Question

11．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2H₂+O₂=2H₂O．
（1）为了加快该反应速率，下列措施不可行的是C（填序号，下同）．
A．使用催化剂    B．适当提高氧气的浓度
C．适当降低反应的温度   D．适当提高反应的温度
（2）已知该反应为放热反应，如图能正确表示该反应中能量变化的是B．

（3）从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化．
【资料】①键能：拆开1mol化学键需要吸收的能量，或是形成1mol化学键所放出的能量称为键能．
②化学键的键能：

化学键	H-H	O=O	H-O
键能kJ•mol-1	436	496	463

在理论上1molO₂充分反应生成水放出热量（填吸收或放出）484kJ．
（4）氢氧燃料电池的总反应方程式为2H₂+O₂=2H₂O．若电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松 多孔石墨棒，其中氢气在负（填“正”或“负”）极发生氧化反应（填“氧化”或“还原”）． 写出氢氧燃料电池工作时正极所发生的电极反应式：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，电路中每转移0.2mol电子，消耗标准状况下H₂的体积是2.24L．

Answer 1

分析 （1）增大反应物浓度、使用催化剂、升高温度等均可加快反应速率；
（2）放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量；
（3）断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，△H=反应物中键能之和-生成物中键能之和；
（4）氢氧燃料电池的总反应方程式为2H₂+O₂=2H₂O，H元素的化合价升高，则氢气在负极失去电子，发生氧化反应，反应中消耗2molH₂转移4mol电子，以此解答．

解答 解：（1）A．使用催化剂，加快反应速率，故A不选；
B．适当提高氧气的浓度，反应物浓度增大，反应速率加快，故B不选；
C．适当降低反应的温度，反应速率减慢，故C选；
D．适当提高反应的温度，反应速率加快，故D不选；
故答案为：C；
（2）由图可知，B中反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，故答案为：B；
（3）断裂2molH₂中的化学键吸收2×436kJ热量，断裂1molO₂中的化学键吸收496kJ热量，共吸收2×436+496=1368kJ热量，形成4molH-O键释放4×463kJ=1852kJ热量，2mol H₂在氧气中燃烧生成气态水的反应热△H=反应物中键能之和-生成物中键能之和=1368-1852kJ/mol=-484kJ/mol，即1molO₂充分反应生成气态水放出的热量为484kJ，故答案为：放出；484kJ；
（4）氢氧燃料电池的总反应方程式为2H₂+O₂=2H₂O，H元素的化合价升高，则氢气在负极失去电子，发生氧化反应，正极氧气得电子的还原反应，碱性环境下，所发生的电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，反应中消耗2molH₂转移4mol电子，则电路中每转移0.2mol电子，标准状况下消耗H₂的体积是0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
故答案为：负；氧化；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2.24．

点评 本题考查较综合，涉及化学反应速率的影响因素、化学键及反应中能量变化、原电池等，为高频考点，侧重化学反应原理的考查，有利于基础知识的夯实，题目难度不大．