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水的熱化學方程式：

 

（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2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1
（3）依據氧化還原反應：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s）設計的原電池如圖甲所示
請回答：

①電極X的材料是

 

（填化學式）．
②銀電極發生的電極反應是：

 

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

 

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

 

極；
②A池中第②極上的電極反應式為

 

；
③A池中第①極上產生氣體體積為

 

 mL；（標準狀況下）通電前A池中原混合溶液Cu²⁺的濃度為

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,原電池和電解池的工作原理,電解原理

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）根據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（2）根據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（3）由圖可知，左邊為負極，右邊為正極，Cu失去電子為負極發生氧化反應，銀離子得電子發生還原反應，電子從負極流向正極，以此來解答；
（4）在保證電子守恒的前提下，利用總反應減去正極反應式可得負極反應式；
（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，據此寫出電極反應式；
③根據轉移電子數相等計算陽極上生成的氧氣，從而確定陰極上也有氣體生成，根據陰極上轉移的電子計算生成氣體的體積；根據陰陽極上轉移電子守恒計算銅轉移的電子，再根據銅和轉移電子之間的關系式計算硫酸銅的物質的量濃度．

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結合圖可知，X為負極，為Cu，故答案為：Cu；
②Ag為正極，銀離子得到電子，發生電極反應：Ag⁺+e^-=Ag，故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；
（4）由總反應4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，正極反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，由電子守恒，則總反應除以2減去正極反應即可得負極反應式，負極反應式為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，其電極反應式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③第③極反應為Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，則轉移的電子為0.02mol，A池中陽極反應為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，則轉移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↑，則氫氣的物質的量為0.005mol，其體積是0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
Cu²⁺+2e^-=Cu中轉移0.01mol電子，所以Cu²⁺的物質的量為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．

點評：本題考查蓋斯定律的運用、原電池，電解原理等，明確Cu電極的質量增加是解答本題的突破口，并明確發生的電極反應及電子守恒即可解答，難度不大．