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
下列選項(xiàng)正確的是（　�。�

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

B．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

C．通過將氮氧化物轉(zhuǎn)化為N2參與大氣循環(huán)可消除污染

D．若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCH₄還原NO₂至N₂，整個(gè)過程中轉(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)熱成正比來計(jì)算；
B、根據(jù)物質(zhì)的量之比等于熱量比，結(jié)合方程式求出熱量；
C、氮氧化物轉(zhuǎn)化為N₂，N₂是無毒的氣體；
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=-867kJ?mol^-1，若生成液態(tài)水，則放出的熱量大于867KJ，故A錯(cuò)誤；
B、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B正確；
C、通過將氮氧化物轉(zhuǎn)化為N₂，N₂是無毒的氣體，能消除污染，與N₂參與大氣循環(huán)無關(guān)，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B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生利用蓋斯定律來計(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)目來就解答即可．