Question

【題目】在我國(guó)南海、東海海底均存在大量的可燃冰（天然氣水合物，可表示為）。

2017年5月，中國(guó)首次海域可燃冰試采成功。2017年11月3日，國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)將可燃冰列為新礦種。可燃冰的開采和利用，既有助于解決人類面臨的能源危機(jī)，又能生成一系列的工業(yè)產(chǎn)品。

(1)對(duì)某可燃冰礦樣進(jìn)行定量分析，取一定量樣品，釋放出的甲烷氣體體積折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況后為166 m3，剩余 H2O 的體積為0.8m3，則該樣品的化學(xué)式中 x=_________________。

(2)已知下表數(shù)據(jù)，且知 H2O(l)=H2O(g) △H=+41

化學(xué)鍵	C—H	O=O	C=O	H—O
鍵能/	413	498	803	463

用甲烷燃燒熱表示的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________。

(3)甲烷燃料電池相較于直接燃燒甲烷有著更高的能量轉(zhuǎn)化效率，某甲烷燃料電池，正極通入空氣，以某種金屬氧化物為離子導(dǎo)體（金屬離子空穴中能傳導(dǎo) O2-），該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________________________________________。

(4)甲烷與水蒸氣重整制氫是工業(yè)上獲得氫氣的重要手段。若甲烷與脫鹽水在一定條件下反應(yīng)生成H2，同時(shí)得到體積比為1:3的CO2和CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。混合氣體中的CO2可用濃氨水脫除，同時(shí)獲得氮肥NH4HCO3，該反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________________________。

Answer 1

【答案】6 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H= -892 kJ·mol-1 CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O NH3·H2O+CO2=NH4++

【解析】

(1)n(CH4)==mol，n(H2O)==mol，n(CH4):n(H2O)=:≈1:6，所以x=6，故答案為：6；

(2) 由表格可知①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的△H=（4×413+2×498-2×803×-4×463）kJ·mol-1= -810 kJ·mol-1，又因?yàn)棰?/span>H2O(l)=H2O(g) △H=41，將①-2×②得：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=（-810-2×41）= -892 kJ·mol-1，故答案為：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -892 kJ·mol-1；

(3)甲烷在負(fù)極失電子，被氧化，結(jié)合電解質(zhì)、原子守恒、電荷守恒可得負(fù)極反應(yīng)為：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，故答案為：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O；

(4)由已知可知道，反應(yīng)物為甲烷和水，生成物為氫H2、CO和CO2，結(jié)合CO2 和 CO的體積比為1:3可得方程式為：。二氧化碳和氨水反應(yīng)生成NH4HCO3的離子方程式為：NH3·H2O+CO2=NH4++，故答案為：；NH3·H2O+CO2=NH4++。