Question

（1）1799年，意大利物理學家伏特制成了世界上第一個電池-“伏打”電池，直接促進了人類文明的發展．下列①～⑤裝置中，能構成原電池的是

①

（填序號），其正極反應式為

2H⁺+2e^-=H₂↑

，負極反應式為

Zn-2e^-=Zn ²⁺

，電子向

正極

（填“正極”或“負極”，下同）運動，H⁺向

正極

運動．

（2）合成氨是人類科學技術發展史上的一項重大突破．德國化學家哈伯和化學工程專家博斯因為研究工業合成氨分獲1918年和1931年的諾貝爾化學獎．
①工業合成氨反應的化學方程式為

N₂（g）+3H₂（g）

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃（g）

．
②化學反應中的能量變化是斷裂舊化學鍵吸收的能量之和與形成新化學鍵釋放的能量之和的差．依據下表計算：

化學鍵	H-H	N≡N	H-N
生成（或斷裂）1mol化學鍵時放出（或吸收）的能量	436kJ	946kJ	390kJ

工業合成氨的反應是

放熱

（填“放熱”或“吸熱”）反應，1molN₂完全反應時對應熱量的數值為

92

kJ．

Answer 1

分析：（1）原電池的構成條件是：①有兩個活潑性不同的電極，②將電極插入電解質溶液中，③兩電極間構成閉合回路，④能自發的進行氧化還原反應，根據原電池的構成條件判斷；易失電子的電極作負極，另一個電極為正極，電子從負極沿導線流向正極，電解質溶液中陽離子向正極移動；
（2）①工業合成氨是利用氮氣和氫氣在高溫、高壓、催化劑條件下合成氨氣；
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．

解答：解：（1）①符合原電池的構成條件，屬于原電池；
②兩個電極材料相同，所以不能構成原電池；
③不能自發的進行氧化還原反應，所以不能構成原電池；
④沒有電解質溶液，不能自發的進行氧化還原反應，所以不能構成原電池；
⑤不能形成閉合回路，所以不能構成原電池；
銅鋅原電池中，鋅易失電子作負極，電極反應式為：Zn-2e^-=Zn ²⁺，銅作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，電子向正極移動，氫離子向正極移動，
故答案為：①；2H⁺+2e^-=H₂↑；Zn-2e^-=Zn ²⁺；正極；正極；
（2）①在高溫、高壓、催化劑條件下，氮氣和氫氣發生氧化還原反應生成氨氣，所以合成氨反應的化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃（g），故答案為：N₂（g）+3H₂（g）

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃（g）；
②在反應N₂+3H₂?2NH₃中，1mol N₂完全反應為NH₃，
斷裂3mol H-H鍵，1mol N三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，
生成2mol NH₃，共形成6molN-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ，
吸收的能量少，放出的能量多，該反應為放熱反應，
放出的熱量為：2346kJ-2254kJ=92kJ，
故答案為：放熱；92．

點評：本題考查了原電池原理及反應熱，根據原電池構成條件、原電池中電子和陰陽離子的移動方向等來分析解答，注意從鍵能角度計算反應熱，難度較大．