Question

【題目】能源在人類生活中應用廣泛。回答下列問題：

（1）氫氣燃燒時放出大量的熱，這是由于反應物的總能量____生成物的總能量(選填“大于”“小于”或“等于”，下同)，從化學反應的本質角度來看，是由于斷裂反應物中的化學鍵吸收的總能量____形成產物的化學鍵釋放的總能量。

（2）H2被認為是21世紀礦物燃料的理想能源，每克氫氣和汽油燃燒放出的熱量分別為55kJ和46kJ。①汽油可由石油經____和_____獲得。②請分析氫氣作為能源替代汽油的優勢：_____；____(寫兩點)。

（3）在氫氧堿性燃料電池中，負極發生__反應(填“氧化”或“還原”)，正極反應式為____。若反應后得到5.4g液態水，此時氫氧燃料電池轉移的電子數為___。

（4）如圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細絲，使之平衡。小心地往燒杯中央滴入CuSO4溶液。

片刻后可觀察到的現象是(指懸吊的金屬圈)____。

A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B.保持平衡狀態不變

C.鐵圈向下傾斜 D.銀圈向下傾斜

（5）鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。

①寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式______。

②若將①中的反應設計成原電池，寫出負極的電極反應式___。

Answer 1

【答案】大于 小于 分餾 裂化 氫氣燃燒產物為水，不污染環境 單位質量的氫氣燃燒放出的熱量更多 氧化 O2+4e-+2H2O=4OH- 0.6NA D 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu-2e-=Cu2+

【解析】

（1）對于放熱反應，反應物的總能量高于生成物的總能量。斷裂化學鍵會吸收能量，形成化學鍵會放出能量，對于放熱反應，斷裂反應物中的化學鍵吸收的總能量小于形成產物的化學鍵釋放的總能量；

（2）石油經過蒸餾（或分餾）可獲得石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等。以重油為原料經過裂化可以獲得汽油等輕質液體燃料；氫氣作為能源替代汽油的優勢有氫氣燃燒產物為水，不污染環境，而且單位質量的氫氣燃燒放出的熱量更多；

（3）氫氧燃料電池的總反應為2H2+O2=2H2O，氫氣失去電子，在負極發生氧化反應,在堿性溶液中，負極反應式為：2H2-4e-+4OH-=4H2O，氧氣在正極得到電子，正極反應式為：O2+4e-+2H2O=4OH-。根據總反應，得到2mol水，轉移4mol電子，得到5.4g水即0.3mol水，轉移的電子數為0.6NA；

（4）滴入CuSO4溶液后，鐵和銀以及硫酸銅溶液構成了原電池；鐵為負極，失去電子：Fe-2e-=Fe2+，鐵圈質量減輕；銀為正極，溶液中的Cu2+在銀上得到電子生成銅：Cu2++2e-=Cu，銀圈質量增加，所以鐵圈上浮，銀圈下沉；

（5）①FeCl3溶液和銅發生氧化還原反應，離子方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；

②若將①中的反應設計成原電池，則負極是銅失去電子生成銅離子，正極是Fe3+得到電子生成Fe2+，負極的電極反應式為：Cu-2e-=Cu2+。