Question

（1）已知下列两个热化学方程式：
C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2220.0kJ?mol^-1
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ?mol^-1
则0.5mol丙烷燃烧生成CO₂和气态水时释放的热量为

 

．
（2）已知：TiO₂（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol^-1
写出TiO₂和焦炭、氯气反应生成TiCl₄和CO气体的热化学方程式：

 

（3）科学家已获得了极具理论研究意义的N₄分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相似．已知断裂1molN-N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则1molN₄气体转化为2molN₂时要放出

 

 kJ能量．
（4）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H₂+O₂═2H₂O，电解质溶液为稀H₂SO₄溶液，电池放电时是将

 

能转化为

 

能．其电极反应式分别为：负极

 

，正极

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,有关反应热的计算,常见化学电源的种类及其工作原理

专题：化学反应中的能量变化,电化学专题

分析：（1）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变，结合焓变和系数之间的关系来回答；
（2）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变，书写热化学方程式即可；
（3）N₄气体转变为N₂气体先破坏N₄分子N-N键吸收能量，再生成N₂分子形成N≡N键放出能量，注意一个N₄分子中含有6个N-N键，根据能量的变化写出热化学反应方程式；
（3）根据反应2H₂+O₂=2H₂O可知，反应中氢气失电子被氧化，应在负极上的反应，氧气得电子被还原，应在正极上的反应，根据得失电子及反应类型写出相应的电极反应式；
（4）根据反应2H₂+O₂=2H₂O可知，反应中氢气失电子被氧化，应在负极上的反应，氧气得电子被还原，应在正极上的反应，根据得失电子及反应类型写出相应的电极反应式．

解答： 解：（1）①C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2220.0kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ?mol^-1
则丙烷燃烧生成CO₂和气态水时的反应为：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g），△H=①+②×4=-2220.0kJ?mol^-1+4×44.0kJ?mol^-1=2044kJ?mol^-1，所以
0.5mol丙烷燃烧生成CO₂和气态水时释放的热量为1022kJ，故答案为：1022kJ；
（2）①TiO₂ （s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140kJ?mol^-1
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol^-1
依据盖斯定律①+②得到：TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ?mol^-1；
故答案为：TiO₂（s）+2C（s）+2Cl₂（g）═TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ?mol^-1；
（3）根据原子守恒知，一个N₄分子生成2个N₂分子，一个N₄分子中含有6个N-N键，破坏1molN₄分子中含有6molN-N键需要吸收193kJ/mol×6mol=1158KJ能量；
生成2molN≡N键放出941kJ/mol×2mol=1882KJ能量，所以该反应放出1884KJ-1158KJ=724KJ能量，所以热化学反应方程式为N₄（g）=2N₂（g）△H=-724KJ/mol，
故答案为：724；
（3）该电池属于原电池，是将化学能转变为电能的装置，该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，所以电极反应式为2H₂-4e^-═4H⁺，氧气得电子被还原，氧气得电子和溶液中的氢离子生成水，所以电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
故答案为：化学；电；2H₂-4e^-═4H⁺；O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O．

点评：本题考查了盖斯定律及原电池原理，难点是电极反应式的书写，要根据电解质溶液的酸碱性书写，为易错点．