Question

甲烷是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题：

(1)已知、、的燃烧热分别为，,。利用甲烷制备合成气的反应为。

根据上述数据能否计算________(填“能”或“否”)，理由是________________。

(2)在某密闭容器中通入和，在不同条件下发生反应：

 

测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。

①________，________(填“<”、“>”或“=”)。

②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为________。

③q点甲烷的转化率为________，该条件下的化学平衡常数________(用含有的表达式表示，为以分压表示的平衡常数)。

(3)用甲烷和构成的燃料电池电解溶液，装置如下图所示。反应开始后，观察到x电极附近出现白色沉淀。则A处通入的气体是________，x电极的电极反应式是________。

Answer

否 缺少 > >0 25%

【解析】

（1）燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所释放的能量；

（2）①由可知，该反应为反应前后气体分子数改变的反应，压强增大，平衡逆向移动，的体积分数增大；由图中的横坐标和纵坐标分析可得，随着温度的升高，的体积分数减小，即温度升高，平衡正向移动；

②化学平衡常数只与温度有关，该反应的正反应为吸热反应，所以温度升高，化学平衡常数增大；

③q点的体积分数为，开始通入和，根据三段式：

始态

转化

q点

计算即可；

（3）反应开始后，观察到x电极附近出现白色沉淀，说明x电极附近生成氢氧根离子，则x是阴极，氢离子放电生成氢气，y是阳极，氯离子放电生成氯气；x与原电池的负极相连，y与原电池的正极相连，则a是负极、b是正极，据此分析解答。

（1）燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所释放的能量，由反应可知，水为气态，所以不能由、、的燃烧热计算出该反应的，缺少 ，故答案为：否；缺少 ；

（2）①由可知，该反应为反应前后气体分子数改变的反应，压强增大，平衡逆向移动，的体积分数增大，图中P1时的的体积分数大于P2时的的体积分数，所以P1> P2；由图中的横坐标和纵坐标分析可得，随着温度的升高，的体积分数减小，即温度升高，平衡正向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，>0，故答案为：>；>0；

②化学平衡常数只与温度有关，该反应的正反应为吸热反应，所以温度升高，化学平衡常数增大，温度大小关系为：，所以m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为：，故答案为：；

③q点的体积分数为，开始通入和，根据三段式：

始态

转化

q点

则，所以q点甲烷的转化率为：；该条件下的化学平衡常数，故答案为：；；

（3）反应开始后，观察到x电极附近出现白色沉淀，即生成了氢氧化镁的白色沉淀，反应式为：，则x电极为阴极，a为负极，甲烷和构成的燃料电池中，甲烷作负极，氧气作正极，所以A处通入的气体是，故答案为：；。