Question

回答下列问题：
（1）已知化学反应N₂+3H₂=2NH₃的能量变化如图1所示，该反应发生后

 

（填吸收或放出）能量

 

kJ．
（2）如图2，把试管小心的放入盛有（20℃）碳酸饮料的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴加5mL浓醋酸于试管中．回答：
实验中观察到的现象

 

；
产生上述现象的原因

 

．
（3）①把铁片和银片放入稀硫酸中用导线连接起来，组成一个原电池，铁片上发生的电极反应：

 

；银片上发生的电极反应：

 

．
②如果烧杯中最初装入的是500mL 2mol?L^-1的稀硫酸，若该电池中两电极的总质量为78g，工作一段时间后，取出铁片和银片洗净干燥后称重，总质量为64g，试计算此时转移电子的数目和烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度．（写出此小题的计算过程）

Answer 1

考点：反应热和焓变,常见化学电源的种类及其工作原理

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）据图象分析，△H=生成物的活化能-反应物的活化能；
（2）如图所示的实验中，向试管内滴入浓醋酸，醋酸与镁剧烈反应放出氢气，同时反应放出的热量使碳酸饮料温度升高，温度升高气体溶解度减小，据此解答；
（3）①反应原理是Fe与硫酸反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；
②质量差是反应掉Fe的质量，据化学方程式计算．

解答： 解：（1）生成物的能量比反应物高，反应吸热；△H=生成物的活化能-反应物的活化能=427.2KJ/mol-335KJ/mol=92.2KJ/mol，故答案为：放出；92.2KJ；
（2）醋酸与镁剧烈反应放出氢气，同时反应放出的热量使碳酸饮料温度升高，温度升高气体溶解度减小，烧杯中有气体溢出，
故答案为：试管中有气泡冒出，镁条逐渐溶解，烧杯中有气泡冒出；Mg与醋酸反应生成氢气，同时放热，致使烧杯中饮料温度升高，碳酸分解产生二氧化碳；
（3）①根据电极材料的活泼性知，铁作负极，银作正极，负极上铁失电子变成离子进入溶液，负极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺；正极上溶液中的氢离子得电子生成氢气，
正极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②金属质量减少了78g-64g=14g，物质的量为

14g

56g?mol-1

=0.25mol，Fe-2e^-=Fe²⁺，所以转移电子的物质的量为0.5mol，数目为0.5mol×6.02×10²³=3.01×10²³；
反应的总方程式为，设生成FeSO₄的物质的量为nmol，则有：
       Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
      1mol      1mol
     0.25mol    nmol
∴n=0.25mol，
c（FeSO₄）=

0.25mol

0.5L

=0.05mol/L，
答：此时转移电子的数目和烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为3.01×10²³；0.05mol/L．

点评：本题考查了焓变、酸与活泼金属反应放热、原电池、据化学方程式的计算等等，题目难度中等．