Question

按要求完成下列問題：

（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（液體，分子式為CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ．則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為　　；將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成堿性燃料電池，寫出該電池的負(fù)極電極反應(yīng)方程式　

（2）氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)．

已知：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^﹣1

CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=﹣247.4kJ•mol^﹣1

以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法．CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為　．

（3）已知白磷、紅磷燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：

P₄（s，白磷）+5O₂=P₄O₁₀（s）；△H=﹣2986kJ•mol^﹣1

4P（s，紅磷）+5O₂=P₄O₁₀（s）；△H=﹣2956kJ•mol^﹣1

則白磷比紅磷　（填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”）

（4）已知一定條件下A₂與B₂自發(fā)反應(yīng)生成AB₃，則反應(yīng)A₂（g）+3B₂（g）=2AB₃（g） 的△S=　　0，△H　　0 （填“＜”、“＞”、“=”）

（5）如圖為電解精煉銀的示意圖，　a　（填a或b）極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體生成，則生成該氣體的電極反應(yīng)式為　　．

Answer 1

考點(diǎn)：

原電池和電解池的工作原理；熱化學(xué)方程式；電解原理．

專題：

基本概念與基本理論．

分析：

（1）依據(jù)燃燒熱概念是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，題干所給量計(jì)算32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變；堿性燃料電池中，甲醇在負(fù)極失電子生成碳酸根離子；

（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；

（3）根據(jù)物質(zhì)的總能量與反應(yīng)熱的關(guān)系判斷，能量越高物質(zhì)越不穩(wěn)定；

（4）反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H﹣T△S＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，△H﹣T△S＞0，反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行；據(jù)此判斷；

（5）電解精煉時(shí)，含有雜質(zhì)的金屬作陽極；若陰極有少量紅棕色氣體生成，說明陰極上硝酸根離子得電子生成二氧化氮．

解答：

解：（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ．32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為725.76KJ；則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=﹣725.76kJ•mol^﹣1，堿性燃料電池中，甲醇在負(fù)極失電子生成碳酸根離子，其電極方程式為CH₃OH﹣6e^﹣+8OH^﹣═CO₃^2﹣+6H₂O；

故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=﹣725.76kJ•mol^﹣1；CH₃OH﹣6e^﹣+8OH^﹣═CO₃^2﹣+6H₂O；

（2）①CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ•mol^﹣1

②CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=﹣247.4kJ•mol^﹣1

①×2﹣②得到CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=206.2×2﹣（﹣247.4）=+659.8kJ•mol^﹣1 ；

故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+659.8kJ•mol^﹣1；

（3）已知白磷、紅磷燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：

P₄（s，白磷）+5O₂=P₄O₁₀（s）；△H=﹣2986kJ•mol^﹣1

4P（s，紅磷）+5O₂=P₄O₁₀（s）；△H=﹣2956kJ•mol^﹣1

等質(zhì)量的白磷和紅磷完全燃燒，白磷放出的熱量多，相同的狀況下，白磷的能量比紅磷高，則白磷比紅磷不穩(wěn)定，

故答案為：不穩(wěn)定；

（4）已知一定條件下A₂與B₂自發(fā)反應(yīng)生成AB₃，則反應(yīng)A₂（g）+3B₂（g）=2AB₃（g），該反應(yīng)正方向?yàn)槲镔|(zhì)的量減小的方向，則△S＜0，一定條件下能自發(fā)進(jìn)行，則

△H﹣T△S＜0，所以＜0，

故答案為：＜；＜；

（5）電解精煉時(shí)，粗銀作陽極，純銀作陰極，所以a極為含有雜質(zhì)的粗銀，若陰極有少量紅棕色氣體生成，說明陰極上硝酸根離子得電子生成二氧化氮，電極反應(yīng)式為：2H⁺+NO₃^﹣+e^﹣=NO₂↑+H₂O，

故答案為：a；2H⁺+NO₃^﹣+e^﹣=NO₂↑+H₂O．

點(diǎn)評(píng)：

本題考查了化學(xué)反應(yīng)與能量、蓋斯定律的應(yīng)用、燃料電池電極方程式的書寫、反應(yīng)自發(fā)性的判斷、電解原理的應(yīng)用等，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，題目難度中等．