Question

14．用CH₄催化还原 NO_x可以消除氮氧化物的污染．例如：
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
下列说法不正确的是（　　）

• A． 由反应 ①可推知：CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O （l）△H＞-574 kJ•mol^-1
• B． 反应 ①②转移的电子数相同
• C． 若用标准状况下4.48LCH₄还原NO₂至N₂，放出的热量为173.4kJ
• D． 若用标准状况下4.48LCH₄还原 NO₂至 N₂，整个过程中转移的电子总数为1.60 mol

Answer 1

分析 A．气态水变为液态水要放出热量，导致其焓变小于0；
B．反应①中C元素化合价由-4价变为+4价、N元素化合价由+4价变为+2价，转移电子数为8；反应②中C元素化合价由-4价变为+4价、N元素化合价由+2价变为0价，转移电子数为8；
C．标况下n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，将方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1734kJ•mol^-1，根据甲烷和反应热之间关系式计算；
D．标况下n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，将方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1734kJ•mol^-1，该反应中转移电子数为16，根据甲烷和转移电子之间关系式计算．

解答 解：A．气态水变为液态水要放出热量，导致其焓变小于0，所以由反应 ①可推知：CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O （l）△H＜-574 kJ•mol^-1，故A错误；
B．反应①中C元素化合价由-4价变为+4价、N元素化合价由+4价变为+2价，转移电子数为8；反应②中C元素化合价由-4价变为+4价、N元素化合价由+2价变为0价，转移电子数为8，所以反应 ①②转移的电子数相同，故B正确；
C．标况下n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，将方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1734kJ•mol^-1，根据甲烷和反应热之间关系式得放出热量=$\frac{0.2mol}{2}×1734kJ$=173.4kJ，故C正确；
D．标况下n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，将方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1734kJ•mol^-1，该反应中转移电子数为16，根据甲烷和转移电子之间关系式得转移电子物质的量=$\frac{16mol}{2mol}×0.2mol$=1.60mol，故D正确；
故选A．

点评 本题以热化学反应方程式为载体考查盖斯定律、反应热的有关计算等知识点，侧重考查学生分析计算能力，易错选项是A，注意放热反应焓变小于0，题目难度不大．