Question

（14分）(1)氨的合成是最重要的化工生产之一，工业上合成氨用的H₂有多种制取的方法。用天然气跟水蒸气反应：CH₄(g)＋H₂O(g) CO(g)＋3H₂(g)。已知有关反应的能量变化如下图所示，则此制取H₂反应的ΔH＝____________。

（2）已知通常状况下，每充分燃烧1gCO并恢复到原状态，会释放10KJ的热量。请写出表示CO燃烧热的热化学反应方程式：                                             。

（3）一种甲烷燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接通入甲烷，同时向一个电极通入空气。此电池的负极电极反应式是________________________________________________。

（4）利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于             处。假设海水中只有NaCl溶质，写出此时总离子反应方程式：                   。

②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为                 。

写出铁电极处的电极反应式：                                     。

Answer

（1）ΔH＝(a＋3b－c) kJ·mol－1 （2分）

（写成ΔH＝+(a＋3b－c) kJ·mol－1 或ΔH＝-(c-a-3b) kJ·mol－1均正确漏写单位扣1分）

（2）CO（g）+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH＝-280KJ/mol (2分)

（无状态不得分；CO系数不为1不得分；漏单位扣1分。）

（3）CH4 -8e- + 2H2O = CO2 + 8H+ （2分）

（物质错漏不得分，系数错扣1分）

（4）①N（2分） 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ （2分）

（写成化学方程式不得分；系数、条件和箭头错总扣1分）

②牺牲阳极的阴极保护法 (2分) O2+2H2O+4e—=4OH— （2分）

【解析】

试题分析：（1）三个反应的热化学方程式为：①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g） ΔH＝-aKJ/mol， ②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH＝-bKJ/mol，③ CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） ΔH＝-cKJ/mol，根据盖斯定律分析，三个反应应该①+3×②-③，所以反应热ΔH＝(a＋3b－c) kJ·mol－1 。（2）1克一氧化碳的物质的量为1/28摩尔，所以每摩尔一氧化碳反应生成二氧化碳反应放出的热量为280KJ所以热化学方程式为：CO（g）+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH＝-280KJ/mol。（3）甲烷在原电池中左负极，在酸性条件下反应生成二氧化碳和水，电极反应为：CH4 -8e- + 2H2O = CO2 + 8H+。（4）①X为碳棒，减缓铁的腐蚀，需要将铁电解池的阴极，即连接N；电解氯化钠，反应生成氢氧化钠和氢气和氯气，离子方程式为：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。②X为锌，开关在M处，则铁做原电池的正极，这种电化学防护法为牺牲阳极的阴极保护法； 铁为原电池的正极，发生吸氧腐蚀，电极反应为：O2+2H2O+4e—=4OH— 。

考点：化学反应与能量