Question

7．一定条件下，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
下列选项不正确的是（　　）

• 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还原NO₂至N₂，则反应中放出的热量一定为173.4 kJ
• D． 若用标准状况下2.24 L CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中转移的电子为0.8mol

Answer 1

分析 A．由盖斯定律可知，反应①+②可得到2CH₄（g）+4NO₂（g）═2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（ g ）；
B．水蒸气变为液态的水是放热过程；
C．热化学反应方程式中表示物质完全转化时的能量变化；
D．结合n=$\frac{m}{M}$及C元素的化合价变化计算转化电子．

解答 解：A．反应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，则CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（ g ）△H=-867kJ•mol^-1，故A正确；
B．水蒸气变为液态的水是放热过程，所以生成液态的水放出的热量更多，但是焓变是负值，所以△H₃＜△H₁，故B正确；
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，但是甲烷的反应不一定是完全的，反应有可能存在可逆性，则则反应中放出的热量不一定为173.4 kJ，故C错误；
D．甲烷的物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，碳元素的化合价由-4价升高为+4价，则转移的电子总数为0.1mol×8=0.8mol，故D正确；
故选C．

点评 本题考查反应热与焓变、氧化还原反应，为高频考点，把握盖斯定律的应用、反应中元素的化合价变化等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．