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．通過將氮氧化物轉化為N2參與大氣循環(huán)可消除污染

D．若用標準狀況下2.24LCH₄還原NO₂至N₂，整個過程中轉移的電子為1.6mol

Answer 1

分析：A、由反應①+②可得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（ g ），再利用化學計量數與反應熱成正比來計算；
B、根據物質的量之比等于熱量比，結合方程式求出熱量；
C、氮氧化物轉化為N₂，N₂是無毒的氣體；
D、利用n=

V

Vm

計算甲烷的物質的量，再利用碳元素化合價的變化來計算轉移的電子數．

解答：解：A、反應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，故C錯誤；
D、甲烷的物質的量為

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為0.1mol×8=0.8mol，故D錯誤；
故選B．

點評：本題考查學生利用蓋斯定律來計算反應的反應熱，并學會利用化學計量數與反應熱的關系、利用化合價的變化分析電子轉移的數目來就解答即可．