Question

【題目】（1）已知拆開1mo1H-H鍵、1molN≡N鍵、lmolN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ。則生成1mo1 NH3時反應放出______________kJ 的熱量。

（2）天然氣既是高效潔凈的能源，也是重要的化工原料。

①甲烷分子的結構式為_________，空間構型為_______________。

②甲烷高溫分解生成氫氣和炭黑。在密閉容器中進行此反應時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒，其目的是__________________________________________。

（3）為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，下列裝置能達到實驗目的的是________（填序號）。

（4）直接乙醇燃料電池(DEFC)具有很多優點，引起了人們的研究興趣。現有以下三種乙醇燃料電池。

①三種乙醇燃料電池中正極反應物均為______________________；

②堿性乙醇燃料電池中，電極a上發生的電極反應式為_______________________；

③熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質，電池工作時，電極b上發生的電極反應式為_______________________________________________。

Answer 1

【答案】46正四面體提供甲烷分解所需的能量②O2C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO32－＋11H2OO2+2CO2+4e-=2CO32-

【解析】

（1）已知拆開1mo1H-H鍵、1molN≡N鍵、lmolN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ，根據反應熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學鍵放出的能量的差值，則生成2mol氨氣放出的熱量是2×3×391kJ－3×436kJ－946kJ＝92kJ，所以生成1mo1 NH3時反應放出46kJ的熱量。

（2）①甲烷分子的化學式為CH4，結構式為，空間構型為正四面體。

②由于甲烷高溫分解需要吸收能量，所以進行此反應時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒的目的是提供甲烷分解所需的能量。

（3）驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，在原電池中，銅作負極、其它導電的金屬或非金屬作正極，電解質溶液為可溶性的鐵鹽，則

①中鐵作負極、Cu作正極，電池反應式為Fe+2Fe3+=3Fe2+，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，錯誤；

②中銅作負極、銀作正極，電池反應式為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，正確；

③中鐵發生鈍化現象，Cu作負極、鐵作正極，電池反應式為：Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O，不能驗證氧化性強弱，錯誤；

④中鐵作負極、銅作正極，電池反應式為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，錯誤；

答案選②。

（4）①燃料電池中正極均是氧氣得到發生還原反應，因此三種乙醇燃料電池中正極反應物均為O2；

②堿性乙醇燃料電池中，電極a上通入的是乙醇，乙醇發生失去電子的氧化反應轉化為碳酸鹽，則發生的電極反應式為C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO32－＋11H2O；

③熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質，電池工作時，電極b上通入的是空氣，氧氣得到電子，由于負極產生的二氧化碳部分進入正極，則正極發生的電極反應式為O2+2CO2+4e-=2CO32-。