近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛．（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活．已知①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214.6kJ•mol

Question

近年来，碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛．
（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活．
已知①2CH ₄ （g）+3O ₂ （g）=2CO（g）+4H ₂ O（l）△H ₁ =-1214.6kJ•mol ^-1
②2CO（g）+O ₂ （g）=2CO ₂ （g）△H ₂ =-566kJ•mol ^-1
则反应CH ₄ （g）+2O ₂ （g）=CO ₂ （g）+2H ₂ O（l）的△H=______．
（2）若用石墨做电极电解500ml饱和食盐水，写出电解反应的离子方程式为：______，电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12L（不考虑气体的溶解）．停止通电，假设反应前后溶液体积不变，则所得溶液的pH=______．
（3）0.10mol/L硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu ²⁺ ）=______mol•L ^-1 （K _sp [Cu（OH） ₂ ]=2.2×10 ^-20 ）．
（4）将不同量的CO（g）和H ₂ O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H ₂ O（g）⇌CO ₂ （g）+H ₂ （g），得到如表三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所 需时间/min
		H 2 O	CO	CO 2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验1中以υ（H ₂ ）表示的反应速率为______．
②实验2中的平衡常数是______（计算结果保留两位小数）．
③该反应的正反应为______（填“吸”或“放”）热反应．
④若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），则a、b应满足的关系是______（用含a、b的数学式表示）．

Answer 1

（1）①2CH ₄ （g）+3O ₂ （g）=2CO（g）+4H ₂ O（l）△H ₁ =-1214.6kJ•mol ^-1
②2CO（g）+O ₂ （g）=2CO ₂ （g）△H ₂ =-566kJ•mol ^-1
依据盖斯定律计算，①+②得到，2CH ₄ （g）+4O ₂ （g）=2CO ₂ （g）+4H ₂ O（l）△H=-1780.6KJ/mol；
热化学方程式为：CH ₄ （g）+2O ₂ （g）=CO ₂ （g）+2H ₂ O（l）△H=-890.3 kJ•mol ^-1 ；
故答案为：-890.3kJ•mol ^-1 ；
（2）电解饱和食盐水阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子生成氢气，反应的离子方程式为：2Cl ^- +2H ₂ O (通电.)/() H ₂ ↑+Cl ₂ ↑+2OH ^- ； 电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12L，物质的量为0.05mol，依据离子方程式计算得到生成氢氧根离子物质的量为0.05mol，c（OH ^- ）= (0.05mol)/(0.5L) =0.1mol/L；氢离子浓度为10 ^-13 mol/L，pH=13，
故答案为：2Cl ^- +2H ₂ O (通电.)/() H ₂ ↑+Cl ₂ ↑+2OH ^- ；13；
（3）当溶液的pH=8时，c（H ⁺ ）=10 ^-8 mol/L，c（OH-）=10 ^-6 mol/L，K _sp [Cu（OH） ₂ ]=c（Cu ²⁺ ）×c ² （OH ^- ）=2.2×10 ^-20 ，c（Cu ²⁺ ）=2.2×10 ^-8 mol/L，
故答案为：2.2×10 ^-8 ；
（4）①实验1中 CO（g）+H ₂ O（g）⇌CO ₂ （g）+H ₂ （g），
起始量（mol/L） 2 1 0 0
变化量（mol/L）0.80.8 0.8 0.8
平衡量（mol/L）1.20.20.8 0.8
以υ（H ₂ ） 表示的反应速率= (0.8mol/L)/(5min) =0.16mol/L•min，
故答案为：0.16mol/（L•min）；
②实验2条件下平衡常数，需要列式计算平衡浓度；
H ₂ O（g）+CO（g）⇌CO ₂ （g）+H ₂ （g）
初始浓度 0.5mol/L 1mol/L 0 0
转化浓度 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l
平衡浓度 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l
K= (c(C O2 )c( H2 ))/(c( H2 O)c(CO)) = (0.2×0.2)/(0.3×0.8) =0.17，
故答案为：0.17；
③实验1中CO的转化率为 (1.6mol)/(4mol) ×100%=40%，实验2中CO的转化率为 (0.4mol)/(2mol) ×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，
故答案为：放；
④反应前后气体体积不变，达到相同平衡状态满足起始量之比相同即b=2a，故答案为：b=2a．