Question

13．研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有重要意義．請根據(jù)學(xué)過知識(shí)回答下列問題：

（1）已知一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)過程的能量變化如圖1所示：
①反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ•mol^-1．
②已知：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131kJ•mol^-1，則 C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H=+172kJ/mol．
（2）化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程．化學(xué)鍵的鍵能是形成（或拆開）1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放（或吸收）的能量．已知：N≡N鍵的鍵能是948.9kJ•mol^-1，H-H鍵的鍵能是436.0kJ•mol^-1； N-H鍵的鍵能是391.55kJ•mol^-1．則$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）═NH₃（g）△H=-46.2KJ/moL．
（3）如圖2是一個(gè)化學(xué)過程的示意圖：（已知電解質(zhì)溶液均過量）
①甲裝置中通入CH₄的電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．
②一段時(shí)間，當(dāng)丙池中產(chǎn)生11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氣體時(shí)，則乙池中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.125moL，若要使丙池恢復(fù)電解前的狀態(tài)，應(yīng)向丙池中加入HCl．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)圖象分析反應(yīng)是放熱反應(yīng)，焓變?yōu)?41KJ/mol，依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出；
②依據(jù)（1）CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ•mol^-1；
（2）C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律（2）-（1）計(jì)算；
（2）反應(yīng)的焓變△H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和計(jì)算；
（3）①CH₄在負(fù)極上失電子，堿性條件下生成碳酸根；
②電解氯化鈉溶液時(shí)，陰極上氫離子放電，陽極上氯離子放電，根據(jù)氯氣和氫氧化鈉的關(guān)系式計(jì)算氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度，從而得出溶液的pH；根據(jù)電解的產(chǎn)物分析，根據(jù)“析出什么元素加入什么元素”的原則確定加入的物質(zhì)．

解答 解：（1）①圖象分析反應(yīng)是放熱反應(yīng)，焓變?yōu)?41KJ/mol，標(biāo)注物質(zhì)狙擊狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)焓變得到熱化學(xué)方程式為：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ•mol^-1，故答案為：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ•mol^-1；
②（1）CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=-41kJ•mol^-1；
（2）C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律（2）-（1）得到：C（s）+CO₂（g）═2CO（g）△H═+172kJ/mol，
故答案為：+172kJ/mol；
（2）N≡N鍵的鍵能是948.9kJ•mol^-1，H-H鍵的鍵能是436.0kJ•mol^-1； N-H鍵的鍵能是391.55kJ•mol^-1．則$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）═NH₃（g）△H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=$\frac{1}{2}$×948.9kJ•mol^-1 +$\frac{3}{2}$×436.0kJ•mol^-1 -3×391.55kJ•mol^-1=-46.2KJ/mol，
故答案為：-46.2 KJ/moL；
（3）①CH₄在負(fù)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(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；②②當(dāng)丙池中產(chǎn)生11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）即0.5mol氣體時(shí)，丙池中反應(yīng)為2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，則氫氣的體積與氯氣的體積相同均為0.25moL，又乙池中產(chǎn)生氣體為氧氣，所以根據(jù)得失電子守恒，物質(zhì)的量為$\frac{0.25}{2}$=0.125moL，由于丙池中電解生成H₂和Cl₂從溶液中逸出，所以應(yīng)該加二者的化合物，即加入HCl，
故答案為：0.125moL；HCl．

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫方法和注意問題以及原電池和電解池原理，正確推斷原電池正負(fù)極是解本題的關(guān)鍵，注意鍵能計(jì)算焓變的方法，題目難度中等．