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 ）△H=一574kJ?mol^-1
②CH₄ （ g ）+4NO（ g ）=2N₂（ g ）+CO₂（ g ）+2H₂O（ g ）△H=一1 160kJ?mol^一1．
下列正确的选项是（　　）

A．CH₄ （ g ）+2NO₂ （ g ）=N₂（ g ）+CO₂ （ g ）+2H₂O （ l）△H=一867 kJ?mol^-1

B．CH₄催化还原NO_x为N₂的过程中，若x=1.6，则转移的电子总数为3.2 mol

C．若0.2 mol CH₄还原NO₂至N₂，在上述条件下放出的热量为173.4 kJ

D．若用标准状况下4.48L CH₄ 还原NO₂至N₂，整个过程中转移的电子总数为3.2 mol

Answer 1

分析：A．由盖斯定律可知，

①+②

2

可得到反应CH₄ （ g ）+2NO₂ （ g ）=N₂（ g ）+CO₂ （ g ）+2H₂O （g）；
B．x=1.6，1molNO_x中NO₂、NO分别为0.6mol、0.4mol，转移的电子数为0.6mol×（4-0）+0.4mol×（2-0）；
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=-867kJ?mol^-1，若生成液态水，则放出的热量大于867KJ，故A错误；
B．x=1.6，1molNO_x中NO₂、NO分别为0.6mol、0.4mol，转移的电子数为0.6mol×（4-0）+0.4mol×（2-0）=3.2mol，但该反应中NO_x的物质的量不确定，则转移的电子数不确定，故B错误；
C．由CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（ g ）△H=-867kJ?mol^-1，放出的热量为0.2mol×867kJ?mol^-1=173.4kJ，故C正确；
D．甲烷的物质的量为

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，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0.2mol×8=1.6mol，故D错误；
故选C．

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，选项B为解答的难点，题目难度中等．