Question

17．（1）工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制备工业盐酸，流程复杂且造成能量浪费，有人设想利用原电池原理直接制备盐酸的同时还能获取电量．
①装置：两极材料都用石墨，一极通H₂，一极通Cl₂，电解质溶液最好选用b（填选项字母）．
a．蒸馏水   b．盐酸    c．氢氧化钠溶液
②原理：电池反应式为H₂+Cl₂=2HCl；通氢气的一极发生氧化（填“氧化”或“还原”）反应．
（2）用Cl₂生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl，利用反应A，可实现氯的循环利用．反应A：4HCl+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{400℃}$2Cl₂+2H₂O，

已知，反应A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ，反应A的热化学方程式是4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol．断开1molH-O键与断开1molH-Cl键所需能量相差约为31.9kJ，可推之H₂O中H-O比HCl中H-Cl键强（填“强”或“弱”）．

Answer 1

分析 （1）通入氢气的一极为负极，通氯气的一极为正极，根据电极反应式知，电解质溶液最好选用稀盐酸；
（2）反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和对应焓变写出；
依据反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，焓变=反应物断键吸收热量-生成物形成化学键放出热量计算．

解答 解：（1）①通入氢气的一极为负极，通氯气的一极为正极，根据电极反应式知，电解质溶液最好选用稀盐酸，
故答案为：b；
②通入氢气的一极失去电子发生氧化反应，为负极，通氯气的一极为正极，总反应为H₂+Cl₂=2HCl，
故答案为：H₂+Cl₂=2HCl；氧化；
（2）依据反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，反应的热化学方程式为：4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol；
焓变=反应物断键吸收热量-生成物形成化学键放出热量，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键比HCl中H-Cl键强，
故答案为：4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol；31.9；强．

点评 本题考查了原电池的原理、热化学方程式书写，化学键键能和焓变关系计算，考查了学生综合运用知识解决问题的能力，题目难度中等．