Question

(1)氨的合成是最重要的化工生产之一，工业上合成氨用的H₂有多种制取的方法。用天然气跟水蒸气反应：CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)。已知有关反应的能量变化如下图所示，则此制取H₂反应的ΔH＝____________。

（2）已知通常状况下，每充分燃烧1gCO并恢复到原状态，会释放10KJ的热量。请写出表示CO燃烧热的热化学反应方程式：                       。

（3）一种甲烷燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接通入甲烷，同时向一个电极通入空气。此电池的正极电极反应式是__________________。

（4）利用右图装置可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于             处。

假设海水中只有NaCl溶质，写出此时总离子反应方程式：              

②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为              。写出铁电极处的电极反应式：____________。

Answer

（1）ΔH＝(a＋3b－c) kJ·mol－1 ；

（2）CO（g）+O2(g)=CO2(g) ΔH＝-280KJ/mol ；

（3）O2 +4e- + 4H+ = 2H2O ；（4）①N；2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ ；

②牺牲阳极的阴极保护法；O2+2H2O+4e—=4OH— ；

【解析】

试题分析：（1）图1、图2、图3写出热化学方程式分别为：

①CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H=-akJ•mol-1

②H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H=-bkJ•mol-1

③CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=-ckJ•mol-1，

由③-（①+②×3）得：CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=（a+3b-c）kJ•mol-1，

故答案为：（a+3b-c）kJ•mol-1；

（2）在25℃、101kPa下，1gCO并恢复到原状态，会释放10KJ的热量，则28gCO完全燃烧生成二氧化碳放出的热量为28×10KJ=280KJ，则CO燃烧热的热化学方程式为：CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H=-280KJ/mol，故答案为：CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H=-280KJ/mol；

（3）甲烷燃料电池工作时，原电池中负极上燃料甲烷失电子发生氧化反应：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+，正极的反应式为O2 +4e- + 4H+ = 2H2O，故答案为：O2 +4e- + 4H+ = 2H2O；

（4）①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，应使Fe连接电源的负极，为电解池，所以开关K应置于N处，假设海水中只有NaCl溶质，则总离子反应为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案为：N；2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；

②若X为锌，开关K置于M处，为原电池，Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，铁电极处的电极反应式O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法；O2+2H2O+4e-=4OH-

考点：考查了反应热和焓变；原电池和电解池的工作原理；金属的电化学腐蚀与防护．的相关知识。