Question

16．天然氣的主要成分甲烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是：
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H═-889.6kJ/mol
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）反應(yīng)物能量總和大于（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物能量總和．
（2）若1mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，則放出的熱量＜（填“＞”、“＜”或“=”）889.6kJ．
（3）已知?dú)錃馊紵�生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572kJ/mol，則相同質(zhì)量的甲烷和氫氣，完全燃燒生成液態(tài)水，放熱較多的是氫氣．
（4）如圖所示的裝置是由CH₄、O₂和KOH溶液組成的新型燃料電池．
①該電池的負(fù)極是a（填“a”或“b”）電極，該極的電極反應(yīng)式是CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O．   
②電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱化學(xué)方程式中△H的符號(hào)分析；
（2）水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水要放出熱量，據(jù)此分析；
（3）根據(jù)方程式求出相同質(zhì)量的甲烷和氫氣，完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量分析；
（4）如圖所示的裝置是由CH₄、O₂和KOH溶液組成的新型燃料電池．
①該電池的負(fù)極是CH₄、發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；②總的電極反應(yīng)式為CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O．

解答 解：（1）已知CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ/mol，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)物能量總和大于生成物能量總和，故答案為：大于；
（2）水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水要放出熱量，所以1mol甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，放出的熱量小于889.6kJ，故答案為：＜；
（3）已知CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ/mol，2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-572kJ/mol，則1g甲烷完全燃燒放出的熱量為$\frac{1}{16}$889.6kJ，1g氫氣完全燃燒放出的熱量為$\frac{1}{4}$×572kJ，所以相同質(zhì)量的甲烷和氫氣，完全燃燒生成液態(tài)水，氫氣放的熱量較多，故答案為：氫氣；
（4）①該電池的負(fù)極是CH₄，電a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故答案為：a；CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；
②總的電極反應(yīng)式為CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，由總的電極反應(yīng)式可知：氫氧根離子的濃度減小，所以溶液的PH值減小，故答案為：減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，原電池原理原理，明確原電池電極上發(fā)生反應(yīng)的類(lèi)型即可分析解答本題，難度不大．