Question

11．從能量的變化和反應(yīng)的快慢等角度研究反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O．
（1）為了加快該反應(yīng)速率，下列措施不可行的是C（填序號，下同）．
A．使用催化劑    B．適當(dāng)提高氧氣的濃度
C．適當(dāng)降低反應(yīng)的溫度   D．適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度
（2）已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，如圖能正確表示該反應(yīng)中能量變化的是B．

（3）從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應(yīng)中能量的變化．
【資料】①鍵能：拆開1mol化學(xué)鍵需要吸收的能量，或是形成1mol化學(xué)鍵所放出的能量稱為鍵能．
②化學(xué)鍵的鍵能：

化學(xué)鍵	H-H	O=O	H-O
鍵能kJ•mol-1	436	496	463

在理論上1molO₂充分反應(yīng)生成水放出熱量（填吸收或放出）484kJ．
（4）氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H₂+O₂=2H₂O．若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松 多孔石墨棒，其中氫氣在負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極發(fā)生氧化反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）． 寫出氫氧燃料電池工作時正極所發(fā)生的電極反應(yīng)式：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下H₂的體積是2.24L．

Answer 1

分析 （1）增大反應(yīng)物濃度、使用催化劑、升高溫度等均可加快反應(yīng)速率；
（2）放熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；
（3）斷裂化學(xué)鍵吸收能量，形成化學(xué)鍵釋放能量，△H=反應(yīng)物中鍵能之和-生成物中鍵能之和；
（4）氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H₂+O₂=2H₂O，H元素的化合價升高，則氫氣在負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)中消耗2molH₂轉(zhuǎn)移4mol電子，以此解答．

解答 解：（1）A．使用催化劑，加快反應(yīng)速率，故A不選；
B．適當(dāng)提高氧氣的濃度，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，故B不選；
C．適當(dāng)降低反應(yīng)的溫度，反應(yīng)速率減慢，故C選；
D．適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度，反應(yīng)速率加快，故D不選；
故答案為：C；
（2）由圖可知，B中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，故答案為：B；
（3）斷裂2molH₂中的化學(xué)鍵吸收2×436kJ熱量，斷裂1molO₂中的化學(xué)鍵吸收496kJ熱量，共吸收2×436+496=1368kJ熱量，形成4molH-O鍵釋放4×463kJ=1852kJ熱量，2mol H₂在氧氣中燃燒生成氣態(tài)水的反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物中鍵能之和-生成物中鍵能之和=1368-1852kJ/mol=-484kJ/mol，即1molO₂充分反應(yīng)生成氣態(tài)水放出的熱量為484kJ，故答案為：放出；484kJ；
（4）氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H₂+O₂=2H₂O，H元素的化合價升高，則氫氣在負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極氧氣得電子的還原反應(yīng)，堿性環(huán)境下，所發(fā)生的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，反應(yīng)中消耗2molH₂轉(zhuǎn)移4mol電子，則電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗H₂的體積是0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
故答案為：負(fù)；氧化；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2.24．

點(diǎn)評 本題考查較綜合，涉及化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素、化學(xué)鍵及反應(yīng)中能量變化、原電池等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重化學(xué)反應(yīng)原理的考查，有利于基礎(chǔ)知識的夯實(shí)，題目難度不大．