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）△H=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）?2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1．
下列正確的選項是（　　）

• A、若0.2 mol CH₄還原NO₂至N₂，在上述條件下放出的熱量為173.4 kJ
• B、CH₄（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-867 kJ?mol^-1
• C、CH₄催化還原NO_x為N₂的過程中，若x=1.6，則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為3.2 mol
• D、若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L CH₄還原NO₂至N₂，整個過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為3.2 mol

Answer 1

分析：A、利用熱化學(xué)反應(yīng)方程式中化學(xué)計量數(shù)與反應(yīng)熱的關(guān)系來計算；
B、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)計量數(shù)與反應(yīng)熱成正比來計算；
C、x=1.6，1molNO_x中NO₂、NO分別為0.6mol、0.4mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6mol×（4-0）+0.4mol×（2-0）；
D、利用n=

V

Vm

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

解答：解：A、由CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1，放出的熱量為0.2mol×867kJ?mol^-1=173.4kJ，故A正確；
B、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=-867kJ?mol^-1，若生成液態(tài)水，則放出的熱量大于867kJ，故B錯誤；
C、x=1.6，1molNO_x中NO₂、NO分別為0.6mol、0.4mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6mol×（4-0）+0.4mol×（2-0）=3.2mol，但該反應(yīng)中NO_x的物質(zhì)的量不確定，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不確定，故C錯誤；
D、甲烷的物質(zhì)的量為

V

Vm

=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，碳元素的化合價由-4價升高為+4價，則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.2mol×8=1.6mol，故D錯誤；
故選：A．

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