Question

9．Ⅰ．（1）人們把拆開1mol化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能．
已知N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ•mol^-1、497kJ•mol^-1查閱資料獲知如下反應的熱化學方程式．
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+68kJ•mol^-1
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
①一定條件下，N₂與O₂反應生成NO能夠自發(fā)進行，其原因是△S＞0，NO分子中化學鍵的鍵能為631.5kJ•mol^-1
②CO與NO₂反應的熱化學方程式為4CO（g）+2NO₂（g）═4CO₂（g）+N₂（g）△H=-1200kJ•mol^-1．
Ⅱ．熔融狀態(tài)下，鈉的單質(zhì)和FeCl₂能組成可充電電池（裝置示意圖如下），反應原理為：2Na+FeCl₂ $?_{充電}^{放電}$  Fe+2NaCl放電時，電池的正極反應式為Fe²⁺+2e^-=Fe；充電時，鈉（寫物質(zhì)名稱）電極接電源的負極；該電池的電解質(zhì)為β-Al₂O₃．

Answer 1

分析 （1）①凡是△S＞0的反應都有利于反應的自發(fā)進行，根據(jù)舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵生成釋放的能量值即為化學反應所吸收的能量，結(jié)合N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ•mol^-1、497kJ•mol^-1，N₂（g）+O₂（g）=2NO（g），△H=+180kJ•mol^-1可以計算NO分子中化學鍵的鍵能；
②結(jié)合蓋斯定律，利用后三個化學方程式就可以求出反應的焓變；
（2）熔融狀態(tài)下，Na的單質(zhì)和FeCl₂能組成可充電電池，反應原理為：2Na+FeCl₂Fe+2NaCl，放電時，為原電池，F(xiàn)e²⁺在正極放電生成Fe，；充電時，即為電解質(zhì)池，電池的負極與外接電源的負極相連；電池的電解質(zhì)為β-Al₂O₃．

解答 解：（1）①根據(jù)影響反應能否自發(fā)進行的因素有△S、△H，凡是△S＞0和△H＜0的反應都有利于反應的自發(fā)進行，N₂與O₂反應生成NO或NO₂時的△S＞0，根據(jù)N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ•mol^-1、497kJ•mol^-1以及反應N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1可設NO分子中化學鍵的鍵能為X，則有：946kJ•mol^-1+497kJ•mol^-1-2X=180kJ•mol^-1得：X=631.5kJ•mol^-1，
故答案為：△S＞0；631.5；
②已知N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+180kJ•mol^-1，N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H₂=+68kJ•mol^-1，2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₃=-221kJ•mol^-1，C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₄=-393.5kJ•mol^-1，根據(jù)蓋斯定律，化學方程式為4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△H=4△H₄-2△H₃-△H₂=-1200 kJ•mol^-1，
故答案為：-1200kJ•mol^-1；
（2）熔融狀態(tài)下，Na的單質(zhì)和FeCl₂能組成可充電電池，反應原理為：2Na+FeCl₂Fe+2NaCl，放電時，為原電池，原電池的正極發(fā)生還原反應，F(xiàn)e²⁺在正極放電生成Fe，正極反應式為，F(xiàn)e²⁺+2e^-=Fe；充電時，即為電解質(zhì)池，根據(jù)電解池原理，接電源負極的為電解池的陰極，在陰極上氧化劑發(fā)生還原反應，結(jié)合圖可知，電極材料是鈉，電池的電解質(zhì)為β-Al₂O₃，
故答案為：Fe²⁺+2e^-=Fe；鈉；β-Al₂O₃．

點評 本題考查了蓋斯定律的應用和反應熱的計算、原電池和電解池原理的應用，題目難度中等，側(cè)重于考查學生的分析能力和計算能力．