Question

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(xué)方程式______．
（2）將兩個(gè)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(fù)極電極反應(yīng)式是：______．
（3）某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe（OH）₂的實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)時(shí)間不變色．下列說法中正確的是______（填序號(hào)）
A．電源中的a一定為正極，b一定為負(fù)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(jìn)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(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol	達(dá)到平衡所需時(shí)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(shí)驗(yàn)1中，以v （H₂）表示的平均反應(yīng)速率為______．
②實(shí)驗(yàn)3跟實(shí)驗(yàn)2相比，改變的條件可能是______（答一種情況即可）．

Answer 1

（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(xué)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(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；
（3）通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色，由圖可知B應(yīng)為陽(yáng)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(fù)極，b與B相連，則b為正極，故A錯(cuò)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(cuò)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(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v （H₂）=0.16mol/（L?min），
故答案為：0.16mol/（L?min）；
②實(shí)驗(yàn)3跟實(shí)驗(yàn)2相比，起始溫度、濃度均相同，且平衡濃度相同，但實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率大，則可能使用了催化劑或增大了壓強(qiáng)等，
故答案為：使用了催化劑（或加大了壓強(qiáng)）．