Question

【题目】Ⅰ、已知下面在298K时的热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1，CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1，C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1。根据上面的热化学方程式完成下列问题：

（1）通过计算说明等质量的H2、C、CH4完全燃烧时放出热量最多的是___。

（2）根据以上反应，则C(s)+2H2(g)=CH4(g)的焓变ΔH=___。

（3）已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1

试写出甲烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式：___。

Ⅱ、为了解金属腐蚀的原因和寻求防止金属腐蚀的方法具有重要意义。

（1）分别放在以下装置（都盛有0.1mol·L-1的H2SO4溶液）中的四块相同的纯锌片，其中腐蚀最快的是___。

（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。其中X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于___处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为___。

Answer 1

【答案】H2 -74.8kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3 kJ·mol-1 C N 牺牲阳极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法）

【解析】

根据热化学方程式的含义以及对应的反应热进行计算；

（2）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变；

（3）根据盖斯定律来解答。

（1）设质量都为m，根据热化学方程式可知相同质量的H2、CH4、C完全燃烧时，放出热量分别是、、、最大值应为，因此相同质量的H2、CH4、C完全燃烧时，放出热量最多的是H2；

（2）已知：

①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6 kJ·mol-1

②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890.3 kJ·mol-1

③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5 kJ·mol-1

根据盖斯定律可知①+③－②得热化学方程式为

C(s)+2H2(g)＝CH4(g)△H=－74.8 kJ·mol-1；

（3）已知：

①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890.3 kJ·mol-1

②H2O(l)=H2O(g) ΔH= +44.0 kJ·mol-1

根据盖斯定律可知①+②×2即得到热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H= -802.3 kJ·mol-1；

Ⅱ（1）金属腐蚀快慢顺序是：电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极，根据图知，B中锌作正极、C中锌作负极、D中锌作阴极，所以锌被腐蚀快慢顺序是：C > A > B > D，则被腐蚀最快的是C，故C正确；
（2）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。