Question

以天然气为原料经由合成气(CO、H₂)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线。制备CH₃OH的反应转化关系如图所示。设N_A为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A.用1 mol CH₄理论上能生产标准状况下CH₃OH 22.4 L

B.等物质的量的CH₃OH和CH₄，CH₃OH的质子数比CH₄多8N_A

C.44 g CO₂气体和44 g CH₄与CO的混合气体，所含C原子数均为N_A

D.用CH₄制备合成气的反应中，若生成1 mol CO，反应转移电子数为3N_A

Answer

D

【解析】

根据图中信息可知，制备CH3OH的反应过程为：CH4(g)=C(s)+2H2(g) ，CO2(g)+C(s)=2CO (g) ，2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l)，总反应为：CH4(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+CO(g)，据此分析。

A．CH3OH在标况下不是气体，故无法得出标况下的体积是22.4 L的结论，故A错误；

B．1mol的CH3OH和CH4，一个甲醇分子含有18个质子，一个甲烷分子含有10个质子，一个甲醇分子比一个甲烷分子多8个质子，1mol的CH3OH比CH4多8NA 个质子，但等物质的量没给出具体的物质的量数值，故CH3OH的质子数不一定比CH4多8NA，故B错误；

C．44 g CO2气体的物质的量为，一氧化碳的相对分子质量为28，甲烷的相对分子质量为16，44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CH4气体，物质的量为＞1mol，44 g CH4与CO的混合气体假设全部是CO气体，物质的量为＞1mol，故44 g CH4与CO的混合气体的物质的量大于1mol，所含C原子数大于1mol，故C原子数大于NA，故C错误；

D．制备CH3OH的反应过程中生成一氧化碳，发生反应：CO2(g)+C(s)=2CO(g)，生成2mol一氧化碳时，转移2mol电子消耗1mol碳原子，消耗的碳原子来自于甲烷的分解，CH4(g)=C(s)+2H2(g) ，甲烷中碳的化合价从-4价升高到0价，生成1mol碳原子转移的电子的物质的量为4mol，要生成2mol一氧化碳共需要转移6mol电子，则若生成1 mol CO，反应转移电子的物质的量为3mol，转移的电子数为3NA；

答案选D。