Question

Ⅰ．北京時間11月1日清晨5時58分07秒，中國“長征二號F”遙八運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場點火發(fā)射，火箭的第三級使用的推進劑是液氫和液氧．
已知下面在298K時的熱化學方程式：
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；△H=-571.6kJ?mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-890.3kJ?mol^-1
C（S）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.5kJ?mol^-1
根據(jù)上面的熱化學方程式完成下列問題：
（1）通過計算說明等質量的H₂、C、CH₄完全燃燒時放出熱量最多的是

 

．
（2）根據(jù)以上反應，則C（S）+2H₂（g）=CH₄（g）的焓變△H=

 

．
（3）已知H₂O（l）=H₂O（g）；△H=+44.0kJ?mol^-1
試寫出甲烷燃燒生成二氧化碳和水蒸氣時的熱化學方程式：

 

．
Ⅱ．據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達國家每年由于金屬腐蝕造成的直接損失約占全年國民生產(chǎn)總值的2%～4%，遠遠超出水災、火災、風災、地震等自然災害造成損失的總和．因此，了解金屬腐蝕的原因和尋求防止金屬腐蝕的方法具有重要意義．
（1）分別放在如圖裝置（都盛有0.1mol?L^-1的H₂SO₄溶液）中的四塊相同的純鋅片，其中腐蝕最快的是

 

．

（2）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護．其中X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于

 

處．若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,金屬的電化學腐蝕與防護

專題：化學反應中的能量變化,電化學專題

分析：Ⅰ、（1）根據(jù)熱化學方程式的含義進行計算；
（2）根據(jù)蓋斯定律來計算化學反應的焓變；
（3）根據(jù)蓋斯定律來解答；
Ⅱ、（1）金屬腐蝕快慢順序是：電解池陽極＞原電池負極＞化學腐蝕＞原電池正極＞電解池陰極；
（2）作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護．

解答： 解：Ⅰ、（1）設質量都為m，相同質量的H₂、CH₄、C完全燃燒時，放出熱量分別是

571.6KJ

4

×m、

890.3KJ

16

×m、

393.5KJ

12

×m、最大值應為

571.6KJ

4

×m，因此相同質量的H₂、CH₄、C完全燃燒時，放出熱量最多的是H₂，
故答案為：H₂；
（2）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l） △H=-571.6kJ?mol^-1?
②CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O （l） △H=-890.3kJ?mol^-1?
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g） △H=-393.5kJ?mol^-1?
根據(jù)蓋斯定律，①+③-②得熱化學方程式為C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）△H=-74.8 kJ?mol^-1；
故答案為：-74.8 kJ?mol^-1；?
（3）①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O （l） △H=-890.3kJ?mol^-1?
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，①+②×2，得熱化學方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3 kJ?mol^-1；
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-802.3 kJ?mol^-1；
Ⅱ、（1）金屬腐蝕快慢順序是：電解池陽極＞原電池負極＞化學腐蝕＞原電池正極＞電解池陰極，根據(jù)圖知，B中鋅作正極、C中鋅作負極、D中鋅作陰極，所以鋅被腐蝕快慢順序是：C＞A＞B＞D，則被腐蝕最快的是C，故選C；
故答案為：C；
（2）作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護，若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，則鐵應作電解池陰極，所以開關K應該置于處N處；
若X為鋅，開關K置于M處，該裝置構成原電池，鋅易失電子作負極，鐵作正極而被保護，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，
故答案為：N；犧牲陽極的陰極保護法．

點評：本題考查了熱化學方程式書寫和計算應用，金屬被腐蝕快慢順序來分析，原電池、電解池原理的分析判斷，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．