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（14分）近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。

来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/04/18 13:45:49
（14分）近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。
已知：① 2 CH 4 (g) + 3O 2 (g) ＝ 2 CO (g) + 4 H 2 O(l)  △H 1 =－1214.6 KJ/mol
② 2 CO (g) + O 2 (g) ＝2 CO 2 (g)  ΔH 2 = －566 kJ/mol
则反应CH 4 (g) + 2 O 2 (g) ＝CO 2 (g) + 2 H 2 O (l) 的△H =                   。
（2）将两个石墨电极插人KOH溶液中，向两极分别通入CH 4 和O 2 ，构成甲烷燃料电池。通入CH 4 的一极，其电极反应式是：CH 4 + 10 OH ― ― 8e － ＝CO 3 2 － + 7 H 2 O；通入Ｏ 2 的一极，其电极反应式是                               。
（3）若用石墨做电极电解500 ml饱和食盐水，写出电解反应的离子方程式为：                      ；电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12 L(不考虑气体的溶解)。停止通电，假设反应前后溶液体积不变，则所得溶液的pH=              。
（4）将不同量的CO (g) 和H 2 O (g) 分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应
CO (g) ＋H 2 O (g) CO 2 (g) ＋H 2 (g)，得到如下三组数据：
         实验组
 温度/℃
 起始量/mol
 平衡量/mol
 达到平衡所
需时间/min
H 2 O
 CO
 CO 2
CO
1
 650
 2
 4
 1.6
 2.4
 5
2
 900
 1
 2
 0.4
 1.6
 3
3
 900
 a
 b
 c
 d
 t
① 实验1中以 υ (H 2 )表示的反应速率为              。
② 实验2中的平衡常数是                （计算结果保留两位小数）。
③ 该反应的正反应为           （填“吸”或“放”）热反应。
④若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），
则a、b应满足的关系是                  （用含a、b的数学式表示）。
（1）△H＝－890.3KJ/mol
（2）O 2 + 4e _ + 2H 2 O ＝ 4OH －
（3）2Cl － + 2H 2 O    H 2 ↑ + Cl 2 ↑ + 2OH － ；13
（4）① 0.16 mol / (L?min)
② 0.17
③ 放
④ b = 2a

（1）由盖斯定律得：△H =（△H 1 + ΔH 2 ）/2=（-1214.6-566）/2=－890.3KJ/mol
（2）CH 4 的一极发生氧化反应，Ｏ 2 的一极发生还原反应，碱性环境，得电子，生成氢氧根，所以O 2 + 4e _ + 2H 2 O ＝ 4OH －
（3）电解食盐水，阳极Cl － 发生氧化反应生成，阴极H + 发生还原反应，生成，所以2Cl － + 2H 2 O    H 2 ↑ + Cl 2 ↑ + 2OH － ，标准状况下产生气体1.12 L，0.05mol，H 2 和Cl 2 各0.025mol，OH － 即为0.05mol，所以OH － 浓度为0.1mol/L，所以pH=13
（4）① υ (CO)=（4－2.4）/2×5=1.6mol / (L?min)
②K=0.4×0.4/1.6×0.6=0.17
③对比1和2的平衡常数，2的小，平衡左移，所以升高温度，平衡左移，故正反应为放热反应。
④等效平衡，恒温恒容，又是反应前后气体体积数不变的反应，所以经一边倒后，只要物质的量成比例即可。
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