Question

1．（1）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（I）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（I）△H=-44.0kJ/mol
請寫出1mol甲醇不完全燃燒生成1mol一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol．
（2）甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染，有一種電化學(xué)法可消除這種污染，其原理是：通電后將Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO₂而凈化．實驗室用如圖1裝置模擬上述過程：

①寫出陽極電極反應(yīng)式Co²⁺-e^-=Co³⁺；
②除去甲醇的離子反應(yīng)為：6Co³⁺+CH₃OH+H₂O═CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺．該過程中被氧化的元素是碳，當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCO₂時，共轉(zhuǎn)移電子0.6mol．
（3）測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實驗裝置如圖2所示．0.50mol/LNaOH溶液50mL和0.50mol/L硫酸溶液30mL進(jìn)行實驗，實驗數(shù)據(jù)如表所示．
①請寫下表中的空白．

溫度 實驗次數(shù)	起始溫度t1/℃			終止溫度t℃/℃	溫度差平均值（t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1	4.0
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似認(rèn)為0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃），則中和熱△H=-53.5kJ/mol（取小數(shù)點后一位）．
③上述實驗數(shù)值與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是acd．
  a．實驗裝置保濕或隔熱效果差  b．用量筒量取NaOH溶液的體積時俯視讀數(shù)
  c．用環(huán)形銅絲攪拌棒攪拌溶液  d用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式；
（2）①通電后，將Co²⁺氧化成Co³⁺，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
②在反應(yīng)6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺中，碳從-2價被氧化成+4價，每產(chǎn)生1個二氧化碳，轉(zhuǎn)移6個電子，據(jù)此解答；
（3）①先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
②先根據(jù)Q=m•c•△T計算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計算出反應(yīng)熱；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，熱量散失；
b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)，會導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大；
c．用環(huán)形銅絲攪拌棒攪拌溶液，熱量散失；
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度，硫酸的起始溫度偏高．

解答 解：（1）①2CH₃OH（I）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（I）△H=-44.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計算：①-②+③×4得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ/mol；
（2）①通電后，將Co²⁺氧化成Co³⁺，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Co²⁺-e^-=Co³⁺；
故答案為：Co²⁺-e^-=Co³⁺；
②在反應(yīng)6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺中，碳從-2價被氧化成+4價，每產(chǎn)生1個二氧化碳，轉(zhuǎn)移6個電子，標(biāo)況下產(chǎn)生2.24LCO₂時，即0.1mol，共轉(zhuǎn)移電子數(shù)0.6mol，
故答案為：碳；0.6．
（3）①4次溫度差分別為：4.0℃，4.1℃，3.9℃，4.1℃，4組數(shù)據(jù)都有效，溫度差平均值=$\frac{4.0℃+4.1℃+3.9℃+4.1℃}{4}$=4.0℃；
故答案為：4.0；
②0.50mol/LNaOH溶液50mL和0.50mol/L硫酸溶液30mL進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質(zhì)量為80ml×1g/ml=80g，溫度變化的值為△T=4.0℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J，即1.3376KJ，所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{1.3376KJ}{0.025mol}$=-53.5 kJ/mol；
故答案為：-53.5kJ/mol；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，熱量散失，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)，會導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，中和熱的數(shù)值偏大，故b錯誤；
c．用環(huán)形銅絲攪拌棒攪拌溶液，熱量散失，中和熱的數(shù)值偏小，故c正確；
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度，硫酸的起始溫度偏高，溫度差偏小，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故d正確．
故答案為：acd．

點評 本題主要考查學(xué)生蓋斯定律的應(yīng)用、原電池原理、氧化還原反應(yīng)原理以及中和熱的測定，掌握原理是解題關(guān)鍵，側(cè)重學(xué)生運用知識的能力，題目難度中等．