Question

能源与人类的生存和发展息息相关，化学反应在人类利用能源的历史过程中充当重要的角色。回答下列问题：

(1)科学家最近研制出利用太阳能产生激光，使海水分解。太阳光分解海水时，光能转化为________能，水分解时断裂的化学键是________(填“离子键”或“共价键”)

(2)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源,氢气燃烧时放出大量的热。若断开1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q₁kJ，断开1mol氧气中的化学键消耗的能量为Q₂kJ，形成1mol水中的化学键释放的能量为Q₃kJ，则下列关系正确的是____________

A．Q₁＋Q₂＜Q₃    B．2Q₁＋Q₂＜2Q₃    C．2Q₁＋Q₂＞2Q₃    D．Q₁＋Q₂＞Q₃

(3)反应Fe＋H₂SO₄=FeSO₄＋H₂↑的能量变化趋势如图所示：

①该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

②若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是________(填字母)。

A．改铁片为铁粉   B．改稀硫酸为98%的浓硫酸   C．升高温度

③若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为______(填“正”或“负”)极。该极上发生的电极反应为___________________，外电路中电子由______极(填“正”或“负”，下同)向______极移动。

Answer

化学 共价键 B 放热 AC 正 2H＋＋2e－=H2↑ 负 正

【解析】

根据太阳光使水分解，判断能量转换情况和断裂的化学键；根据放热反应判断热量的关系；根据题中图示判断放热还是吸热；根据影响反应速率的因素判断选项；根据题中所给的氧化还原反应，由化合价的升降判断原电池的正负极及电子流向；据此解答。

（1）利用太阳光分解海水生成氢气和氧气，光能转化为化学能，水是共价化合物，含有共价键，水分解断裂的是共价键；答案为化学，共价键。

（2）因为氢气燃烧是放热反应，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量，2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol水，氢气燃烧时放出大量的热，所以2Q1＋Q2＜2Q3，B正确，答案为B。

(3) ①图象分析反应物能量高于生成物能量，该反应为放热反应，答案为放热。

②A．改铁片为铁粉，增大与溶液接面积，增大反应速率，故A符合题意；

B．改稀H2SO4为98%的浓H2SO4，常温下铁在浓硫酸中钝化，不能进行反应，故B不符合题意；

C．升高温度，增大反应速率，故C符合题意；

答案为AC。

③Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，反应是自发进行的氧化还原反应，依据化学方程式结合原电池构成条件设计原电池，铁做原电池负极，铜做原电池正极，硫酸做电解质溶液，溶液中氢离子在铜电极得到电子生成氢气，铜电极上有气体冒出，电极反应为：2H++2e-=H2↑；外电路电子流向从负极沿外电路导线流向正极；答案为正，2H++2e-=H2↑，负，正。