题目内容

4．氨是最重要的化工产品之一．
（1）合成氨用的氢气可以以甲烷为原料制得．有关化学反应的能量变化如图甲、乙所示．反应甲是放热反应（填“放热”或“吸热”）．判断依据是反应物的总能量大于生成物的总能量．CH4（g）与H2O（g）反应生成CO（g）和H2 （g）的热化学方程式是CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2 （g）△H=+161.1kJ•mol-1．

（2）图丙是氨氧燃料电池的示意图，回答下列问题：
①a电极作负极（填“正”“负”“阴”或“阳”），其电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O．
②反应一段时间后，电解质溶液的pH将减小（填“增大”“减小”或“不变”）．
③若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌（制白铁皮），某铁皮上现需要镀上 97.5g锌，理论上至少需要消耗氨气22.4 L（标准状况）．

分析 （1）依据图象甲分析反应物的总能量大于生成物的总能量，说明反应是放热反应；写出对应热化学方程式，依据盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（2）①氨氧燃料电池，燃料氨气在负极上放电，结合碱性环境写出负极反应；
②根据总反应判断电解质溶液的pH变化；
③根据原电池的负极上失去的电子的物质的量等于电解池中阴极上得到的电子的物质的量，据此分析．

解答 解：（1）图象甲分析反应物的总能量大于生成物的总能量，说明反应是放热反应；反应的热化学方程式为：
①H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（g）△H=-241.8KJ/mol
②CH4（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO（g）+2H2O（g）△H=-564.3KJ/mol
由盖斯定律②-①×3得到：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2 （g）△H=-564.3+241.8×3=+161.1kJ•mol-1，
故答案为：放热；反应物的总能量大于生成物的总能量；CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2 （g）△H=+161.1kJ•mol-1；
（2）①氨氧燃料电池，燃料氨气在负极上失电子发生氧化反应，反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，所以a电极作负极，故答案为：负；2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；
②氧气在正极上放电，由于电解质是碱性的，故正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，所以总反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，生成水，碱性减弱，则反应一段时间后，电解质溶液的pH将减小，故答案为：减小；
③某铁皮上现需要镀上9.75g锌，物质的量n=$\frac{m}{M}$=$\frac{97.5}{65}$=1.5mol，故阴极上得1.5mol×2=3mol电子；
原电池的负极上失去的电子的物质的量等于电解池中阴极上得到的电子的物质的量，由总反应4NH3+3O2=2N2+6H2O，负极反应为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，可知1molNH3失去3mol电子；故要失去3mol电子，则需要的氨气的物质的量为1mol，在标况下的体积为22.4L，故答案为：22.4．

点评 本题考查了盖斯定律的应用和电极反应的书写，题目综合性较大，较难，是对知识的综合利用、注意基础知识的理解掌握．

练习册系列答案
相关题目
14．下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是（　　）
A．氢氧化钙固体与氯化铵固体的反应B．氨气和氯化氢化合
C．甲烷与氧气的反应D．石灰石的分解反应
15．2012年4月，中央电视台曝光了不法商贩将重金属铬（Cr）超标的工业明胶加工成药用胶囊的“毒胶囊”事件．已知铬的原子序数为24，下列叙述正确的是（　　）
A．铬位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族
B．警察通过装有橙色的酸性重铬酸钾的装置检查司机是否酒后驾车
C．已知铬元素的一种同位素的质量数为53，则该同位素有53个中子
D．中子数为29的铬原子符号表示为${\;}_{24}^{29}$Cr
12．某同学设计如图所示的实验方案，请回答下列问题．

（1）A装置的分液漏斗中盛装浓盐酸，烧瓶中固体为重铬酸钾（K2Cr2O7），还原产物是（CrCl3），
写出A中反应的离子方程式Cr2O72-+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O．
（2）B装置有两个作用，分别是除去氯气中的氯化氢、作安全瓶，防止实验过程中因导管堵塞而发生事故拆去a导管的后果可能是浓盐酸不能顺利滴入烧瓶．
（3）U形管C中盛装的可以是③（填序号）．
①浓硫酸   ②碱石灰  ③无水CaCl2
（4）E装置中进行的实验存在明显不足，它是没有排除氯气对溴单质与KI反应的干扰，溶液X可以是①④⑥（填序号）．
①氢氧化钠溶液   ②亚硫酸钠溶液   ③亚硫酸氢钠溶液    ④氯化亚铁溶液
⑤硫氢化钠溶液     ⑥碳酸氢钠溶液．
19．下列物质中属于弱电解质的是（　　）
A．Na2O2B．Al（OH）3C．H2SO4D．BaSO4
9．某澄清溶液中可能含有下列离子：K+、NH4+、Fe2+、Fe3+、Ba2+、SO42ˉ、HCO3ˉ、Clˉ，
为鉴别其中含有的离子，进行如下实验：
①用玻璃棒蘸取原溶液滴在pH试纸上，试纸显红色；
②另取少量原溶液加入BaCl2溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀；
③取②中上层清液加入酸化的硝酸银溶液，生成白色沉淀．
下列关于原溶液的说法正确的是（　　）
A．原溶液中一定不存在Ba2+和HCO3-
B．取③中滤液加入KSCN，溶液显红色，则原溶液一定有Fe3+
C．原溶液中一定存在SO42-和Cl-
D．为确定原溶液中是否含有K+，可通过焰色反应直接观察焰色是否为紫色来确定
16．BF3与BCl3分子的空间构型均为平面正三角形，下列有关二者的比较中，正确的是（　　）
A．分子中各原子最外层都满足8电子稳定结构
B．键角均为60°，都是含有极性键的极性分子
C．BF3沸点低于BCl3沸点，因为B-F键键长短
D．BF3分子稳定性高于BCl3，因为B-F键键能高
13．下列化学实验事实及其解释或结论都正确的是（　　）
A．取少量溶液X，向其中加入适量新制氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中一定含有Fe2+
B．向1 mL 1%的NaOH溶液中加入2 mL 2%的CuSO4溶液，振荡后再加入0.5 mL有机物X，加热后未出现砖红色沉淀，说明X中不含有醛基
C．向CuSO4溶液中加入KI溶液，有白色沉淀生成，再加入四氯化碳振荡，四氯化碳层呈紫色，说明白色沉淀可能为CuI
D．向浓度均为0.1 mol•L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，首先生成蓝色沉淀，说明Ksp[Cu（OH）2]＞Ksp[Mg（OH）2]
14．常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
实验编号HANaOH混合后溶液的pH
甲C（HA）=0.2mol•L-1C（NaOH）=0.2mol•L-1pH=a
乙C（HA）=c1mol•L-1C（NaOH）=0.2mol•L-1pH=7
丙C（HA）=0.1mol•L-1C（NaOH）=0.1mol•L-1pH=9
丁pH=2pH=12pH=b
请回答：
（1）不考虑其他组的实验结果，单从甲组情况分析，如何用a（混合溶液的pH）来说明HA是强酸还是弱酸？若a=7，则HA是强酸；若a＞7，则HA是弱酸．
（2）若考虑其他组的实验结果，则c1＞（填“＜”、“＞”或“=”）0.2mol•L-1；乙组实验中HA和NaOH溶液混合前，HA溶液中C（A-）与NaOH溶液中C（Na+）的关系是B
A．前者大  B．后者大   C．二者相等   D．无法判断．
（3）从丙组实验结果分析，该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（Na+）＞c（A-）＞c（OH-）＞c（H+）；其中，C（A-）=0.1+1×10-9-1×10-5mol•L-1（不能做近似计算，回答准确值，结果不一定要化简）．
（4）丁组实验中，HA和NaOH溶液混合前后C（HA）＞（填“＜”、“＞”或“=”）C（NaOH）；b＜7（填“＜”、“＞”或“=”）

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