Question

一定条件下，用甲烷可以消除氮氧化物（NO_x）的污染．已知：下列说法正确的是（　　）
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．

• A、反应CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）的△H=-867 kJ?mol^-1
• B、若用CH₄还原0.2mol NO₂至N₂，在上述条件下放出的热量为173.4kJ
• C、若用CH₄还原lmol NO_x为N₂的过程中，若x=1.6，则生成0.4mol CO₂
• D、若用标准状况下2.24LCH₄还原NO_x至N₂，整个过程中转移电子0.4mol

Answer 1

考点：反应热和焓变

专题：化学反应中的能量变化

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、根据物质的量之比等于热量比，结合方程式求出热量；
C、据氧化还原反应中得失电子守恒计算；
D．根据甲烷和NO_x转移电子之间的关系式计算．

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、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B正确；
C、在N的氧化物中，N的平均化合价为+3.2，1mol化合价为+3.2的N变为0价，得电子3.2mol，甲烷必须失3.2mol电子，1mol甲烷反应生成二氧化碳失8mol电子，现在失去3.2mol电子，反应的甲烷为0.4mol，生成0.4mol二氧化碳，故C正确；
D．将方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）=2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1734kJ/mol，用标准状况下2.24L CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中转移的电子总数=

2.24L

22.4L?mol-1

×（4+4）=0.8mol，故D错误；
故选BC．

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．