Question

【題目】Ⅰ、已知下面在298K時的熱化學方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1，CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1，C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1。根據(jù)上面的熱化學方程式完成下列問題：

（1）通過計算說明等質(zhì)量的H2、C、CH4完全燃燒時放出熱量最多的是___。

（2）根據(jù)以上反應，則C(s)+2H2(g)=CH4(g)的焓變ΔH=___。

（3）已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1

試寫出甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣的熱化學方程式：___。

Ⅱ、為了解金屬腐蝕的原因和尋求防止金屬腐蝕的方法具有重要意義。

（1）分別放在以下裝置（都盛有0.1mol·L-1的H2SO4溶液）中的四塊相同的純鋅片，其中腐蝕最快的是___。

（2）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。其中X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應置于___處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學防護法稱為___。

Answer 1

【答案】H2 -74.8kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1 C N 犧牲陽極保護法（或犧牲陽極的陰極保護法）

【解析】

根據(jù)熱化學方程式的含義以及對應的反應熱進行計算；

（2）根據(jù)蓋斯定律來計算化學反應的焓變；

（3）根據(jù)蓋斯定律來解答。

（1）設質(zhì)量都為m，根據(jù)熱化學方程式可知相同質(zhì)量的H2、CH4、C完全燃燒時，放出熱量分別是、、、最大值應為，因此相同質(zhì)量的H2、CH4、C完全燃燒時，放出熱量最多的是H2；

（2）已知：

①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6 kJ·mol-1

②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890.3 kJ·mol-1

③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律可知①+③－②得熱化學方程式為

C(s)+2H2(g)＝CH4(g)△H=－74.8 kJ·mol-1；

（3）已知：

①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890.3 kJ·mol-1

②H2O(l)=H2O(g) ΔH= +44.0 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律可知①+②×2即得到熱化學方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H= -802.3 kJ·mol-1；

Ⅱ（1）金屬腐蝕快慢順序是：電解池陽極>原電池負極>化學腐蝕>原電池正極>電解池陰極，根據(jù)圖知，B中鋅作正極、C中鋅作負極、D中鋅作陰極，所以鋅被腐蝕快慢順序是：C > A > B > D，則被腐蝕最快的是C，故C正確；
（2）作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護，若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，則鐵應作電解池陰極，所以開關(guān)K應該置于處N處；若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該裝置構(gòu)成原電池，鋅易失電子作負極，鐵作正極而被保護，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法。