Question

【题目】（1）已知H-H 键能为436 kJ·mol－1，H-N键键能为391 kJ·mol－1，根据化学方程式： N2(g)+3 H2(g)2NH3(g) ΔH=－92.4kJ·mol－1。则N≡N键的键能是_________________

（2）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是__________________。

A．C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H ＞ 0

B．2H2(g)+O2(g)=2H2O（1） △H ＜ 0

C．NaOH(aq) + HC1(aq) = NaC1(aq) + H2O（1） △H ＜ 0

（3）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应式___________。

（4）电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连，其中为 a电解液，X和Y均为惰性电极，则

①若a为CuSO4溶液，则电解时的化学反应方程式为 。

②若电解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400ml，当阳极产生的气体672mL(标准状况下)时，溶液的pH=_______(假设电解后溶液体积不变)。

③若用此电解装置模拟工业精炼铜，则应将a改为 溶液

Answer 1

【答案】（1）945.6 kJ·mol－1 ；（2）B； （3）O2 +4e- +2H2O =4OH- ；

（4）① 2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4；

② 1； ③CuSO4

【解析】

试题分析：（1）已知：H-H键能为436kJmol-1，N-H键键能为391kJmol-1，令N≡N的键能为x，

对于反应N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJmol-1；反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能，故x+3×436kJmol-1-2×3×391kJmol-1=-92.4kJmol-1 解得：x=945.6kJmol-1；

（2）A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H＞0，为氧化还原反应，但为吸热反应，不能设计为原电池，故A错误；B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O（1）△H＜0，不属于氧化还原反应，不能设计为原电池，故B错误；C．2H2(g)+O2(g)=2H2O（1）△H＜0，为氧化还原反应，为放热反应，能设计为原电池，故C正确；故答案为C；

（3）以KOH溶液为电解质溶液，氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失去电子，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2 +4e- +2H2O =4OH- ；

（4）①电解硫酸铜溶液时，阳极上生成氧气，阴极上生成铜，同时溶液中生成硫酸，所以电池反应式为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；

②电解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400ml，阳极上先生成氯气后生成氧气，阴极上先生成铜，后生成氢气，阳极上氯气完全析出时，氯气的体积=×22.4L/mol=448mL＜672mL，所以阳极上还有224mL氧气，阳极上转移电子的物质的量=0.04mol×1+=0.08mol，阴极上铜完全析出时，需要电子的物质的量=0.04mol×2=0.08mol，所以阴极上不析出氢气，生成224mL氧气时，阳极附近同时生成C(H+)==0.1mol/L，所以溶液的pH=1；

③工业精炼铜时，阳极是粗铜，电解液为含铜离子的溶液CuSO4或CuCl2。