Question

16．碳是形成物种最多的元素之一，许多含碳物质对人类极其重要．
（1）工业上利用甲烷和氧气直接氧化制取甲醇的反应如下：
CH₄+$\frac{1}{2}$O₂（g）?CH₃OH（g）△H=-128.5kJ/mol
副反应有：CH₄（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）?CO（g）+2H₂O（g）△H=a kJ/mol
CH₄（g）+2O₂（g）?CO₂（g）+2H₂O（g）△H=b kJ/mol
CH₄（g）+O₂（g）?HCHO（g）+H₂O（g）△H=c kJ/mol
甲醇与氧气反应生成HCHO（g）和水蒸汽的热化学方程式为CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g）△H=（c+128.5）KJ•L^-1．
（2）苯乙烷（C₈H₁₀）生产苯乙烯（C₈H₈）的反应：C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）△H＞0．T₁℃下，将0.40mol苯乙烷充入2L密闭容器中反应，不同时间容器内n（C₈H₁₀）如表：

时间/min	0	10	20	30
n（C8H10）/mol	0.40	0.30	0.26	n2

①当反应进行到30min时恰好到达平衡，则n₂取值的最小范围是0.22＜n＜0.26；
②改变温度为T₂℃，其他条件不变，测得平衡时容器内气体压强为反应前的1.4倍，则此时苯乙烷的转化率为40%．
（3）用惰性电极电解葡萄糖[CH₂OH（CHOH）₄CHO]和硫酸钠混合溶，可以制得葡萄糖酸[CH₂OH（CHOH）₄COOH]和己六醇[CH₂OH（CHOH）₄CH₂OH]．电解过程中，葡萄糖酸在阳极生成，对应的电极反应式CH₂OH（CHOH）₄CHO+H₂O-2e^-═CH₂OH（CHOH）₄COOH+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）由CH₄+$\frac{1}{2}$O₂（g）?CH₃OH（g）△H=-128.5kJ/mol…Ⅰ，CH₄（g）+O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g）△H=c kJ/mol…Ⅱ，目标反应CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g），得Ⅱ-Ⅰ得：CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g），根据盖斯定律分析求解；
（2）①平衡时的量比20min的量小，但变化量小于10min-20min，所以0.22＜n＜0.26；
②根据三行式求变化量；
（3）葡萄糖到葡萄糖酸[CH₂OH（CHOH）₄COOH]发生氧化反应，所以在阳极产生，电极反应式为：CH₂OH（CHOH）₄CHO+H₂O-2e^-═CH₂OH（CHOH）₄COOH+2H⁺．

解答 解：（1）由CH₄+$\frac{1}{2}$O₂（g）?CH₃OH（g）△H=-128.5kJ/mol…Ⅰ，CH₄（g）+O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g）△H=c kJ/mol…Ⅱ，目标反应CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g），得Ⅱ-Ⅰ得：CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g）△H=（c+128.5）KJ•L^-1，
故答案为：CH₃OH（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）→HCHO（g）+H₂O（g）△H=（c+128.5）KJ•L^-1； 
（2）①平衡时的量比20min的量小，但变化量小于10min-20min，所以0.22＜n＜0.26，故答案为：0.22＜n＜0.26；
②C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）
开始    0.40mol                0             0
变化              x                x             x
平衡        0.40mol-x          x            x
所以：$\frac{0.4+x}{0.4}$=1.4，解之得：x=0.16，所以苯乙烷的转化率为$\frac{0.16}{0.4}$=40%，故答案为：40%；
（3）葡萄糖到葡萄糖酸[CH₂OH（CHOH）₄COOH]发生氧化反应，所以在阳极产生，电极反应式为：CH₂OH（CHOH）₄CHO+H₂O-2e^-═CH₂OH（CHOH）₄COOH+2H⁺；
故答案为：阳；CH₂OH（CHOH）₄CHO+H₂O-2e^-═CH₂OH（CHOH）₄COOH+2H⁺．

点评 本题考查外界条件对化学平衡的影响、盖斯定律、三行式的应用和电极反应式的书写，综合性强，有一定的难度．