Question

【題目】能源是現代文明的原動力，通過化學方法可使能量按人們所期望的形式轉化，從而開辟新能源和提高能量轉化率。請回答下列問題：

(1)能源危機是當前全球性的問題，“開源節流”是應對能源危機的重要舉措。下列做法有助于能源“開源節流”的是_______(填序號)。

a．大力發展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源

b．大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求

c．開發太陽能、水能、風能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料

d．減少資源消耗，增加資源的重復使用、資源的循環再生

(2)化學反應的本質是舊的化學鍵斷裂，新的化學鍵形成。已知斷開1mo1H-H鍵、1molNN鍵、lmolN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ。那么生成1mo1 NH3需___________(填“放出”或“吸收”)__________kJ 的熱量。

(3)已知一定條件下，白磷轉化為紅磷釋放出能量，故白磷比紅磷穩定性_____(填“強”、“弱”)

(4)化學電源在生產生活中有著廣泛的應用。

①根據構成原電池的本質判斷，如下反應可以設計成原電池的是___________。(填序號)

A．NaOH+HCl = NaCl+H2O B．2CO+O2 =2CO2

C．2H2O=2H2↑+O2↑ D．Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2

②為了探究化學反應中的能量變化，某同學設計了如下兩個實驗(如下圖)。有關實驗現象，下列說法正確的是：_____(填序號)

A．圖I和圖II的氣泡均產生于鋅棒表面

B．圖II中產生氣體的速率比I快

C．圖I中溫度計的示數高于圖II的示數

D．圖I和圖II中溫度計的示數相等，且均高于室溫

③燃料電池是一種高效、環境友好的供電裝置。以甲醇(CH3OH)為燃料的電池中，電解質溶液為堿性，負極的反應式為：_______________________________，若該電池的效率為60%，當外電路轉移1.2mol電子，消耗的氧氣的體積為_________________ L(標準狀況)

Answer 1

【答案】acd 吸收 46 弱 BD BC 2CH3OH－12e﹣＋16OH﹣＝12H2O＋2CO32- 11.2

【解析】

（1）“開源節流”主要從可再生發展能源考慮；

（2）依據化學反應的反應熱與化學鍵之間的關系計算；

（3）能量越低越穩定；

（4）①從原電池反應必須是自發的氧化還原反應的角度分析；

②圖Ⅰ鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣；稀硫酸和鋅的反應是放熱反應導致溶液溫度逐漸升高；圖Ⅱ該裝置構成原電池，Zn易失電子作負極，Cu作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣；溫度計指示的溫度變化不明顯，說明化學能沒有全部轉化為熱能，大多數轉化為電能，據此作答；

③甲醇(CH3OH)燃料電池，負極發生氧化反應，結合電解質為堿性書寫電極反應式；氧氣在正極得電子，根據轉移電子數與參與氧氣的關系解答。

（1）a. 沼氣是可再生能源，大力發展農村沼氣，符合開源節流思想，A項正確；

b. 煤、石油、天然氣都是化石燃料，是不可再生的，所以大力開采煤、石油和天然氣不符合源節流思想，B項錯誤；

c. 開發太陽能、水能、風能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料，能夠解決能源危機，符合開源節流思想，C項正確；

d. 減少資源消耗，增加資源的重復利用、資源的循環再生，提高了資源利用率，能夠緩解能源危機，符合開源節流思想，D項正確。

答案選acd；

（2）依據化學方程式N2+3H22NH3可知，生成1mol NH3放出的熱量等于斷開0.5mol N2與 1.5mol H2所吸收的熱量與生成1mol NH3放出的熱量的差值，即△H =0.5×946kJ/mol+3/2×436kJ/mol-3×391kJ/mol = —46 kJ/moL，該反應為放熱反應，即生成1mo1 NH3需放出46 kJ 的熱量，。

故答案為：放出；46；

（3）已知一定條件下，白磷轉化為紅磷釋放出能量，則說明白磷比紅磷能量高，穩定性弱，

故答案為：弱；

（4）①原電池是將化學能轉變為電能的裝置，只有自發的氧化還原反應才有電子的轉移，

A. A為非氧化還原反應，A項錯誤；

B. 可做燃料電池，B項正確；

C. 為氧化還原反應，但是C反應不能自發，故不能設計成原電池，C項錯誤；

D. 為自發的氧化還原反應，D項正確；

故答案為：BD；

②A. 圖Ⅰ鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，離子方程式為Zn+2H+═Zn2++H2↑，氣泡產生于鋅棒本身，而圖Ⅱ該裝置構成原電池，Zn易失電子作負極，Cu作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，產生氣泡的是銅棒，A項錯誤；

B. 構成的原電池可加快化學反應速率，則圖II中產生氣體的速率比I快，B項正確；

C. 溫度計指示的溫度變化不明顯，說明化學能沒有全部轉化為熱能，大多數轉化為電能，圖I中溫度計的示數高于圖II的示數，C項正確；

D. 兩裝置中的離子方程式均為Zn+2H+═Zn2++H2↑，為放熱反應，但由于原電池散熱多，導致圖I中溫度計的示數高于圖II的示數，D項錯誤；

故答案為：AC；

③甲醇(CH3OH)在堿性電解質中，失電子發生氧化反應生成碳酸根離子，所以負極反應式為：2CH3OH－12e﹣＋16OH﹣＝12H2O＋2CO32-；設消耗的氧氣的體積在標磚狀況下為VL，則根據O24e-可知，=1.2 mol，解得V=11.2 L，

故答案為：2CH3OH－12e﹣＋16OH﹣＝12H2O＋2CO32-；11.2 L。