Question

【題目】（1）在一定條件下N2與H2反應生成NH3，請回答：

①若反應物的總能量為E1，生成物的總能量為E2，且E1＞E2，則該反應為________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

②已知拆開1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為___________________________________________。

（2）實驗室用50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL某濃度的NaOH溶液在如圖所示裝置中反應，通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。該裝置有兩處明顯的錯誤，其中一處是缺少一種玻璃儀器，該儀器的名稱為___________________________；實驗室提供了0.50mol·L－1和0.55mol·L－1兩種濃度的NaOH溶液，應選擇___________mol·L－1的NaOH溶液進行實驗。

（3）人類活動產生的CO2長期積累，威脅到生態環境，其減排問題受到全世界關注。工業上常用高濃度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用電解法使K2CO3溶液再生，其裝置示意圖如下：

①在陽極區發生的反應包括__________________________________和H＋＋HCO===H2O＋CO2↑。

②簡述CO在陰極區再生的原理：____________________________________。

（4）常溫下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH＝9的Na2SO3溶液，試計算溶液中＝_______。（常溫下H2SO3的電離平衡常數Ka1＝1.0×10－2，Ka2＝6.0×10－8）

Answer 1

【答案】 放熱 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92kJ·mol－1 環形玻璃攪拌棒 0.55 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ HCO存在電離平衡：HCOH＋＋CO，陰極H＋放電濃度減小平衡右移，CO再生(或陰極H＋放電OH－濃度增大，OH－與HCO反應生成CO，CO再生) 60

【解析】 (1)①反應物總能量大于生成物總能量，為放熱反應；
②化學反應中，化學鍵斷裂吸收能量，形成新化學鍵放出能量，根據方程式計算分別吸收和放出的能量，以此計算反應熱并判斷吸熱還是放熱；
(2)根據量熱計的構造來判斷該裝置的缺少儀器；為了使反應充分,NaOH應過量；

（3）①陽極上氫氧根離子放電生成氧氣；
②碳酸氫根離子程度電離平衡、氫氧根離子和碳酸氫根離子反應生成碳酸根離子；

（4）依據Ka2=，得溶液中=，以此解答。

詳解:(1)①反應物的總能量為E1，生成物的總能量為E2，若E1>E2，則該反應為放熱反應，

因此，本題正確答案是：放熱；
②在反應N2+3H22NH3中，斷裂3molH—H鍵，1molN≡N共吸收的能量為:3×436 kJ+946 kJ=2254 kJ，生成2mol NH3，共形成6mol1molN—H鍵，放出的能量為:6×391kJ=2346kJ，吸收的熱量少,放出的熱量多,該反應為放熱反應,放出的熱量為：2346kJ -2254 kJ =92kJ；
因此，本題正確答案是：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92kJ·mol－1 ；
(2)根據量熱計的構造可以知道該裝置的缺少儀器是環形玻璃攪拌棒；實驗室提供了0.50mol·L－1和0.55mol·L－1兩種濃度的NaOH溶液，為了使反應充分,NaOH應過量,所以選擇0.55mol·L－1的溶液進行實驗，
因此，本題正確答案是：環形玻璃攪拌棒；0.55；

(3) ①陽極上氫氧根離子放電生成氧氣和水,電極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，

因此，本題正確答案是：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；
②HCO存在電離平衡：HCOH＋＋CO，陰極H＋放電濃度減小平衡右移，CO再生；陰極H＋放電OH－濃度增大，OH－與HCO反應生成CO，CO再生，
因此，本題正確答案是：HCO存在電離平衡：HCOH＋＋CO，陰極H＋放電濃度減小平衡右移，CO再生(或陰極H＋放電OH－濃度增大，OH－與HCO反應生成CO，CO再生)；

（4）pH=9的溶液中c（H+）=10-9mol/L，依據Ka2=，得溶液中=，==60，
故答案為：60。