Question

（1）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

 

（2）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
則反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1
（3）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s）設(shè)計(jì)的原電池如圖甲所示
請(qǐng)回答：

①電極X的材料是

 

（填化學(xué)式）．
②銀電極發(fā)生的電極反應(yīng)是：

 

．
（4）Allis-Chalmers制造公司發(fā)現(xiàn)可以用氨作為燃料電池的燃料．其總反應(yīng)式為4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，正極上的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，則負(fù)極上的電極反應(yīng)式為

 

．
（5）如圖乙所示，通電5min后，第③極增重2.16g，同時(shí)在A池中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體224mL，設(shè)A池中原混合液的體積為200mL．
①電源F為

 

極；
②A池中第②極上的電極反應(yīng)式為

 

；
③A池中第①極上產(chǎn)生氣體體積為

 

 mL；（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）通電前A池中原混合溶液Cu²⁺的濃度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理,電解原理

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（3）由圖可知，左邊為負(fù)極，右邊為正極，Cu失去電子為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電子從負(fù)極流向正極，以此來解答；
（4）在保證電子守恒的前提下，利用總反應(yīng)減去正極反應(yīng)式可得負(fù)極反應(yīng)式；
（5）①通電5min后，第③極增重，所以第③極是陰極，則F是電源正極；
②第②極是陽極，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，據(jù)此寫出電極反應(yīng)式；
③根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計(jì)算陽極上生成的氧氣，從而確定陰極上也有氣體生成，根據(jù)陰極上轉(zhuǎn)移的電子計(jì)算生成氣體的體積；根據(jù)陰陽極上轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算銅轉(zhuǎn)移的電子，再根據(jù)銅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算硫酸銅的物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：（1）①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律，利用①-②+③×4得：2CH₃OH（l）+2O₂（g）=2CO （g）+4H₂O（l）△H=-885.6KJ/mol，即CH₃OH（l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol；
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol；
（2）①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ?mol^-1
③C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律，利用③×2-①-②得：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5KJ/mol；
故答案為：-746.5；
（3）由2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）可知，Cu失去電子，銀離子得到電子；
①結(jié)合圖可知，X為負(fù)極，為Cu，故答案為：Cu；
②Ag為正極，銀離子得到電子，發(fā)生電極反應(yīng)：Ag⁺+e^-=Ag，故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；
（4）由總反應(yīng)4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，由電子守恒，則總反應(yīng)除以2減去正極反應(yīng)即可得負(fù)極反應(yīng)式，負(fù)極反應(yīng)式為2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O；
故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O；
（5）①通電5min后，第③極增重，所以第③極是陰極，則F是電源正極，故答案為：正；
②第②極是陽極，A中陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，其電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③第③極反應(yīng)為Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，則轉(zhuǎn)移的電子為0.02mol，A池中陽極反應(yīng)為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，則轉(zhuǎn)移0.02mol電子生成氧氣為0.005mol，其體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL＜224mL，所以在陰極上含有氣體生成，在陰極也生成112mL氣體，由2H⁺+2e^-=H₂↑，則氫氣的物質(zhì)的量為0.005mol，其體積是0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
Cu²⁺+2e^-=Cu中轉(zhuǎn)移0.01mol電子，所以Cu²⁺的物質(zhì)的量為0.005mol，通電前c（CuSO₄）=

0.005mol

0.2L

=0.025 mol?L^-1．
故答案為：112；0.025mol?L^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查蓋斯定律的運(yùn)用、原電池，電解原理等，明確Cu電極的質(zhì)量增加是解答本題的突破口，并明確發(fā)生的電極反應(yīng)及電子守恒即可解答，難度不大．