Question

【題目】（1）已知拆開1mo1H-H鍵、1molN≡N鍵、lmolN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ。則生成1mo1 NH3時(shí)反應(yīng)放出______________kJ 的熱量。

（2）天然氣既是高效潔凈的能源，也是重要的化工原料。

①甲烷分子的結(jié)構(gòu)式為_________，空間構(gòu)型為_______________。

②甲烷高溫分解生成氫氣和炭黑。在密閉容器中進(jìn)行此反應(yīng)時(shí)要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是__________________________________________。

（3）為了驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>________（填序號）。

（4）直接乙醇燃料電池(DEFC)具有很多優(yōu)點(diǎn)，引起了人們的研究興趣。現(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池。

①三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為______________________；

②堿性乙醇燃料電池中，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________________；

③熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì)，電池工作時(shí)，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________________________________________。

Answer 1

【答案】46正四面體提供甲烷分解所需的能量②O2C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO32－＋11H2OO2+2CO2+4e-=2CO32-

【解析】

（1）已知拆開1mo1H-H鍵、1molN≡N鍵、lmolN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ，根據(jù)反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵放出的能量的差值，則生成2mol氨氣放出的熱量是2×3×391kJ－3×436kJ－946kJ＝92kJ，所以生成1mo1 NH3時(shí)反應(yīng)放出46kJ的熱量。

（2）①甲烷分子的化學(xué)式為CH4，結(jié)構(gòu)式為，空間構(gòu)型為正四面體。

②由于甲烷高溫分解需要吸收能量，所以進(jìn)行此反應(yīng)時(shí)要通入適量空氣使部分甲烷燃燒的目的是提供甲烷分解所需的能量。

（3）驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，在原電池中，銅作負(fù)極、其它導(dǎo)電的金屬或非金屬作正極，電解質(zhì)溶液為可溶性的鐵鹽，則

①中鐵作負(fù)極、Cu作正極，電池反應(yīng)式為Fe+2Fe3+=3Fe2+，不能驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，錯誤；

②中銅作負(fù)極、銀作正極，電池反應(yīng)式為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，能驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，正確；

③中鐵發(fā)生鈍化現(xiàn)象，Cu作負(fù)極、鐵作正極，電池反應(yīng)式為：Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O，不能驗(yàn)證氧化性強(qiáng)弱，錯誤；

④中鐵作負(fù)極、銅作正極，電池反應(yīng)式為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，不能驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，錯誤；

答案選②。

（4）①燃料電池中正極均是氧氣得到發(fā)生還原反應(yīng)，因此三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為O2；

②堿性乙醇燃料電池中，電極a上通入的是乙醇，乙醇發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸鹽，則發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO32－＋11H2O；

③熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì)，電池工作時(shí)，電極b上通入的是空氣，氧氣得到電子，由于負(fù)極產(chǎn)生的二氧化碳部分進(jìn)入正極，則正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-=2CO32-。