Question

7．一定條件下，用甲烷可以消除氮的氧化物（NOx）的污染．已知：
①CH₄（g）+4NO₂ （g）═4NO（g）+CO₂ （g）+2H₂ O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂ （g）+CO₂ （g）+2H₂ O（g）△H₂=-1160kJ•mol^-1
下列選項(xiàng)不正確的是（　　）

• A． CH₄ （g）+2NO₂ （g）═N₂ （g）+CO₂ （g）+2H₂ O（g）△H=-867 kJ•mol^-1
• B． CH₄ （g）+4NO₂ （g）═4NO（g）+CO₂ （g）+2H₂O（l）△H₃＜△H₁
• C． 若用0.2 mol CH₄還原NO₂至N₂，則反應(yīng)中放出的熱量一定為173.4 kJ
• D． 若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L CH₄還原NO₂至N₂，整個(gè)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為0.8mol

Answer 1

分析 A．由蓋斯定律可知，反應(yīng)①+②可得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（ g ）；
B．水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)的水是放熱過(guò)程；
C．熱化學(xué)反應(yīng)方程式中表示物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化；
D．結(jié)合n=$\frac{m}{M}$及C元素的化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)化電子．

解答 解：A．反應(yīng)①+②可得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（ g ），可知△H=（-574kJ•mol^-1）+（-1160kJ•mol^-1）=-1734kJ•mol^-1，則CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（ g ）△H=-867kJ•mol^-1，故A正確；
B．水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)的水是放熱過(guò)程，所以生成液態(tài)的水放出的熱量更多，但是焓變是負(fù)值，所以△H₃＜△H₁，故B正確；
C．由CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（ g ）△H=-867kJ•mol^-1，放出的熱量為0.2mol×867kJ•mol^-1=173.4kJ，但是甲烷的反應(yīng)不一定是完全的，反應(yīng)有可能存在可逆性，則則反應(yīng)中放出的熱量不一定為173.4 kJ，故C錯(cuò)誤；
D．甲烷的物質(zhì)的量為$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，碳元素的化合價(jià)由-4價(jià)升高為+4價(jià)，則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為0.1mol×8=0.8mol，故D正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱與焓變、氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握蓋斯定律的應(yīng)用、反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．