燃煤廢氣中的氮氧化物（NOx）、二氧化碳等氣體，常用下列方法處理，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等．
（1）對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝處理時(shí)，常利用甲烷催化還原氮氧化物，如：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
則CH4（g）將NO2（g）還原為N2（g）等的熱化學(xué)方程式為
 
．
（2）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為：
2CO2（g）+6H2（g）
催化劑
 CH3OCH3（g）+3H2O（g）
已知一定壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率見(jiàn)下表：
投料比[n（H2）/n（CO2）] 500K 600K 700K 800K
1.5 45% 33% 20% 12%
2.0 60% 43% 28% 15%
3.0 83% 62% 37% 22%
①若溫度升高，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K將
 
（填“增大”、“減小”或“不變”．下同）；若溫度不變，提高投料比[n（H2）/n（CO2）]，則K將
 
．
②若用甲醚作為燃料電池的原料，請(qǐng)寫(xiě)出在堿性介質(zhì)中電池負(fù)極的電極反應(yīng)式
 
．
③在②所確定的電池中，若通入甲醚（沸點(diǎn)為-24.9℃）的速率為1.12L?min-1（標(biāo)準(zhǔn)狀況），并以該電池作為電源電解2mol?L-1CuSO4溶液500mL，則通電30s后理論上在陰極可析出金屬銅
 
g．
分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（2）①依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化分析判斷，平衡常數(shù)只隨溫度變化；
②甲醚作為燃料電池的原料．甲醚在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，依據(jù)電極書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出電極反應(yīng)；
③甲醚燃料電池為原電池做電源電解硫酸銅溶液，鋅接原電池負(fù)極做陰極，依據(jù)電解原理，陽(yáng)離子移向陰極，結(jié)合電極反應(yīng)電子守恒計(jì)算；
解答：解：（1）①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ．mol-l
②CH4（g）十4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ．mol-l
依據(jù)蓋斯定律①+②得到：2 CH4（g）+4NO2（g）=2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1734KJ/mol；
即熱化學(xué)方程式為：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867KJ/mol；
故答案為：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867KJ/mol；
（2）①依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，平衡常數(shù)隨溫度升高減小，平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，改變投料比不影響平衡常數(shù)；故答案為：減小，不變；
②若用甲醚作為燃料電池的原料，甲醚在負(fù)極失電子反應(yīng)氧化反應(yīng)，在堿性介質(zhì)中電池負(fù)極的電極反應(yīng)式：CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
故答案為：CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
③甲醚燃料電池設(shè)計(jì)如圖所示的裝置，甲醚燃料電池為原電池做電源電解硫酸銅溶液，陰極電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，通入甲醚（沸點(diǎn)為-24.9℃）的速率為1.12L?min-1（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則通電30s后消耗甲醚的物質(zhì)的量是0.56L即0.025mol，根據(jù)反應(yīng)CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O，這些甲醚伴隨著0.3mol電子轉(zhuǎn)移，陰極電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子0.3mol時(shí)，析出金屬銅的物質(zhì)的量是0.15mol，質(zhì)量是0.15mol×64g/mol=9.6g，
故答案為：9.6．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素判斷，原電池、電解池的電極反應(yīng)書(shū)寫(xiě)，原理應(yīng)用和電子守恒計(jì)算，題目難度中等．
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2011?天津模擬）燃煤廢氣中的氮氧化物（NOX）、二氧化碳等氣體，常用下列方法處理，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等．
（1）對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝處理時(shí)，常利用甲烷催化還原氮氧化物，如：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ．mol-l
CH4（g）十4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ．mol-l
則CH4（g）將NO2（g）還原為N2（g）等的熱化學(xué)方程式為
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867KJ/mol
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867KJ/mol
．
（2）將燃煤廢氣中的C02轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為：2CO2（g）+6H2（g）
催化劑
CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H
已知一定壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率見(jiàn)下表：
投料比 500K 600K 700K 800K
1.5 45% 33% 20% 12%
2.0 60% 43% 28% 15%
3.0 83% 62% 37% 22%
①若溫度升高，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K將
減小
減小
（填“增大”、“減小”或“不變”．下同）；若溫度不變，提高投料比，則K將
不變
不變
．該反應(yīng)的△H
＜
＜
0（填“＞、＜或=”）：
②若用甲醚作為燃料電池的原料，請(qǐng)寫(xiě)出在堿性介質(zhì)中電池負(fù)極的電極反應(yīng)式
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
．
③利用甲醚燃料電池設(shè)計(jì)如圖所示的裝置：則該裝置中Zn極為
陰
陰
極；B中Cu2+向
Zn
Zn
極（填Zn或Cu）移動(dòng)．當(dāng)Zn片的質(zhì)量變化為6.4g時(shí)，a極上消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
1.12
1.12
L．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2012屆江蘇省漣水中學(xué)高三12月階段性測(cè)試化學(xué)試卷（帶解析） 題型：填空題

燃煤廢氣中的氮氧化物（NOx）、二氧化碳等氣體，常用下列方法處理，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等。
（1）對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝處理時(shí)，常利用甲烷催化還原氮氧化物，如：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  △H＝－1160 kJ·mol－1
則CH4(g)將NO2(g)還原為N2(g)等的熱化學(xué)方程式為              。
（2）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為：
2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率見(jiàn)下表：

投料比[n(H2) / n(CO2)]
500 K
600 K
700 K
800 K
1.5
45%
33%
20%
12%
2.0
60%
43%
28%
15%
3.0
83%
62%
37%
22%
①若溫度升高，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K將             （填“增大”、“減小”或“不變”。下同）；若溫度不變，提高投料比[n(H2) / n(CO2)]，則K將             。
②若用甲醚作為燃料電池的原料，請(qǐng)寫(xiě)出在堿性介質(zhì)中電池負(fù)極的電極反應(yīng)式
                                      。若通入甲醚（沸點(diǎn)為-24.9 ℃）的速率為1.12 L·min-1（標(biāo)準(zhǔn)狀況），并以該電池作為電源電解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL，則通電30 s后理論上在陰極可析出金屬銅     g。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2011-2012學(xué)年江蘇省南通市高三上學(xué)期期中考試化學(xué)試卷 題型：填空題

（10分）燃煤廢氣中的氮氧化物（NOx）、二氧化碳等氣體，常用下列方法處理，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等。

（1）對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝處理時(shí)，常利用甲烷催化還原氮氧化物，如：

CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  △H ＝－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)   △H ＝－1160 kJ·mol－1

則CH4(g)將NO2(g)還原為N2(g)等的熱化學(xué)方程式為   ▲   。

（2）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為：2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)

已知一定壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)， CO2的轉(zhuǎn)化率見(jiàn)下表：

投料比[n(H2) / n(CO2)]

500 K

600 K

700 K

800 K

1.5

45%

33%

20%

12%

2.0

60%

43%

28%

15%

3.0

83%

62%

37%[

22%

①若溫度升高，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K將   ▲  （填“增大”、“減小”或“不變”。下同）；若溫度不變，提高投料比[n(H2) / n(CO2)]，則K將   ▲   。

②若用甲醚作為燃料電池的原料，請(qǐng)寫(xiě)出在堿性介質(zhì)中電池負(fù)極的電極反應(yīng)式 ▲ 。

③在②所確定的電池中，若通入甲醚（沸點(diǎn)為-24.9 ℃）的速率為1.12 L·min-1（標(biāo)準(zhǔn)狀況），并以該電池作為電源電解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL，則通電30 s后理論上在陰極可析出金屬銅   ▲   g。

 

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2011-2012學(xué)年四川省德陽(yáng)市高三第一次診斷性考試化學(xué)試卷 題型：填空題

(8分)燃煤廢氣中的氮氧化物、二氧化碳等氣體,常用下列方法處理，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等。

(1)對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝處理時(shí)，常利用甲烷催化還原氮氧化物。如：

則CH4 ( g)將NO2 (g)還原為N2(g)等的熱化學(xué)方程式是________________________________

(2)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的化學(xué)方程式為：。已知在一定壓強(qiáng)下,該反應(yīng)隨溫度的升高而CO2的轉(zhuǎn)化率降低。則該反應(yīng)的________ 0(填“ >”或“ <”）；若用以甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極構(gòu)成燃料電池,則該電池中負(fù)極的電極反應(yīng)式是________________________________,放電過(guò)程中溶液的PH________ (填“增大”、“減小”或“不變”）。

 

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