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| (20分)能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1) 在25℃、101 kPa时，16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ，则CH4燃烧的热化学方程式为__________________________________________。 (2) 已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－437.3 kJ·mol－1 H2(g)＋O2(g)===H2O(g)；ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 则煤气化反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) 的焓变ΔH＝_____________。 (3) 高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为： FeO(s)＋CO(g)  Fe(s)＋CO2(g) ΔH>0，已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263。① 温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值__________（填“增大”、“减小”或“不变”）； ② 1100℃时测得高炉中，c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)="0.1" mol·L-1，则在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态____________（填“是”或“否”），其判断依据是______ ____________________________________________________________。 (4) 如下图所示组成闭合回路，其中，甲装置中CH4为负极，O2和CO2的混合气体为正极，稀土金属材料为电极，以熔融碳酸盐为电解质；乙装置中a、b为石墨，b极上有红色物质析出，CuSO4溶液的体积为200 mL。  ① 甲装置中气体A为 （填“CH4”或“O2和CO2”），d极上的电极反应式为 _____________________________________。 ② 乙装置中a极上的电极反应式为__________________________________。 若在a极产生112mL(标准状况)气体，则甲装置中消耗CH4________ mL (标准状况)，乙装置中所得溶液的pH=__________。（忽略电解前后溶液体积变化） ③ 如果乙中电极不变，将溶液换成饱和Na2SO4溶液，当阴极上有a mol气体生成时，同时有w g Na2SO4·10H2O晶体析出，若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数应为__________________________(用含w、a的表达式表示，不必化简)。 |
参考解答
456***124
2025-04-04 10:46:48
| (1) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= －890.31kJ·mol-1 (2分) (2) +131.5 kJ·mol－1 (2分) (3) ① 增大 (1分) ② 否 (1分) 因为Qc=c(CO2)/c(CO)=0.25<K=0.263 (2分) (4) ① CO2 (2分) O2+4e－+2CO2=2CO32－ (2分) ② 4OH－－4e－ = O2↑+2H2O (2分) 56 (2分) 1 (2分) ③ (w×142/322)/( w+18a)×100% (2分) |
| 本题为化学反应与能量综合考查题。（1）为热化学方程式的书写，需要注意问题有反应与计量系数的对应关系，物质状态，吸热与放热等，可以写出CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= －890.31kJ·mol-1 ；（2）考查盖斯定律的应用。三个方程式依次编号为①②③，目标方程式等于①-②-③，故ΔH=-437.3-(-285.8)-(-283.0)=+131.5KJ/mol；（3）平衡常数只与温度有关，温度升高，平衡正向移动，故K增大，Q==0.25<K，故平衡平衡正向移动；（4）甲为燃料电池，乙为电解池，b有红色物质析出，发生Cu2++2e-=Cu，为阴极，故A为负极，通入CH4，d为正极电解质为熔融的碳酸盐，故有 O2+4e－+2CO2= CO；将CuSO4换成Na2SO4；阳极产生O2，阴极产生H2，amol，故电解水为amol，18ag，原来为饱和溶液，电解后还是饱和溶液。将wgNa2SO4·10H2O溶解在18ag水中同样为饱和溶液，故溶质的质量分数为×100%。 |
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