Question

用CH₄催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染，例如：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
若用标准状况下4.48LCH₄还原NO和NO₂的混合气体至N₂的整个过程中放出的热量为202.7kJ，
则混合气体中NO和NO₂的体积比为（　　）

• A、2：1
• B、1：1
• C、1：2
• D、2：3

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,有关反应热的计算

专题：计算题

分析：CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1①
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160 kJ?mol^-1②
反应

①+②

2

可知CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）+N₂（g），△H=

(574+1160)

2

kJ?mol^-1=-867 kJ?mol^-1，根据甲烷的物质的量、放出的热量计算两种气体的体积比．

解答： 解：n（CH₄）=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1①
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160 kJ?mol^-1②
反应

①+②

2

可知CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）+N₂（g），△H=

(574+1160)

2

kJ?mol^-1=-867 kJ?mol^-1，
设NO、NO₂的物质的量分别是xmol、ymol，
根据CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160 kJ?mol^-1知，NO完全反应放出热量=

1160

4

xkJ，需要n（CH₄）=

1

4

xmol，
根据CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）+N₂（g），△H=-867 kJ?mol^-1知，NO₂完全反应放出热量=

867y

2

kJ，需要n（CH₄）=

y

2

mol，
则

1160 4 x+ 867 2 y=202.7 1 4 x+ 1 2 y=0.2

，
解得

x=0.4 y=0.2

，
相同条件下，气体的物质的量之比等于体积之比，所以NO、NO₂的体积之比=0.4mol：0.2mol=2：1，
故选A．

点评：本题考查混合物的有关计算，侧重考查分析计算能力，根据甲烷、放出的热量列方程式进行计算，题目难度不大．