料電池．若能，請寫出當電解質溶液為KOH溶液時的正極反應式（若不能，該空可不作答）：

 

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Answer 1

考點：氧化還原反應的電子轉移數目計算,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,設計原電池

專題：

分析：（1）氧化還原反應中，化合價升高的數值=化合價降低數值=轉移電子數；
（2）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（3）放熱的自發的氧化還原反應可以設計成原電池，在原電池的正極上是得電子的還原反應．

解答： 解：（1）根據化合價升高的數值=化合價降低數值=轉移電子數，化合價升高情況：2NH₃～6e^-～N₂，所以當有1mol N₂（g）生成，該反應的電子轉移的量是6mol，總數是6N_A 或6×6.02×10²³，故答案為：6N_A 或6×6.02×10²³；
（21①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol，
②CH₄（g）+2NO（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1，
依據蓋斯定律

①+②

2

得到CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-720.5kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-720.5 kJ/mol；
（3）反應是放熱的自發的氧化還原反應，可以設計成原電池，在原電池的正極上是得電子的還原反應，即2NO₂+8e^-+4H₂O=N₂+8OH^-，故答案為：2NO₂+8e^-+4H₂O=N₂+8OH^-．

點評：本題考查了熱化學方程式書寫和蓋斯定律計算應用，化學平衡影響因素分析判斷，題目較簡單．