Question

根据化学能和热能、电能相关的知识，请回答下列问题：

I．已知31 g白磷(P₄)变为31 g红磷(P)时释放能量。上述变化属于_____变化；稳定性白磷_____红磷(填“>”或“<”)；

II．氢气是一种清洁能源，在我国航天工程中也有应用。

(1)已知：2H₂＋O₂2H₂O。该反应1g氢气完全燃烧放出热量121kJ，其中断裂1molH—H键吸收436kJ，断裂1molO＝O键吸收496kJ，那么形成1molH—O键放出热量_______________。

(2)航天技术上使用的氢－氧燃料电池原理可以简单看作下图“氢－氧燃料电池的装置图” 则：

①a极为电池的______(填“正极”或“负极”)；溶液中OH^－移向_______电极（填“a”或“b”）。

②b电极附近pH_______。(填增大、减小或不变)。

③如把H₂改为甲烷，则电极反应式为：负极_________。

Answer

化学 ＜ 463kJ 负极 a 增大 CH4－8e－＋10OH－＝CO32-＋7H2O

【解析】

分析: (1 )根据H=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量计算;( 2 ) 根据原电池的工作原理分析解答。

(1)白磷与红磷为同素异形体，则白磷转化为红磷为化学变化；31 g白磷变为31 g 红磷(P)时释放能量,为放热反应,说明白磷能量高于红磷,能量越低越稳定，因此稳定性是白磷小于红磷,因此，本题正确答案是:化学；＜；

II.(1) 1g氢气完全燃烧放出热量121k J,则2mol氢气即4g氢气完全燃烧放出热量为4121kJ=484kJ;其中断裂1molH-H键吸收436kJ,断裂1molO=O键吸收496kJ ,因此有2436+496-4x=-484 ,解得x=463 ,即形成1molH-O键放出热量为463kJ;答案：463kJ。

(2)①根据电子的流向可知a电极是负极, b电极是正极。则原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则溶液中OH-移向a电极。答案：负极；a。

②b电极是正极,氧气得到电子转化为氢氧根，氢氧根浓度增大,则b电极附近pH增大;答案：增大；

③如把氢气改为甲烷,由于电解质溶液显碱性,则负极甲烷失去电子转化为碳酸根,电极反应式为CH4－8e－＋10OH－＝CO32-＋7H2O,答案： CH4－8e－＋10OH－＝CO32-＋7H2O。