Question

根据化学反应与能量转化的相关知识，试回答下列问题:

（1）已知，黑磷比白磷稳定，结构与石墨相似，下图能正确表示该反正中能量变化的是___（填序号）。

（2）已知：氢氧燃料电池的总反应方程式为2H₂O+O₂=2H₂O。在碱性条件下，通入氢气一端的电极反应式为_________________。电路中每转移0.2mol电子，标准状况下消耗H₂的体积是______L。

（3）已知断开1mol N≡N键需要946kJ的能量，断开1mol H—H键需要436kJ的能量，生成1mo N—H键放出391kJ的能量，试计算生成2mol NH₃时会______（填“放出”或“吸收”）______kJ能量。当在相同的条件下向容器中充入1mol N₂和3mol H₂时，它们反应对应的热量______（填“大于”、“等于”或“小于”）你所计算出的值，原因是______。

Answer

A H2-2e-+2OH-=2H2O 2.24 放出 92 小于 可逆反应，反应物不能完全转化为生成物

【解析】

(1)物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。由于黑磷比白磷稳定，所以白磷的能量比黑磷的高，白磷转化为黑磷的反应是放热反应，能正确表示该反正中能量变化的是A图像；

(2)氢氧燃料电池的总反应方程式为2H2O+O2=2H2O。在碱性条件下，通入氢气一端是负极，负极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。根据总反应方程式可知：每有2mol氢气发生反应，转移电子的物质的量是4mol，则电路中每转移0.2mol电子，反应消耗标准状况下H2的物质的量是0.1mol，其体积是V=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；

(3)已知断开1mol N≡N键需要946kJ的能量，断开1mol H—H键需要436kJ的能量，生成1mo N—H键放出391kJ的能量，则根据反应方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)可知：生成2mol NH3时∆H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ/mol，故会放出92kJ能量。当在相同的条件下向容器中充入1mol N2和3mol H2时，由于该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以它们反应对应的热量小于计算出的值。