[题目]能源与材料.信息被称为现代社会发展的三大支柱.化学与能源有着密切联系.(1)下表中的数据表示破坏1 mol化学键需消耗的能量(即键能.单位为kJ·mol-1):化学键H-HCl-ClH-Cl键能436243431请根据以上信息写出氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的热化学方程式 .(2)天然气是一种重要的清洁能源和化工原料.其主要成分为� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】能源与材料、信息被称为现代社会发展的三大支柱，化学与能源有着密切联系。

（1）下表中的数据表示破坏1 mol化学键需消耗的能量(即键能，单位为kJ·mol－1)：

化学键	H—H	Cl-Cl	H—Cl
键能	436	243	431

请根据以上信息写出氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的热化学方程式_______。

（2）天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。

①以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为___________________________。

②将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuCl2溶液中，铁棒接甲烷燃料电池负极，石墨棒接该电池正极，一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了6.4克。写出铁棒电极上发生的电极反应式________；则理论上消耗CH4的体积在标准状况下为_____。

（3）如图所示的实验装置中，丙为用碘化钾溶液润湿的滤纸，m、n为夹在滤纸两端的铂夹；丁为直流电源，x、y为电源的两极；G为电流计；A、B、C、D四个电极均为石墨电极。若在两试管中充满H2SO4溶液后倒立于H2SO4溶液的水槽中，闭合K2，断开K1。

①丙电解时反应的离子方程式为______________。

②继续电解一段时间后，甲池中A、B极均部分被气体包围，此时断开K2，闭合K1，电流计G指针发生偏转，则B极的电极反应式为__________________，C极的电极反应为__________________。

【答案】 H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g) △H=-183kJ/mol CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O Cu2＋＋2e－===Cu 0.56L 2I-+2H2O= I2+H2↑+2OH- O2+4e-+4H+=2H2O 4OH--4e－=O2↑+2H2O

【解析】（1）根据方程式：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；ΔH =E（反应物）-E（生成物）=436+243-2×431=－183 kJ/mol，热化学方程式为：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH＝－183 kJ/mol 。

（2）①该燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。

②将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuCl2溶液中，铁棒接甲烷燃料电池负极，石墨棒接该电池正极，所以铁棒为阴极，电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu ，

电解CuCl2溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，其电子来源于甲烷失去的电子

根据CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O ， Cu2＋＋2e－===Cu 则有CH4-8e- -4Cu关系，故石墨棒增加了6.4克是Cu的质量，则消耗CH4的体积在标准状况下为(6.4g╳22.4L/mol)÷（64g/mol╳4）=0.56L。

（3）①闭合K2、断开K1，则构成电解池。A、B两极产生的气体体积之比为2:1，所以气体分别是氢气和氧气。则A是阴极，B是阳极。所以m是阳极，n是阴极，y是电源的负极，x是电源的正极，D是阳极，C是阴极。

丙为用碘化钾溶液润湿的滤纸电解时离子方程式：2I-+2H2O= I2+H2↑+2OH-

②甲池中A、B极均部分被气体包围，此时，当闭合K 1 ，断开K 2 时，甲池形成原电池，A极为原电池的负极，B极为正极，发生氧化反应，在酸性环境中电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O。乙池形成电解池，C极的电极为阳极，OH-在阳极放电生成O2，电极反应式为：4OH- - 4e－ = O2 ↑+ 2H2O