Question

3．研究反应：2H₂+O₂═2H₂O．
（1）已知该反应为放热反应，图1能正确表示该反应中能量变化的是A．
（2）已知：拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量，就是该共价键的键能．下表是某些共价键的键能：

共价键	H-H	O=O	H-O
键能/kJ•mol-1	436	498	X

根据图2中能量变化图，回答下列问题：

①图2中：a=1370．
②表格中：X=463．
③请写出该反应的热化学方程式：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-482KJ/mol．
（3）氢氧燃料电池的总反应方程式为2H₂+O₂═2H₂O．其中，氢气在负（填“正”或“负”）极发生氧化反应（填“氧化”或“还原”）．电路中每转移0.2mol电子，标准状况下消耗气体的总体积是3.36 L．

Answer 1

分析 （1）反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应；
（2）①根据H-H键能、O=O键能计算；
②反应热=反应物总键能-生成物总键能；
③由图可知，2molH₂（g）与1molO₂（g）反应生成2molH₂O（g）放出热量为482kJ；
（3）氢气发生氧化反应，而原电池负极发生氧化反应；
由电子转移守恒可知，转移0.2mol电子参加反应氢气为$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol，结合方程式计算参加反应氧气物质的量，再根据V=nV_m计算气体总体积．

解答 解：（1）2H₂+O₂═2H₂O为放热反应，说明反应物总能量大于生成物总能量，图1中A符合，故答案为：A；
（2）①破坏2molH-H键、1molO=O键需要吸收的能量为2mol×436kJ/mol+1mol×498kJ/mol=1370kJ，故答案为：1370kJ；
②反应热=反应物总键能-生成物总键能，则2mol×436kJ/mol+1mol×498kJ/mol-4 E（O-H）=-482kJ/mol，解得E（O-H）=463kJ/mol，故答案为：463；
③由图可知，2molH₂（g）与1molO₂（g）反应生成2molH₂O（g）放出热量为482kJ，热化学方程式为：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-482KJ/mol，
故答案为：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-482KJ/mol；
（3）氢气在原电池负极发生氧化反应，由电子转移守恒可知，转移0.2mol电子参加反应氢气为$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol，结合方程式可知，参加反应氧气物质的量为0.1mol×$\frac{1}{2}$=0.05mol，标准状况下消耗气体的总体积是（0.1mol+0.05mol）×22.4L/mol=3.36L，故答案为：负；氧化；3.36．

点评 本题考查反应热计算、热化学方程式书写、吸热反应与放热反应、原电池原理及有关计算，难度不大，侧重对基础知识的巩固．