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(15分)能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。 (1)在25℃、101 kPa时，16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ，则CH4燃烧的热化学方程式为__________________________________________。 (2)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－437.3 kJ·mol－1 H2(g)＋O2(g)===H2O(g)；ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 则煤气化反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的焓变ΔH＝________kJ·mol－1。 （3）如下图所示组成闭合回路，其中，甲装置中CH4为负极，O2和CO2的混合气体为正极，稀土金属材料为电极，以熔融碳酸盐为电解质；乙装置中a、b为石墨，b极上有红色物质析出，CuSO4溶液的体积为200 mL。 ①甲装置中气体A为        （填“CH4”或“O2和CO2”），d极上的电极反应式为_____________。 ②乙装置中a极上的电极反应式为____________________________。 若在a极产生112mL(标准状况)气体，则甲装置中消耗CH4________ mL (标准状况)，乙装置中所得溶液的pH=__________。（忽略电解前后溶液体积变化） ③如果乙中电极不变，将溶液换成饱和Na2SO4溶液，当阴极上有a mol气体生成时，同时有w g Na2SO4·10H2O晶体析出，若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数应为________(用含w、a的表达式表示，不必化简)。

参考解答

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2025-04-27 02:08:31

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(11分) (1) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ·mol-1 (2)131.5 （3）①CO2 O2+4e-+2CO2=2CO32- ②4OH-－4e- = O2↑+2H2O 56 1 ③(w×142/322)/( w+18a)×100%

（1）根据101kPa时，1mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3kJ的热量，可知甲烷燃烧的热化学方程式。 （2）物质和能量紧密相关，以物质变化为基础，物质怎么变，能量就跟着怎么变。?-?-?即可等到目标式。反应热也是?-?-?来计算。 （3）b极上有红色物质析出，b极为阴极；?A为电源负极，通甲烷气体；B为正极通氧气，相关方程式：O2+4e-+2CO2=2CO32-。?a为电解池的阳极，相关电极反应：4OH-－4e- = O2↑+2H2O ；③电解饱和硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，实际上是电解的水，电解水后，溶液中硫酸钠过饱和导致析出晶体，剩余的电解质溶液仍是饱和溶液，析出的硫酸钠和水组成的也是饱和溶液． w g Na2SO4?10H2O硫酸钠的质量='w' g× ×100%； 设电解水的质量为x： 2H2O=2H2↑+O2↑ 36g 1mol x amol x=18ag 所以饱和溶液的质量分数=×100%．

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