分析 (1)根据盖斯定律,由已知方程式构建目标方程式可得到CH4与O2反应生成CO和H2的热化学反应方程式;
(2)图Ⅰ为原电池,为甲烷燃烧电池,燃料甲烷做原电池负极反应物失电子发生氧化反应,图Ⅱ为电解池,铁棒镀铜,推断铁做电解池阴极,铜做电解池阳极;a为原电池负极,b为原电池正极;
①b处是氧气得到电子发生的电极反应;
②根据I中氢氧根离子浓度变化确定溶液pH变化;II中发生电镀,阳极上Cu溶解;
③依据原电池和电解池中电子守恒计算消耗甲烷的体积.
解答 解:(1)①CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=+260kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ/mol
根据盖斯定律,由①×2+②得:2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46 kJ/mol,
故答案为:2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46 kJ/mol;
(2)图Ⅰ为原电池,为甲烷燃烧电池,燃料甲烷做原电池负极反应物失电子发生氧化反应,图Ⅱ为电解池,铁棒镀铜,推断铁做电解池阴极,铜做电解池阳极;a为原电池负极,b为原电池正极;
①b处是氧气得到电子发生的电极反应;电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,KOH参加反应导致溶液中KOH浓度变小,则溶液的pH减小;装置Ⅱ是电镀阳极电极反应可知,阳极电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,
故答案为:变小;Cu-2e-=Cu2+;
③装置Ⅱ中阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu,质量增加12.8g为铜物质的量为0.2mol,转移电子为0.4mol,装置I中负极电极反应为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O理论上消耗甲烷物质的量为:0,05mol,标准状况下的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L;
故答案为:1.12.
点评 本题考查用盖斯定律进行有关反应热的计算、燃料电池的工作原理等知识,注意把握溶液的酸碱性与电极反应,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | Na+、Fe2+、NO3-、Cl- | B. | Na+、K+、NO3-、Cl- | ||
C. | Na+、K+、AlO2-、Cl- | D. | NH4+、K+、SO42-、HCO3- |
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A. | 在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol,若将含0.6mol H2SO4的稀硫酸与含1mol NaOH的稀溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ | |
B. | 已知正丁烷(g)→异丁烷(g)△H<0,则正丁烷比异丁烷稳定 | |
C. | 2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1,则H2的燃烧热为571.6 kJ•mol-1 | |
D. | 已知2C(s)+2O2(g)═2CO2(g)△H1;2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2,则△H1>△H2 |
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A. | C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2 | B. | Na2O+H2O═2NaOH | ||
C. | CuO+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H2O | D. | 2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑ |
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