Question

近年來，碳和碳的化合物在生產(chǎn)生活實際中應(yīng)用廣泛．
（1）甲烷燃燒放出大量的熱，可作為能源用于人類的生產(chǎn)和生活．
已知 ①2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO （g）+4H₂O（l）△H₁=-1214.6KJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol
則反應(yīng)CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O （l） 的△H=______．
（2）將兩個石墨電極插人KOH溶液中，向兩極分別通入CH₄和O₂，構(gòu)成甲烷燃料電池．通入CH₄的一極，其電極反應(yīng)式是：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；通入O₂的一極，其電極反應(yīng)式是______．
（3）若用石墨做電極電解500ml飽和食鹽水，寫出電解反應(yīng)的離子方程式為：______ H₂↑+Cl₂↑+2OH^-

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來計算化學反應(yīng)的焓變；
（2）燃料電池中，正極上是氧氣得電子的反應(yīng)；
（3）根據(jù)電解池的工作原理和電極方程式來計算；
（4）①利用化學反應(yīng)速率的計算公式計算；
②根據(jù)平衡常數(shù)的表達式進行計算；
③利用轉(zhuǎn)化率與消耗量和起始量的關(guān)系計算并判斷反應(yīng)熱；
④從等效平衡的角度分析．
解答：解：（1）根據(jù)題意得CH₄（g）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H₁=-607.3KJ/mol①，CO （g）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-283kJ/mol②，
根據(jù)蓋斯定律，①+②可得反應(yīng)CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O （l） 的△H=-607.3KJ/mol+（-283kJ/mol）=-890.3KJ/mol，故答案為：-890.3KJ/mol；   
（2）燃料電池中，正極上是氧氣得電子的反應(yīng)，當以KOH溶液為電解質(zhì)時，氧氣得電子的反應(yīng)為：O₂+4e^_+2H₂O=4OH^-，故答案為：O₂+4e^_+2H₂O=4OH^-；
（3）用石墨做電極電解飽和食鹽水的電極反應(yīng)為：2Cl^-+2H₂OH₂↑+Cl₂↑+2OH^-，當兩極共收集到標準狀況下的氣體1.12L（0.05mol）時，
則生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.05mol，所以C_OH-==0.1mol/L，所以PH=13，故答案為：2Cl^-+2H₂OH₂↑+Cl₂↑+2OH^-；13；
（4）①v（CO₂）==0.16mol/（L?min）=v（H₂），故答案為：0.16mol?（L?min）^-1；
 ②驗2和實驗3反應(yīng)溫度相等，則反應(yīng)的平衡常數(shù)相等，可根據(jù)實驗2計算平衡常數(shù)，
         H₂O（g）+CO（g） CO₂（g）+H₂（g）
初始 0.5mol/L    1mol/L              0       0
轉(zhuǎn)化 0.2mol/L   0.2mol/l         0.2mol/l    0.2mol/l
平衡 0.3mol/L   0.8mol/L         0.2mol/l    0.2mol/l 
K==0.17，故答案為：0.17；
③實驗1中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%，實驗2中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=20%，則實驗1的轉(zhuǎn)化率大于實驗2，
則說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)放熱，故答案為：放；
④若實驗3要達到與實驗2等效的平衡狀態(tài)，則所加入物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于初始原料的配比數(shù)，即b=2a，因t＜3min，說明反應(yīng)速率增大，反應(yīng)物濃度增大，所以有b＞1，
故答案為：b=2a＞l （或a＞0.5，b=2a；或b＞1，b=2a）．
點評：本題考查化學平衡和化學反應(yīng)速率等知識，做題時注意把握影響平衡移動的因素以及平衡常數(shù)的有關(guān)計算，此為化學平衡�？疾閱栴}．