Question

一定条件下，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
下列选项正确的是（　　）

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）的反应热为△H₃，则△H₃＞△H₁

C．若用0.2molCH₄还原NO₂至N₂，则反应中放出的热量一定为173.4kJ

D．若用标准状况下2.24LCH₄还原NO₂至N₂，整个过程中转移的电子为1.6mol

Answer 1

分析：A、由反应①+②可得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（ g ），再利用化学计量数与反应热成正比来计算；
B、液态水变为气态水时要吸收热量；
C、利用热化学反应方程式中化学计量数与反应热的关系来计算；
D、利用n=

V

Vm

计算甲烷的物质的量，再利用碳元素化合价的变化来计算转移的电子数．

解答：解：A、反应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，则CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（ g ）△H=

①+②

2

=-867kJ?mol^-1，故A正确；
B、液态水变为气态水时要吸收热量，焓变是带有符号的，如果CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）的反应热为△H₃，则△H₃＜△H₁，故B错误；
C、由反应CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（ g ）△H=-867kJ?mol^-1，可得：放出的热量为0.2mol×867kJ?mol^-1=173.4kJ，但是反应热和物质的状态有关，所以反应中放出的热量不一定为173.4kJ，故C错误；
D、甲烷的物质的量为

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，碳元素的化合价由-4价升高为+4价，则转移的电子总数为为0.1mol×8=0.8mol，故D错误；
故选A．

点评：本题考查学生利用盖斯定律来计算反应的反应热，并学会利用化学计量数与反应热的关系、利用化合价的变化分析电子转移的数目来就解答即可．