- 化学反应与能量
- 共8781题
（5分）（1）已知1 g丙烷完全燃烧生成气态水，放出的热量是47 kJ，又知：
H2O（l）== H2O（g） ΔH＝+ 44 kJ·mol－1，则表示丙烷燃烧热的热化学方程式为
(2)下图中能较准确地反映丙烷燃烧时能量变化的曲线是________。
(3)已知在298K时下列反应的反应热为：
①CH3COOH（l） + 2O2（g）＝2CO2（g）+2H2O （l）△H1＝－870.3KJ/mol
②C（s）+O2（g）＝CO2（g）△H2＝－393.5KJ/mol
③H2（g）+1/2O2（g）＝H2O （l） △H3＝－285.8KJ/mol
则反应：2C（s） +2H2（g） +O2（g）＝CH3COOH（l）的反应热
△H= KJ/mol
正确答案
（1）
（2)B （3）－488.3
（1）燃烧热是指在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。根据题意可知，1mol丙烷完全燃烧生成4mol气态水，放出的热量是47kJ×44＝2068kJ。而4mol气态水变成液态水又放出44kJ×4＝176kJ，所以丙烷的燃烧热是（2068＋176）kJ/mol＝2224kJ/mol，因此热化学方程式为
（2）因为是放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，因此答案选B。
（3）考查盖斯定律的应用，根据已知反应可知②×2＋③×2－①即得到2C（s） +2H2（g） +O2（g）＝CH3COOH（l），所以反应热是－393.5KJ/mol×2－285.8KJ/mol×2＋870.3KJ/mol＝－－488.3kJ/mol。
（12分）在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢，当它们混合时，即产生大量氧气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.0kJ的热量。
(1)写出过氧化氢和肼的电子式：过氧化氢 ，肼 。
(2)写出液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和气态水反应的热化学方程式 。
(3)已知H2O(1)=H2O(g) △H ＝+44kJ／mol，则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是 kJ。
(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是 。
正确答案
（1）
（2）N2H4(1)+2H2O2(1)= N2(g)+4H2O(g) △H ＝-640kJ／mol（3分）
（3）408 （3分）
（4）生成N2和H2O，对环境无污染（2分）
（3）由下面的两个反应，通过盖斯定律：
H2O(1)=H2O(g) △H ＝+44kJ／mol
N2H4(1)+2H2O2(1)= N2(g)+4H2O(g) △H ＝-640kJ／mol
推出：N2H4(1)+2H2O2(1)= N2(g)+4H2O(l) △H ＝-816kJ／mol（3分）
已知2H2（g）+ O2（g）===2H2O（l） ΔH =" —571.6" kJ· mol—1
CO(g) + 1/2O2(g) ="=" CO2(g) △H = －283 kJ· mol—1某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，求原混合气体中H2和CO的物质的量。
正确答案
n(H2) ==0.2mol n(co)==0.20mol
试题分析：3.6 g液态水的物质的量是3.6g÷18g/mol＝0.2mol，所以氢气的物质的量就是0.2mol。则根据氢气燃烧的热化学方程式可知，氢气燃烧放出的热量是571.6 kJ· mol—1×0.2mol÷2＝57.16kJ，因此CO燃烧放出的热量是113.74kJ－57.16kJ＝56.58kJ，所以消耗CO的物质的量是56.58kJ÷283 kJ· mol—1＝0.2mol。
点评：在进行反应热的有关计算时，需要特别注意的是，每mol不一定是指1mol，例如在2H2（g）+ O2（g）===2H2O（l） ΔH =" —571.6" kJ· mol—1中，表示每mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量是571.6 kJ。
(11分)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据：
反应I： CO2(g)+3H2(g)
反应II：2CO2(g)+6H2(g)
(1)写出由CH3CH2OH+_____
(2)在一定条件下，对于反应I：在体积恒定的密闭容器中，达到平衡的标志是__ (填字母)
a．CO2和CH3OH 浓度相等 b．H2O的百分含量保持不变
c．H2的平均反应速率为0 d．v正(CO2)=3v逆(H2)
e.混合气体的密度不再发生改变
f. 混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
如果平衡常数K值变大，该反应 (填字母)
a．一定向正反应方向移动 b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c．一定向逆反应方向移动 d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
其他条件恒定，如果想提高CO2的反应速率，可以采取的反应条件是 (填字母) ，
达到平衡后，想提高H2转化率的是_______________(填字母)
a、降低温度 b、补充H2 c、移去甲醇 d、加入催化剂
（3）在密闭容器中，对于反应II中，研究员以生产乙醇为研究对象，在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3时，测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数（y%）如图所示，则表示CH3CH2OH体积分数曲线的是 ；表示CO2的体积分数曲线的是 。
（4）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。上图是反应：2NO(g) + 2CO(g)
正确答案
（1）CH3CH2OH(g)+H2O(g)= 2CH3OH(g) H = +75.6 kJ·mol-1
（2）bcf ，ad ,bd ac
（3） I III (2分)
（4）
试题分析：（1）I×2-II得CH3CH2OH(g)+H2O(g)= 2CH3OH(g) ΔH = +75.6 kJ·mol-1
（2）不能用反应达平衡时物质浓度之间的关系来判断达平衡，a错误，可逆反应达平衡时为动态平衡，速率不为0，c错误，CO2与H2的计量系数之比为1：3，所以v正(CO2)=3v逆(H2)正逆反应速率不等，d错误。所以bef可以判断达平衡的标志。I反应为放热反应，K增大，说明降温，平衡正向移动，因此选ad。想提高CO2的反应速率，可以升高温度，增大压强，增加浓度，使用催化剂，因此选bd。提高H2转化率，平衡要正向移动，因此选ac。
（3）反应II为放热反应，随着温度升高，乙醇的体积分数应该减小，根据反应可知CO2和H2即使完全转化，乙醇的体积分数最大也只有25%，所以曲线I是表示乙醇体积分数。随着温度升高，CO2的体积分数应该增大，CO2最大的体积分数不能超过25%，所以曲线III是表示CO2体积分数。
（4）催化剂表面变小，催化效果变差，速率减慢，但是催化剂不能改变平衡，所以T1的温度下达平衡，NO的浓度不变，但是达平衡的时间增加，所以变化曲线如图。
（8分）已知下列两个热化学方程式：
2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l) △H＝-571.6 kJ•mol-1
C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4 H2O(l) △H＝-2 220 kJ•mol-1
试回答下列问题：
（1）H2的燃烧热为______________，当C3H8完全燃烧生成1mol水的反应热为______________。
（2）1mol H2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为____________。
（3）现有H2和C3H8的混合气体5 mol，完全燃烧时放出热量3847 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为____________。
正确答案
（8分）（1）285.8 kJ•mol-1 －555 kJ•mol-1 （2）4725.8 kJ （3）3：1
考查反应热的有关计算。
（1）燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以根据热化学方程式可知，氢气的燃烧热是571.6 kJ•mol-1÷2＝285.8 kJ•mol-1；根据热化学方程式可知，1mol丙烷完全燃烧生成4mol液态水时放热是2 220 kJ，所以当C3H8完全燃烧生成1mol水的反应热为－2 220 kJ•mol-1÷4＝－555 kJ•mol-1。
（2）根据热化学方程式可知，1mol H2完全燃烧放出的热量是285.8 kJ。而1mol丙烷完全燃烧生成4mol液态水时放热是2 220 kJ，所以2mol丙烷完全燃烧放热是2 220 kJ×2＝4440kJ，因此1mol H2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为285.8 kJ＋4440kJ＝4725.8 kJ。
（3）设混合气体中H2和C3H8的物质的量分别是x和y，则x＋y＝5mol。根据热化学方程式可知285.8 kJ•mol-1×x＋2 220 kJ•mol-1×y＝3847 kJ，解得x＝3.75mol，y＝1.25mol，所以混合气体中H2和C3H8的体积比为3︰1。
（10分）在反应H2 + Cl2＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ/mol，Cl－Cl键能为243kJ/mol，H－Cl键能为432kJ/mol。
判断该反应是放热还是吸热。
计算生成1mol HCl时反应的能量变化。
正确答案
放热 放出92.5 kJ (10分)
△H=436kJ/mol＋243kJ/mol―2×432kJ/mol=―92.5 kJ／mol，△H<0，反应放热，放热92.5 kJ
（10分）回答下列问题：
（1）反应A(g)+B(g)
或“无法确定”）。
（2）在Al2O3、Ni催化下气态甲酸发生下列反应：
甲酸(g)=" CO" (g)+ H2O (g) △H1=" +34.0" kJ/mol
甲酸(g)= CO2 (g)+ H2(g) △H2=" —7.0" kJ/mol
则甲酸的分子式为 ，在该条件下，气态CO2和气态H2反应生成气态CO和气态H2O的热化学方程式为 。
（3）如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
I若试管内液面上升，则正极反应： 。
II若试管内液面下降，则发生 腐蚀。
III若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在 （填“甲”或“乙”）溶液中腐蚀的速度快。
正确答案
（10分）（1）＜。（1分）
（2）CH2O2（1分），CO2(g) + H2(g) =" CO(g)" + H2O(g) △H = +41.0kJ/mol。（2分）
（3）IO2 + 2H2O + 4e-→ 4OH- 。（2分）II析氢。（2分）III乙。（2分）
略
（12分）把一块已经被氧化了的镁3.2 g放入到47 mL密度为1.07 g·cm
正确答案
0.48 g 27%
Mg+H
24 120 2
x y 0.2 g
MgO的质量为：3.2 g-2.4 g="0.8" g
MgO ~ Mg
40 24
0.8 g z
MgO+H
40 120
0.8 g A
所得溶液溶质质量分数为：
（1）一定条件下，可逆反应：A2(g)+B2(g) 
平衡浓度分别为：c(A2)＝0.5 mol·L-1；c(B2)＝0.1 mol·L-1；c(C)＝1.6 mol·L-1。
若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度（mol·L-1)，则：
①a、b应满足的关系式是 。
②a的取值范围是 。
（2）氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，肼（N2H4）可
作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2(g)+2O2(g)="===" N2O4 (1) △H1= -19.5kJ·mol-1
②N2H4(1)+O2(g)="===" N2(g)+2H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式 ；
正确答案
(1)①a=b+0.4 ②0.4
(2) 2N2H4(L)+N2O4(L)====3N2(g)+4H2O(g) △H=-1048.9kJ/mol(3分)
试题分析：（1）一定条件下，可逆反应：A2(g)+B2(g) 
点评：本题考查了化学平衡的计算、热化学方程式的书写，该考点是高考考查的热点，本题有利于培养学生对化学平衡计算的理解能力，该难度中等。
合成氨工业对国防具有重要意义，如制硝酸、合成纤维以及染料等
（1）已知某些化学键的键能数据如下表：
合成氨的热化学反应方程式为 。
（2）常温下，向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2，有NaHCO3固体析出，该反应的化学方程式为 ；所得溶液中离子的电荷守恒式是 ；若向饱和NaCl与饱和CO2的混合溶液中通入氨气，则没有NaHCO3固体析出，原因是 。
（3）氨氮废水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超标排放会造成水体富营养化。右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气。其中阴离子的流动方向为 （填“向a极”或“向b极”），电解过程中，b极区的pH （填“增大”或“减小”或“不变”），阳极反应方程式为 。
正确答案
（1）N2(g)+3H2(g)
（2）NaCl+CO2+NH3·H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
c（Na+）+c(H+)+c（NH4+)=c(Cl-)+c（HCO3-)+2c（CO32-)+c（OH-)
二氧化碳的溶解度小，生成的碳酸氢铵太少，故没有碳酸氢钠析出
（3）向a极 增大 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
试题分析：(1)旧键断裂吸热：946+3×436=2254kJ；新建合成放热：6×390=2340kJ；放热多，化学反应表现
为放热，放出热量86kJ，不难写出相关热化学方程式，同时注意：标明物质的聚集状态；标明单位：
kJ·mol－1。(2)根据反应物和产物，利用守恒定律，不难写出相关方程式；根据溶液呈电中性，正电荷总
数等于负电荷总数，写出电荷守恒；二氧化碳在水中的溶解度很小，生成的碳酸氢根离子浓度很小，
故没有碳酸氢钠析出。（3）阴离子移向阳极；阳极氢离子放电，剩余氢氧根离子，溶液pH增大。
（3分）下表列出了几种键的键能:
请根据以上信息写出氢气在氯气燃烧生成氯化氢气体的热化学方程式：
。
正确答案
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH＝－183 kJ/mol
试题分析：根据方程式：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；ΔH =E（反应物）-E（生成物）=436+243-2×431=－183 kJ/mol
点评：根据键能计算反应热：ΔH =E（反应物）-E（生成物），属于简单题。
（8分）下列方程式中（以下填写序号）
①CaCO3(s) ="=" CaO + CO2(g)；ΔH= 177.7kJ/mol
②C(s) + H2O(g)="=" CO(g) + H2(g)；ΔH= -131.3kJ/mol
③0.5H2SO4(l) + NaOH(l) ="=" 0.5Na2SO4(l) + H2O(l)；ΔH= -57.3kJ/mol
④C(s) + O2(g) ="=" CO2(g)；ΔH=-393.5kJ/mol
⑤CO(g) + 1/2 O2(s) ="=" CO2(g)；ΔH=-283kJ/mol
⑥HNO3 (aq) + NaOH(aq) ="=" NaNO3(aq) + H2O(l)；ΔH= -57.3kJ/mol
⑦2H2(g) + O2(g) ="=" 2H2O(l)；ΔH= -517.6kJ/mol
（1）上述热化学方程式中，不正确的有______________________
（2）根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式______________________。
（3）上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式有__________________ ；
表示中和热的热化学方程式有_________
正确答案
（8分）（1）①②③⑦；（2）C(s) + 1/2 O2(g) ="=" CO (g)；ΔH=-110.5kJ/mol
（3）④⑤；⑥
（1）①中没有注明物质的状态，不正确；碳和水蒸气反应是吸热反应，△H大于0，②不正确；③不正确，物质的状态不正确，应该是0.5H2SO4(ag) + NaOH(ag) ="=" 0.5Na2SO4(ag) + H2O(l)；ΔH= -57.3kJ/mol；⑦不正确，反应热的数值是错误的，其余都是正确的，所以答案选①②③⑦。
（2）根据盖斯定律可知，④－⑤即得到C(s) + 1/2 O2(g) ="=" CO (g)，所以反应热ΔH=－393.5kJ/mol＋283kJ/mol＝－110.5kJ/mol。
（3）燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，因此表示燃烧热的是④⑤；中和热是在一定条件下，再稀溶液中，酸和碱反应生成1mol水水所放出的热量，所以答案是⑥。
(12分)(2011·银川高二检测)化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化，这种能量的变化常以热能的形式表现出来，叫做反应热。由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等。
(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是________；表示物质中和热的是________。(填ΔH1、ΔH2和ΔH3等)
E．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH5
F．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH6
G．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH7
(2)进一步研究表明，化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1 mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据：
已知白磷(P4)的燃烧热为2 378.0 kJ/mol，白磷完全燃烧的产物(P4O10)的结构如图所示，则上表中x＝________。
正确答案
(1)ΔH4、ΔH5 ΔH6 (2)433.75
(1)燃烧热强调1 mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量，故ΔH4、ΔH5符合；中和热强调酸和碱反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，故ΔH6符合。
(2)P4＋5O2===P4O10需拆开6 mol P—P、5 mol O===O，形成12 mol P—O、4 mol P===O，所以12 mol×360 kJ/mol＋4 mol×x kJ/mol－(6 mol×197 kJ/mol＋5 mol×499 kJ/mol)＝2 378.0 kJ，x＝433.75。
（10分）已知：a、H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) △H=-57.3 kJ•mol-1；
b、1.6gCH4完全燃烧生成水蒸气时放热80.2kJ，1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ。
（1）氢氧化钠与硫酸两稀溶液发生反应，写出表征其中和热的热化学方程式：
（2）写出表征甲烷燃烧热的热化学方程式：
（3）已知2SO2(g)+O2(g) 
①图中C表示 E的大小对该反应的反应热有无影响？ 。
②该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？ ，理由是 ；
（4）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H＝―24.8 kJ•mol-1
② 3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H＝―47.2 kJ•mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H＝ +640.5 kJ•mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：
_________________________________________________。
正确答案
(10分）
(1) NaOH(aq) +1/2H2SO4 (aq) = 1/2Na2SO4(aq) +H2O(l) △H=-57.3 kJ•mol-1（2分）
(2) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l) △H＝―889.98 kJ•mol-1（2分）
(3) ① 生成物能量 无（各1分，共2分）
②降低 因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低（各1分，共2分）
(4) FeO(s)+ CO(g)="=" Fe(s)+CO2(g) △H＝-218.0 kJ•mol-1 （2分）
（1）考查热化学方程式的书写。中和热是在一定条件下，在稀溶液中，酸和碱反应生成1mol水时放出的热量，所以该反应的热化学方程式是 NaOH(aq) +1/2H2SO4 (aq) = 1/2Na2SO4(aq) +H2O(l) △H=-57.3 kJ•mol-1。
（2）燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以该反应的热化学方程式是CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l) △H＝―889.98 kJ•mol-1。
（3）①根据图像可知，C点表示生成物的总能量。E表示反应的活化能，活化能的大小不能改变反应的反应热。
②催化剂改变了反应的历程使活化能E降低，所以B点降低。
（4）考查反应热的计算。根据盖斯定律可知，（①×3－②－③×2）÷6即得到
FeO(s)+ CO(g)="=" Fe(s)+CO2(g)，所以反应热是△H＝（）―24.8 kJ•mol-1×3＋47.2 kJ•mol-1－640.5 kJ•mol-1×2）＝－218.0 kJ•mol-1。
近年来雾霾天气多次肆虐我国部分地区．其中燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一．
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）
①该反应的△H______0（填“＜”或“＞”）．
②在T2温度下，0～2s内的平均反应速率v（N2）为______．
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，图2中正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是______（填字母编号）．
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题．煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．
已知：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ/mol
2NO2（g）⇌N2O4（g）△H=-56.9kJ/mol
H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4（g）生成N2和H2O（l）的热化学方程式______．
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率．图3是利用甲烷燃料电池电解100mL1mol/L食盐水的装置，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）．
①该燃料电池的负极反应式为______．
②电解后溶液的pH约为______（忽略氯气与氢氧化钠溶液反应）．
③阳极产生气体的体积在标准状况下约为______L．
正确答案
（1）①由图1可知，温度T1先到达平衡，故温度T1＞T2，温度越高平衡时，二氧化碳的浓度越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，即为△H＜0，故答案为：＜；
②由图可知，T2温度时2s到达平衡，平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.1mol/L，故v（CO2）=
故答案为：0.025mol/（L•s）；
③a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t1时刻V正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；
b、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故b错误；
c、NO的质量分数为定值，t1时刻处于平衡状态，故c正确，
故答案为：c；
（2）已知：①CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-867kJ/mol②2NO2（g）⇌N2O4（g）△H2=-56.9kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ•mol-1
根据盖斯定律，①-②+③×2得：CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l），
故△H=-867kJ/mol-（-56.9kJ/mol）-44.0kJ•mol-1×2=-898.1kJ/mol，
即CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l），△H=-898.1kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+N2O4（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H═-898.1kJ/mol；
（3）①、原电池负极发生氧化反应，甲烷在负极通入，酸性条件下，发生氧化反应生成CO2、H+，负极电极反应式为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+，
故答案为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；
②由方程式：2NaCl+2H2O
2 2 22.4
0.1L×1mol/L0.1 2.24L
由题可知：之后反应为直接电解水，溶液pH值不改变，C（H+）=
故答案为14；
③甲烷燃料电池电解100mL 1mol/L食盐水，溶液中n（Cl-）=0.1mol，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L，物质的量为0.1mol，依据电解反应和电子守恒分析，阴极2H++2e-=H2↑，电子转移0.2mol，阳极电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，0.1mol氯离子失电子0.1mol生成氯气0.05mol气体，所以氢氧根离子失电子0.1mol，4OH--4e-=2H2O+O2↑，转移0.1mol电子生成氧气0.025mol，共生成气体物质的量=0.05mol+0.025mol=0.075mol，标准状况气体体积=0.075mol×22.4L/mol=1.68L，
故答案为：1.68．
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