题目内容
（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=
（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
（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：
（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：
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
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
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
．（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 |
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）．分析：（1）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变；
（2）燃料电池中，正极上是氧气得电子的反应；
（3）根据电解池的工作原理和电极方程式来计算；
（4）①利用化学反应速率的计算公式计算；
②根据平衡常数的表达式进行计算；
③利用转化率与消耗量和起始量的关系计算并判断反应热；
④从等效平衡的角度分析．
（2）燃料电池中，正极上是氧气得电子的反应；
（3）根据电解池的工作原理和电极方程式来计算；
（4）①利用化学反应速率的计算公式计算；
②根据平衡常数的表达式进行计算；
③利用转化率与消耗量和起始量的关系计算并判断反应热；
④从等效平衡的角度分析．
解答：解：（1）根据题意得CH4（g）+
O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H1=-607.3KJ/mol①，CO （g）+
O2（g）=CO2（g）△H2=-283kJ/mol②，
根据盖斯定律，①+②可得反应CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O （l） 的△H=-607.3KJ/mol+（-283kJ/mol）=-890.3KJ/mol，故答案为：-890.3KJ/mol；
（2）燃料电池中，正极上是氧气得电子的反应，当以KOH溶液为电解质时，氧气得电子的反应为：O2+4e_+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e_+2H2O=4OH-；
（3）用石墨做电极电解饱和食盐水的电极反应为：2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-，当两极共收集到标准状况下的气体1.12L（0.05mol）时，
则生成氢氧化钠的物质的量是0.05mol，所以COH-=
=0.1mol/L，所以PH=13，故答案为：2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-；13；
（4）①v（CO2）=
=0.16mol/（L?min）=v（H2），故答案为：0.16mol?（L?min）-1；
②验2和实验3反应温度相等，则反应的平衡常数相等，可根据实验2计算平衡常数，
H2O（g）+CO（g）
CO2（g）+H2（g）
初始 0.5mol/L 1mol/L 0 0
转化 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，该反应放热，故答案为：放；
④若实验3要达到与实验2等效的平衡状态，则所加入物质的物质的量之比等于初始原料的配比数，即b=2a，因t＜3min，说明反应速率增大，反应物浓度增大，所以有b＞1，
故答案为：b=2a＞l （或a＞0.5，b=2a；或b＞1，b=2a）．
| 3 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
根据盖斯定律，①+②可得反应CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O （l） 的△H=-607.3KJ/mol+（-283kJ/mol）=-890.3KJ/mol，故答案为：-890.3KJ/mol；
（2）燃料电池中，正极上是氧气得电子的反应，当以KOH溶液为电解质时，氧气得电子的反应为：O2+4e_+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e_+2H2O=4OH-；
（3）用石墨做电极电解饱和食盐水的电极反应为：2Cl-+2H2O
| ||
则生成氢氧化钠的物质的量是0.05mol，所以COH-=
| 0.05mol |
| 0.5L |
| ||
（4）①v（CO2）=
| ||
| 5min |
②验2和实验3反应温度相等，则反应的平衡常数相等，可根据实验2计算平衡常数，
H2O（g）+CO（g）
CO2（g）+H2（g）初始 0.5mol/L 1mol/L 0 0
转化 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=
| 0.2×0.2 |
| 0.3×0.8 |
③实验1中CO的转化率为
| 4mol-2.4mol |
| 4mol |
| 2mol-1.6mol |
| 2mol |
则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，该反应放热，故答案为：放；
④若实验3要达到与实验2等效的平衡状态，则所加入物质的物质的量之比等于初始原料的配比数，即b=2a，因t＜3min，说明反应速率增大，反应物浓度增大，所以有b＞1，
故答案为：b=2a＞l （或a＞0.5，b=2a；或b＞1，b=2a）．
点评：本题考查化学平衡和化学反应速率等知识，做题时注意把握影响平衡移动的因素以及平衡常数的有关计算，此为化学平衡常考查问题．
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