Question

研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过的知识回答下列问题:

Ⅰ.（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示:

①反应的热化学方程式为                  。

②已知:C（s）+H₂O（g）＝CO（g）+H₂（g） ΔH=+131 kJ·mol^-1,

则C（s）+CO₂（g）＝2CO（g） ΔH=           。

（2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知:N≡N键的键能是948.9 kJ·mol^-1,H—H键的键能是436.0 kJ·mol^-1;N—H键的键能是391.55 kJ·mol^-1。则N₂（g）+3H₂（g）＝2NH₃（g）  ΔH=           。

Ⅱ.下图是一个化学过程的示意图,回答下列问题:

（1）甲池是        装置,乙装置中电极A的名称                  。

（2）甲装置中通入CH₄的电极反应式为                  ，乙装置中电极B（Ag）的电极反应式为                     ，丙装置中D极的产物是            （写化学式）。

（3）一段时间,当丙池中产生112 mL（标准状况下）气体时,均匀搅拌丙池,所得溶液在25℃时的pH=           。（已知:NaCl溶液足量,电解后溶液体积为500 mL）。若要使丙池恢复电解前的状态,应向丙池中通入             （写化学式）。

Answer

Ⅰ.（1）①CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）△H=－41kJ•mol-1②+172kJ/mol（2）－92.4kJ/mol

Ⅱ.（1）原电池；阳极

（2）CH4+10OH――8e－=CO32－+7H2O；Ag＋＋e－＝Ag；H2和NaOH；（3）12；HCl

【解析】

试题分析：Ⅰ.（1）①根据图像可知反应物的总能量高于生成物总能量，反应是放热反应，焓变为-41kJ/mol，反应的热化学方程式为：CO（g） + H2O（g） ＝ CO2（g） + H2（g） △H=－41 kJ•mol-1；

②（1）CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）△H=－41kJ•mol-1

（2）C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）△H=+131kJ•mol-1

依据盖斯定律（2）-（1）得到：C（s）+CO2（g）＝2CO（g）△H＝+172kJ/mol，

（2）N≡N键的键能是948.9kJ•mol-1，H-H键的键能是436.0kJ•mol-1； N-H键的键能是391.55kJ•mol-1，则反应N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）的△H=反应物键能总和-生成物键能总和=948.9kJ•mol-1 +3×436.0kJ•mol-1 －2×3×391.55kJ•mol-1=－92.4kJ/mol；

Ⅱ.（1）甲池通入甲烷和氧气是燃料电池，即是原电池装置，其中通入甲烷的是负极，通入氧气的是正极。乙装置中电极A与正极相连，作阳极；

（2）CH4在负极上失电子，碱性条件下生成碳酸根，所以甲装置中通入CH4的电极反应式为CH4+10OH――8e－=CO32－+7H2O；乙装置中电极B（Ag）是阴极，溶液中的银离子放电，电极反应式为Ag＋＋e－＝Ag；丙装置中D极是阴极，溶液中的氢离子放电产生氢气，同时破坏水的电离平衡，因此产物是H2和NaOH；

（3）一段时间,当丙池中产生112 mL（标准状况下）气体时,根据电解的方程式2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH可知生成氢气和氯气的物质的量均是，所以产生氢氧化钠是0.005mol，其浓度是0.005mol÷0.5L＝0.01mol/L，因此所得溶液在25℃时的pH=12。由于丙池中电解生成H2和Cl2从溶液中逸出，所以应该加二者的化合物，即加入HCl。

考点：考查热化学方程式书写方法和注意问题以及原电池和电解池原理