Question

【題目】研究化學反應中的能量變化有重要意義。請根據學過的知識回答下列問題：

Ⅰ.化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。化學鍵的鍵能是形成(或拆開)1 mol化學鍵時釋放(或吸收)的能量。已知：N≡N鍵的鍵能是948.9 kJ·mol－1，H—H鍵的鍵能是436.0 kJ·mol－1；N—H鍵的鍵能是391.55 kJ·mol－1。則N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)　ΔH＝______________

Ⅱ.下圖是鎂鋁原電池請寫出甲的電池總反應______________ ，乙池鋁極的電極反應式______________

Ⅲ.下圖是一個化學過程的示意圖，回答下列問題：

（1）乙裝置中電極A的名稱是__________

（2）甲裝置中通入CH4的電極反應式為 ________________________________________________

（3）一段時間，當丙池中產生224 mL(標準狀況下)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1000 mL)。

Answer 1

【答案】-92.4 kJ·mol－1 Mg+2H+ =Mg2+ +H2↑ 2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O 陽極 CH4＋10OH－－8e－=CO32－＋7H2O 12

【解析】

Ⅰ.（1）反應的焓變△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和計算；

Ⅱ. 鎂鋁原電池，圖甲中，電解質溶液為硫酸，則根據金屬活動性順序判斷電源負極為鎂，圖乙中，電解質溶液為氫氧化鈉，鋁與氫氧化鈉發生自發的氧化還原反應，故鋁做負極，據此分析作答；

Ⅲ. （1）甲池為甲烷形成的燃料電池；根據原電池的正負極判斷乙裝置電解池的陰陽極；
（2）CH4在負極上失電子，堿性條件下生成碳酸根；

（3）電解氯化鈉溶液時，陰極上氫離子放電，陽極上氯離子放電，根據氯氣、氫氣和氫氧化鈉的關系式計算氫氧化鈉的物質的量濃度，從而得出溶液的pH。

Ⅰ. N≡N鍵的鍵能是948.9 kJ·mol－1，H—H鍵的鍵能是436.0 kJ·mol－1；N—H鍵的鍵能是391.55 kJ·mol－1，N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)　ΔH＝反應物鍵能總和生成物鍵能總和 = 948.9 kJmol1+3×436.0 kJmol16×391.55 kJmol1 =-92.4 kJ·mol－1，

故答案為：-92.4 kJ·mol－1；

Ⅱ. 圖甲的原電池裝置中，鎂做負極，被氧化，鋁電極做正極，氫離子被還原，其總的電池反應式為：Mg+2H+ =Mg2+ +H2↑；在圖乙中，鋁與氫氧化鈉溶液反應，Al為原電池的負極，被氧化，故電極反應式為：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O，

故答案為：Mg+2H+ =Mg2+ +H2↑；2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O；

Ⅲ. （1）甲池中一極通入甲烷，另一極通入氧氣，所以甲池為甲烷形成的燃料電池，通入甲烷的一極為負極，通入氧氣的一極為正極，A與正極相連，所以A的名稱為陽極；
故答案為：陽極；
（2）CH4在負極上失電子，堿性條件下生成碳酸根，所以甲裝置中通入CH4的電極反應式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，

故答案為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；
（3）丙池中發生的反應為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，丙池中產生224 mL，則氫氣的體積與氯氣的體積相同均為112 mL，其物質的量為 = 0.005 mol，根據H22NaOH關系式得n(NaOH)=2×0.005 mol = 0.01 mol，故c(OH-) = = 0.01 mol/L，根據水的離子積c(H+) = = 10-12 mol/L，所以溶液的pH=12，

故答案為：12。