Question

【題目】Ⅰ.如圖是旺旺同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)簡(jiǎn)易的原電池裝置，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

(1)若 a電極材料為碳、b溶液為 FeCl3溶液，則正極的電極反應(yīng)式為____，當(dāng)有1.6g負(fù)極材料溶解時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為____mol；

(2)若 a 電極材料為鐵、b溶液為濃硝酸，電流表的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn)，則電子的流向?yàn)?/span>______→ __________（填電極材料，下同），溶液中的NO3-向________極移動(dòng)；

(3)氫氧燃料電池已用于航天飛機(jī)。這種電池以30%KOH溶液為電解質(zhì)溶液，供電時(shí)總反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O，則正極的電極方程式為________________。

Ⅱ．已知H-H 鍵、N-H 鍵、N≡N 鍵的鍵能分別為 436kJ/mol、391kJ/mol、946 kJ/mol，關(guān)于工業(yè)合成氨的反應(yīng)，請(qǐng)根據(jù)鍵能的數(shù)據(jù)判斷下列問(wèn)題：

(4)若有 1 mol NH3生成 ，可________(填“吸收”或“放出”）熱量________kJ；該反應(yīng)的能量變化可用圖__________表示。（填“甲“或“乙”）

Answer 1

【答案】Fe3++e-=Fe2+ 0.05 銅(Cu) 鐵(Fe) 銅(Cu) 2H2O+O2+4e-=4OH- 放出 46 甲

【解析】

(1)若a電極材料為碳、b溶液為 FeCl3溶液，Cu為負(fù)極，C為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；根據(jù)Cu為+2價(jià)金屬，每1molCu反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2mol電子計(jì)算；

(2)若a電極材料為鐵、另一個(gè)電極為Cu，由于Fe遇濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以b溶液為濃硝酸，Fe為正極，Cu為負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極；陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；

(3)氫氧燃料電池在堿性電解質(zhì)溶液中，正極上O2獲得電子變?yōu)?/span>OH-；

(4)反應(yīng)熱為斷鍵吸收熱量與成鍵放出熱量的差值，根據(jù)熱量變化判斷反應(yīng)熱，并結(jié)合放熱反應(yīng)反應(yīng)物的能量比生成物的能量高；吸熱反應(yīng)反應(yīng)物的能量比生成物的能量低判斷。

(1)若a電極材料為碳、b溶液為 FeCl3溶液，則由于電極活動(dòng)性Cu>C，Cu為負(fù)極，C為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的Fe3+獲得電子，電極反應(yīng)式為Fe3++e-=Fe2+；由于Cu為+2價(jià)金屬，每1molCu反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2mol電子計(jì)算，n(Cu)=1.6g÷64g/mol=0.025mol，所以電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為n(e-)=2n(Cu)=0.05mol；

(2)若a電極材料為鐵、另一個(gè)電極為Cu，b溶液為濃硝酸，由于Fe遇濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以Fe為正極，Cu為負(fù)極，電子由負(fù)極Cu流向正極Fe；根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，所以陰離子NO3-向正電荷較多負(fù)極Cu電極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極Fe電極移動(dòng)；

(3)氫氧燃料電池在堿性電解質(zhì)溶液中，正極上O2獲得電子變?yōu)?/span>OH-，電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-=4OH-；

(4)由于H-H 鍵、N-H 鍵、N≡N 鍵的鍵能分別為 436kJ/mol、391kJ/mol、946 kJ/mol，N2與H2反應(yīng)產(chǎn)生NH3的熱化學(xué)方程式為N2(g)+H2(g)NH3(g) △H=946kJ/mol× +436kJ/mol×-391kJ/mol×3=-46 kJ/mol，說(shuō)明若有 1 mol NH3生成 ，可放出熱量46kJ；反應(yīng)為放熱反應(yīng)，說(shuō)明反應(yīng)物的能量比生成物的能量高，因此該反應(yīng)的能量變化可用圖甲表示。