Question

【題目】能源是現(xiàn)代文明的原動(dòng)力，通過化學(xué)方法開辟新能源和提高能量轉(zhuǎn)化率。

請回答下列問題：

(1)已知一定條件下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷釋放出能量，故白磷比紅磷穩(wěn)定性______(填“強(qiáng)”、“弱”)

(2)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊的化學(xué)鍵斷裂，新的化學(xué)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(xué)電源在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。

①為了探究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)(如下圖)。

下列說法正確的是___________(填序號(hào))

A．圖Ⅰ和圖Ⅱ的氣泡均產(chǎn)生于鋅棒表面

B．圖Ⅱ中產(chǎn)生氣體的速率比Ⅰ快

C．圖Ⅰ中溫度計(jì)的示數(shù)高于圖Ⅱ的示數(shù)

D．圖Ⅰ和圖Ⅱ中溫度計(jì)的示數(shù)相等，且均高于室溫

②燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置。以氫氣為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液，負(fù)極的反應(yīng)式為_______________________，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移1.2mol電子，消耗的氧氣的體積為_____________ L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)

Answer 1

【答案】弱 放出 46 BC H2-2e-+2OH-=2H2O 6.72

【解析】

（1）物質(zhì)能量越高越活潑；

（2）化學(xué)反應(yīng)的焓變△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；

（3）①圖Ⅰ鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，離子方程式為Zn+2H+═Zn2++H2↑；；圖Ⅱ該裝置構(gòu)成原電池，Zn易失電子作負(fù)極，Cu作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，據(jù)此分析作答；

②原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，并考慮電解質(zhì)溶液參與電極反應(yīng)來分析；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)與氧氣的關(guān)系式求出氧氣消耗量。

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

故答案為：弱；

（2）在反應(yīng)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(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量數(shù)值為2346kJ2254kJ=92kJ，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)熱與化學(xué)計(jì)量數(shù)成比例可知，當(dāng)生成1molNH3時(shí)需要放出熱量為46kJ，

故答案為：放出；46；

（3）①A. 圖Ⅰ中氣泡產(chǎn)生在鋅棒表面，Ⅱ中產(chǎn)生在銅棒表面，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B. 構(gòu)成原電池加快化學(xué)反應(yīng)速率，則圖Ⅱ中產(chǎn)生氣體的速度比Ⅰ快，B項(xiàng)正確；

C. 圖Ⅱ的溫度計(jì)指示的溫度變化不明顯，說明化學(xué)能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱能，大多數(shù)轉(zhuǎn)化為電能，則圖Ⅰ中溫度計(jì)的示數(shù)高于圖Ⅱ的示數(shù)，C項(xiàng)正確；

D. 圖Ⅰ稀硫酸和鋅的反應(yīng)是放熱反應(yīng)導(dǎo)致溶液溫度逐漸升高，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，溫度高于室溫，而圖Ⅱ化學(xué)能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱能，大多數(shù)轉(zhuǎn)化為電能，其溫度計(jì)指示的溫度變化不明顯，兩圖示數(shù)不相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤；

故答案為：BC；

②燃料電池中，負(fù)極氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O；正極電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e=4OH，根據(jù)關(guān)系式可知，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)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。