Question

15．（1）已知N≡N、N-H、H-H的键能分别为946kJ•mol^-1、390.8kJ•mol^-1、436.0kJ•mol^-1．试根据盖斯定律，写出合成氨反应的热化学方程式N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-90.8kJ/mol．
（2）在通常状况下，足量氢氧化钠的稀溶液与含溶质为1mol的稀硫酸完全反应时放出akJ的热量，写出该反应中和热的热化学方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-$\frac{a}{2}$kJ/mol
（3）以镁和铝为电极，以NaOH作电解质溶液，构成原电池时，铝做负极，电极反应式为Al-3e+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-；
与MnO₂-Zn电池类似，K₂FeO₄-Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式为FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-，该电池总反应的离子方程式为3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=2Fe（OH）₃+4OH^-+3Zn（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）反应热=反应物键能之和-生成物中键能之和，利用化学计量数关系分析熵变；
（2）中和热是强酸强碱发生反应生成1mol水放出的热量，据此书写热化学方程式，1mol的稀硫酸含有2molH⁺，全部反应生成2mol水；
（3）以镁条、铝片为电极，以NaOH溶液为电解质溶液设计的原电池中，相对于电解质溶液来讲，铝更活泼，原电池的总反应一般是负极和电解质溶液的反应，K₂FeO₄-Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，负极为锌失电子发生氧化反应，电极反应Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；依据产物和电子守恒写出正极反应：FeO₄^2-+3eˉ+4H₂O→Fe（OH）₃+5OHˉ；有正极反应和负极反应合并得到电池反应．

解答 解：（1）N≡N的键能是946kJ/mol，H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为390.8kJ/mol，则
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×390.8kJ/mol=-90.8kJ/mol，
该热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-90.8 kJ/mol，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-90.8kJ/mol
（2）在通常状况下，足量氢氧化钠的稀溶液与含溶质为1mol的稀硫酸完全反应时放出akJ的热量，1mol的稀硫酸含有2molH⁺，全部反应生成2mol水，生成1mol水放热$\frac{a}{2}$KJ，中和热的热化学方程式为：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-$\frac{a}{2}$kJ/mol；
故答案为：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-$\frac{a}{2}$kJ/mol；
（3）以镁条、铝片为电极，以NaOH溶液为电解质溶液设计的原电池中，相对于电解质溶液NaOH溶液来讲，铝更活泼，故铝做负极，原电池的总反应一般是负极和电解质溶液的反应，故反应方程式为：2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，负极电极反应为：Al-3e+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-，原电池的负极发生氧化反应，正极电极反应式为：①FeO₄^2-+3eˉ+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-；负极电极反应为：②Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；依据电极反应的电子守恒，①×2+②×3合并得到电池反应为：3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4OH^-，
故答案为：负；Al-3e+4OH^-=2H₂O+AlO₂^-；FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-；3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=2Fe（OH）₃+4OH^-+3Zn（OH）₂．

点评 本题考查了氧化还原反应、原电池的工作原理的应用、电极反应式的书写等，题目难度中等，熟悉氧化还原反应的规律、原电池的工作原理是解题关键，注意培养阅读材料获取信息的能力．