Question

一定條件下，用甲烷可以消除氮氧化物（NO_x）的污染．已知：
①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂ （g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-1160kJ?mol^-1
下列選項(xiàng)正確的是（　　）

A．CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1

B．CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）的反應(yīng)熱為△H₃，則△H₃＞△H₁

C．若用0.2molCH₄還原NO₂至N₂，則反應(yīng)中放出的熱量一定為173.4kJ

D．若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCH₄還原NO₂至N₂，整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為1.6mol

Answer 1

分析：A、由反應(yīng)①+②可得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（ g ），再利用化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱成正比來(lái)計(jì)算；
B、液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時(shí)要吸收熱量；
C、利用熱化學(xué)反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱的關(guān)系來(lái)計(jì)算；
D、利用n=

V

Vm

計(jì)算甲烷的物質(zhì)的量，再利用碳元素化合價(jià)的變化來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)．

解答：解：A、反應(yīng)①+②可得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（ g ），△H=（-574kJ?mol^-1）+（-1160kJ?mol^-1）=-1734kJ?mol^-1，則CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（ g ）△H=

①+②

2

=-867kJ?mol^-1，故A正確；
B、液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時(shí)要吸收熱量，焓變是帶有符號(hào)的，如果CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）的反應(yīng)熱為△H₃，則△H₃＜△H₁，故B錯(cuò)誤；
C、由反應(yīng)CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（ g ）△H=-867kJ?mol^-1，可得：放出的熱量為0.2mol×867kJ?mol^-1=173.4kJ，但是反應(yīng)熱和物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)，所以反應(yīng)中放出的熱量不一定為173.4kJ，故C錯(cuò)誤；
D、甲烷的物質(zhì)的量為

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，碳元素的化合價(jià)由-4價(jià)升高為+4價(jià)，則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為為0.1mol×8=0.8mol，故D錯(cuò)誤；
故選A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生利用蓋斯定律來(lái)計(jì)算反應(yīng)的反應(yīng)熱，并學(xué)會(huì)利用化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱的關(guān)系、利用化合價(jià)的變化分析電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目來(lái)就解答即可．