题目内容
【题目】I.已知拆开或形成1 mol化学键所吸收或放出的能量叫做该化学键的键能，单位kJ·mol－1。白磷在氧气中燃烧的化学方程式可用结构式表示为如图所示：
试根据下表中的化学键键能计算0.1molP4(白磷)在氧气中充分燃烧放出能量_____kJ。
化学键 | P—P | P—O | O=O | P=O |
键能/kJ·mol－1 | 198 | 360 | 498 | 585 |
Ⅱ.化学能在一定条件下能够转化为电能，构成原电池。
（1）根据构成原电池的本质判断，如下反应可以设计成原电池的是_________(填序号)。
A. 2FeBr2 + 3Cl2 = 2FeCl3+2Br2
B. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
C. 2H2O = 2H2↑＋O2↑
D. Cu＋2AgNO3 = 2Ag＋Cu(NO3)2
（2）为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验。
有关实验现象，下列说法正确的是：_____________（填序号）。
图Ⅰ中气泡产生在锌棒表面，Ⅱ中产生在铜棒表面
图Ⅰ和图Ⅱ的气泡均产生在锌棒表面
两图中生成气体的速率几乎一样快
图Ⅱ中产生气体的速度比Ⅰ快
温度计显示的均为室温
图Ⅱ中温度计的示数高于图Ⅰ的示数
图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数
图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等，且均高于室温
（3）铅蓄电池是最常见的二次电池，放电时的化学方程式为：Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s) + 2H2O。负极反应式为____________________，一段时间后，负极增重48克，转移电子_______mol。
（4）如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极反应式为： ____________。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH__________（填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 298.2 AD AD G Pb +SO42—-2e—= PbSO4 1 CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O 减小
【解析】I.由题中信息可知，白磷与氧气反应的化学方程式为P4(s)+ ５O2(g) = P4O10(s)，△H=反应物的键能总和 - 生成物的键能总和=198
+498
-(360
)=-2982 kJ·mol－1，１mol白磷完全燃烧放出2982kJ热量，所以0.1molP4(白磷)在氧气中充分燃烧放出能量298.2kJ。
Ⅱ.(1)原电池的构成条件之一是有自发进行的氧化还原反应发生，从理论上讲，任何一个可以自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。四个反应中只有A和D两个是可以自发进行的氧化还原反应，所以可以设计成原电池的是A和D。
（2）图I是化学腐蚀，锌与稀硫酸发生置换反应生成氢气，锌棒表面产生气泡，反应放热，能量变化主要表现为化学能转化为热能，所以温度计能显示出温度升高；图II中锌棒、铜棒、稀硫酸形成了原电池，锌是负极、铜是正极，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，所以可看到铜棒表面上产生气泡，由于形成原电池可以加快化学反应速率，所以可以看到II中产生气泡的速率明显比I中快，能量变化主要表现为化学能转化为电能，所以II中温度计示数没有I中高。综上所述，有关实验现象正确的是：ADG 。
(3)铅蓄电池放电时的化学方程式为Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s) + 2H2O，负极反应式为Pb +SO42—-2e—= PbSO4 ，一段时间后，负极增重48克，增加的质量就是硫酸根的质量，可以求出硫酸根的物质的量为0.5mol，所以有0.5mol Pb转化为PbSO4，转移电子的物质的量为1mol。
(4）由图可知，此燃料电池中发生的反应为CH4+2O2+2OH- = CO32-+3H2O，正极的电极反应式较简单，可以先写出来：2O2+8e-+4H2O=8OH-，总反应减去正极的电极反应式可得负极的电极反应式，①电池的负极反应式为：CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O 。
②由总反应可知，电池工作一段时间后，由于氢氧根不断减少，反应产物中有水，所以电解质溶液的碱性变弱，pH减小 。
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