问题 填空题

碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式。

(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) △H=" —1214" kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=" —566" kJ/mol

则表示甲烷燃烧热的热化学方程式                                          

(2) 将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是:                             

(3)某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是      (填序号)

A.电源中的a一定为正极,b一定为负极

B.可以用NaCl溶液作为电解液

C.A、B两端都必须用铁作电极

D.阴极发生的反应是:2H+ + 2e= H2

(4)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积

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
H2OCOCO2
1650241.65
2900120.43
3900120.41
 

①实验1中,以v (H2)表示的平均反应速率为              

②实验3跟实验2相比,改变的条件可能是                 (答一种情况即可)

答案

(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H1=—890KJ.mol-1 

(2)CH4-8e-+ 10 OH-CO32-+ 7H2O;    

(3) B、D ;

(4)①  0.16mol/(L·min) ②使用了催化剂;加大了压强(任答一种)

题目分析:(1)甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,所以甲烷燃烧热的热化学方程式中甲烷的物质的量是1mol,将①②相加除以2可得,答案是CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H1=—890KJ.mol-1 

(2)负极发生氧化反应,所以甲烷在负极发生氧化反应,结合电解质溶液,负极的电极反应式为CH4- 8e-+ 10 OH-CO32-+ 7H2O;

(3)A、电解过程中两极分别是H+和Fe放电生成氢气和亚铁离子,所以两极哪端都可以生成氢气,a不一定为正极,b不一定为负极,但a为正极,b为负极,效果较好,错误;B、在装置中铁一定作阳极,所以氯化钠溶液是电解质溶液,不影响阳极Fe放电生成亚铁离子,阴极H+放电生成氢气,正确;C、装置中铁一定作阳极,阴极可以是铁,也可以是其他惰性电极,错误;D、阴极H+放电生成氢气,正确,答案选BD。

(4)①实验1中,CO2的浓度增加0.8mol/L,所以氢气浓度也增加0.8mol/L,v (H2)= 0.8mol/L/5min=0.16mol/(L·min);

②实验3跟实验2相比,到达平衡时间缩短,说明反应速率加快,反应温度、各物质的物质的量均未变,所以可能是使用了催化剂或增大压强。

单项选择题
多项选择题