Question

15．（1）已知N≡N、N-H、H-H的鍵能分別為946kJ•mol^-1、390.8kJ•mol^-1、436.0kJ•mol^-1．試根據(jù)蓋斯定律，寫出合成氨反應(yīng)的熱化學方程式N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-90.8kJ/mol．
（2）在通常狀況下，足量氫氧化鈉的稀溶液與含溶質(zhì)為1mol的稀硫酸完全反應(yīng)時放出akJ的熱量，寫出該反應(yīng)中和熱的熱化學方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-$\frac{a}{2}$kJ/mol
（3）以鎂和鋁為電極，以NaOH作電解質(zhì)溶液，構(gòu)成原電池時，鋁做負極，電極反應(yīng)式為Al-3e+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-；
與MnO₂-Zn電池類似，K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式為FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-，該電池總反應(yīng)的離子方程式為3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=2Fe（OH）₃+4OH^-+3Zn（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)熱=反應(yīng)物鍵能之和-生成物中鍵能之和，利用化學計量數(shù)關(guān)系分析熵變；
（2）中和熱是強酸強堿發(fā)生反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，據(jù)此書寫熱化學方程式，1mol的稀硫酸含有2molH⁺，全部反應(yīng)生成2mol水；
（3）以鎂條、鋁片為電極，以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液設(shè)計的原電池中，相對于電解質(zhì)溶液來講，鋁更活潑，原電池的總反應(yīng)一般是負極和電解質(zhì)溶液的反應(yīng)，K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，負極為鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；依據(jù)產(chǎn)物和電子守恒寫出正極反應(yīng)：FeO₄^2-+3eˉ+4H₂O→Fe（OH）₃+5OHˉ；有正極反應(yīng)和負極反應(yīng)合并得到電池反應(yīng)．

解答 解：（1）N≡N的鍵能是946kJ/mol，H-H的鍵能為436kJ/mol，N-H的鍵能為390.8kJ/mol，則
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×390.8kJ/mol=-90.8kJ/mol，
該熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-90.8 kJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-90.8kJ/mol
（2）在通常狀況下，足量氫氧化鈉的稀溶液與含溶質(zhì)為1mol的稀硫酸完全反應(yīng)時放出akJ的熱量，1mol的稀硫酸含有2molH⁺，全部反應(yīng)生成2mol水，生成1mol水放熱$\frac{a}{2}$KJ，中和熱的熱化學方程式為：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-$\frac{a}{2}$kJ/mol；
故答案為：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-$\frac{a}{2}$kJ/mol；
（3）以鎂條、鋁片為電極，以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液設(shè)計的原電池中，相對于電解質(zhì)溶液NaOH溶液來講，鋁更活潑，故鋁做負極，原電池的總反應(yīng)一般是負極和電解質(zhì)溶液的反應(yīng)，故反應(yīng)方程式為：2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，負極電極反應(yīng)為：Al-3e+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-，原電池的負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極電極反應(yīng)式為：①FeO₄^2-+3eˉ+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-；負極電極反應(yīng)為：②Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；依據(jù)電極反應(yīng)的電子守恒，①×2+②×3合并得到電池反應(yīng)為：3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4OH^-，
故答案為：負；Al-3e+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-；FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-；3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=2Fe（OH）₃+4OH^-+3Zn（OH）₂．

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)、原電池的工作原理的應(yīng)用、電極反應(yīng)式的書寫等，題目難度中等，熟悉氧化還原反應(yīng)的規(guī)律、原電池的工作原理是解題關(guān)鍵，注意培養(yǎng)閱讀材料獲取信息的能力．