Question

【題目】能源是現代文明的原動力，通過化學方法開辟新能源和提高能量轉化率。

請回答下列問題：

(1)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”)

(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1molH﹣H鍵、1molN≡N鍵、lmolN﹣H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ。那么生成1mo1 NH3需要________(填“放出”或“吸收”)__________kJ 的熱量。

(3)化學電源在生產生活中有著廣泛的應用。

①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)。

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

②燃料電池是一種高效、環境友好的供電裝置。以氫氣為燃料的電池中，電解質溶液為氫氧化鉀溶液，負極的反應式為_______________________，當外電路轉移1.2mol電子，消耗的氧氣的體積為_____________ L(標準狀況下)

Answer 1

【答案】弱 放出 46 BC H2-2e-+2OH-=2H2O 6.72

【解析】

（1）物質能量越高越活潑；

（2）化學反應的焓變△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能；

（3）①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↑；；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，據此分析作答；

②原電池中負極發生氧化反應，正極發生還原反應，并考慮電解質溶液參與電極反應來分析；根據電子轉移數與氧氣的關系式求出氧氣消耗量。

（1）已知一定條件下，白磷轉化為紅磷釋放出能量，紅磷能量低，故白磷比紅磷穩定性弱，

故答案為：弱；

（2）在反應N2+3H22NH3中，形成2molNH3，需放出的能量為6×391kJ=2346kJ，斷裂3molHH鍵，1molN≡N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，該反應為放熱反應，放出的熱量數值為2346kJ2254kJ=92kJ，根據化學反應熱與化學計量數成比例可知，當生成1molNH3時需要放出熱量為46kJ，

故答案為：放出；46；

（3）①A. 圖Ⅰ中氣泡產生在鋅棒表面，Ⅱ中產生在銅棒表面，A項錯誤；

B. 構成原電池加快化學反應速率，則圖Ⅱ中產生氣體的速度比Ⅰ快，B項正確；

C. 圖Ⅱ的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，則圖Ⅰ中溫度計的示數高于圖Ⅱ的示數，C項正確；

D. 圖Ⅰ稀硫酸和鋅的反應是放熱反應導致溶液溫度逐漸升高，化學能轉化為熱能，溫度高于室溫，而圖Ⅱ化學能沒有全部轉化為熱能，大多數轉化為電能，其溫度計指示的溫度變化不明顯，兩圖示數不相同，D項錯誤；

故答案為：BC；

②燃料電池中，負極氫氣失電子發生氧化反應，在堿性條件下負極反應式為H2-2e-+2OH-=2H2O；正極電極反應為：O2+2H2O+4e=4OH，根據關系式可知，當外電路轉移1.2mol電子，消耗的氧氣的體積為=6.72L，故答案為：H2-2e-+2OH-=2H2O；6.72。