Question

（1）在298K時(shí)，1molCH₄在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水，放出熱量890.0 kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                          。現(xiàn)有CH₄和CO的混合氣體0.75mol，完全燃燒后，生成CO₂氣體和18克液態(tài)水，并放出515kJ熱量，則CH₄和CO的物質(zhì)的量分別為        、       mol.

（2）利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池：用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液，多孔石墨做電極，在電極上分別通入甲烷和氧氣。通入甲烷氣體的電極應(yīng)為      極（填寫“正”或“負(fù)”），該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是       （填字母代號(hào)）。

a. CH₄—e^- + 2O₂ == CO₂ + 2H₂O   

b. CH₄—8e^- + 10OH^- == CO₃^2- + 7H₂O

c. O₂ + 2H₂O + 4 e^- == 4OH^-  

d. O₂—4 e^- + 4H⁺ == 2H₂O

（3）在如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中，石墨棒上的電極反應(yīng)式為                 ；如果起始時(shí)盛有1000mL pH=5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO₄足量），一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?，此時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是                      ；若要使溶液恢復(fù)到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入       （填物質(zhì)名稱），其質(zhì)量約為       。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）CH₄(g)+ 2O₂(g)==CO₂(g)+ 2H₂O(l)  △H = -890.0kJ/mol（2分，各1分）；0.5、0.25（2分，順序一定不能顛倒）

（2）負(fù)（1分），b（1分）

（3）4OH^- —4 e^- == O₂↑+ 2H₂O 或2H₂O-4e^_ =O₂↑+4H⁺（2分），石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生，鐵電極上附著一層紅色物質(zhì)，溶液顏色變淺（3分，按3個(gè)現(xiàn)象給分），氧化銅（或碳酸銅）（2分），4g（或6.2g）（2分）

【解析】

試題分析：（1）書寫熱化學(xué)方程式一定要注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，反應(yīng)熱的單位要寫清楚，是千焦每摩爾，CH₄(g)+ 2O₂(g)==CO₂(g)+ 2H₂O(l)  △H = -890.0kJ/mol；水完全是由甲烷燃燒生成的，生成1 mol 的水需要甲烷0.5 mol，那么一氧化碳就為0.25 mol。

（3）該題是一道電解的題，石墨一極是失去電子的一極，應(yīng)該是電解池的陽極，因此是溶液中的氫氧根離子放電：4OH^- —4 e^- == O₂↑+ 2H₂O 或2H₂O-4e^_ =O₂↑+4H⁺，如果起始時(shí)盛有1000mL pH=5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO₄足量），一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?，表明溶液中氫氧根離子減少，那么在石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生，鐵電極上附著一層紅色物質(zhì)，溶液顏色變淺，若要使溶液恢復(fù)到起始濃度，可向溶液中加入的物質(zhì)為：氧化銅（或碳酸銅），4g（或6.2g）。

考點(diǎn)：考查電化學(xué)中的電解。