Question

【题目】Ⅰ.CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品。已知：

CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH 1=a kJ/mol

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH 2=b kJ/mol

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH 3=c kJ/mol

(1)求反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH =______kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。

(2)一定条件下，等物质的量的（1）中反应生成的气体可合成二甲醚(CH3OCH3)，同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式为_______________。

Ⅱ.钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠(Na2Sx )分别作为两个电极的反应物，多孔固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质，其反应原理如图所示：

Na2Sx 2Na+xS (3<x<5)

物质	Na	S	Al2O3
熔点/℃	97.8	115	2050
沸点/℃	892	444.6	2980

(3)根据上表数据，判断该电池工作的适宜温度应为______________(填字母序号)。

A．100℃以下 B．100℃～300℃

C．300℃～350℃ D．350℃～2050℃

(4)关于钠硫电池，下列说法正确的是______(填字母序号)。

A．放电时，电极A为负极

B．放电时，Na+的移动方向为从B到A

C．充电时，电极A应连接电源的正极

D．充电时电极B的电极反应式为2exS

（5）25℃时，若用钠硫电池作为电源电解500mL 0.2mol/L NaCl溶液，当溶液的c(OH-)=0.1mol/L时，电路中通过的电子的物质的量为_________mol，两极的反应物的质量差为_________g。(假设电解前两极的反应物的质量相等)

III.(6)在标准状态即压力为100kPa，一定温度下，由元素最稳定的单质生成生成 1mol 纯化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓(ΔfHΘm)。已知 100kPa，一定温度下:

Fe2 O 3(s+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+490.0 kJ/mol

CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g) △H=－280.0kJ/mol

C(石墨)+O2 ( g)=CO2 (g) △H=－390.5kJ/mol

则 Fe2O3 的标准摩尔生成焓ΔfHΘm=__________________。

Answer 1

【答案】a +2b –2c 3CO + 3H2 CH3OCH3 + CO2 C AD 0.05 2.3 -821.5kJ/mol

【解析】

Ⅰ. (1).CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH 1=a kJ/mol，CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH 2=b kJ/mol，2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH 3=c kJ/mol，根据盖斯定律分析，有①+②×2-③×2 即可得热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH = （a +2b –2c ）kJ/mol。(2)根据反应物和生成物可知，参与大气循环的无机化合物为二氧化碳，根据原子守恒书写方程式为3CO + 3H2 CH3OCH3 + CO2。Ⅱ. (3)原电池工作时，控制的温度应为满足钠和硫为熔融状态，则温度高于115℃而低于444.6℃，只有C符合题意。(4)A.放电时，钠被氧化，应为原电池的负极，故正确；B.阳离子向正极移动，即从A到B，故错误；C.A为负极，放电时发生氧化反应，充电时发生还原反应，连接电源负极，故错误；D.充电时，是电解池的反应，B为阳极，阳极反应为2exS，故正确。故选AD。(5)电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，每生成2mol氢氧化钠转移2mol电子，当溶液中氢氧根离子浓度为0.1mol/L，生成氢氧化钠的物质的量为0.05mol，转移电子0.05mol，负极钠的质量减少1.15克，正极质量增加1.15克，两极的反应物的质量差为2.3克。 (6) ①Fe2 O 3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+490.0 kJ/mol，②CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g) △H=－280.0kJ/mol，③C(石墨)+O2 ( g)=CO2 (g) △H=－390.5kJ/mol，根据盖斯定律和标准摩尔生成焓的定义分析，由得③×3-①-②×3得2Fe(s)+ 3/2O2(g)= Fe2O3(s) △H==－390.5kJ/mol×3-490.0kJ/mol+280.0kJ/mol×3= -821.5kJ/mol。