Question

11．（1）高爐冶鐵過程中，甲烷在催化反應室中產生水煤氣（CO和H₂）還原氧化鐵，有關反應為：CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+260kJ•mol^-1
已知：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ•mol^-1則CH₄與O₂反應生成CO和H₂的熱化學方程式為2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=-46kJ•mol^-1；
（2）某溫度下，純水中c（H⁺）=2×10^-7 mol•L^-1，則此溫度＞25°C（填“＞”、“＜”或“=”）．若溫度不變，滴入稀鹽酸，使c（H⁺）=8×10^-4 mol•L^-1，則此時溶液中由水電離產生的c（H⁺）=5×10^-11mol/L．

Answer 1

分析 （1）熱化學方程式要標明物質的聚集狀態，并且焓變的符號和單位要正確，依據熱化學方程式和蓋斯定律含義計算，將方程式CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=260kJ•mol^-1①；2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ•mol^-1②，2×①+②得CH₄與O₂反應生成CO和H₂的熱化學方程式；
（2）水電離的C（H⁺）=C（OH^-），離子積為4×10^-14，溫度不變，Kw不變．

解答 解：（1）CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+260kJ•mol^-1①；
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ•mol^-1②，
將方程式2×①+②得：2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=-46kJ•mol^-1 ，
故答案為：2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=-46kJ•mol^-1；
（2）純水中c（H⁺）=2×10^-7 mol•L^-1，水電離的c（H⁺）=c（OH^-），離子積為4×10^-14＞1×10^-14，水的離子積常數隨著溫度升高升高，所以溫度大于25°C，滴入稀鹽酸使C（H⁺）=8×10^-4 mol/L，則此時溶液中的c（OH^-）=水電離的c（H⁺）=$\frac{4×1{0}^{-14}}{8×1{0}^{-4}}$=5×10^-11mol/L，故答案為：＞；5×10^-11 mol/L．

點評 本題考查學生蓋斯定律的應用、反應熱的計算以及水的離子積常數的影響因素和計算等知識，屬于綜合知識的考查，難度中等．