Question

近年來，碳和碳的化合物在生產生活實際中應用廣泛．
（1）甲烷燃燒放出大量的熱，可作為能源用于人類的生產和生活．
已知①2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H₁=-1214.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566kJ?mol^-1
則反應CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）的△H=______．
（2）若用石墨做電極電解500ml飽和食鹽水，寫出電解反應的離子方程式為：______，電解一段時間后兩極共收集到標準狀況下的氣體1.12L（不考慮氣體的溶解）．停止通電，假設反應前后溶液體積不變，則所得溶液的pH=______．
（3）0.10mol/L硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH=8時，c（Cu²⁺）=______mol?L^-1（K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）．
（4）將不同量的CO（g）和H₂O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如表三組數據：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所 需時間/min
		H2O	CO	CO2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①實驗1中以υ（H₂）表示的反應速率為______．
②實驗2中的平衡常數是______（計算結果保留兩位小數）．
③該反應的正反應為______（填“吸”或“放”）熱反應．
④若實驗3要達到與實驗2相同的平衡狀態（即各物質的質量分數分別相等），則a、b應滿足的關系是______（用含a、b的數學式表示）．

Answer 1

（1）①2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H₁=-1214.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566kJ?mol^-1
依據蓋斯定律計算，①+②得到，2CH₄（g）+4O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1780.6KJ/mol；
熱化學方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3 kJ?mol^-1；
故答案為：-890.3kJ?mol^-1；
（2）電解飽和食鹽水陽極是氯離子失電子生成氯氣，陰極是氫離子得到電子生成氫氣，反應的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電 .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-； 電解一段時間后兩極共收集到標準狀況下的氣體1.12L，物質的量為0.05mol，依據離子方程式計算得到生成氫氧根離子物質的量為0.05mol，c（OH^-）=

0.05mol

0.5L

=0.1mol/L；氫離子濃度為10^-13mol/L，pH=13，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電 .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；13；
（3）當溶液的pH=8時，c（H⁺）=10^-8mol/L，c（OH-）=10^-6mol/L，K_sp[Cu（OH）₂]=c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=2.2×10^-20，c（Cu²⁺）=2.2×10^-8mol/L，
故答案為：2.2×10^-8；
（4）①實驗1中 CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
起始量（mol/L） 2 1 0 0
變化量（mol/L）0.80.8 0.8 0.8
平衡量（mol/L）1.20.20.8 0.8
以υ（H₂） 表示的反應速率=

0.8mol/L

5min

=0.16mol/L?min，
故答案為：0.16mol/（L?min）；
②實驗2條件下平衡常數，需要列式計算平衡濃度；
H₂O（g）+CO（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始濃度 0.5mol/L 1mol/L 0 0
轉化濃度 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l
平衡濃度 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l
K=

c(CO2)c(H2)

c(H2O)c(CO)

=

0.2×0.2

0.3×0.8

=0.17，
故答案為：0.17；
③實驗1中CO的轉化率為

1.6mol

4mol

×100%=40%，實驗2中CO的轉化率為

0.4mol

2mol

×100%=20%，則實驗1的轉化率大于實驗2，則說明溫度升高平衡向逆反應方向移動，正反應放熱，
故答案為：放；
④反應前后氣體體積不變，達到相同平衡狀態滿足起始量之比相同即b=2a，故答案為：b=2a．