【题文】 (20分)能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1) 在25℃、101 kPa时,16 g CH
4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ,则CH
4燃烧的热化学方程式为__________________________________________。
(2) 已知:C(s)+O
2(g)===CO
2(g);Δ
H=-437.3 kJ·mol
-1H
2(g)+O
2(g)===H
2O(g);Δ
H=-285.8 kJ·mol
-1CO(g)+O
2(g)===CO
2(g);Δ
H=-283.0 kJ·mol
-1则煤气化反应C(s)+H
2O(g)===CO(g)+H
2(g) 的焓变Δ
H=_____________。
(3) 高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO
2(g) Δ
H>0,已知在1100℃时,该反应的化学平衡常数
K=0.263。
① 温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数
K值__________(填“增大”、“减小”或“不变”);
② 1100℃时测得高炉中,
c(CO
2)=0.025mol·L
-1,
c(CO)="0.1" mol·L
-1,则在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态____________(填“是”或“否”),其判断依据是______
____________________________________________________________。
(4) 如下图所示组成闭合回路,其中,甲装置中CH
4为负极,O
2和CO
2的混合气体为正极,稀土金属材料为电极,以熔融碳酸盐为电解质;乙装置中a、b为石墨,b极上有红色物质析出,CuSO
4溶液的体积为200 mL。
① 甲装置中气体A为
(填“CH
4”或“O
2和CO
2”),d极上的电极反应式为
_____________________________________。
② 乙装置中a极上的电极反应式为__________________________________。
若在a极产生112mL(标准状况)气体,则甲装置中消耗CH
4________ mL (标准状况),乙装置中所得溶液的pH=__________。(忽略电解前后溶液体积变化)
③ 如果乙中电极不变,将溶液换成饱和Na
2SO
4溶液,当阴极上有
a mol气体生成时,同时有
w g Na
2SO
4·10H
2O晶体析出,若温度不变,剩余溶液中溶质的质量分数应为__________________________(用含
w、
a的表达式表示,不必化简)。