Question

【題目】（1）已知拆開1mo1H-H鍵、1molN≡N鍵、lmolN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ。則生成1mo1 NH3時反應(yīng)放出______________kJ 的熱量。

（2）天然氣既是高效潔凈的能源，也是重要的化工原料。

①甲烷分子的結(jié)構(gòu)式為_________，空間構(gòu)型為_______________。

②甲烷高溫分解生成氫氣和炭黑。在密閉容器中進(jìn)行此反應(yīng)時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是__________________________________________。

（3）為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，下列裝置能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?/span>________（填序號）。

（4）直接乙醇燃料電池(DEFC)具有很多優(yōu)點(diǎn)，引起了人們的研究興趣�，F(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池。

①三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為______________________；

②堿性乙醇燃料電池中，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________________；

③熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì)，電池工作時，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________________________________________。

Answer 1

【答案】46正四面體提供甲烷分解所需的能量②O2C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO32－＋11H2OO2+2CO2+4e-=2CO32-

【解析】

（1）已知拆開1mo1H-H鍵、1molN≡N鍵、lmolN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ，根據(jù)反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵放出的能量的差值，則生成2mol氨氣放出的熱量是2×3×391kJ－3×436kJ－946kJ＝92kJ，所以生成1mo1 NH3時反應(yīng)放出46kJ的熱量。

（2）①甲烷分子的化學(xué)式為CH4，結(jié)構(gòu)式為，空間構(gòu)型為正四面體。

②由于甲烷高溫分解需要吸收能量，所以進(jìn)行此反應(yīng)時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒的目的是提供甲烷分解所需的能量。

（3）驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，在原電池中，銅作負(fù)極、其它導(dǎo)電的金屬或非金屬作正極，電解質(zhì)溶液為可溶性的鐵鹽，則

①中鐵作負(fù)極、Cu作正極，電池反應(yīng)式為Fe+2Fe3+=3Fe2+，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，錯誤；

②中銅作負(fù)極、銀作正極，電池反應(yīng)式為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，正確；

③中鐵發(fā)生鈍化現(xiàn)象，Cu作負(fù)極、鐵作正極，電池反應(yīng)式為：Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O，不能驗證氧化性強(qiáng)弱，錯誤；

④中鐵作負(fù)極、銅作正極，電池反應(yīng)式為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，錯誤；

答案選②。

（4）①燃料電池中正極均是氧氣得到發(fā)生還原反應(yīng)，因此三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為O2；

②堿性乙醇燃料電池中，電極a上通入的是乙醇，乙醇發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸鹽，則發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO32－＋11H2O；

③熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì)，電池工作時，電極b上通入的是空氣，氧氣得到電子，由于負(fù)極產(chǎn)生的二氧化碳部分進(jìn)入正極，則正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-=2CO32-。