Question

完成下列热化学方程式（化学方程式、电极反应式、表达式等）的书写：
（1）．已知：2Cu（s）+

1

2

O₂（g）=Cu₂O（s）；△H=-169kJ?mol^-1，
C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ?mol^-1，
2Cu（s）+O₂（g）=CuO（s）；△H=-157kJ?mol^-1
用炭粉在高温条件下还原CuO生成Cu₂O的热化学方程式是：

 

（2）在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），写出该反应的化学平衡常数表达式：

 

（3）以甲烷、空气为反应物，KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池，则负极反应式为：

 

．
（4）无水AlCl₃瓶盖打开有白雾，其反应的化学方程式为

 

（5）“镁-次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图（A），该电池反应的总反应方程式为

 

．
（6）工业上电解饱和食盐水的离子方程式为

 

．
（7）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于

 

 处．若X为锌，开光K置于

 

处，该电化学防护法称为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,用盖斯定律进行有关反应热的计算,金属的电化学腐蚀与防护,化学平衡常数的含义,电解原理

专题：

分析：（1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数作相应的加减；
（2）平衡常数指生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
（3）原电池负极发生氧化反应，甲烷在负极放电，氧气在正极反应，碱性条件下氧气放电生成氢氧根离子，正极电极反应式为2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，总的电池反应式为CH₄+2O₂+2OHˉ=CO₃²ˉ+3H₂O，电池总反应式减去正极电极反应式可得负极电极反应式；
（4）AlCl₃水解产生HCl，氯化氢与空气中的水蒸气呈白雾；
（5）由图可知镁-次氯酸盐”燃料电池中Mg与ClO^-、H₂O反应生成Cl^-与Mg（OH）₂；
（6）电解饱和食盐水生成氯气、氢气、氢氧化钠；
（7）作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护．

解答： 解：（1）已知：①2Cu（s）+

1

2

O₂（g）=Cu₂O（s）△H=-169kJ?mol^-1，
②C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1，
③Cu（s）+

1

2

O₂（g）=CuO（s）△H=-157kJ?mol^-1
由盖斯定律可知，①-③×2+②得2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g），则△H=-169kJ?mol^-1-（-157kJ?mol^-1）×2+（-110.5kJ?mol^-1）=+34.5 kJ?mol^-1，
故答案为：2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）△H=+34.5 kJ?mol^-1；
（2）可逆反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的化学平衡常数k=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

，故答案为：

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

；
（3）原电池负极发生氧化反应，甲烷在负极放电，氧气在正极反应，碱性条件下氧气放电生成氢氧根离子，正极电极反应式为2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，总的电池反应式为CH₄+2O₂+2OHˉ=CO₃²ˉ+3H₂O，电池总反应式减去正极电极反应式可得负极电极反应式为CH₄+10OHˉ-8eˉ=CO₃²ˉ+7H₂O．
故答案为：CH₄+10OHˉ-8eˉ=CO₃²ˉ+7H₂O．
（4）AlCl₃水解AlCl₃+3H₂OAl（OH）₃+3HCl生成HCl，氯化氢与空气中的水蒸气呈白雾，
故答案为：AlCl₃+3H₂OAl（OH）₃+3HCl；
（5）由图可知镁-次氯酸盐”燃料电池中Mg与ClO^-、H₂O反应生成Cl^-与Mg（OH）₂，该电池反应的总反应方程式为Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂，
故答案为：Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂；
（6）电解饱和食盐水生成氯气、氢气、氢氧化钠，电解饱和食盐水的离子方程式为2Clˉ+2H₂O

通电  .

 2OHˉ+Cl₂↑+H₂↑，
故答案为：2Clˉ+2H₂O

通电  .

 2OHˉ+Cl₂↑+H₂↑；
（7）作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护，若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，则铁应作电解池阴极，所以开关K应该置于处N处；
若X为锌，开关K置于M处，该装置构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极而被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，
故答案为：N； M；牺牲阳极的阴极保护法（或：牺牲阳极保护法）．

点评：本题考查较为综合，涉及盖斯定律与热化学方程式书写、化学平衡常数、原电池、盐类水解、电解池等，题目综合性较大，信息量大，难度中等，是对知识的综合运用，注意基础知识的理解掌握．