题目内容

碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式．
（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：
①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1
．
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池．其负极电极反应式是：
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
．
（3）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．下列说法中正确的是
BD
BD
（填序号）
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H++2e-=H2↑
（4）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：CO（g）+H2O（g）
高温
CO2（g）+H2（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
H2O CO CO2
1 650 2 4 1.6 5
2 900 1 2 0.4 3
3 900 1 2 0.4 1
①实验1中，以v （H2）表示的平均反应速率为
0.16mol/（L?min）
0.16mol/（L?min）
．
②实验3跟实验2相比，改变的条件可能是
使用了催化剂（或加大了压强）
使用了催化剂（或加大了压强）
（答一种情况即可）．
分析：（1）根据盖斯定律，由
①+②
2
可得到甲烷燃烧热的热化学反应方程式；
（2）甲烷碱性燃料电池中，甲烷为负极，失去电子发生氧化反应；
（3）通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色，由图可知B应为阳极，且B为Fe电极，A为阴极，氢离子放电，以此来分析；
（4）①利用反应速率的计算公式及反应速率之比等于化学计量数之比来计算；
②实验3跟实验2相比，起始温度、浓度均相同，且平衡浓度相同，但实验3的反应速率大，则可能使用了催化剂或增大了压强等．
解答：解：（1）由①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ/mol
根据盖斯定律，由
①+②
2
可得甲烷燃烧热的热化学反应方程式为CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1，
故答案为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1；
（2）甲烷碱性燃料电池中，甲烷为负极，失去电子发生氧化反应，负极反应为CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O，
故答案为：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O；
（3）通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色，由图可知B应为阳极，且B为Fe电极，A为阴极，氢离子放电，
A．电源中的a与A相连，则a为负极，b与B相连，则b为正极，故A错误；
B．可以用NaCl溶液作为电解液，阴极氢离子放电生成碱，故B正确；
C．A的电极材料任选，而B电极一定为Fe，故C错误；
D．阴极氢离子放电，其电极反应为2H++2e-=H2↑，故D正确；
故答案为：BD；
（4）①利由表格中的数据可知，v （CO）=
1.6mol
2L
5min
=0.16mol/（L?min），由反应速率之比等于化学计量数之比，则v （H2）=0.16mol/（L?min），
故答案为：0.16mol/（L?min）；
②实验3跟实验2相比，起始温度、浓度均相同，且平衡浓度相同，但实验3的反应速率大，则可能使用了催化剂或增大了压强等，
故答案为：使用了催化剂（或加大了压强）．
点评：本题为小综合习题，注重热化学反应方程式、反应速率的计算、原电池等热点进行考查，综合性较强，对学生基本能力和基础知识的要求较高，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
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 ①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214.6kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ?mol-1
则反应CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）的△H=
-890.3 kJ?mol-1
-890.3 kJ?mol-1
．
（2）若用石墨做电极电解500ml饱和食盐水，写出电解反应的离子方程式为：
2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
，电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12L（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=
13
13
．
（3）0.10mol/L硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu2+）=
2.2×10-8
2.2×10-8
mol?L-1（Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）．
（4）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如表三组数据：
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所
需时间/min
H2O CO CO2 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（H2） 表示的反应速率为
0.16 mol/（L?min）
0.16 mol/（L?min）
．
②实验2中的平衡常数是
0.17
0.17
 （计算结果保留两位小数）．
③该反应的正反应为
放
放
（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
b=2a
b=2a
 （用含a、b的数学式表示）．
（2013?通州区二模）碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式．
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ/mol
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol
；
②氯化钯（PdCl2）溶液常被应用于检测空气中微量CO．PdCl2被还原成单质，反应的化学方程式为
PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl
PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl
；
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入C3H8和O2构成丙烷燃料电池．
①负极电极反应式是：
C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O
C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O
；
②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．下列说法中正确的是
ABD
ABD
（填序号）
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H++2e-=H2↑
（3）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（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
H2O CO CO2
1 650 2 4 1.6 5
2 900 1 2 0.4 3
3 900 1 2 0.4 1
①该反应的正反应为
放热
放热
（填“吸”或“放”）热反应；
②实验2中，平衡常数K=
1
6
1
6
；
③实验3跟实验2相比，改变的条件可能是
使用了催化剂；加大了压强
使用了催化剂；加大了压强
（答一种情况即可）；
（4）将2.4g碳在足量氧气中燃烧，所得气体通入100mL 3.0mol/L的氢氧化钠溶液中，完全吸收后，溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序
c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）
c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）
．
（2010?顺义区一模）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 ①2CH4（g）+3O2（g）=2CO （g）+4H2O（l）△H1=-1214.6KJ/mol
②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ/mol
则反应CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O （l） 的△H=
-890.3KJ/mol
-890.3KJ/mol
．
（2）将两个石墨电极插人KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池．通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；通入O2的一极，其电极反应式是
O2+4e_+2H2O=4OH-
O2+4e_+2H2O=4OH-
．
（3）若用石墨做电极电解500ml饱和食盐水，写出电解反应的离子方程式为：
2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
；电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12L（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=
13
13
．
（4）将不同量的CO （g） 和H2O （g） 分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO （g）+H2O （g）?CO2（g）+H2（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
H2O CO CO2 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（H2） 表示的反应速率为
0.16mol?（L?min）-1
0.16mol?（L?min）-1
．
②实验2中的平衡常数是
0.17
0.17
 （计算结果保留两位小数）．
③该反应的正反应为
放
放
（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
b=2a＞l（或a＞0.5，b=2a；或b＞1，b=2a）
b=2a＞l（或a＞0.5，b=2a；或b＞1，b=2a）
 （用含a、b的数学式表示）．
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一种值得期待的新的生活方式，请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质．
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：
 
C+
 
K2Cr2O7+
 
═
 
CO2↑+
 
K2SO4+
 
Cr2（SO4）3+
 
H2O
请完成并配平上述化学方程式．其中氧化剂是
 
，氧化产物是
 

（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
①已知：CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为
 
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②在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律．如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系．
请回答：
ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
 

ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平衡常数K=
 
．
③在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度（mol?L-1）变化如下表所示：
0min 5min 10min
CO 0.1 0.05
H2 0.2 0.2
CH3OH 0 0.04 0.05
若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是
 
；且该条件所改变的量是
 
．

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