Question

利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义：
（Ⅰ）氮气和氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应，其热化学方程式可表示为：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92 kJ·mol^－1。请回答下列问题：
(1)取1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量＿＿＿＿＿92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是＿＿＿＿＿＿＿；若加入催化剂，ΔH　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)已知：分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为：946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为＿＿＿＿＿＿kJ。
(3)N₂H₄可视为：NH₃分子中的H被—NH₂取代的产物。发射卫星用N₂H₄(g)为燃料，NO₂为氧化剂生成N₂和H₂O(g)。
已知：N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)  ΔH₁＝＋67．7 kJ·mol^－1
N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)  ΔH₂＝－534 kJ·mol^－1。
则：1 mol N₂H₄完全反应的热化学方程式为                                 。
（Ⅱ）某铅蓄电池的正、负极标记被磨损。试用下图装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正负极。

(1)若A接E，B接F，而B电极出现     ，反应式为                         ，则说明F为正极；
（2）若铅蓄电池工作时（放电），其E所在电极的电极反应式为：             ，充电时该极与外加电源的    极相连。
（3）若用该电池电解Cu(NO₃)₂ 溶液，其电解方程式为                         
若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO₂的物质的量是       ；要想CuSO₄溶液恢复原样，需加入的物质是          ,质量为        

Answer 1

（Ⅰ） (1)小于　由于该反应是可逆反应，反应物无法全部转化为生成物　不变
　(2)391
(3)N₂H₄(g)＋NO₂(g)==="3/2" N₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－567.85 kJ·mol^－1
（Ⅱ）(1)气泡　2Cl^――2e^－====Cl₂↑
（2）Pb-2e^－＋SO₄^2－＝PbSO₄   负极
（3）   0.1 mol     CuO  8g

（Ⅰ）(1)合成氨反应为可逆反应，不可能进行到底，故在实际生产中，1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)不可能生成2molNH₃，放出的热量也必定小于92kJ；
ΔH只与反应物的系数成正比，而与是否使用催化剂没有关系
（2）ΔH＝反应物的键能之和—生成物的键能之和=946+3×436—6×N—H键键能=－92 kJ·mol^－1，得N—H键键能为391 kJ·mol^－1
(3)由①N₂(g)＋2O₂(g)===2NO₂(g)  ΔH₁＝＋67．7 kJ·mol^－1
②N₂H₄(g)＋O₂(g)===N₂(g)＋2H₂O(g)  ΔH₂＝－534 kJ·mol^－1。
根据盖斯定律可知②—①/2得：N₂H₄(g)＋NO₂(g)==="3/2" N₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－567.85 kJ·mol^－1
（II）（1）由图示可知，B极生成氯气：2Cl^――2e^－====Cl₂↑，失电子，发生氧化反应，连接的是外电源的正极，即F极为正极，E极为电池负极
（2）对于铅蓄电池来说，放电时，E极为负极：Pb-2e^－＋SO₄^2－＝PbSO₄，充电时与外电源的负极相连
（3）电解Cu(NO₃)₂ 溶液，其电解方程式为
由关系式PbO₂～2 e^－～Cu～1/2O₂↑～CuO可知，当有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO₂的物质的量是0.1mol；
要想CuSO₄溶液恢复原样，需加入的物质是CuO，其质量为0.1×80=8g