Question

【題目】（1）丙烷燃燒可以通過以下兩種途徑：

途徑I：C3H8（g） + 5O2（g） = 3CO2（g） +4H2O（l） ΔH＝-a kJ·mol-1

途徑II：C3H8（g） = C3H6（g）+ H2（g） ΔH＝+b kJ·mol-1

2C3H6（g）+ 9O2（g） = 6CO2（g） +6H2O（l） ΔH＝-c kJ·mol-1

2H2（g）+O2 （g） = 2H2O（l） ΔH＝-d kJ·mol-1 （abcd均為正值）

請(qǐng)回答下列問題：

①判斷等量的丙烷通過兩種途徑放出的熱量，途徑I放出的熱量__________（填“大于”、“等于”或“小于”）途徑II放出的熱量。

②b 與a、c、d的數(shù)學(xué)關(guān)系式是___________________ 。

（2）甲醇是一種重要的試劑，有著廣泛的用途，工業(yè)上可利用CO2制備甲醇。用CH4與CO2反應(yīng)制H2和CO，再利用H2和CO化合制甲醇。已知:

① 2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l） △H1=-1450.0kJ·mol－1

② 2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H2=-566.0kJ·mol－1

③ 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） △H3=-571.6kJ·mol－1

則H2和CO制液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為______________________________________。

（3）如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)甲醚（CH3OCH3）燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜．

報(bào)據(jù)要求回答相關(guān)問題：

①寫出甲中通甲醚一極的電極反應(yīng)式______________________________。

②乙中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為________________________________。

③將0.2mol AgNO3、0.4mol Cu（NO3）2 、0.6mol KCl溶于水，配成100ml溶液，用惰性電極電解一段時(shí)間后，某一電極上析出了0.3mol Cu，此時(shí)在另一電極上產(chǎn)生的氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為______________ L，若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需要加入固體的質(zhì)量為_____________g 。

Answer 1

【答案】 等于 b=+-a CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l） △H=-129.6kJ/mol CH3OCH3 -12e- + 16OH- = 2CO32－+ 11H2O 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 5.6 35

【解析】試題分析：（1）①根據(jù)蓋斯定律來判斷兩種途徑放熱之間的關(guān)系；②根據(jù)蓋斯定律來判斷各步反應(yīng)之間的關(guān)系；（2）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算H2和CO制液態(tài)甲醇的焓變；（3）①甲醚燃料電池，負(fù)極上甲醚失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水；②乙池有外接電源屬于電解池，鐵電極連接原電池的負(fù)極，所以是陰極，則石墨電極是陽極，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上水電離的氫離子放電生成氫氣；③將0.2mol AgNO3、0.4mol Cu（NO3）2 、0.6mol KCl溶于水，配成100ml溶液，三種物質(zhì)溶于水時(shí)，AgNO3與KCl反應(yīng)生成氯化銀沉淀，反應(yīng)后溶液中含有0.2 mol KNO3、0.4 molCu(NO3)2和0.4 mol KCl。用惰性電極電解，析出了0.3mol Cu，陰極發(fā)生反應(yīng)是: ，陽極先后發(fā)生反應(yīng)有 、 ；根據(jù)電子守恒分析。

解析：（1）①根據(jù)蓋斯定律，煤作為燃料不管是一步完成還是分兩步完成，反應(yīng)物和產(chǎn)物的焓值是一定的，所以兩途徑的焓變值一樣，放出的熱量一樣，所以途徑I放出的熱量等于途徑II放出的熱量；

②途徑I：①C3H8（g） + 5O2（g） = 3CO2（g） +4H2O（l） ΔH＝-a kJ·mol-1

途徑II：②C3H8（g） = C3H6（g）+ H2（g） ΔH＝+b kJ·mol-1

③2C3H6（g）+ 9O2（g） = 6CO2（g） +6H2O（l） ΔH＝-c kJ·mol-1

④2H2（g）+O2 （g） = 2H2O（l） ΔH＝-d kJ·mol-1 （abcd均為正值）

反應(yīng)①=反應(yīng)②+反應(yīng)③× +反應(yīng)④×，所以-a=b+（-c-d），所以b=-a+（c+d）；
（2）① 2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l） △H1=-1450.0kJ·mol－1

② 2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H2=-566.0kJ·mol－1

③ 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） △H3=-571.6kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律，②×+③－①×得H2和CO制液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l） △H=-129.6kJ/mol；

（3）①甲醚燃料電池，甲醚在負(fù)極失電子生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式是CH3OCH3 -12e- + 16OH- = 2CO32－+ 11H2O；

②乙池有外接電源屬于電解池，鐵電極連接原電池的負(fù)極，所以是陰極，則石墨是陽極，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上是水電離的氫離子放電生成氫氣，總反應(yīng)是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－；

③將0.2mol AgNO3、0.4mol Cu（NO3）2 、0.6mol KCl溶于水，配成100ml溶液，三種物質(zhì)溶于水時(shí)，AgNO3與KCl反應(yīng)后溶液中含有0.2 mol KNO3、0.4 molCu(NO3)2和0.4 mol KCl。用惰性電極電解，析出了0.3mol Cu，陰極反應(yīng)是:，陰極生成銅0.3mol，陰極轉(zhuǎn)移電子的總物質(zhì)的量是0.3×2=0. mol;陽極先后發(fā)生反應(yīng)有 、 ；溶液中共0.4mol Cl-，陽極生成氯氣0.2mol，設(shè)生成氧氣xmol，根據(jù)電子守恒，4x+0.4=0.6，則x=0.05mol，所以生成氣體的體積。若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需要加入固體的質(zhì)量為 。