甲烷是一种重要的基础化工原料,不仅可制备多种重要有机产品,还可用于环境保护.请回答下列问题:(1)用甲烷催化还原氮的氧化物可消除氮氧化物的污染.已知:反应过程(

甲烷是一种重要的基础化工原料,不仅可制备多种重要有机产品,还可用于环境保护.请回答下列问题:(1)用甲烷催化还原氮的氧化物可消除氮氧化物的污染.已知:反应过程(

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甲烷是一种重要的基础化工原料,不仅可制备多种重要有机产品,还可用于环境保护.请回答下列问题:(1)用甲烷催化还原氮的氧化物可消除氮氧化物的污染.已知:

魔方格

反应过程(2)是______反应(填“放热”或“吸热”),甲烷还原NO2生成H2O(g)、N2和CO2时的热化学方程式是______.
(2)工厂利用甲烷与氯气的反应原理制取氯甲烷,为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏.化学家研究在催化条件下,通过下列反应:
CCl4(g)+H2(g)⇌CHCl3(g)+HCl(g),使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)(不考虑副反应).
在固定容积为2L的密闭容器中,该反应达到平衡后,测得如下数据:
答案
举一反三
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实验
序号
温度℃初始n(CCl4
(mol)
初始n(H2
(mol)
平衡时n(CHCl3
(mol)
11100.81.2
2110221
3100110.6
(1)反应物总能量小于生成物总能量,所以反应吸热,故答案为:吸热;
反应过程(1)的热化学方程式:CH4(g)+4NO2(g)=CO2(g)+4NO(g)+2H2O(g)△H=-574kJ/mol  ①,
反应过程(2)的热化学方程式:CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ/mol  ②,
 ①+②得:2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g)△H=-1734 kJ/mol,
故答案为:2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g)△H=-1734 kJ/mol;
(2)①CCl4(g)+H2(g)⇌CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L )     1         1        0         0
反应(mol/L )    0.5        0.5      0.5         0.5
平衡(mol/L)     0.5         0.5     0.5         0.5
则平衡常数为
0.5 ×0.5
0.5×0.5
=1,故答案为:1;       
②CCl4(g)+H2(g)⇌CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L )  0.4        0.6         0         0
反应(mol/L )   a          a          a         a
平衡(mol/L) 0.4-a       0.6-a        a         a
则平衡常数为
a ×a 
(0.4-a)(0.6-a ) 
=1,所以a=0.24,则CCl4的转化率为
0.24
0.4 
×100%=60%,故答案为:60%;     
③CCl4(g)+H2(g)⇌CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L )  0.5       0.5         0         0
反应(mol/L )  0.3       0.3         0.3       0.3
平衡(mol/L)   0.2       0.2         0.3       0.3
则平衡常数为
 0.3× 0.3
0.2×0.2
=2.25,
因温度升高,平衡常数减小,说明化学平衡逆向移动;所以正反应放热,
故答案为:放热;温度为100℃时,K=2.25,大于110℃时的平衡常数,所以该反应为放热反应;
④a.使用高效催化剂,平衡不移动,CCl4的转化率不变,故a错误;
b.向容器中再投入1mol CCl4和1molH2,根据等效平衡,化学平衡不移动,CCl4的转化率不变,故b错误;
c.温度升高到200℃,平衡逆向移动,CCl4的转化率减小,故c错误;
d.向容器中再投入1molHCl,平衡逆向移动,CCl4的转化率减小,故d错误;
e.向容器中再投入1molH2,平衡正向移动,CCl4的转化率增大,故e错误;
故选:e.
以下属于需吸收能量的氧化还原反应的是(  )
A.NaOH固体溶于水
B.煅烧石灰石制生石灰
C.Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体混合、不断搅拌
D.CO2通过炽热的碳层
已知101kP时,1mol白磷(P4)固体完全燃烧生成P4O10固体,放热2983.2kJ;而1mol红磷(P)固体完全燃烧生成P4O10固体,放热738.5kJ,据此判断:
(1)红磷一定条件下转化为白磷是______(填“放热”、“吸热”)反应;相同条件下,白磷的稳定性比红磷______(填“强”、“弱”);白磷一定条件下转化为红磷时,断裂旧键所吸收的能量______(填“高”、“低”)于形成新键所放出的能量;
(2)红磷、白磷的关系属于______
①同系物②同分异构体③同素异形体④同位素.
实验室制取下列气体,其反应放热的是(  )
A.由无水醋酸钠制CH4B.由乙醇制C2H4
C.由电石制C2H2D.由氯酸钾制O2
吸热反应一定是(  )
A.非自发的化学反应B.需要加热的反应
C.释放能量D.贮存能量
下列反应中,生成物的总能量小于反应物总能量的是(  )
A.碳酸钙分解
B.酸碱中和
C.焦碳在高温下与水蒸气反应
D.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl(固体)的反应