Question

利用化學反應原理研究生產、生活中的實際問題具有十分重要的意義：
（Ⅰ）氮氣和氫氣合成氨是化學工業中極為重要的反應，其熱化學方程式可表示為：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92 kJ·mol^－1。請回答下列問題：
(1)取1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應，測得反應放出的熱量＿＿＿＿＿92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是＿＿＿＿＿＿＿；若加入催化劑，ΔH　　　(填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)已知：分別破壞1 mol N≡N鍵、1 mol H—H鍵需要吸收的能量為：946 kJ、436 kJ，則破壞1 mol N—H鍵需要吸收的能量為＿＿＿＿＿＿kJ。
(3)N₂H₄可視為：NH₃分子中的H被—NH₂取代的產物。發射衛星用N₂H₄(g)為燃料，NO₂為氧化劑生成N₂和H₂O(g)。
已知：N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)  ΔH₁＝＋67．7 kJ·mol^－1
N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)  ΔH₂＝－534 kJ·mol^－1。
則：1 mol N₂H₄完全反應的熱化學方程式為                                 。
（Ⅱ）某鉛蓄電池的正、負極標記被磨損。試用下圖裝置設計實驗，識別出此鉛蓄電池的正負極。

(1)若A接E，B接F，而B電極出現     ，反應式為                         ，則說明F為正極；
（2）若鉛蓄電池工作時（放電），其E所在電極的電極反應式為：             ，充電時該極與外加電源的    極相連。
（3）若用該電池電解Cu(NO₃)₂ 溶液，其電解方程式為                         
若有0.2mol電子發生轉移，則正極消耗的PbO₂的物質的量是       ；要想CuSO₄溶液恢復原樣，需加入的物質是          ,質量為        

Answer 1

（Ⅰ） (1)小于　由于該反應是可逆反應，反應物無法全部轉化為生成物　不變
　(2)391
(3)N₂H₄(g)＋NO₂(g)==="3/2" N₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－567.85 kJ·mol^－1
（Ⅱ）(1)氣泡　2Cl^――2e^－====Cl₂↑
（2）Pb-2e^－＋SO₄^2－＝PbSO₄   負極
（3）   0.1 mol     CuO  8g

（Ⅰ）(1)合成氨反應為可逆反應，不可能進行到底，故在實際生產中，1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)不可能生成2molNH₃，放出的熱量也必定小于92kJ；
ΔH只與反應物的系數成正比，而與是否使用催化劑沒有關系
（2）ΔH＝反應物的鍵能之和—生成物的鍵能之和=946+3×436—6×N—H鍵鍵能=－92 kJ·mol^－1，得N—H鍵鍵能為391 kJ·mol^－1
(3)由①N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)  ΔH₁＝＋67．7 kJ·mol^－1
②N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)  ΔH₂＝－534 kJ·mol^－1。
根據蓋斯定律可知②—①/2得：N₂H₄(g)＋NO₂(g)==="3/2" N₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－567.85 kJ·mol^－1
（II）（1）由圖示可知，B極生成氯氣：2Cl^――2e^－====Cl₂↑，失電子，發生氧化反應，連接的是外電源的正極，即F極為正極，E極為電池負極
（2）對于鉛蓄電池來說，放電時，E極為負極：Pb-2e^－＋SO₄^2－＝PbSO₄，充電時與外電源的負極相連
（3）電解Cu(NO₃)₂ 溶液，其電解方程式為
由關系式PbO₂～2 e^－～Cu～1/2O₂↑～CuO可知，當有0.2mol電子發生轉移，則正極消耗的PbO₂的物質的量是0.1mol；
要想CuSO₄溶液恢復原樣，需加入的物質是CuO，其質量為0.1×80=8g