Question

16．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务．
（1）从能量角度看，断开化学键要吸热，形成化学键要放热（填“放热”或“吸热”）．已知拆开1mol H-H键、1mol N≡N键、1mol N-H键分别需要消耗的能量为436.4kJ、941.3kJ、390.5kJ．则由氢气和氮气反应生成1mol NH₃需要放出（填“放出”或“吸收”）46.25kJ的热量．
（2）已知标准状况下11.2L甲烷燃烧生成液态水时放热445kJ．写出1mol甲烷燃烧的热化学方程式CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ•mol^-1．若将该反应设计成燃料电池，则通入甲烷的一端应该为原电池的负极（填“正”或“负”）．
（3）如图铁处于三种环境中，铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ（填序号）．

Answer 1

分析 （1）化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算焓变=反应物总键能-生成物的总键能，以此计算反应热并判断吸热还是放热；
（2）依据热化学方程式书写热化学方程式，标注物质聚集状态和对应反应的焓变；甲烷燃料电池，燃料做电池的负极发生氧化反应；
（3）图中Ⅰ：铁和碳接触，腐蚀吸氧腐蚀，Ⅱ：铁和锌接触形成原电池反应，锌比铁活泼，铁被保护，Ⅲ：为化学腐蚀，速率比电化学腐蚀慢，以此解答该题．

解答 解：（1）化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算焓变=反应物总键能-生成物的总键能，在反应N₂+3H₂?2NH₃中，断裂3mol H-H键，1mol N≡N键共吸收的能量为：3×436.4kJ+941.3kJ=2250.5kJ，生成2mol NH₃，共形成6mol N-H键，放出的能量为：6×390.5kJ=2343kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2343kJ-2250.5kJ=92.5kJ，所以生成1mol NH₃放出热量为46.25kJ；
故答案为：吸热； 放热；放出；46.25kJ；
（2）已知标准状况下11.2L甲烷物质的量为0.5mol，完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量，所以1mol甲烷烷醛燃烧生成二氧化碳和液态水放热890.0kJ，
甲烷燃烧的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ/mol；甲烷燃料电池，燃料做电池的负极发生氧化反应，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890kJ/mol；负；
（3）图中Ⅰ：铁和碳接触，腐蚀吸氧腐蚀，Ⅱ：铁和锌接触形成原电池反应，锌比铁活泼，铁被保护，Ⅲ：为化学腐蚀，速率比电化学腐蚀慢，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是①③②，
故答案为：Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ．

点评 本题考查热化学方程式的书写和反应热的计算，注意把握从键能的角度计算反应热的方法，金属的腐蚀与防护，题目难度不大，注意把握金属腐蚀的原理，学习中注意积累．