Question

(15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 C

(15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 CH 4 完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ，则CH 4 燃烧的热化学方程式为__________________________________________。(2)已知：C(s)＋O 2 (g)===CO 2 (g)；ΔH＝－437.3 kJ·mol － 1 H 2 (g)＋O 2 (g)===H 2 O(g)；ΔH＝－285.8 kJ·mol － 1 CO(g)＋O 2 (g)===CO 2 (g)；ΔH＝－283.0 kJ·mol － 1 则煤气化反应C(s)＋H 2 O(g)===CO(g)＋H 2 (g)的焓变ΔH＝________kJ·mol － 1 。（3）如下图所示组成闭合回路，其中，甲装置中CH 4 为负极，O 2 和CO 2 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，CuSO 4 溶液的体积为200 mL。 ①甲装置中气体A为 （填“CH 4 ”或“O 2 和CO 2 ”），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CH 4 ________ 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Na 2 SO 4 溶液，当阴极上有a mol气体生成时，同时有w g Na 2 SO 4 ·10H 2 O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)。

Answer 1

(11分) (1) CH 4 (g)+2O 2 (g)=CO 2 (g)+2H 2 O(l)  △H=-890.31kJ·mol -1 (2)131.5 （3）①CO 2    O 2 +4e - +2CO 2 =2CO 3 2- ②4OH - －4e - = O 2 ↑+2H 2 O               56         1 ③(w×142/322)/( w+18a)×100%

（1）根据101kPa时，1mol CH 4 完全燃烧生成液态水和CO 2 ，放出890.3kJ的热量，可知甲烷燃烧的热化学方程式。 （2）物质和能量紧密相关，以物质变化为基础，物质怎么变，能量就跟着怎么变。?-?-?即可等到目标式。反应热也是?-?-?来计算。 （3）b极上有红色物质析出，b极为阴极；?A为电源负极，通甲烷气体；B为正极通氧气，相关方程式：O 2 +4e - +2CO 2 =2CO 3 2- 。?a为电解池的阳极，相关电极反应：4OH - －4e - = O 2 ↑+2H 2 O  ；③电解饱和硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，实际上是电解的水，电解水后，溶液中硫酸钠过饱和导致析出晶体，剩余的电解质溶液仍是饱和溶液，析出的硫酸钠和水组成的也是饱和溶液． w g Na 2 SO 4 ?10H 2 O硫酸钠的质量="w" g×  ×100%； 设电解水的质量为x： 2H 2 O=2H 2 ↑+O 2 ↑ 36g   1mol x     amol  x=18ag 所以饱和溶液的质量分数= ×100%．