Question

【题目】能源与人类的生存和发展息息相关，化学反应在人类利用能源的历史过程中充当重要的角色。回答下列问题：

（1）科学家最近研制出利用太阳能产生激光，使海水分解。太阳光分解海水时，光能转化为________能，水分解时断裂的化学键是________（填“离子键”或“共价键”）

（2）氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源,氢气燃烧时放出大量的热。若断开1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，断开1mol氧气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol水中的化学键释放的能量为Q3kJ，则下列关系正确的是____________

A．Q1＋Q2＜Q3 B．2Q1＋Q2＜2Q3

C．2Q1＋Q2＞2Q3 D．Q1＋Q2＞Q3

（3）下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________。

A.Fe+2FeCl3＝3FeCl2 B.SO3+H2O＝H2SO4

C.C+H2OCO+H2 D.Ba(OH)2+H2SO4＝BaSO4+2H2O

（4）美国NASA曾开发一种铁·空气电池，其原理如图所示，电池反应为：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。

①电极a为原电池的________（填“正极”或“负极”），该极的电极反应式为______________________；电极b上发生________反应（填“氧化”或“还原”）。

②原电池工作一段时间后，若消耗铁22.4g，则电路中通过的电子数为________。

Answer 1

【答案】化学 共价键 B A 负极 Fe-2e—+2OH—=Fe(OH)2 还原 0.8NA或0.8×6.02×1023

【解析】

（1）利用太阳光分解海水生成氢气和氧气，水是共价化合物，含有共价键；

（2）放热反应，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量；

（3）放热的氧化还原反应能设计成原电池；

（4）①a电极，Fe→Fe(OH)2 ，铁失电子化合价升高；b电极，氧气得电子生成氢氧根离子；

②原电池工作时，铁元素化合价由0升高为+2；

（1）利用太阳光分解海水生成氢气和氧气，光能转化为化学能，水是共价化合物，含有共价键，水分解断裂的是共价键；

（2）放热反应，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量，2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol水，氢气燃烧时放出大量的热，所以2Q1＋Q2＜2Q3，选B；

（3）A.Fe+2FeCl3＝3FeCl2，铁元素化合价改变，有电子转移，反应放出能量，能设计成原电池，故选A；

B.SO3+H2O＝H2SO4，没有化合价改变，没有有电子转移，不能设计成原电池，故不选B；

C.C+H2OCO+H2，碳元素化合价改变，有电子转移，该反应吸收能量，不能设计成原电池，故不选C；

D.Ba(OH)2+H2SO4＝BaSO4+2H2O，没有化合价改变，没有有电子转移，不能设计成原电池，故不选D；

（4）①a电极，Fe→Fe(OH)2 ，铁失电子化合价升高，a极电子流出，为原电池负极，电极反应式是Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2；b电极，氧气得电子生成氢氧根离子，b极发生还原反应；

②原电池工作时，铁元素化合价由0升高为+2，若消耗铁22.4g，则电路中通过的电子数为0.8NA。