Question

【題目】（1）已知H-H 鍵能為436 kJ·mol－1，H-N鍵鍵能為391 kJ·mol－1，根據化學方程式： N2(g)+3 H2(g)2NH3(g) ΔH=－92.4kJ·mol－1。則N≡N鍵的鍵能是_________________

（2）事實證明，能設計成原電池的反應通常是放熱反應，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是__________________。

A．C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H ＞ 0

B．2H2(g)+O2(g)=2H2O（1） △H ＜ 0

C．NaOH(aq) + HC1(aq) = NaC1(aq) + H2O（1） △H ＜ 0

（3）以KOH溶液為電解質溶液，依據所選反應設計一個原電池，其正極的電極反應式___________。

（4）電解原理在化學工業中有著廣泛的應用�，F將你設計的原電池通過導線與圖中電解池相連，其中為 a電解液，X和Y均為惰性電極，則

①若a為CuSO4溶液，則電解時的化學反應方程式為 。

②若電解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400ml，當陽極產生的氣體672mL(標準狀況下)時，溶液的pH=_______(假設電解后溶液體積不變)。

③若用此電解裝置模擬工業精煉銅，則應將a改為 溶液

Answer 1

【答案】（1）945.6 kJ·mol－1 ；（2）B； （3）O2 +4e- +2H2O =4OH- ；

（4）① 2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4；

② 1； ③CuSO4

【解析】

試題分析：（1）已知：H-H鍵能為436kJmol-1，N-H鍵鍵能為391kJmol-1，令N≡N的鍵能為x，

對于反應N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJmol-1；反應熱△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，故x+3×436kJmol-1-2×3×391kJmol-1=-92.4kJmol-1 解得：x=945.6kJmol-1；

（2）A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H＞0，為氧化還原反應，但為吸熱反應，不能設計為原電池，故A錯誤；B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O（1）△H＜0，不屬于氧化還原反應，不能設計為原電池，故B錯誤；C．2H2(g)+O2(g)=2H2O（1）△H＜0，為氧化還原反應，為放熱反應，能設計為原電池，故C正確；故答案為C；

（3）以KOH溶液為電解質溶液，氫氧燃料堿性電池中，負極上氫氣失去電子，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O2 +4e- +2H2O =4OH- ；

（4）①電解硫酸銅溶液時，陽極上生成氧氣，陰極上生成銅，同時溶液中生成硫酸，所以電池反應式為：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；

②電解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400ml，陽極上先生成氯氣后生成氧氣，陰極上先生成銅，后生成氫氣，陽極上氯氣完全析出時，氯氣的體積=×22.4L/mol=448mL＜672mL，所以陽極上還有224mL氧氣，陽極上轉移電子的物質的量=0.04mol×1+=0.08mol，陰極上銅完全析出時，需要電子的物質的量=0.04mol×2=0.08mol，所以陰極上不析出氫氣，生成224mL氧氣時，陽極附近同時生成C(H+)==0.1mol/L，所以溶液的pH=1；

③工業精煉銅時，陽極是粗銅，電解液為含銅離子的溶液CuSO4或CuCl2。