Question

2．CO是碳的一種重要化合物，可以用作燃料，也是常用的化工原料．
（1）通常狀況下，0.25molCO氣完全燃燒生成CO₂氣并放出70.75kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol．
（2）已知CH₄（g）的燃燒熱為-890.0kJ/mol，H₂（g）的燃燒熱為-286.0kJ/mol；又知天然氣的主要成分為CH₄（g），煤氣多為H₂（g）、CO（g）等的混合物．若某煤氣中CO（g）的體積分?jǐn)?shù)為80%，其余為H₂（g），則通常狀況下，分別完全燃燒相同體積的天然氣和該種煤氣時，放出熱量多的氣體是天然氣（填“天然氣”或“煤氣”）．
（3）利用CO與H₂反應(yīng)可以制取多種有機物．若一定條件下，將CO和H₂按一定的比例混合并反應(yīng)，且原子的利用率為100%，則可合成的只含有一個碳原子的有機物有甲醛、甲醇（填物質(zhì)名稱）．
（4）一定比例的CO和H₂的混合物，在FeO-Ni怍催化劑的條件下可以發(fā)生反應(yīng)合成烴類物質(zhì)和水．若xmolCO與y moI H₂完全反應(yīng)后獲得1mol某烴，則該烴的化學(xué)式可表示為CxH（2y-2x）．
（5）一定條件下，以鉑為電極、以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，用CO和氧氣可制作形成燃料電池．則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為CO-2e^-+40H-=CO₃^2-+2H₂O；當(dāng)電路中通過0.2mol電子時，消耗的CO為0.1mol．

Answer 1

分析 （1）通常狀況下，0.25molCO氣完全燃燒生成CO₂氣并放出70.75kJ熱量，所以2mol的一氧化碳放出熱量為70.75kJ×$\frac{2}{0.25}$=566kJ/mol，由此書寫熱化學(xué)方程式；
（2）假設(shè)都燃燒1mol的氣體，煤氣中CO（g）的物質(zhì)的量為0.8mol，H₂（g）的物質(zhì)是量為0.2mol，放出的熱量為：$\frac{0.8}{0.25}$×70.75kJ+0.2mol×286.0kJ=226.4kJ+57.2kJ=283.6kJ；而1mol的天燃?xì)夥懦鰺崃繛?90.0kJ，然后比較兩者的大小得出結(jié)論；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化合反應(yīng)的定義和特點來分析，主要是利用反應(yīng)前后原子的種類不變，其數(shù)目必保持不變分析解答；
（4）因為合成烴類物質(zhì)和水，所以一氧化碳中的氧全部轉(zhuǎn)化為水中的氧，根據(jù)氧守恒，所以水的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)水的組成，組成水消耗氫的物質(zhì)的量為2xmol，所以烴中碳的物質(zhì)的量為xmol，氫的物質(zhì)的量為（2y-2x），由此得出化學(xué)式；
（5）負(fù)極是一氧化碳發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下生成碳酸鹽，所以電極反應(yīng)式為：CO-2e^-+40H-=CO₃^2-+2H₂O；由電極反應(yīng)式可知轉(zhuǎn)移2mol的電子消耗1mol的一氧化碳，由此分析解答．

解答 解：（1）通常狀況下，0.25molCO氣完全燃燒生成CO₂氣并放出70.75kJ熱量，所以2mol的一氧化碳放出熱量為70.75kJ×$\frac{2}{0.25}$=566kJ/mol，所以熱化學(xué)方程式為：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0 kJ/mol，故答案為：2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0 kJ/mol；
（2）假設(shè)都燃燒1mol的氣體，煤氣中CO（g）的物質(zhì)的量為0.8mol，H₂（g）的物質(zhì)是量為0.2mol，放出的熱量為：$\frac{0.8}{0.25}$×70.75kJ+0.2mol×286.0kJ=226.4kJ+57.2kJ=283.6kJ；而1mol的天燃?xì)夥懦鰺崃繛?90.0kJ，因為：890.0kJ＞283.6kJ，所以天然氣放出熱量多，故答案為：天然氣；
（3）反應(yīng)物中的原子利用率達(dá)到100%，也就是說反應(yīng)類型一般是化合反應(yīng)，且反應(yīng)后產(chǎn)物中的各原子數(shù)目比不變，CO和H₂在一定條件下按照不同的比例反應(yīng)，則只要化學(xué)式能化為形式（CO）_n（H₂）_m，都可以，只含有一個碳原子的有機物，而氫原子數(shù)應(yīng)是小于4的偶數(shù)，所以n=1，m=2和
n=1，m=4，即為：甲醛、甲醇；故答案為：甲醛、甲醇；
（4）因為合成烴類物質(zhì)和水，所以一氧化碳中的氧全部轉(zhuǎn)化為水中的氧，根據(jù)氧守恒，所以水的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)水的組成，組成水消耗氫的物質(zhì)的量為2xmol，所以烴中碳的物質(zhì)的量為xmol，氫的物質(zhì)的量為（2y-2x），由此得出烴的化學(xué)式為：CxH（2y-2x），故答案為：CxH（2y-2x）；
（5）負(fù)極是一氧化碳發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下生成碳酸鹽，所以電極反應(yīng)式為：CO-2e^-+40H-=CO₃^2-+2H₂O；由電極反應(yīng)式可知轉(zhuǎn)移2mol的電子消耗1mol的一氧化碳，所以當(dāng)電路中通過0.2mol電子時，消耗的CO為0．lmol，故答案為：CO-2e^-+40H-=CO₃^2-+2H₂O；0．l．

點評 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫、原電池工作原理、綠色化學(xué)，題目難度較大，試題題量較大，知識點較多，充分考查了學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．