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        1. (2010?順義區(qū)一模)近年來,碳和碳的化合物在生產(chǎn)生活實際中應(yīng)用廣泛.
          (1)甲烷燃燒放出大量的熱,可作為能源用于人類的生產(chǎn)和生活.
          已知 ①2CH4(g)+3O2(g)=2CO (g)+4H2O(l)△H1=-1214.6KJ/mol
          ②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol
          則反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l) 的△H=
          -890.3KJ/mol
          -890.3KJ/mol

          (2)將兩個石墨電極插人KOH溶液中,向兩極分別通入CH4和O2,構(gòu)成甲烷燃料電池.通入CH4的一極,其電極反應(yīng)式是:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;通入O2的一極,其電極反應(yīng)式是
          O2+4e_+2H2O=4OH-
          O2+4e_+2H2O=4OH-

          (3)若用石墨做電極電解500ml飽和食鹽水,寫出電解反應(yīng)的離子方程式為:
          2Cl-+2H2O
           通電 
          .
           
          H2↑+Cl2↑+2OH-
          2Cl-+2H2O
           通電 
          .
           
          H2↑+Cl2↑+2OH-
          ;電解一段時間后兩極共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體1.12L(不考慮氣體的溶解).停止通電,假設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變,則所得溶液的pH=
          13
          13

          (4)將不同量的CO (g) 和H2O (g) 分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)
          CO (g)+H2O (g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
          實驗組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所
          需時間/min
          H2O CO CO2 CO
          1 650 2 4 1.6 2.4 5
          2 900 1 2 0.4 1.6 3
          3 900 a b c d t
          ①實驗1中以υ(H2) 表示的反應(yīng)速率為
          0.16mol?(L?min)-1
          0.16mol?(L?min)-1

          ②實驗2中的平衡常數(shù)是
          0.17
          0.17
           (計算結(jié)果保留兩位小數(shù)).
          ③該反應(yīng)的正反應(yīng)為
          (填“吸”或“放”)熱反應(yīng).
          ④若實驗3要達(dá)到與實驗2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等),則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是
          b=2a>l(或a>0.5,b=2a;或b>1,b=2a)
          b=2a>l(或a>0.5,b=2a;或b>1,b=2a)
           (用含a、b的數(shù)學(xué)式表示).
          分析:(1)根據(jù)蓋斯定律來計算化學(xué)反應(yīng)的焓變;
          (2)燃料電池中,正極上是氧氣得電子的反應(yīng);
          (3)根據(jù)電解池的工作原理和電極方程式來計算;
          (4)①利用化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式計算;
          ②根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計算;
          ③利用轉(zhuǎn)化率與消耗量和起始量的關(guān)系計算并判斷反應(yīng)熱;
          ④從等效平衡的角度分析.
          解答:解:(1)根據(jù)題意得CH4(g)+
          3
          2
          O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H1=-607.3KJ/mol①,CO (g)+
          1
          2
          O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ/mol②,
          根據(jù)蓋斯定律,①+②可得反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l) 的△H=-607.3KJ/mol+(-283kJ/mol)=-890.3KJ/mol,故答案為:-890.3KJ/mol;   
          (2)燃料電池中,正極上是氧氣得電子的反應(yīng),當(dāng)以KOH溶液為電解質(zhì)時,氧氣得電子的反應(yīng)為:O2+4e_+2H2O=4OH-,故答案為:O2+4e_+2H2O=4OH-
          (3)用石墨做電極電解飽和食鹽水的電極反應(yīng)為:2Cl-+2H2O
           通電 
          .
           
          H2↑+Cl2↑+2OH-,當(dāng)兩極共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體1.12L(0.05mol)時,
          則生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.05mol,所以COH-=
          0.05mol
          0.5L
          =0.1mol/L,所以PH=13,故答案為:2Cl-+2H2O
           通電 
          .
           
          H2↑+Cl2↑+2OH-;13;
          (4)①v(CO2)=
          1.6mol
          2L
          5min
          =0.16mol/(L?min)=v(H2),故答案為:0.16mol?(L?min)-1
           ②驗2和實驗3反應(yīng)溫度相等,則反應(yīng)的平衡常數(shù)相等,可根據(jù)實驗2計算平衡常數(shù),
                   H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)
          初始 0.5mol/L    1mol/L              0       0
          轉(zhuǎn)化 0.2mol/L   0.2mol/l         0.2mol/l    0.2mol/l
          平衡 0.3mol/L   0.8mol/L         0.2mol/l    0.2mol/l 
          K=
          0.2×0.2
          0.3×0.8
          =0.17,故答案為:0.17;
          ③實驗1中CO的轉(zhuǎn)化率為
          4mol-2.4mol
          4mol
          ×100%=40%,實驗2中CO的轉(zhuǎn)化率為
          2mol-1.6mol
          2mol
          ×100%=20%,則實驗1的轉(zhuǎn)化率大于實驗2,
          則說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,該反應(yīng)放熱,故答案為:放;
          ④若實驗3要達(dá)到與實驗2等效的平衡狀態(tài),則所加入物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于初始原料的配比數(shù),即b=2a,因t<3min,說明反應(yīng)速率增大,反應(yīng)物濃度增大,所以有b>1,
          故答案為:b=2a>l (或a>0.5,b=2a;或b>1,b=2a).
          點(diǎn)評:本題考查化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率等知識,做題時注意把握影響平衡移動的因素以及平衡常數(shù)的有關(guān)計算,此為化學(xué)平衡?疾閱栴}.
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