题目内容
为减小和消除过量CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究．最近有科学家提出“绿色自由”构想：把CO2经化学反应而富集，使之变为可再生燃料，如甲醇、甲醚等．
（1）已知甲醚的燃烧热为A kJ/mol，H2的燃烧热为B kJ/mol．在合成塔中，CO2与H2在一定条件下生成液态甲醚和液态水，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式是 ．
（2）以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，用熔融金属氧化物MO作电解质．该电池负极发生的电极反应是 ；放电时，O2-移向电池的 （填“正”或“负”）极．用这样的电池电解足量的硫酸铜溶液，一段时间后，（不考虑任何的损耗）消耗的O2与生成的H+物质的量之比 ．
（3）常温常压下，饱和CO2水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol?L-1．若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K= ．（已知：10-5.6=2.5×10-6）（结果保留2位有效数字）
（4）常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3） c（CO32-）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（1）已知甲醚的燃烧热为A kJ/mol，H2的燃烧热为B kJ/mol．在合成塔中，CO2与H2在一定条件下生成液态甲醚和液态水，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式是
（2）以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，用熔融金属氧化物MO作电解质．该电池负极发生的电极反应是
（3）常温常压下，饱和CO2水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol?L-1．若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=
（4）常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3）
分析：（1）写出氢气燃烧热和甲醚燃烧热的热化学方程式，结合盖斯定律计算得到热化学方程式；
（2）燃料电池可燃物在负极失电子发生氧化反应，氧气再正极得到电子发生还原反应；根据原电池原理，正极O2得到电子生成负极O2-；电池中阴离子向负极移动．阳极电子守恒和电极反应计算；
（3）电离平衡常数指弱电解质在一定条件下电离达到平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度系数次幂的乘积，跟溶液中未电离分子的浓度系数次幂的乘积的比值，则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=
；
（4）依据溶液呈碱性，判断碳酸氢根离子水解程度大于电离程度分析判断离子浓度大小．
（2）燃料电池可燃物在负极失电子发生氧化反应，氧气再正极得到电子发生还原反应；根据原电池原理，正极O2得到电子生成负极O2-；电池中阴离子向负极移动．阳极电子守恒和电极反应计算；
（3）电离平衡常数指弱电解质在一定条件下电离达到平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度系数次幂的乘积，跟溶液中未电离分子的浓度系数次幂的乘积的比值，则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=
| c(H+)c(HCO3-) |
| c(H2CO3) |
（4）依据溶液呈碱性，判断碳酸氢根离子水解程度大于电离程度分析判断离子浓度大小．
解答：解：（1）甲醚的燃烧热化学方程式为：①CH3OCH3（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-AKJ/mol，
氢气的燃烧热化学方程式为：②H2（g）+
O2（g）=H2O（l）△H=-BKJ/mol，
由盖斯定律可知②×6-①得到CO2与H2在一定条件下生成液态甲醚和液态水的热化学方程式为2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（l）+3H2O（l）△H=（A-6B）KJ/mol，
故答案为：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（l）+3H2O（l）△H=（A-6B）KJ/mol；
（2）以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，用熔融金属氧化物MO作电解质，正极O2得到电子生成O2-：负极电极反应为：O2+4e-=2O2-，甲醇失电子和氧离子生成二氧化碳和水，正极电极反应为：2CH3OH-12e-+6O2-═2CO2+4H2O；电池中阴离子向负极移动；用这样的电池电解足量的硫酸铜溶液，一段时间后，（不考虑任何的损耗）消耗的O2与生成的H+物质的量之比可以利用电解反应中的电子守恒计算得到：原电池负极电极反应：O2+4e-=2O2-；电解池中氢氧根离子失电子发生氧化反应，破坏水的电离平衡，氢氧根离子减少和溶液中生成氢离子相同，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；4H+～4OH-～O2～4e-；消耗的O2与生成的H+物质的量之比为1：4，
故答案为：2CH3OH-12e-+6O2-═2CO2+4H2O；负；1：4；
（3）饱和CO2水溶液的pH=5.6，所以c（H+）=10-5.6=2.5×10-6mol/L，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol?L-1，
则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数，K=饱和CO2水溶液的pH=5.6，所以c（H+）=10-5.6=2.5×10-6mol/L，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol?L-1，
则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数，K=
=
=4.2×10-7 mol?L-1，
故答案为：4.2×10-7 mol?L-1；
（4）常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，碳酸氢根离子水解大于电离程度，c（H2CO3）＞c（CO32-），故答案为：＞．
氢气的燃烧热化学方程式为：②H2（g）+
| 1 |
| 2 |
由盖斯定律可知②×6-①得到CO2与H2在一定条件下生成液态甲醚和液态水的热化学方程式为2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（l）+3H2O（l）△H=（A-6B）KJ/mol，
故答案为：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（l）+3H2O（l）△H=（A-6B）KJ/mol；
（2）以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，用熔融金属氧化物MO作电解质，正极O2得到电子生成O2-：负极电极反应为：O2+4e-=2O2-，甲醇失电子和氧离子生成二氧化碳和水，正极电极反应为：2CH3OH-12e-+6O2-═2CO2+4H2O；电池中阴离子向负极移动；用这样的电池电解足量的硫酸铜溶液，一段时间后，（不考虑任何的损耗）消耗的O2与生成的H+物质的量之比可以利用电解反应中的电子守恒计算得到：原电池负极电极反应：O2+4e-=2O2-；电解池中氢氧根离子失电子发生氧化反应，破坏水的电离平衡，氢氧根离子减少和溶液中生成氢离子相同，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；4H+～4OH-～O2～4e-；消耗的O2与生成的H+物质的量之比为1：4，
故答案为：2CH3OH-12e-+6O2-═2CO2+4H2O；负；1：4；
（3）饱和CO2水溶液的pH=5.6，所以c（H+）=10-5.6=2.5×10-6mol/L，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol?L-1，
则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数，K=饱和CO2水溶液的pH=5.6，所以c（H+）=10-5.6=2.5×10-6mol/L，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol?L-1，
则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数，K=
| c(H+)c(HCO3-) |
| c(H2CO3) |
| 2.5×10-6×2.5×10-6 |
| 1.5×10-5 |
故答案为：4.2×10-7 mol?L-1；
（4）常温下，0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8，碳酸氢根离子水解大于电离程度，c（H2CO3）＞c（CO32-），故答案为：＞．
点评：本题考查热化学方程式的书写，电极方程式的书写与电子守恒计算应用，平衡常数的计算，盐类水解的分析判断，要能根据题目所给信息解题，善于发掘题目信息，题目难度中等．
练习册系列答案
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以甲醇为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入甲醇，用熔融金属氧化物MO作电解质。该电池负极发生的电极反应是 ；放电时，O2-移向电池的 （填“正”或“负”）极。用这样的电池电解足量的硫酸铜溶液，一段时间后，(不考虑任何的损耗)消耗的O2与生成的H+物质的量之比 。
HCO3－＋H+ 的平衡常数K = 。（已知：10－5．6=2.5×10－6）（结果保留2位有效数字）
HCO3－＋H+ 的平衡常数K = 。（已知：10－5．6=2.5×10－6）（结果保留2位有效数字）
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，