Question

【题目】碳及其化合物与人类的生活、生产紧密联系。

（1）已知1g甲烷完全燃烧生成稳定的氧化物时放出Q kJ的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：

（2）已知：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋130 kJ·mol－1,

2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1。断开1 mol H—H键、O===O键分别需要吸收436 kJ、496 kJ的热量，则断开1 mol O—H键需要吸收的热量为

A．332 kJ B．118 kJ

C．462 kJ D．360 kJ

（3）以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原电池原理如图．电极a、b表面发生的电极反应式分别为：

a： ，b： ．

（4）图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2气体。则阳极产生ClO2的电极反应式为_______________________，用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：_____________。

Answer 1

【答案】（1）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-16QkJ/mol

（2）C（3）a：2H2O-4e-=O2↑+4H+b：2CO2+4e-+4H+=2HCOOH

（4）2H2O+Cl--5e-=ClO2↑+4H+；在阴极发生2H＋＋2e－===H2↑，H＋浓度减小，使H2OH＋＋OH－的平衡向右移动，OH－浓度增大，pH增大。

【解析】

试题分析：（1）在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热QkJ，则16g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为16QKJ，则甲烷燃烧热的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-16QKJmol-1。

故答案为：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-16QKJmol-1；

（2）已知①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+130kJmol-1，

②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-220kJmol-1

①×2-②得：2H2O(g)═O2(g)+2H2(g)△H=(2×130+220)kJmol-1=480kJmol-1，

设O-H键能为akJmol-1，则4a-496-2×436=480，解得a=462，选项C正确。故选C。

（3）由图可知，左室加入水，生成氧气与氢离子，电极a表面发生氧化反应，为负极，电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极b表面发生还原反应，为正极，电极反应式为2CO2+4e-+4H+═2HCOOH。

（4）由题意可知，氯离子放电生成ClO2，由元素守恒可知，有水参加反应，同时生成氢离子，电极反应式为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；电解中阴极H+浓度减小，使得H2OOH-+H+的平衡向右移动，溶液的pH增大。

故答案为：2H2O+Cl- -5e-=ClO2↑+4H+；在阴极发生2H＋＋2e－===H2↑，H＋浓度减小，使H2OH＋＋OH－的平衡向右移动，OH－浓度增大，pH增大。