Question

（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，并将          极换成粗铜（填“X”或“Y”）

Answer

（1）945.6 kJ·mol－1 ；

（2）B；

（3）O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- ；

（4）① 2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4；② 1；③CuSO4 或CuCl2；Y

【解析】

试题分析：（1）已知：H-H键能为436kJ•mol-1，N-H键键能为391kJ•mol-1，令N≡N的键能为x，对于反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1，反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能，故x+3×436kJ•mol-1-2×3×391kJ•mol-1=-92.4kJ•mol-1解得：x=945.6kJ•mol-1，故答案为：945.6kJ•mol-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、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B正确；C、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C错误；故答案为：B；

（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，负极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，正极反应式为O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-，故答案为：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，故答案为：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，故答案为：1；

③电解精炼铜，应硫酸铜溶液作为电解液，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故答案为：CuSO4 ；Y。

考点：考查了反应热与键能、原电池和电解池原理的相关知识。