Question

【題目】碳及其化合物與人類的生活、生產(chǎn)緊密聯(lián)系。

（1）已知1g甲烷完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出Q kJ的熱量,寫出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：

（2）已知：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋130 kJ·mol－1,

2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1。斷開1 mol H—H鍵、O===O鍵分別需要吸收436 kJ、496 kJ的熱量，則斷開1 mol O—H鍵需要吸收的熱量為

A．332 kJ B．118 kJ

C．462 kJ D．360 kJ

（3）以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原電池原理如圖．電極a、b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式分別為：

a： ，b： ．

（4）圖中用石墨作電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2氣體。則陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式為_______________________，用平衡移動原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因：_____________。

Answer 1

【答案】（1）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-16QkJ/mol

（2）C（3）a：2H2O-4e-=O2↑+4H+b：2CO2+4e-+4H+=2HCOOH

（4）2H2O+Cl--5e-=ClO2↑+4H+；在陰極發(fā)生2H＋＋2e－===H2↑，H＋濃度減小，使H2OH＋＋OH－的平衡向右移動，OH－濃度增大，pH增大。

【解析】

試題分析：（1）在25℃、101kPa下，1g甲烷燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱QkJ，則16g甲烷完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為16QKJ，則甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-16QKJmol-1。

故答案為：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-16QKJmol-1；

（2）已知①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+130kJmol-1，

②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-220kJmol-1

①×2-②得：2H2O(g)═O2(g)+2H2(g)△H=(2×130+220)kJmol-1=480kJmol-1，

設(shè)O-H鍵能為akJmol-1，則4a-496-2×436=480，解得a=462，選項(xiàng)C正確。故選C。

（3）由圖可知，左室加入水，生成氧氣與氫離子，電極a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-═O2↑+4H+，右室通入二氧化碳，酸性條件下生成HCOOH，電極b表面發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，電極反應(yīng)式為2CO2+4e-+4H+═2HCOOH。

（4）由題意可知，氯離子放電生成ClO2，由元素守恒可知，有水參加反應(yīng)，同時(shí)生成氫離子，電極反應(yīng)式為：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；電解中陰極H+濃度減小，使得H2OOH-+H+的平衡向右移動，溶液的pH增大。

故答案為：2H2O+Cl- -5e-=ClO2↑+4H+；在陰極發(fā)生2H＋＋2e－===H2↑，H＋濃度減小，使H2OH＋＋OH－的平衡向右移動，OH－濃度增大，pH增大。