Question

（1）已知：TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140kJ?mol^-1；
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol^-1．
寫(xiě)出TiO₂和焦炭、氯氣反應(yīng)生成TiCl₄和CO氣體的熱化學(xué)方程式：

TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂ （g）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81KJ?mol^-1

．
（2）科學(xué)家已獲得了極具理論研究意義的N₄分子，其結(jié)構(gòu)為正四面體（如圖所示），與白磷分子相似．已知斷裂1mol N-N鍵吸收193kJ熱量，斷裂1mol N≡N鍵吸收941kJ熱量，則1mol N₄氣體轉(zhuǎn)化為2molN₂時(shí)要放出

724

 kJ能量．
（3）阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池總反應(yīng)為：2H₂+O₂═2H₂O，電解質(zhì)溶液為稀H₂SO₄溶液，電池放電時(shí)是將

化學(xué)

能轉(zhuǎn)化為

電

能．其電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極

2H₂-4e^-═4H⁺

，正極

O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O

．
（4）某種燃料電池，一個(gè)電極通入空氣，另一電極通入液化石油氣（以C₄H₁₀表示），電池的電解質(zhì)是摻入了Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下傳導(dǎo)O^2-．則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為：

C₄H₁₀+13O^2--26e^-═4CO₂+5H₂O

，電池工作時(shí)，固體電解質(zhì)里的O^2-向

負(fù)

極移動(dòng)．（填“正”或“負(fù)”）．

Answer 1

分析：（1）利用蓋斯定律計(jì)算；
（2）N₄氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹₂氣體先破壞N₄分子N-N鍵吸收能量，再生成N₂分子形成N≡N鍵放出能量，注意一個(gè)N₄分子中含有6個(gè)N-N鍵，根據(jù)能量的變化寫(xiě)出熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)2H₂+O₂=2H₂O可知，反應(yīng)中氫氣失電子被氧化，應(yīng)在負(fù)極上的反應(yīng)，氧氣得電子被還原，應(yīng)在正極上的反應(yīng)，根據(jù)得失電子及反應(yīng)類型寫(xiě)出相應(yīng)的電極反應(yīng)式；
（4）負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，原電池放電時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)．

解答：解：（1）①TiO₂ （s）+2Cl₂ （g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140KJ?mol^-1
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221KJ?mol^-1
由蓋斯定律①+②得到：TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂ （g）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81KJ?mol^-1，
故答案為：TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂ （g）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81KJ?mol^-1；
（2）根據(jù)原子守恒知，一個(gè)N₄分子生成2個(gè)N₂分子，一個(gè)N₄分子中含有6個(gè)N-N鍵，破壞1molN₄分子中含有6molN-N鍵需要吸收193kJ/mol×6mol=1158KJ能量；
生成2molN≡N鍵放出941kJ/mol×2mol=1882KJ能量，所以該反應(yīng)放出1884KJ-1158KJ=724KJ能量，所以熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N₄（g）=2N₂（g）△H=-724KJ/mol，
故答案為：724；
（3）該電池屬于原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，
該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，所以電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-═4H⁺
氧氣得電子被還原，氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水，所以電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
故答案為：化學(xué)；電；2H₂-4e^-═4H⁺；O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（4）該原電池中負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C₄H₁₀+13O^2--26e^-═4CO₂+5H₂O，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，
故答案為：C₄H₁₀+13O^2--26e^-═4CO₂+5H₂O；負(fù)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了蓋斯定律及原電池原理，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，要根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性書(shū)寫(xiě)，為易錯(cuò)點(diǎn)．