Question

【題目】（1）氯堿工業中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示：

溶液A的溶質名稱是__________；電解飽和食鹽水的離子方程式為___________。

（2）氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。

已知：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝+206.2 kJ/mol

CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) △H＝+247.4 kJ/mol

以甲烷為原料制取氫氣是工業上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為_________________。

（3）最近意大利羅馬大學的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結構如圖，已知斷裂1mol N－N吸收167kJ熱量，生成1mol N≡N放出942kJ熱量。根據以上信息和數據，則由N2氣體生成1mol氣態N4的△H=_____kJ/mol。

（4）以CO為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負極通入CO，電解質是熔融Na2CO3。則電池負極電極反應式為_______________；正極的電極反應式為 ____________；放電時，CO32— 移向電池的_______(填“正”或“負”)極。

Answer 1

【答案】 氫氧化鈉 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ CH4(g)＋2H2O(g) ＝CO2(g) ＋4H2(g) △H＝+165.0 kJ/mol +882 kJ/mol CO+CO32--2e-=2CO2 O2+2CO2+4e-=2CO32- 負

【解析】（1）右側電極產生氫氣，氫離子放電，水的電離平衡被破壞，同時產生氫氧化鈉，則溶液A的溶質名稱是氫氧化鈉；電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。

（2）已知：

①CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝+206.2 kJ/mol

②CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) △H＝+247.4 kJ/mol

根據蓋斯定律可知①×2－②即得到CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為CH4(g)＋2H2O(g)＝CO2(g)＋4H2(g) △H＝+165.0 kJ/mol。

（3）N2氣體生成1mol氣態N4的化學方程式為2N2＝N4，則根據反應熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學鍵所放出的能量的差值可知△H＝942kJ/mol×2－167kJ/mol×6＝+882 kJ/mol。

（4）負極發生失去電子的氧化反應，則CO在負極放電，由于是熔融的碳酸鈉為電解質，則電池負極電極反應式為CO+CO32--2e-＝2CO2；正極氧氣得到電子，電極反應式為O2+2CO2+4e-＝2CO32-。原電池中陰離子向負極移動，則放電時，CO32— 移向電池的負極。