题目内容
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=
（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：
（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+）=
（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：
①实验1中以υ（H2） 表示的反应速率为
②实验2中的平衡常数是
③该反应的正反应为
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
（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
H2↑+Cl2↑+2OH-
| ||
2Cl-+2H2O
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 |
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）．分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（2）电解饱和食盐水阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子生成氢气；依据电解原理分析，书写电池反应，依据生成的气体体积．计算氢氧根离子浓度，结合离子积常数计算氢离子浓度计算溶液pH；
（3）依据沉淀溶解平衡的溶度积常数计算；
（4）①依据反应速率是利用单位时间物质浓度的变化计算得到；
②依据平衡三段式列式计算物质平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；
③第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应；依据图表数据列式计算平衡浓度，结合化学平衡常数概念计算；
④依据起始量相同达到相同平衡状态分析计算得到．
（2）电解饱和食盐水阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子生成氢气；依据电解原理分析，书写电池反应，依据生成的气体体积．计算氢氧根离子浓度，结合离子积常数计算氢离子浓度计算溶液pH；
（3）依据沉淀溶解平衡的溶度积常数计算；
（4）①依据反应速率是利用单位时间物质浓度的变化计算得到；
②依据平衡三段式列式计算物质平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；
③第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H2的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应；依据图表数据列式计算平衡浓度，结合化学平衡常数概念计算；
④依据起始量相同达到相同平衡状态分析计算得到．
解答：解：（1）①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214.6kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ?mol-1
依据盖斯定律计算，①+②得到，2CH4（g）+4O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1780.6KJ/mol；
热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3 kJ?mol-1；
故答案为：-890.3 kJ?mol-1；
（2）电解饱和食盐水阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子生成氢气，反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O
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，物质的量为0.05mol，依据离子方程式计算得到生成氢氧根离子物质的量为0.05mol，c（OH-）=
=0.1mol/L；氢离子浓度为10-13mol/L，pH=13，
故答案为：2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-；13；
（3）当溶液的pH=8时，c（H+）=10-8mol/L，c（OH-）=10-6mol/L，Ksp[Cu（OH）2]=c（Cu2+）×c2（OH-）=2.2×10-20，c（Cu2+）=2.2×10-8mol/L，
故答案为：2.2×10-8；
（4）①实验1中 CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），
起始量（mol/L） 2 1 0 0
变化量（mol/L） 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡量（mol/L）1.2 0.2 0.8 0.8
以υ（H2） 表示的反应速率=
=0.16mol/L?min，
故答案为：0.16 mol/（L?min）；
②实验2条件下平衡常数，需要列式计算平衡浓度；
H2O（g）+CO（g）?CO2（g）+H2（g）
初始浓度 0.5mol/L 1mol/L 0 0
转化浓度 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l
平衡浓度 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l
K=
=
=0.17，
故答案为：0.17；
③实验1中CO的转化率为
×100%=40%，实验2中CO的转化率为
×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，
故答案为：放；
④反应前后气体体积不变，达到相同平衡状态满足起始量之比相同即b=2a，故答案为：b=2a．
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ?mol-1
依据盖斯定律计算，①+②得到，2CH4（g）+4O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1780.6KJ/mol；
热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3 kJ?mol-1；
故答案为：-890.3 kJ?mol-1；
（2）电解饱和食盐水阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子生成氢气，反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O
| ||
| 0.05mol |
| 0.5L |
故答案为：2Cl-+2H2O
| ||
（3）当溶液的pH=8时，c（H+）=10-8mol/L，c（OH-）=10-6mol/L，Ksp[Cu（OH）2]=c（Cu2+）×c2（OH-）=2.2×10-20，c（Cu2+）=2.2×10-8mol/L，
故答案为：2.2×10-8；
（4）①实验1中 CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），
起始量（mol/L） 2 1 0 0
变化量（mol/L） 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡量（mol/L）1.2 0.2 0.8 0.8
以υ（H2） 表示的反应速率=
| 0.8mol/L |
| 5min |
故答案为：0.16 mol/（L?min）；
②实验2条件下平衡常数，需要列式计算平衡浓度；
H2O（g）+CO（g）?CO2（g）+H2（g）
初始浓度 0.5mol/L 1mol/L 0 0
转化浓度 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l
平衡浓度 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l
K=
| c(CO2)c(H2) |
| c(H2O)c(CO) |
| 0.2×0.2 |
| 0.3×0.8 |
故答案为：0.17；
③实验1中CO的转化率为
| 1.6mol |
| 4mol |
| 0.4mol |
| 2mol |
故答案为：放；
④反应前后气体体积不变，达到相同平衡状态满足起始量之比相同即b=2a，故答案为：b=2a．
点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算，电解池原理和计算应用，沉淀溶解平衡的溶度积常数计算，化学平衡三段式计算，反应速率、平衡常数概念计算应用，题目难度中等．
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