Question

研究化学反应过程中能量的转化对于实际生产具有重要的意义。

(1)化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的，下图为N₂(g)和O₂(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：

①该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)；

②该反应中反应物的总能量______生成物的总能量（填“大于、 小于或等于”）；

③该反应中，毎生成1 mol NO(g)，放出(或吸收) 热量_______kJ。

(2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、 b均为惰性电极。

①使用时，空气从______口通入(填“A"或“B")；

②假设使用的“燃料”是氢气(H₂)，a极的电极反应式为_______。

③若电池中氢气(H₂)通入量为224 mL(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电流表的电量为_____C (法拉第常数F=9.65×10⁴C/mol)。

Answer

吸热 小于 90 B H2－2e－＋2OH－=2H2O 1.93×103

【解析】

(2)在燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入空气的电极为正极。

(1) ①N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)的化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)，据图可知，1molN2(g)和1molO2(g)断裂化学键吸收的能量之和为946kJ +498kJ=1444kJ，生成2molNO(g)时形成化学键放出的能量为2×632kJ=1264kJ，吸收的总能量比放出的总能量多，则该反应为吸热反应；

②因该反应为吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量；

③根据①中计算可知，该反应中，毎生成1 mol NO(g)，吸收热量=90kJ；

(2) ①在燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入空气的电极为正极，根据图示中电子的流向可知，a极为负极，b极为正极，则使用时，空气从B口通入；

②若使用的“燃料”是氢气(H2)，则氢气在a极失电子发生氧化反应生成水，a电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2O；

③标准状况下224mL氢气的物质的量为0.01mol，氢气发生的电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2O，则氢气完全反应时，转移电子0.02mol，理论上通过电流表的电量为0.02mol×9.65×104C/mol=1.93×103C。