【題目】研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有重要意義。請根據(jù)學(xué)過的知識回答下列問題:

.1)已知一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)過程的能量變化如圖所示:

①反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。

已知:Cs)+H2Og)COg)+H2g) ΔH=+131 kJ·mol-1,

Cs)+CO2g)2COg) ΔH=

(2)化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。化學(xué)鍵的鍵能是形成或拆開)1 mol化學(xué)鍵時釋放或吸收的能量。已知:NN鍵的鍵能是948.9 kJ·mol-1,HH鍵的鍵能是436.0 kJ·mol-1;NH鍵的鍵能是391.55 kJ·mol-1。則N2g)+3H2g)2NH3g) ΔH= 。

.下圖是一個化學(xué)過程的示意圖,回答下列問題:

1)甲池是 裝置,乙裝置中電極A的名稱

2)甲裝置中通入CH4的電極反應(yīng)式為 ,乙裝置中電極BAg)的電極反應(yīng)式為 ,丙裝置中D極的產(chǎn)物是 寫化學(xué)式。

3)一段時間,當(dāng)丙池中產(chǎn)生112 mL標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體時,均勻攪拌丙池,所得溶液在25時的pH= 已知:NaCl溶液足量,電解后溶液體積為500 mL)。若要使丙池恢復(fù)電解前的狀態(tài),應(yīng)向丙池中通入 寫化學(xué)式。

【答案】.1)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H=-41kJmol-1+172kJ/mol(2)-92.4kJ/mol

.(1)原電池;陽極

(2)CH4+10OH8e=CO32-+7H2O;Ag+e=Ag;H2NaOH;(3)12;HCl

【解析】

試題分析:.(1)根據(jù)圖像可知反應(yīng)物的總能量高于生成物總能量,反應(yīng)是放熱反應(yīng),焓變?yōu)?41kJ/mol,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) H=-41 kJmol-1;

(1)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H=-41kJmol-1

(2)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131kJmol-1

依據(jù)蓋斯定律(2)-(1)得到:C(s)+CO2(g)=2CO(g)H=+172kJ/mol,

(2)NN鍵的鍵能是948.9kJmol-1,H-H鍵的鍵能是436.0kJmol-1; N-H鍵的鍵能是391.55kJmol-1,則反應(yīng)N2g)+3H2g)2NH3g)H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=948.9kJmol-1 +3×436.0kJmol-1 -2×3×391.55kJmol-1=-92.4kJ/mol;

.(1)甲池通入甲烷和氧氣是燃料電池,即原電池裝置,其中通入甲烷的是負(fù)極,通入氧氣的是正極。乙裝置中電極A與正極相連,作陽極;

(2)CH4在負(fù)極上失電子,堿性條件下生成碳酸根,所以甲裝置中通入CH4的電極反應(yīng)式為CH4+10OH8e=CO32-+7H2O;乙裝置中電極BAg)是陰極,溶液中的銀離子放電,電極反應(yīng)式為Ag+e=Ag;丙裝置中D是陰極,溶液中的氫離子放電產(chǎn)生氫氣,同時破壞水的電離平衡,因此產(chǎn)物是H2和NaOH;

(3)一段時間,當(dāng)丙池中產(chǎn)生112 mL標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體時,根據(jù)電解的方程式2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH可知生成氫氣和氯氣的物質(zhì)的量均是,所以產(chǎn)生氫氧化鈉是0.005mol,其濃度是0.005mol÷0.5L=0.01mol/L,因此所得溶液在25時的pH=12由于丙池中電解生成H2和Cl2從溶液中逸出,所以應(yīng)該加二者的化合物,即加入HCl。

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