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(12分)天然氣(主要成分甲烷)是一種清潔、高效的能源,現(xiàn)在許多城市家庭用于廚房使用的燃料已經(jīng)由煤氣(

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 11:19:31
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(12分)天然氣(主要成分甲烷)是一種清潔、高效的能源,現(xiàn)在許多城市家庭用于廚房使用的燃料已經(jīng)由煤氣(【專家解說】:(共12分)⑴—1211kJ/mol ( 2分)⑵CH 4 +1

【專家解說】:(共12分)⑴—1211kJ/mol ( 2分)
⑵CH 4 +10OH — —8e — =CO 3 2 — +7H 2 O (2分)    減小(2分)
⑶2Cl — —2e — =Cl 2 ↑ (2分)       28 (2分)        
⑷25000︰1 (2分)

試題分析:
⑴已知H 2 、CO和CH 4 的燃燒熱分別是286kJ/mol、283 kJ/mol和890 kJ/mol,則① H 2 (g)+1/2 O 2 (g) = H 2 O(l) △ H ="286kJ/mol" ,② CO+1/2 O 2 (g) = CO 2 (g) △ H ="283" kJ/mol,③ CH 4 (g)+2O 2 (g)= CO 2 (g)+2H 2 O(l)△ H ="890" kJ/mol,反應(yīng)2CH 4 (g)+3O 2 (g)=CO(g)+H 2 (g)+CO 2 (g)+3H 2 O(l)即2·③-(①+②),反應(yīng)熱 △ H =—1211kJ/mol;
⑵負(fù)極反應(yīng)為甲烷在堿性條件下失去電子即CH 4 +10OH — —8e — =CO 3 2 — +7H 2 O,隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行, OH — 的物質(zhì)的量不斷減少,溶液的pH減?。?br>⑶該電解過程中陽極Cl — 失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),即2Cl — —2e — =Cl 2 ↑;因?yàn)镃H 4 +10OH — —8e — =CO 3 2 — +7H 2 O ~8e — ,2NaCl + 2H 2 O 2NaOH + H 2 ↑ + Cl 2 ↑~2e — ,則CH 4 ~8e — ~8NaOH溶液的體積為1L, pH為12,則NaOH物質(zhì)的量為0.01mol,所以則理論上消耗甲烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.01mol/8·22.4L·10 -3 ="28" mL;
⑷由Mg(OH) 2 和Fe(OH) 2 的溶解方程式和該溫度下的溶度積常數(shù)可知,①[Mg 2+ ][OH - ] 2 =2×10 —11 , ②[ Fe 2+ ][OH - ] 2 =8×10 —16 ,Mg 2+ 和Fe 2+ 的濃度比為①/②=25000︰1
點(diǎn)評(píng):本題綜合性比較強(qiáng),主要考查原電池和電解原理;反應(yīng)熱的計(jì)算;溶解平衡,需要考生熟悉掌握。
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