Question

某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。   

(1)若a和b不相连，c是铜片，d是锌片，m是稀硫酸，则锌片上的现象是__，此时能量转化的主要形式是化学能转化为____能。

(2)若a和b用导线相连：

①c是石墨电极，d是铜片，m是硝酸银溶液，电池总反应的离子方程式为______。

②c、d均是Pt电极，m是稀硫酸，分别向两极通入甲烷和氧气，通入甲烷一极的电极反应式是_____。

(3)N₂O₅是一种新型的绿色硝化剂，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。

已知：N₂O₅(g)⇌2NO₂(g)＋O₂(g)　ΔH＝+53.1 kJ•mol^-1

2NO₂(g)⇌N₂O₄(g) 　ΔH₂＝-55.3  kJ•mol^-1

则反应2N₂O₄(g)＋O₂(g)=2N₂O₅(g)的ΔH₁＝ _________  kJ•mol^-1

Answer

锌片的表面有气泡产生 热能 Cu+2Ag+=Cu2++2Ag CH4-8e－+2H2O＝CO2+8H+ -4.4

【解析】

(1)若a和b不相连，d是锌片，m是稀硫酸，不能形成原电池，为锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气；

(2)①若a和b用导线相连，c是石墨电极，d是铜片，m是硝酸银溶液，可形成铜、石墨原电池；

②c、d均是Pt电极，m是稀硫酸，分别向两极通入甲烷和氧气，则形成燃料电池；

(3)根据盖斯定律计算。

(1)若a和b不相连，d是锌片，m是稀硫酸，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，则观察到的现象为锌片的表面有气泡产生；反应为放热反应，则此时化学能主要为热能；

(2)①若a和b用导线相连，c是石墨电极，d是铜片，m是硝酸银溶液，则铜与硝酸银反应生成硝酸铜和单质银，总反应离子方程式为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag；

②c、d均是Pt电极，m是稀硫酸，分别向两极通入甲烷和氧气，则形成燃料电池，甲烷失电子，作负极，与水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH4-8e－+2H2O＝CO2+8H+；

(3)①N2O5(g)⇌2NO2(g)＋O2(g) ΔH＝+53.1 kJ•mol-1②2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH2＝-55.3 kJ•mol-1，根据盖斯定律，2①+2②可得2N2O4(g)＋O2(g)=2N2O5(g) ΔH1＝+53.1 kJ•mol-1×2-55.3kJ•mol-1×2=-4.4 kJ•mol-1。