(12分)天然气(主要成分甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了
题型:不详难度:来源:
(12分)天然气(主要成分甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;此外天然气也是很好的燃料电池的燃料,甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题: ⑴已知H2、CO和CH4的燃烧热分别是286kJ/mol、283 kJ/mol和890 kJ/mol,则反应2CH4(g)+3O2(g)=CO(g)+H2(g)+CO2(g)+3H2O(l)的反应热△H= 。 ⑵以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为: 。随着反应的不断进行溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 ⑶如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为: ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为: mL。 ⑷将⑶中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度比为: 。 |
答案
(共12分)⑴—1211kJ/mol ( 2分) ⑵CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2O (2分) 减小(2分) ⑶2Cl——2e—=Cl2↑ (2分) 28 (2分) ⑷25000︰1 (2分) |
解析
试题分析: ⑴已知H2、CO和CH4的燃烧热分别是286kJ/mol、283 kJ/mol和890 kJ/mol,则① H2(g)+1/2 O2(g) = H2O(l) △H="286kJ/mol" ,② CO+1/2 O2(g) = CO2(g) △H="283" kJ/mol,③ CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l)△H="890" kJ/mol,反应2CH4(g)+3O2(g)=CO(g)+H2(g)+CO2(g)+3H2O(l)即2·③-(①+②),反应热 △H=—1211kJ/mol; ⑵负极反应为甲烷在碱性条件下失去电子即CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2O,随着反应的不断进行, OH—的物质的量不断减少,溶液的pH减小; ⑶该电解过程中阳极Cl—失去电子发生氧化反应,即2Cl——2e—=Cl2↑;因为CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2O ~8e—,2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑~2e—,则CH4~8e—~8NaOH溶液的体积为1L, pH为12,则NaOH物质的量为0.01mol,所以则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为0.01mol/8·22.4L·10-3="28" mL; ⑷由Mg(OH)2 和Fe(OH)2的溶解方程式和该温度下的溶度积常数可知,①[Mg2+][OH-]2=2×10—11, ②[ Fe2+][OH-]2=8×10—16,Mg2+和Fe2+的浓度比为①/②=25000︰1 点评:本题综合性比较强,主要考查原电池和电解原理;反应热的计算;溶解平衡,需要考生熟悉掌握。 |
举一反三
下列说法不正确的是( )A.表明参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式叫做热化学方程式 | B.在同一条件下物质有不同的熵值,其体系的混乱程度越大,熵值越大 | C.一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关 | D.在0.1mol·L-1的氨水中,c(OH-)=c(NH4+) |
|
下列反应中,反应物的总能量一定大于生成物的总能量的是 A.所有氧化还原反应 | B.所有不需要加热的反应 | C.所有物质的溶解过程 | D.所有燃烧反应 |
|
已知热化学方程式H2 (g) + F2 (g) ="==" 2 HF (g) △H = -270 kJ· mol-1,下列说法中错误的是 A.在上述条件下,44.8 L氟化氢气体分解成22.4 L氢气与22.4 L氟气吸收270 kJ热量 | B.在上述条件下,1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出热量大于270 kJ | C.在上述条件下,1 mol氢气与 1 mol氟气的能量总和大于 2 mol氟化氢气体的能量 | D.上述热化学方程式还可表示为:1/2 H2 (g) +1/2 F2 (g)="==" HF (g) △H = -135 kJ· mol-1 |
|
在烃分子中去掉2个氢原子形成一个双键是吸热反应,大约需要117 kJ ·mol-1~125 kJ ·mol-1 的热量,但1,3-环己二烯失去2个氢原子形成苯是放热反应,反应热是23.4 kJ ·mol-1 ,这表明 A.苯比1,3-环己二烯稳定 | B.苯加氢生成环己烷是吸热反应 | C.1,3-环己二烯比环己烷稳定 | D.1,3-环己二烯加氢是吸热反应 |
|
(1)家用液化气的主要成分之一是丁烷(C4H10),当2 mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出热量为5800kJ,试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式: ; (2)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式: Fe2O3(s)+3CO(g)="=" 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH =" -24.8" kJ·mol-1 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) ΔH =" -47.4" kJ·mol-1 Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H =" +640.5" kJ·mol-1 写出CO(g)还原FeO(s)得到Fe (s)和CO2(g)的热化学反应方程式 。 |
最新试题
热门考点