Question

某发电厂处理废气NO₂的反应原理为CH₄+2NO₂═CO₂+X+2H₂O．
（1）X的化学式是

N₂

；NO₂中氮元素的化合价为

+4

价．
（2）CH₄中碳、氢元素的质量比为

3：1

，其中碳元素的质量分数为

75%

．

Answer 1

分析：（1）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断生成物X的化学式．
根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合NO₂的化学式进行解答本题
（2）根据化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，化合物中元素的质量分数=

相对原子质量×原子个数

相对分子质量

×100%，进行分析解答．

解答：解：（1）根据反应的化学方程式CH₄+2NO₂═CO₂+X+2H₂O，反应物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为1、4、2、4，反应后的生成物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为1、4、0、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由2个氮原子构成，则物质X的化学式为N₂．
氧元素显-2价，设NO₂中氮元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（-2）×2=0，则x=+4价．
（2）CH₄中碳、氢元素的质量比为12：（1×4）=3：1；其中碳元素的质量分数为

12

12+1×4

×100%=75%．
故答案为：（1）N₂；+4；（2）3：1；75%．

点评：本题难度不大，掌握利用化学反应前后原子守恒来确定物质的化学式、利用化合价的原则计算指定元素的化合价的方法、有关化学式的计算是正确解题的关键．