碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一種理想，更是一種值得期待的新的生活方式．
（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=-1214kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ/mol
則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1
．
（2）將兩個石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池．其負極電極反應(yīng)式是：
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
．
（3）某同學利用甲烷燃料電池設(shè)計了一種電解法制取Fe（OH）2的實驗裝置（如下圖所示），通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色．下列說法中正確的是
BD
BD
（填序號）
A．電源中的a一定為正極，b一定為負極
B．可以用NaCl溶液作為電解液
C．A、B兩端都必須用鐵作電極
D．陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H++2e-=H2↑
（4）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）
高溫
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 達到平衡所需時間/min
H2O CO CO2
1 650 2 4 1.6 5
2 900 1 2 0.4 3
3 900 1 2 0.4 1
①實驗1中，以v （H2）表示的平均反應(yīng)速率為
0.16mol/（L?min）
0.16mol/（L?min）
．
②實驗3跟實驗2相比，改變的條件可能是
使用了催化劑（或加大了壓強）
使用了催化劑（或加大了壓強）
（答一種情況即可）．
分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，由
①+②
2
可得到甲烷燃燒熱的熱化學反應(yīng)方程式；
（2）甲烷堿性燃料電池中，甲烷為負極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色，由圖可知B應(yīng)為陽極，且B為Fe電極，A為陰極，氫離子放電，以此來分析；
（4）①利用反應(yīng)速率的計算公式及反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比來計算；
②實驗3跟實驗2相比，起始溫度、濃度均相同，且平衡濃度相同，但實驗3的反應(yīng)速率大，則可能使用了催化劑或增大了壓強等．
解答：解：（1）由①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，由
①+②
2
可得甲烷燃燒熱的熱化學反應(yīng)方程式為CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1，
故答案為：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890KJ．mol-1；
（2）甲烷堿性燃料電池中，甲烷為負極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負極反應(yīng)為CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O，
故答案為：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O；
（3）通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色，由圖可知B應(yīng)為陽極，且B為Fe電極，A為陰極，氫離子放電，
A．電源中的a與A相連，則a為負極，b與B相連，則b為正極，故A錯誤；
B．可以用NaCl溶液作為電解液，陰極氫離子放電生成堿，故B正確；
C．A的電極材料任選，而B電極一定為Fe，故C錯誤；
D．陰極氫離子放電，其電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑，故D正確；
故答案為：BD；
（4）①利由表格中的數(shù)據(jù)可知，v （CO）=
1.6mol
2L
5min
=0.16mol/（L?min），由反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比，則v （H2）=0.16mol/（L?min），
故答案為：0.16mol/（L?min）；
②實驗3跟實驗2相比，起始溫度、濃度均相同，且平衡濃度相同，但實驗3的反應(yīng)速率大，則可能使用了催化劑或增大了壓強等，
故答案為：使用了催化劑（或加大了壓強）．
點評：本題為小綜合習題，注重熱化學反應(yīng)方程式、反應(yīng)速率的計算、原電池等熱點進行考查，綜合性較強，對學生基本能力和基礎(chǔ)知識的要求較高，題目難度中等．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

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-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ?mol-1
則反應(yīng)CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）的△H=
-890.3 kJ?mol-1
-890.3 kJ?mol-1
．
（2）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準狀況下的氣體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
．
（3）0.10mol/L硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH=8時，c（Cu2+）=
2.2×10-8
2.2×10-8
mol?L-1（Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）．
（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，進行反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如表三組數(shù)據(jù)：
實驗組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達到平衡所
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
0.16 mol/（L?min）
0.16 mol/（L?min）
．
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
放
放
（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)．
④若實驗3要達到與實驗2相同的平衡狀態(tài)（即各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分別相等），則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是
b=2a
b=2a
 （用含a、b的數(shù)學式表示）．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2013?通州區(qū)二模）碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一種理想，更是一種值得期待的新的生活方式．
（1）將CO2與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等．
①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ/mol
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol
則CO還原Fe2O3的熱化學方程式為
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol
；
②氯化鈀（PdCl2）溶液常被應(yīng)用于檢測空氣中微量CO．PdCl2被還原成單質(zhì)，反應(yīng)的化學方程式為
PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl
PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HCl
；
（2）將兩個石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入C3H8和O2構(gòu)成丙烷燃料電池．
①負極電極反應(yīng)式是：
C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O
C3H8-20e-+26OH-=3CO32-+17H2O
；
②某同學利用丙烷燃料電池設(shè)計了一種電解法制取Fe（OH）2的實驗裝置（如圖所示），通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色．下列說法中正確的是
ABD
ABD
（填序號）
A．電源中的a一定為正極，b一定為負極
B．可以用NaCl溶液作為電解液
C．A、B兩端都必須用鐵作電極
D．陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H++2e-=H2↑
（3）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應(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 達到平衡所需時間/min
H2O CO CO2
1 650 2 4 1.6 5
2 900 1 2 0.4 3
3 900 1 2 0.4 1
①該反應(yīng)的正反應(yīng)為
放熱
放熱
（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)；
②實驗2中，平衡常數(shù)K=
1
6
1
6
；
③實驗3跟實驗2相比，改變的條件可能是
使用了催化劑；加大了壓強
使用了催化劑；加大了壓強
（答一種情況即可）；
（4）將2.4g碳在足量氧氣中燃燒，所得氣體通入100mL 3.0mol/L的氫氧化鈉溶液中，完全吸收后，溶液中所含離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序
c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）
c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（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準狀況下的氣體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
放
放
（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)．
④若實驗3要達到與實驗2相同的平衡狀態(tài)（即各物質(zhì)的質(zhì)量分數(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)學式表示）．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一種值得期待的新的生活方式，請運用化學反應(yīng)原理的相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)．
（1）近年來，我國儲氫納米碳管研究取得重大進展，用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒（雜質(zhì)），這種碳納米顆�？捎醚趸瘹饣ㄌ峒儯浞磻�(yīng)化學方程式為：
 
C+
 
K2Cr2O7+
 
═
 
CO2↑+
 
K2SO4+
 
Cr2（SO4）3+
 
H2O
請完成并配平上述化學方程式．其中氧化劑是
 
，氧化產(chǎn)物是
 

（2）甲醇是一種新型燃料，甲醇燃料電池即將從實驗室走向工業(yè)化生產(chǎn)．工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇，該反應(yīng)的熱化學方程式為：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
①已知：CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H3=-242kJ?mol-1
則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和水蒸氣時的熱化學方程式為
 
；精英家教網(wǎng)
②在容積為1L的恒容容器中，分別研究在230℃、250℃、270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律．如圖是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比（起始時CO的物質(zhì)的量均為1mol）與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系．
請回答：
ⅰ）在上述三種溫度中，曲線Z對應(yīng)的溫度是
 

ⅱ）利用圖中a點對應(yīng)的數(shù)據(jù)，計算出曲線Z在對應(yīng)溫度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平衡常數(shù)K=
 
．
③在某溫度下，將一定量的CO和H2投入10L的密閉容器中，5min時達到平衡，各物質(zhì)的物質(zhì)的濃度（mol?L-1）變化如下表所示：
0min 5min 10min
CO 0.1 0.05
H2 0.2 0.2
CH3OH 0 0.04 0.05
若5min～10min只改變了某一條件，所改變的條件是
 
；且該條件所改變的量是
 
．

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