Question

17．（1）工業(yè)上利用氫氣在氯氣中燃燒，所得產(chǎn)物再溶于水的方法制備工業(yè)鹽酸，流程復(fù)雜且造成能量浪費(fèi)，有人設(shè)想利用原電池原理直接制備鹽酸的同時(shí)還能獲取電量．
①裝置：兩極材料都用石墨，一極通H₂，一極通Cl₂，電解質(zhì)溶液最好選用b（填選項(xiàng)字母）．
a．蒸餾水   b．鹽酸    c．氫氧化鈉溶液
②原理：電池反應(yīng)式為H₂+Cl₂=2HCl；通氫氣的一極發(fā)生氧化（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)．
（2）用Cl₂生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl，利用反應(yīng)A，可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用．反應(yīng)A：4HCl+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{400℃}$2Cl₂+2H₂O，

已知，反應(yīng)A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ，反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol．?dāng)嚅_1molH-O鍵與斷開1molH-Cl鍵所需能量相差約為31.9kJ，可推之H₂O中H-O比HCl中H-Cl鍵強(qiáng)（填“強(qiáng)”或“弱”）．

Answer 1

分析 （1）通入氫氣的一極為負(fù)極，通氯氣的一極為正極，根據(jù)電極反應(yīng)式知，電解質(zhì)溶液最好選用稀鹽酸；
（2）反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變寫出；
依據(jù)反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，焓變=反應(yīng)物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學(xué)鍵放出熱量計(jì)算．

解答 解：（1）①通入氫氣的一極為負(fù)極，通氯氣的一極為正極，根據(jù)電極反應(yīng)式知，電解質(zhì)溶液最好選用稀鹽酸，
故答案為：b；
②通入氫氣的一極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，通氯氣的一極為正極，總反應(yīng)為H₂+Cl₂=2HCl，
故答案為：H₂+Cl₂=2HCl；氧化；
（2）依據(jù)反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol；
焓變=反應(yīng)物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學(xué)鍵放出熱量，4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol，4×E（H-Cl）+498-[243×2+4×E（H-O）]=-115.6，得到4×E（H-O）-4×E（H-Cl）=498-486+115.6=127.6，E（H-O）-E（H-Cl）=31.9，H₂O中H-O鍵比HCl中H-Cl鍵強(qiáng)，
故答案為：4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol；31.9；強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池的原理、熱化學(xué)方程式書寫，化學(xué)鍵鍵能和焓變關(guān)系計(jì)算，考查了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，題目難度中等．