Question

9．能盤是一個世界性的話題，如何充分利用能量、開發(fā)新能源，為人類服務是廣大科技工作者不懈努力的目標．
（1）哈伯因發(fā)明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎．工業(yè)上氮氣與氫氣合成氨反應方程式為：N₂+3H₂?2NH₃，反應過程中的能量變化如圖1：由此說明，該反應是放熱反應（填“吸熱”或“放熱”）．
（2）①沼氣是一種廉價能源，農(nóng)村存在大量的秸稈、雜草等廢棄物，它們經(jīng)微生物發(fā)酵之后，便可產(chǎn)生沼氣，可用來點火做飯，已知O.5molCH₄完全燃燒生成C0₂氣體和液態(tài)水時，放出445kJ熱量，則熱化學方程式為CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.0kJ/mol．
②己知某種煤氣的主要成分為CO、H₂，現(xiàn)把一套以煤氣為燃料的灶具改為以天然氣為燃料的灶具時，灶具作相應的調(diào)整，正確的方法是B．
A．空氣和天然氣的進入量都減少      B．增大空氣的進入量或減小天然氣的進入量
C．空氣和天然氣的進入量都增加     D．減小空氣的進入量或增大天然氣的進入量
（3）原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲能和供能技術的巨大進步，是化學對人類的一項重大貢獻，①現(xiàn)有如下兩個反應：A、NaOH+HCl═NaCl+H₂0； B、Fe+H₂SO₄═FeS0₄+H₂↑，能設計成原電池的是B（填編號）．
②氫氣直接燃燒能量的利用率只能達到30%左右，氫氧燃料電池能量轉換率可超過80%．氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上，其反應原理示意圖如圖2．寫出該氫斌燃料電池的總反應方程式2H₂+O₂═2H₂O．
（4）氫氣被人們看做理想的“綠色能源”．下列制氫方法最節(jié)能的是C．
A、電解水制氫：2H₂0$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
B、髙溫使水分解制氫：2H₂0$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
C、太陽光催化分解水制氫：2H₂0$\frac{\underline{\;\;\;TiO_{2}\;\;\;}}{太陽光}$2H₂↑+O₂↑
D、天然氣制氫：CH₄+H₂O$\stackrel{高溫}{?}$CO+3H₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應物總能量和生成總能量可判斷反應的熱效應；
（2）①O.5molCH₄完全燃燒生成C0₂氣體和液態(tài)水時，放出445kJ熱量，所以1mol甲烷烷醛燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱890.0kJ，據(jù)此寫出熱化學方程式；
②等體積的煤氣和天然氣相比，燃燒時天然氣消耗的氧氣多；
（3）①自發(fā)的氧化還原反應才能設計成原電池；
②燃氫氧燃料電池反應式就是氫氣燃燒方程式；
（4）最節(jié)能的方法是運用太陽能．

解答 解：（1）由圖可知該反應中反應物總能量高于生成總能量，所以該反應為放熱反應，
故答案為：放熱；
（2）①O.5molCH₄完全燃燒生成C0₂氣體和液態(tài)水時，放出445kJ熱量，所以1mol甲烷烷醛燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱890.0kJ，甲烷燃燒的熱化學方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.0kJ/mol；
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.0kJ/mol；
②等體積的煤氣和天然氣相比，燃燒時天然氣消耗的氧氣多，所以把一套以煤氣（主要成分是CO、H₂）為燃料的灶具改為以天然氣為燃料的灶具時，灶具應作相應調(diào)整為增大空氣的進入量或減小天然氣的進入量；
故答案為：B；
（3）①反應A．NaOH+HCl=NaCl+H₂O不是氧化還原反應，不能設計成原電池，反應B．Fe+H₂SO₄═FeS0₄+H₂↑是氧化還原反應，能設計成原電池，
故答案為：B；
②氫氧燃料電池反應式就是氫氣燃燒方程式，則電池反應式為2H₂+O₂═2H₂O，
故答案為：2H₂+O₂═2H₂O；
（4）最節(jié)能的方法是運用太陽能，高溫、電解都需要其它自然資源，故選C．

點評 本題主要考查了反應中的熱量變化、熱化學方程式、原電池原理、能量的綜合利用等，難度中等，答題時注意基礎知識的綜合應用．