Question

氢氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一．消除氢氧化物有多种方法．
（1）NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．发生的化学反应是：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）

180℃

催化剂

2N₂（g）+3H₂O（g），当有1molN₂（g）生成，该反应的电了转移总数是

 

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（2）可利用甲烷催化还原氮氧化物．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
则CH₄（g）将NO₂（g）还原为N₂（g）的热化学方程式是

 

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（3）已知反应：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△＜0，根据原电池原理该反应能否设计成燃料电池．若能，请写出当电解质溶液为KOH溶液时的正极反应式（若不能，该空可不作答）：

 

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Answer 1

考点：氧化还原反应的电子转移数目计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,设计原电池

专题：

分析：（1）氧化还原反应中，化合价升高的数值=化合价降低数值=转移电子数；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（3）放热的自发的氧化还原反应可以设计成原电池，在原电池的正极上是得电子的还原反应．

解答： 解：（1）根据化合价升高的数值=化合价降低数值=转移电子数，化合价升高情况：2NH₃～6e^-～N₂，所以当有1mol N₂（g）生成，该反应的电子转移的量是6mol，总数是6N_A 或6×6.02×10²³，故答案为：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，
依据盖斯定律

①+②

2

得到CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-720.5kJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-720.5 kJ/mol；
（3）反应是放热的自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，在原电池的正极上是得电子的还原反应，即2NO₂+8e^-+4H₂O=N₂+8OH^-，故答案为：2NO₂+8e^-+4H₂O=N₂+8OH^-．

点评：本题考查了热化学方程式书写和盖斯定律计算应用，化学平衡影响因素分析判断，题目较简单．