Question

完成下列熱化學方程式（化學方程式、電極反應式、表達式等）的書寫：
（1）已知：2Cu（s）+

1

2

O₂（g）=Cu₂O（s）；△H=-169kJ?mol^-1，
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1，
Cu（s）+

1

2

O₂（g）=CuO（s）；△H=-157kJ?mol^-1
用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu₂O的熱化學方程式是：

2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）；△H=+34.5kJ?mol^-1

（2）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發生如下反應：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），寫出該反應的化學平衡常數表達式：

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

（3）以甲烷、空氣為反應物，KOH溶液作電解質溶液構成燃料電池，則負極反應式為：

CH₄+10OHˉ-8eˉ=CO₃²ˉ+7H₂O

．
（4）無水AlCl₃瓶蓋打開有白霧，其反應的化學方程式為

AlCl₃+3H₂OAl（OH）₃+3HCl

．
（5）“鎂-次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖，該電池反應的總反應方程式為

Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂

．
（6）工業上電解飽和食鹽水的離子方程式為

2Clˉ+2H₂O

通電  .

2OHˉ+Cl₂↑+H₂↑

．

Answer 1

分析：（1）根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減構造目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數作相應的加減．
（2）平衡常數指生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值．
（3）原電池負極發生氧化反應，甲烷在負極放電，氧氣在正極反應，堿性條件下氧氣放電生成氫氧根離子，正極電極反應式為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，總的電池反應式為CH₄+2O₂+2OHˉ=CO₃²ˉ+3H₂O，電池總反應式減去正極電極反應式可得負極電極反應式．
（4）AlCl₃水解產生HCl，氯化氫與空氣中的水蒸氣呈白霧．
（5）由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應生成Cl^-與Mg（OH）₂．
（6）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉．

解答：解：（1）已知：①2Cu（s）+

1

2

O₂（g）=Cu₂O（s）；△H=-169kJ?mol^-1，
②C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1，
③Cu（s）+

1

2

O₂（g）=CuO（s）；△H=-157kJ?mol^-1
=-169kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知，①-③×2+②得2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）；△H=-169kJ?mol^-1-（-157kJ?mol^-1）×2+（-110.5kJ?mol^-1）=+34.5 kJ?mol^-1．
故答案為：2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）；△H=+34.5 kJ?mol^-1．
（2）可逆反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的化學平衡常數k=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

．
故答案為：

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

．
（3）原電池負極發生氧化反應，甲烷在負極放電，氧氣在正極反應，堿性條件下氧氣放電生成氫氧根離子，正極電極反應式為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，總的電池反應式為CH₄+2O₂+2OHˉ=CO₃²ˉ+3H₂O，電池總反應式減去正極電極反應式可得負極電極反應式為CH₄+10OHˉ-8eˉ=CO₃²ˉ+7H₂O．
故答案為：CH₄+10OHˉ-8eˉ=CO₃²ˉ+7H₂O．
（4）AlCl₃水解AlCl₃+3H₂OAl（OH）₃+3HCl生成HCl，氯化氫與空氣中的水蒸氣呈白霧．
故答案為：AlCl₃+3H₂OAl（OH）₃+3HCl．
（5）由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應生成Cl^-與Mg（OH）₂，該電池反應的總反應方程式為
Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂．
故答案為：Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂．
（6）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉，電解飽和食鹽水的離子方程式為2Clˉ+2H₂O

通電  .

 2OHˉ+Cl₂↑+H₂↑．
故答案為：2Clˉ+2H₂O

通電  .

 2OHˉ+Cl₂↑+H₂↑．

點評：考查蓋斯定律與熱化學方程式書寫、化學平衡常數、原電池、鹽類水解、電解池等，綜合性較大，難度中等，是對知識的綜合運用，注意基礎知識的理解掌握．