Question

9．能盤是一個(gè)世界性的話題，如何充分利用能量、開發(fā)新能源，為人類服務(wù)是廣大科技工作者不懈努力的目標(biāo)．
（1）哈伯因發(fā)明了由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆椒ǘ�獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．工業(yè)上氮?dú)馀c氫氣合成氨反應(yīng)方程式為：N₂+3H₂?2NH₃，反應(yīng)過程中的能量變化如圖1：由此說明，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
（2）①沼氣是一種廉價(jià)能源，農(nóng)村存在大量的秸稈、雜草等廢棄物，它們經(jīng)微生物發(fā)酵之后，便可產(chǎn)生沼氣，可用來點(diǎn)火做飯，已知O.5molCH₄完全燃燒生成C0₂氣體和液態(tài)水時(shí)，放出445kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.0kJ/mol．
②己知某種煤氣的主要成分為CO、H₂，現(xiàn)把一套以煤氣為燃料的灶具改為以天然氣為燃料的灶具時(shí)，灶具作相應(yīng)的調(diào)整，正確的方法是B．
A．空氣和天然氣的進(jìn)入量都減少      B．增大空氣的進(jìn)入量或減小天然氣的進(jìn)入量
C．空氣和天然氣的進(jìn)入量都增加     D．減小空氣的進(jìn)入量或增大天然氣的進(jìn)入量
（3）原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲(chǔ)能和供能技術(shù)的巨大進(jìn)步，是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)，①現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：A、NaOH+HCl═NaCl+H₂0； B、Fe+H₂SO₄═FeS0₄+H₂↑，能設(shè)計(jì)成原電池的是B（填編號(hào)）．
②氫氣直接燃燒能量的利用率只能達(dá)到30%左右，氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)換率可超過80%．氫氧燃料電池可以使用在航天飛機(jī)上，其反應(yīng)原理示意圖如圖2．寫出該氫斌燃料電池的總反應(yīng)方程式2H₂+O₂═2H₂O．
（4）氫氣被人們看做理想的“綠色能源”．下列制氫方法最節(jié)能的是C．
A、電解水制氫：2H₂0$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
B、髙溫使水分解制氫：2H₂0$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
C、太陽(yáng)光催化分解水制氫：2H₂0$\frac{\underline{\;\;\;TiO_{2}\;\;\;}}{太陽(yáng)光}$2H₂↑+O₂↑
D、天然氣制氫：CH₄+H₂O$\stackrel{高溫}{?}$CO+3H₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物總能量和生成總能量可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；
（2）①O.5molCH₄完全燃燒生成C0₂氣體和液態(tài)水時(shí)，放出445kJ熱量，所以1mol甲烷烷醛燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱890.0kJ，據(jù)此寫出熱化學(xué)方程式；
②等體積的煤氣和天然氣相比，燃燒時(shí)天然氣消耗的氧氣多；
（3）①自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池；
②燃?xì)溲跞剂想姵胤磻?yīng)式就是氫氣燃燒方程式；
（4）最節(jié)能的方法是運(yùn)用太陽(yáng)能．

解答 解：（1）由圖可知該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量高于生成總能量，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（2）①O.5molCH₄完全燃燒生成C0₂氣體和液態(tài)水時(shí)，放出445kJ熱量，所以1mol甲烷烷醛燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱890.0kJ，甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.0kJ/mol；
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.0kJ/mol；
②等體積的煤氣和天然氣相比，燃燒時(shí)天然氣消耗的氧氣多，所以把一套以煤氣（主要成分是CO、H₂）為燃料的灶具改為以天然氣為燃料的灶具時(shí)，灶具應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整為增大空氣的進(jìn)入量或減小天然氣的進(jìn)入量；
故答案為：B；
（3）①反應(yīng)A．NaOH+HCl=NaCl+H₂O不是氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，反應(yīng)B．Fe+H₂SO₄═FeS0₄+H₂↑是氧化還原反應(yīng)，能設(shè)計(jì)成原電池，
故答案為：B；
②氫氧燃料電池反應(yīng)式就是氫氣燃燒方程式，則電池反應(yīng)式為2H₂+O₂═2H₂O，
故答案為：2H₂+O₂═2H₂O；
（4）最節(jié)能的方法是運(yùn)用太陽(yáng)能，高溫、電解都需要其它自然資源，故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了反應(yīng)中的熱量變化、熱化學(xué)方程式、原電池原理、能量的綜合利用等，難度中等，答題時(shí)注意基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用．