Question

1．（1）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（I）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（I）△H=-44.0kJ/mol
请写出1mol甲醇不完全燃烧生成1mol一氧化碳和液态水的热化学方程式：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol．
（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化．实验室用如图1装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式Co²⁺-e^-=Co³⁺；
②除去甲醇的离子反应为：6Co³⁺+CH₃OH+H₂O═CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺．该过程中被氧化的元素是碳，当产生标准状况下2.24LCO₂时，共转移电子0.6mol．
（3）测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图2所示．0.50mol/LNaOH溶液50mL和0.50mol/L硫酸溶液30mL进行实验，实验数据如表所示．
①请写下表中的空白．

温度 实验次数	起始温度t1/℃			终止温度t℃/℃	温度差平均值（t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1	4.0
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似认为0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g•℃），则中和热△H=-53.5kJ/mol（取小数点后一位）．
③上述实验数值与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是acd．
  a．实验装置保湿或隔热效果差  b．用量筒量取NaOH溶液的体积时俯视读数
  c．用环形铜丝搅拌棒搅拌溶液  d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H₂SO₄溶液的温度．

Answer 1

分析 （1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式；
（2）①通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，电解池中阳极失电子发生氧化反应；
②在反应6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺中，碳从-2价被氧化成+4价，每产生1个二氧化碳，转移6个电子，据此解答；
（3）①先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值；
②先根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量，然后根据△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol计算出反应热；
③a．装置保温、隔热效果差，热量散失；
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大；
c．用环形铜丝搅拌棒搅拌溶液，热量散失；
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H₂SO₄溶液的温度，硫酸的起始温度偏高．

解答 解：（1）①2CH₃OH（I）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（I）△H=-44.0kJ/mol
依据盖斯定律计算：①-②+③×4得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol；
（2）①通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为：Co²⁺-e^-=Co³⁺；
故答案为：Co²⁺-e^-=Co³⁺；
②在反应6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺中，碳从-2价被氧化成+4价，每产生1个二氧化碳，转移6个电子，标况下产生2.24LCO₂时，即0.1mol，共转移电子数0.6mol，
故答案为：碳；0.6．
（3）①4次温度差分别为：4.0℃，4.1℃，3.9℃，4.1℃，4组数据都有效，温度差平均值=$\frac{4.0℃+4.1℃+3.9℃+4.1℃}{4}$=4.0℃；
故答案为：4.0；
②0.50mol/LNaOH溶液50mL和0.50mol/L硫酸溶液30mL进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为80ml×1g/ml=80g，温度变化的值为△T=4.0℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J，即1.3376KJ，所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.3376KJ}{0.025mol}$=-53.5 kJ/mol；
故答案为：-53.5kJ/mol；
③a．装置保温、隔热效果差，热量散失，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故a正确；
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量偏高，中和热的数值偏大，故b错误；
c．用环形铜丝搅拌棒搅拌溶液，热量散失，中和热的数值偏小，故c正确；
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H₂SO₄溶液的温度，硫酸的起始温度偏高，温度差偏小，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故d正确．
故答案为：acd．

点评 本题主要考查学生盖斯定律的应用、原电池原理、氧化还原反应原理以及中和热的测定，掌握原理是解题关键，侧重学生运用知识的能力，题目难度中等．