Question

【題目】I.已知拆開(kāi)或形成1 mol化學(xué)鍵所吸收或放出的能量叫做該化學(xué)鍵的鍵能，單位kJ·mol－1。白磷在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式可用結(jié)構(gòu)式表示為如圖所示：

試根據(jù)下表中的化學(xué)鍵鍵能計(jì)算0.1molP4(白磷)在氧氣中充分燃燒放出能量_____kJ。

化學(xué)鍵	P—P	P—O	O=O	P=O
鍵能/kJ·mol－1	198	360	498	585

Ⅱ.化學(xué)能在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為電能，構(gòu)成原電池。

（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. 2FeBr2 + 3Cl2 = 2FeCl3+2Br2

B. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑

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)。

有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是：_____________（填序號(hào)）。

圖Ⅰ中氣泡產(chǎn)生在鋅棒表面，Ⅱ中產(chǎn)生在銅棒表面

圖Ⅰ和圖Ⅱ的氣泡均產(chǎn)生在鋅棒表面

兩圖中生成氣體的速率幾乎一樣快

圖Ⅱ中產(chǎn)生氣體的速度比Ⅰ快

溫度計(jì)顯示的均為室溫

圖Ⅱ中溫度計(jì)的示數(shù)高于圖Ⅰ的示數(shù)

圖Ⅰ中溫度計(jì)的示數(shù)高于圖Ⅱ的示數(shù)

圖Ⅰ和圖Ⅱ中溫度計(jì)的示數(shù)相等，且均高于室溫

（3）鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，放電時(shí)的化學(xué)方程式為：Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s) + 2H2O。負(fù)極反應(yīng)式為____________________，一段時(shí)間后，負(fù)極增重48克，轉(zhuǎn)移電子_______mol。

（4）如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問(wèn)題：

①電池的負(fù)極反應(yīng)式為： ____________。

②電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH__________（填“增大”“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 298.2 AD AD G Pb +SO42—-2e—= PbSO4 1 CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O 減小

【解析】I.由題中信息可知，白磷與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為P4(s)+　５O2(g)　=　P4O10(s)，△H=反應(yīng)物的鍵能總和　-　生成物的鍵能總和=198+498-(360)=-2982 kJ·mol－1，１mol白磷完全燃燒放出2982kJ熱量，所以0.1molP4(白磷)在氧氣中充分燃燒放出能量298.2kJ。

Ⅱ.(1)原電池的構(gòu)成條件之一是有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生，從理論上講，任何一個(gè)可以自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。四個(gè)反應(yīng)中只有A和D兩個(gè)是可以自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，所以可以設(shè)計(jì)成原電池的是A和D。

（2）圖I是化學(xué)腐蝕，鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣，鋅棒表面產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)放熱，能量變化主要表現(xiàn)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，所以溫度計(jì)能顯示出溫度升高；圖II中鋅棒、銅棒、稀硫酸形成了原電池，鋅是負(fù)極、銅是正極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，所以可看到銅棒表面上產(chǎn)生氣泡，由于形成原電池可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，所以可以看到II中產(chǎn)生氣泡的速率明顯比I中快，能量變化主要表現(xiàn)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以II中溫度計(jì)示數(shù)沒(méi)有I中高。綜上所述，有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確的是：ADG 。

(3)鉛蓄電池放電時(shí)的化學(xué)方程式為Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s) + 2H2O，負(fù)極反應(yīng)式為Pb +SO42—-2e—= PbSO4 ，一段時(shí)間后，負(fù)極增重48克，增加的質(zhì)量就是硫酸根的質(zhì)量，可以求出硫酸根的物質(zhì)的量為0.5mol，所以有0.5mol　Pb轉(zhuǎn)化為PbSO4，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol。

(4）由圖可知，此燃料電池中發(fā)生的反應(yīng)為CH4+2O2+2OH- = CO32-+3H2O，正極的電極反應(yīng)式較簡(jiǎn)單，可以先寫出來(lái)：2O2+8e-+4H2O=8OH-，總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式可得負(fù)極的電極反應(yīng)式，①電池的負(fù)極反應(yīng)式為：CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O 。

②由總反應(yīng)可知，電池工作一段時(shí)間后，由于氫氧根不斷減少，反應(yīng)產(chǎn)物中有水，所以電解質(zhì)溶液的堿性變?nèi)酰?/span>pH減小 。