Question

化學能的利用是化學研究的重要方面，化學能的利用包括化學能與熱能、光能、電能的轉(zhuǎn)化．
（1）化學能與光能的說法不正確的是

D

（填編號）
A．化石能源是遠古太陽能轉(zhuǎn)化為化學能而儲存下來的
B．光能轉(zhuǎn)化為化學能最重要的是植物的光合作用
C．利用太陽能分解水制取氫氣是光能轉(zhuǎn)化為化學能的過程
D．燈泡通電發(fā)光就是燈泡把化學能轉(zhuǎn)化為光能的過程
（2）化學能與熱能
已知：①1molH₂分子中化學鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量
②1molCl₂分子中化學鍵斷裂時需要吸收243kJ的能量
③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子時釋放431kJ的能量．
請寫出氫氣和氯氣反應生成氯化氫氣體的熱化學方程式是

H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）△H=-183kJ/mol

．
（3）化學能與電能
①以H₂為燃料可制成氫氧燃料電池． 已知2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-572kJ?mol^-1
某氫氧燃料電池釋放228.8kJ電能時，生成1mol液態(tài)水，該電池的能量轉(zhuǎn)化率為

80%

．
②如圖是某筆記本電腦用一個乙醇燃料電池工作時的示意圖．乙池中的兩個電極均為石墨電極，乙池中盛有100mL 3.00mol/L的CuSO₄溶液．
請回答下列問題：
a．通入O₂的電極的電極反應式是

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

．
b．在此過程中，若乙池中兩電極產(chǎn)生的氣體恰好相等時（假設標準狀況下），理論上需通入

4.6

克乙醇．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)化石能源的產(chǎn)生、水的分解中能量的轉(zhuǎn)化植物的光和作用中能量的轉(zhuǎn)化知識來回答；
（2）根據(jù)反應熱等于反應物的總鍵能-生成物的總鍵來解答；
（3）①電池的能量轉(zhuǎn)化率=

實際產(chǎn)生能量

理論產(chǎn)生能量

×100%；
②a、燃料電池中，通氧氣的極是正極，該極上發(fā)生氧氣得電子的還原反應；
b、根據(jù)乙池中兩電極的電極反應計算兩電極產(chǎn)生的氣體體積恰好相等時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，進而確定消耗乙醇的量．

解答：解：（1）A．化石能源是遠古太陽能轉(zhuǎn)化為化學能而儲存下來的，符合實際，故A正確；
B．植物的光合作用是將光能轉(zhuǎn)化為化學能最重要的方式，故B正確；
C．利用太陽能分解水制取氫氣是光能轉(zhuǎn)化為化學能的過程，故C正確；
D．燈泡通電發(fā)光就是燈泡把電能轉(zhuǎn)化為光能以及熱能的過程，故D錯誤．
故選D．
（2）反應熱=生成物的鍵能減反應物的鍵能=436kJ?mol^-1+243kJ?mol^-1-2×431 kJ?mol^-1=-183kJ?mol^-1，故1mol氫氣與1mol氯氣反應時放出熱量為183kJ，△H=-183kJ/mol，故氫氣和氯氣反應生成2mol氯化氫氣體，反應的△H=-183kJ/mol，即H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）△H=-183kJ/mol，
故答案為：H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g）△H=-183kJ/mol；
（3）①電池的能量轉(zhuǎn)化率=

實際產(chǎn)生能量

理論產(chǎn)生能量

×100%=

228.8

572 2

×100%=80%，
故答案為：80%；
②a、燃料電池中，通氧氣的極是正極，該極上發(fā)生氧氣得電子的還原反應，電極反應為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
b、乙池中陽極反應是4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，陰極反應依次是：Cu²⁺+2e^-═Cu，2H⁺+2e^-═H₂，
當銅離子全部放電時，轉(zhuǎn)移電子是0.6mol，
設轉(zhuǎn)移nmol電子時，兩極上產(chǎn)生氣體的體積相等，
則兩極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量等式表示為：0.25n=0.5（n-0.6），
解得n=1.2，
根據(jù)反應C₂H₆O+3O₂═2CO₂+3H₂O，在轉(zhuǎn)移12mol電子時，消耗C₂H₆O的量為1mol，當轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，理論上消耗乙醇0.1moL，質(zhì)量是4.6g，
故答案為：4.6．

點評：本題是一道關于電化學和熱化學知識的綜合考查題，要求學生注意知識的靈活應用，難度不大．