Question

【題目】能源是現(xiàn)代文明的原動(dòng)力，通過(guò)化學(xué)方法可使能量按人們所期望的形式轉(zhuǎn)化，從而開(kāi)辟新能源和提高能量轉(zhuǎn)化率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)能源危機(jī)是當(dāng)前全球性的問(wèn)題，“開(kāi)源節(jié)流”是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的重要舉措。下列做法有助于能源“開(kāi)源節(jié)流”的是_______(填序號(hào))。

a．大力發(fā)展農(nóng)村沼氣，將廢棄的秸稈轉(zhuǎn)化為清潔高效的能源

b．大力開(kāi)采煤、石油和天然氣以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的能源需求

c．開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃履茉矗瑴p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(fù)使用、資源的循環(huán)再生

(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(kāi)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(zhuǎn)化為紅磷釋放出能量，故白磷比紅磷穩(wěn)定性_____(填“強(qiáng)”、“弱”)

(4)化學(xué)電源在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。

①根據(jù)構(gòu)成原電池的本質(zhì)判斷，如下反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池的是___________。(填序號(hào))

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(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)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說(shuō)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

③燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置。以甲醇(CH3OH)為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為堿性，負(fù)極的反應(yīng)式為：_______________________________，若該電池的效率為60%，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)

Answer 1

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

【解析】

（1）“開(kāi)源節(jié)流”主要從可再生發(fā)展能源考慮；

（2）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與化學(xué)鍵之間的關(guān)系計(jì)算；

（3）能量越低越穩(wěn)定；

（4）①?gòu)脑�電池反�?yīng)必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的角度分析；

②圖Ⅰ鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；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；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；溫度計(jì)指示的溫度變化不明顯，說(shuō)明化學(xué)能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為熱能，大多數(shù)轉(zhuǎn)化為電能，據(jù)此作答；

③甲醇(CH3OH)燃料電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)為堿性書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式；氧氣在正極得電子，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)與參與氧氣的關(guān)系解答。

（1）a. 沼氣是可再生能源，大力發(fā)展農(nóng)村沼氣，符合開(kāi)源節(jié)流思想，A項(xiàng)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(kāi)采煤、石油和天然氣不符合源節(jié)流思想，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

c. 開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃履茉矗瑴p少使用煤、石油等化石燃料，能夠解決能源危機(jī)，符合開(kāi)源節(jié)流思想，C項(xiàng)正確；

d. 減少資源消耗，增加資源的重復(fù)利用、資源的循環(huán)再生，提高了資源利用率，能夠緩解能源危機(jī)，符合開(kāi)源節(jié)流思想，D項(xiàng)正確。

答案選acd；

（2）依據(jù)化學(xué)方程式N2+3H22NH3可知，生成1mol NH3放出的熱量等于斷開(kāi)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(yīng)為放熱反應(yīng)，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(zhuǎn)化為紅磷釋放出能量，則說(shuō)明白磷比紅磷能量高，穩(wěn)定性弱，

故答案為：弱；

（4）①原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才有電子的轉(zhuǎn)移，

A. A為非氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B. 可做燃料電池，B項(xiàng)正確；

C. 為氧化還原反應(yīng)，但是C反應(yīng)不能自發(fā)，故不能設(shè)計(jì)成原電池，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D. 為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確；

故答案為：BD；

②A. 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↑，氣泡產(chǎn)生于鋅棒本身，而圖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，產(chǎn)生氣泡的是銅棒，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B. 構(gòu)成的原電池可加快化學(xué)反應(yīng)速率，則圖II中產(chǎn)生氣體的速率比I快，B項(xiàng)正確；

C. 溫度計(jì)指示的溫度變化不明顯，說(shuō)明化學(xué)能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為熱能，大多數(shù)轉(zhuǎn)化為電能，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. 兩裝置中的離子方程式均為Zn+2H+═Zn2++H2↑，為放熱反應(yīng)，但由于原電池散熱多，導(dǎo)致圖I中溫度計(jì)的示數(shù)高于圖II的示數(shù)，D項(xiàng)錯(cuò)誤；

故答案為：AC；

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

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