Question

【題目】（1）氨的合成是最重要的化工生產之一，工業上合成氨用的H2有多種制取的方法。用天然氣跟水蒸氣反應：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。已知有關反應的能量變化如下圖所示，則此制取H2反應的ΔH＝____________。

（2）已知通常狀況下，每充分燃燒1gCO并恢復到原狀態，會釋放10KJ的熱量。請寫出表示CO燃燒熱的熱化學反應方程式：________________________________。

（3）一種甲烷燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接通入甲烷，同時向一個電極通入空氣。此電池的負極電極反應式是_______________。

（4）利用右圖裝置可以模擬鐵的電化學防護。

① 若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于______處。假設海水中只有NaCl溶質，寫出此時總離子反應方程式：__________________________________________。

② 若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為_________。寫出鐵電極處的電極反應式：_____________________________。

Answer 1

【答案】 ΔH＝(a＋3b－c) kJ·mol－1 CO（g）+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH＝-280kJ/mol CH4 -8e- + 2H2O = CO2 + 8H+ N 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 犧牲陽極的陰極保護法 O2+2H2O+4e—=4OH—

【解析】試題分析：（1）三個反應的熱化學方程式為：①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g） ΔH＝-aKJ/mol， ②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH＝-bKJ/mol，③CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） ΔH＝-cKJ/mol，根據蓋斯定律分析，三個反應應該①+3×②-③，所以反應熱ΔH＝(a＋3b－c) kJ·mol－1。（2）1克一氧化碳的物質的量為1/28摩爾，所以每摩爾一氧化碳反應生成二氧化碳反應放出的熱量為280KJ所以熱化學方程式為：CO（g）+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH＝-280KJ/mol。（3）甲烷在原電池中左負極，在酸性條件下反應生成二氧化碳和水，電極反應為：CH4-8e-+ 2H2O = CO2+ 8H+。（4）①X為碳棒，減緩鐵的腐蝕，需要將鐵電解池的陰極，即連接N；電解氯化鈉，反應生成氫氧化鈉和氫氣和氯氣，離子方程式為：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。②X為鋅，開關在M處，則鐵做原電池的正極，這種電化學防護法為犧牲陽極的陰極保護法； 鐵為原電池的正極，發生吸氧腐蝕，電極反應為：O2+2H2O+4e—=4OH—。