Question

【題目】（1）氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示：

溶液A的溶質(zhì)名稱是__________；電解飽和食鹽水的離子方程式為___________。

（2）氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

已知：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝+206.2 kJ/mol

CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) △H＝+247.4 kJ/mol

以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為_________________。

（3）最近意大利羅馬大學(xué)的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結(jié)構(gòu)如圖，已知斷裂1mol N－N吸收167kJ熱量，生成1mol N≡N放出942kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，則由N2氣體生成1mol氣態(tài)N4的△H=_____kJ/mol。

（4）以CO為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負(fù)極通入CO，電解質(zhì)是熔融Na2CO3。則電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_______________；正極的電極反應(yīng)式為 ____________；放電時(shí)，CO32— 移向電池的_______(填“正”或“負(fù)”)極。

Answer 1

【答案】 氫氧化鈉 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ CH4(g)＋2H2O(g) ＝CO2(g) ＋4H2(g) △H＝+165.0 kJ/mol +882 kJ/mol CO+CO32--2e-=2CO2 O2+2CO2+4e-=2CO32- 負(fù)

【解析】（1）右側(cè)電極產(chǎn)生氫氣，氫離子放電，水的電離平衡被破壞，同時(shí)產(chǎn)生氫氧化鈉，則溶液A的溶質(zhì)名稱是氫氧化鈉；電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。

（2）已知：

①CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝+206.2 kJ/mol

②CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) △H＝+247.4 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律可知①×2－②即得到CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋2H2O(g)＝CO2(g)＋4H2(g) △H＝+165.0 kJ/mol。

（3）N2氣體生成1mol氣態(tài)N4的化學(xué)方程式為2N2＝N4，則根據(jù)反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值可知△H＝942kJ/mol×2－167kJ/mol×6＝+882 kJ/mol。

（4）負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，則CO在負(fù)極放電，由于是熔融的碳酸鈉為電解質(zhì)，則電池負(fù)極電極反應(yīng)式為CO+CO32--2e-＝2CO2；正極氧氣得到電子，電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-＝2CO32-。原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則放電時(shí)，CO32— 移向電池的負(fù)極。