已知CH4、H2、和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3kJ?mol-1、-285.8kJ?mol-1和-283.0kJ?mol-1
(1)用鉑電極電解稀硫酸溶液,當陽極產(chǎn)生2.24L(標準狀況)氣體時需消耗的能量是(假設能量的利用率為80%)
71.5kJ
71.5kJ

(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO(另一產(chǎn)物為H2),寫出該反應的熱化學方程式
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H=+247.3kJ?mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H=+247.3kJ?mol-1
;
(3)甲烷燃料電池是利用燃料甲烷跟氧氣或空氣反應,將化學能轉化成電能的裝置,電解質(zhì)是強堿溶液.在甲烷燃料電池中:負極反應為
CH4+10OH--8e═CO32-+7H2O
CH4+10OH--8e═CO32-+7H2O
,放電時溶液中的陰離子向
極移動;隨放電的進行,溶液的pH
減小
減小
(選填“增大”、“減小”或“不變”).若用該燃料電池電解氯化銅溶液,當消耗甲烷5.6L(標準狀況)時,可生成銅的質(zhì)量為(假設能量的利用率為100%)
64g
64g
分析:(1)用鉑電極電解稀硫酸溶液,陽極生成O2,n(O2)=
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,根據(jù)熱化學方程式2H2O(l)=O2(g)+2H2(g)△H=+571.6kJ?mol -1計算消耗的能量;
(2)根據(jù)CH4、H2、和CO的燃燒熱分別寫出燃燒的熱化學方程式,利用蓋斯定律書寫該反應的熱化學方程式;
(3)在甲烷燃料電池中負極甲烷發(fā)生氧化反應生成CO32-和H2O,根據(jù)電極方程式判斷pH的變化,并計算銅的質(zhì)量.
解答:解:(1)用鉑電極電解稀硫酸溶液,陽極生成O2,n(O2)=
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,由氫氣的燃燒熱可知2H2O(l)=O2(g)+2H2(g)△H=+571.6kJ?mol -1,則生成0.1mol需要O2吸收0.1mol×571.6kJ?mol -1=57.16kJ,由于能量的利用率為80%,則實際應吸收
51.76kJ
80%
=71.5kJ,故答案為:71.5kJ;
(2)根據(jù)CH4、H2、和CO的燃燒熱分別寫出燃燒的熱化學方程式:
①O2(g)+2H2(g)=2H2O(L)△H=-571.6kJ?mol -1;
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L)△H=-890.3kJ?mol-1;
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.03kJ?mol-1,
利用蓋斯定律將②-①-③可得:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H=+247.3 kJ?mol -1,
故答案為:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H=+247.3 kJ?mol -1
(3)在甲烷燃料電池中負極甲烷發(fā)生氧化反應生成CO32-和H2O,負極電極反應式為CH4+10OH--8e═CO32-+7H2O,放電時溶液中的陰離子向負極,總反應式為CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O,OH-濃度降低,則pH減小,當消耗甲烷5.6L(標準狀況)時,轉移電子的物質(zhì)的量為
5.6L
22.4L/mol
×8=2mol,則生成銅1mol,質(zhì)量為64g,
故答案為:CH4+10OH--8e═CO32-+7H2O;負;減;64g.
點評:本題考查較為綜合,涉及電化學知識以及蓋斯定律的應用,題目難度中等,解答本題的關鍵是能正確書寫電極反應式以及總反應式,學習中注意體會蓋斯定律的應用.
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科目:高中化學 來源: 題型:

工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制取CO(同時生成氫氣),已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0kJ/mol.
(1)表示CO燃燒熱的熱化學方程式為
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol
;
(2)標況下22.4LCH4與CO組成的混合氣體完全燃燒,放出熱量586.65KJ,則CH4與CO的體積比為
1:1
1:1
;
(3)生成1m3(標準狀況)CO所需熱量為
5.52×103KJ
5.52×103KJ

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科目:高中化學 來源:南昌模擬 題型:問答題

已知CH4、H2、和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3kJ?mol-1、-285.8kJ?mol-1和-283.0kJ?mol-1
(1)用鉑電極電解稀硫酸溶液,當陽極產(chǎn)生2.24L(標準狀況)氣體時需消耗的能量是(假設能量的利用率為80%)______.
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO(另一產(chǎn)物為H2),寫出該反應的熱化學方程式______;
(3)甲烷燃料電池是利用燃料甲烷跟氧氣或空氣反應,將化學能轉化成電能的裝置,電解質(zhì)是強堿溶液.在甲烷燃料電池中:負極反應為______,放電時溶液中的陰離子向______極移動;隨放電的進行,溶液的pH______(選填“增大”、“減小”或“不變”).若用該燃料電池電解氯化銅溶液,當消耗甲烷5.6L(標準狀況)時,可生成銅的質(zhì)量為(假設能量的利用率為100%)______.

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科目:高中化學 來源:高考真題 題型:填空題

光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性碳催化下合成。
(1)實驗室中常用來制備氯氣的化學方程式為_________;
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO,已知CH4、H2、和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,則生成1 m3
(標準狀況)CO所需熱量為___________;
(3)實驗室中可用氯仿(CHCl3)與雙氧水直接反應制備光氣,其反應的化學方程式為___________;
(4)COCl2的分解反應為COCl2(g)= Cl2(g)+ CO(g)  △H=+108 kJ·mol-1。反應體系平衡后,各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出):
①計算反應在地8min時的平衡常數(shù)K=________;
②比較第2min反應溫度T(2)與第8min反應溫度T(8)的高低:T(2)___ T(8)(填“<”、“>”或“=” );
③若12min時反應與溫度T(8)下重新達到平衡,則此時c(COCl2)=__mol·L-1
④比較產(chǎn)物CO在2-3min、5-6min和12-13min時平均反應速率[平均反應速率分別以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)表示]的大小________;
⑤比較反應物COCl2在5-6min和15-16min時平均反應速率的大。簐(5-6)___ v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是_______

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科目:高中化學 來源:2012-2013學年江西省南昌一中、南昌十中高三(上)期中化學試卷(解析版) 題型:解答題

已知CH4、H2、和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3kJ?mol-1、-285.8kJ?mol-1和-283.0kJ?mol-1
(1)用鉑電極電解稀硫酸溶液,當陽極產(chǎn)生2.24L(標準狀況)氣體時需消耗的能量是(假設能量的利用率為80%)______.
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO(另一產(chǎn)物為H2),寫出該反應的熱化學方程式______;
(3)甲烷燃料電池是利用燃料甲烷跟氧氣或空氣反應,將化學能轉化成電能的裝置,電解質(zhì)是強堿溶液.在甲烷燃料電池中:負極反應為______,放電時溶液中的陰離子向______極移動;隨放電的進行,溶液的pH______(選填“增大”、“減小”或“不變”).若用該燃料電池電解氯化銅溶液,當消耗甲烷5.6L(標準狀況)時,可生成銅的質(zhì)量為(假設能量的利用率為100%)______.

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