Question

（14分）（1）下圖是工業(yè)氮氣和氫氣合成1mol氨氣過程中能量變化示意圖，

請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。

（2）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。

已知：C(s，石墨)+O2(g)=C02(g) △H1=-393.5kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1

2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，計算298K時由C(s，石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變：△H=____ 。

（3）將鐵片和鋅片放在盛有NaCl溶液(其中滴有酚酞)的表面皿中，如下圖所示。

正極上發(fā)生的電極反應(yīng)為___

陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為___

（4）如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：

①電池的負(fù)極是________(填“a”或“b”)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式是 __ _。

②電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH______(填“增大”、“減小”或“不變”)

Answer 1

（1）N2(g)＋3H2 (g)===2NH3(g) ΔH＝2（a-b）kJ/mol

（2）226.7kJ·mol-1 （3） 2H2O＋O2 +4e－==4OH－ 2H＋＋2e－==H2↑

（4）①a CH4＋10OH－―8e－=CO32-＋7H2O ②減小

【解析】

試題分析：（1）①由圖1可知，1molN2（g）與3molH2（g）完全反應(yīng)生成2molNH3（g）的反應(yīng)熱為508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol，所以合成氨的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJ/mol，故答案為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92kJ/mol。

（2）已知：①C （s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1；

②2H2（g）+O2（g）=2H2O （l）△H2=-571.6kJ?mol-1；

③2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O （l）△H2=-2599kJ?mol-1；

2C （s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）的反應(yīng)可以根據(jù)①×2+②×-③×得到，所以反應(yīng)焓變△H=2×（-393.5kJ?mol-1）+（-571.6kJ?mol-1）×-（-2599kJ?mol-1）×=+226.7kJ?mol-1，故答案為：△H=+226.7kJ?mol-1．

（3） 甲圖示是原電池，鋅做負(fù)極，鋅失電子形成鋅離子，正極是Ⅰ，在正極上，O2+2H2O+4e-=4OH-；所以Ⅰ處變紅；乙圖示是電解池，鐵做陽極，鐵失電子生成亞鐵離子，鋅做陰極，在陰極上，2H++2e-=H2↑，破壞了鋅片附近水的電離平衡，使得OH-濃度增大，所以Ⅳ處也變紅．故答案為：2H2O＋O2 +4e－==4OH－ 2H＋＋2e－==H2↑

（4）由原電池原理確定a極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O；正極反應(yīng)式為2O2+4H2O+8e-==8OH-；合并的原電池的總反應(yīng)式為CH4+2OH-+2O2==3H2O+ CO32-；確定工作一段時間后溶液的p H會減�。还蚀鸢笧椋孩賏 CH4＋10OH－―8e－=CO32-＋7H2O ②減小

考點：熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用、原電池和電解池的工作原理、簡單實驗及p H的計算。