Question

14．用CH₄催化還原 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
下列說法不正確的是（　　）

• A． 由反應(yīng) ①可推知：CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O （l）△H＞-574 kJ•mol^-1
• B． 反應(yīng) ①②轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同
• C． 若用標準狀況下4.48LCH₄還原NO₂至N₂，放出的熱量為173.4kJ
• D． 若用標準狀況下4.48LCH₄還原 NO₂至 N₂，整個過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為1.60 mol

Answer 1

分析 A．氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水要放出熱量，導(dǎo)致其焓變小于0；
B．反應(yīng)①中C元素化合價由-4價變?yōu)?4價、N元素化合價由+4價變?yōu)?2價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8；反應(yīng)②中C元素化合價由-4價變?yōu)?4價、N元素化合價由+2價變?yōu)?價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8；
C．標況下n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，將方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1734kJ•mol^-1，根據(jù)甲烷和反應(yīng)熱之間關(guān)系式計算；
D．標況下n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，將方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1734kJ•mol^-1，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為16，根據(jù)甲烷和轉(zhuǎn)移電子之間關(guān)系式計算．

解答 解：A．氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水要放出熱量，導(dǎo)致其焓變小于0，所以由反應(yīng) ①可推知：CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O （l）△H＜-574 kJ•mol^-1，故A錯誤；
B．反應(yīng)①中C元素化合價由-4價變?yōu)?4價、N元素化合價由+4價變?yōu)?2價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8；反應(yīng)②中C元素化合價由-4價變?yōu)?4價、N元素化合價由+2價變?yōu)?價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8，所以反應(yīng) ①②轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，故B正確；
C．標況下n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，將方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1734kJ•mol^-1，根據(jù)甲烷和反應(yīng)熱之間關(guān)系式得放出熱量=$\frac{0.2mol}{2}×1734kJ$=173.4kJ，故C正確；
D．標況下n（CH₄）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，將方程式①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）；△H=-1734kJ•mol^-1，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為16，根據(jù)甲烷和轉(zhuǎn)移電子之間關(guān)系式得轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=$\frac{16mol}{2mol}×0.2mol$=1.60mol，故D正確；
故選A．

點評 本題以熱化學(xué)反應(yīng)方程式為載體考查蓋斯定律、反應(yīng)熱的有關(guān)計算等知識點，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，易錯選項是A，注意放熱反應(yīng)焓變小于0，題目難度不大．