Question

完成下列熱化學方程式（化學方程式、電極反應式、表達式等）的書寫：
（1）已知：2Cu（s）+O₂（g）=Cu₂O（s）；△H=-169kJ?mol^-1，
C（s）+O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1，
Cu（s）+O₂（g）=CuO（s）；△H=-157kJ?mol^-1
用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu₂O的熱化學方程式是：

 

（2）以甲烷、空氣為反應物，KOH溶液作電解質溶液構成燃料電池，則負極反應式為：

 

（3）無水AlCl₃瓶蓋打開有白霧，其反應的化學方程式為

 

（4）“鎂-次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖，該電池反應的總反應方程式為

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學電源新型電池

專題：化學反應中的能量變化,電化學專題

分析：（1）根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減構造目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數作相應的加減；
（2）原電池負極發生氧化反應，甲烷在負極放電，氧氣在正極反應，堿性條件下氧氣放電生成氫氧根離子，正極電極反應式為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，總的電池反應式為CH₄+2O₂+2OHˉ=CO₃²ˉ+3H₂O，電池總反應式減去正極電極反應式可得負極電極反應式；
（3）AlCl₃水解產生HCl，氯化氫與空氣中的水蒸氣呈白霧；
（4）由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應生成Cl^-與Mg（OH）₂．

解答： 解：（1）已知：①2Cu（s）+

1

2

O₂（g）=Cu₂O（s）△H=-169kJ?mol^-1，
②C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1，
③Cu（s）+

1

2

O₂（g）=CuO（s）△H=-157kJ?mol^-1
由蓋斯定律可知，①-③×2+②得2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g），則△H=-169kJ?mol^-1-（-157kJ?mol^-1）×2+（-110.5kJ?mol^-1）=+34.5 kJ?mol^-1，
故答案為：2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）；△H=+34.5 kJ?mol^-1；
（2）原電池負極發生氧化反應，甲烷在負極放電，氧氣在正極反應，堿性條件下氧氣放電生成氫氧根離子，正極電極反應式為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，總的電池反應式為CH₄+2O₂+2OHˉ=CO₃²ˉ+3H₂O，電池總反應式減去正極電極反應式可得負極電極反應式為CH₄+10OHˉ-8eˉ=CO₃²ˉ+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OHˉ-8eˉ=CO₃²ˉ+7H₂O；
（3）AlCl₃水解AlCl₃+3H₂?Al（OH）₃+3HCl生成HCl，氯化氫與空氣中的水蒸氣呈白霧，故答案為：AlCl₃+3H₂?Al（OH）₃+3HCl；
（4）由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應生成Cl^-與Mg（OH）₂，該電池反應的總反應方程式為Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂，
故答案為：Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂．

點評：本題考查蓋斯定律與熱化學方程式書寫、原電池、鹽類水解等，綜合性較大，難度中等，是對知識的綜合運用，注意基礎知識的理解掌握．