Question

7．一定條件下，用甲烷可以消除氮的氧化物（NOx）的污染．已知：
①CH₄（g）+4NO₂ （g）═4NO（g）+CO₂ （g）+2H₂ O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂ （g）+CO₂ （g）+2H₂ O（g）△H₂=-1160kJ•mol^-1
下列選項不正確的是（　�。�

• A． CH₄ （g）+2NO₂ （g）═N₂ （g）+CO₂ （g）+2H₂ O（g）△H=-867 kJ•mol^-1
• B． CH₄ （g）+4NO₂ （g）═4NO（g）+CO₂ （g）+2H₂O（l）△H₃＜△H₁
• C． 若用0.2 mol CH₄還原NO₂至N₂，則反應中放出的熱量一定為173.4 kJ
• D． 若用標準狀況下2.24 L CH₄還原NO₂至N₂，整個過程中轉移的電子為0.8mol

Answer 1

分析 A．由蓋斯定律可知，反應①+②可得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（ g ）；
B．水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)的水是放熱過程；
C．熱化學反應方程式中表示物質完全轉化時的能量變化；
D．結合n=$\frac{m}{M}$及C元素的化合價變化計算轉化電子．

解答 解：A．反應①+②可得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（ g ），可知△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，故A正確；
B．水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)的水是放熱過程，所以生成液態(tài)的水放出的熱量更多，但是焓變是負值，所以△H₃＜△H₁，故B正確；
C．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，但是甲烷的反應不一定是完全的，反應有可能存在可逆性，則則反應中放出的熱量不一定為173.4 kJ，故C錯誤；
D．甲烷的物質的量為$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，碳元素的化合價由-4價升高為+4價，則轉移的電子總數為0.1mol×8=0.8mol，故D正確；
故選C．

點評 本題考查反應熱與焓變、氧化還原反應，為高頻考點，把握蓋斯定律的應用、反應中元素的化合價變化等為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大．