Question

7．碳及其化合物與人類(lèi)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(xiě)出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-16Q kJ/mol
（2）已知：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+130kJ•mol^-1，
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-220kJ•mol^-1．?dāng)嚅_(kāi)1mol H-H鍵、O═O鍵分別需要吸收436kJ、496kJ的熱量，則斷開(kāi)1mol O-H鍵需要吸收的熱量為C
A．332kJ      B．118kJ
C．462kJ      D．360kJ
（3）以CO₂和H₂O為原料制備HCOOH和O₂的原電池原理如圖1．電極a、b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式分別為：
a：2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺，b：CO₂+2H⁺+2e^-=HCOOH．
（4）圖2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(yáng)極產(chǎn)生ClO₂的電極反應(yīng)式為Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺，用平衡移動(dòng)原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因：在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，H⁺濃度減小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動(dòng)，OH^-濃度增大，pH增大．

Answer 1

分析 （1）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，則1mol甲烷完全燃燒，放出熱量QkJ×16=16QkJ，結(jié)合焓變?yōu)樨?fù)極物質(zhì)的狀態(tài)書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式，以此來(lái)解答；
（2）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算水分解反應(yīng)的焓變，化學(xué)反應(yīng)的焓變△H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物鍵能之和進(jìn)行計(jì)算；
（3）由圖可知，左室投入水，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，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；
（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；電解中H⁺濃度減小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動(dòng)．

解答 解：（1）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，則1mol甲烷完全燃燒，放出熱量QkJ×16=16QkJ，則表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-16QkJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-16Q kJ/mol；
（2）已知①C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+130kJ•mol^-1，
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-220kJ•mol^-1
①×2-②得：2H₂O（g）═O₂（g）+2H₂（g）△H=（2×130+220）kJ•mol^-1=480kJ•mol^-1，
設(shè)O-H鍵能為akJ•mol^-1，則4a-496-2×436=480，
解得a=462．
故選C；
（3）由圖可知，左室投入水，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，
故答案為：2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺；CO₂+2H⁺+2e^-=HCOOH；
（4）由題意可知，陽(yáng)極氯離子放電生成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H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動(dòng)，溶液的pH增大，
故答案為：Cl^--5e^-+2H₂O=ClO₂↑+4H⁺；在陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，H⁺濃度減小，使得H₂O?OH^-+H⁺的平衡向右移動(dòng)，OH^-濃度增大，pH增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、蓋斯定律的應(yīng)用以及化學(xué)反應(yīng)的能量和化學(xué)鍵鍵能之間的關(guān)系以及電化學(xué)原理等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意知識(shí)的遷移和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．