Question

2．化學(xué)反應(yīng)與能量有著密不可分的關(guān)系，回答下列問題．
（1）居民使用的管道煤氣主要成分是H₂、CO和少量CH₄，H₂、CO和CH₄的燃燒熱（注：燃燒熱是指在25℃，101kPa時(shí)，1mol可燃物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，單位為kJ/mol．）數(shù)據(jù)如表：

物質(zhì)	H2	CO	CH4
燃燒熱（kJ•mol-1）	285.8	283.0	890.0

天然氣已經(jīng)成為城市居民使用的主要生活能源．使用管道煤氣用戶改用天然氣，應(yīng)調(diào)整灶具進(jìn)氣量閥門，即增大空氣（填“空氣”或“天然氣”）的進(jìn)入量或減少天然氣（填“空氣”或“天然氣”）的進(jìn)入量．1m³（標(biāo)準(zhǔn)狀況）甲烷在25℃，101kPa時(shí)，充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放的熱能是3.97×10⁴kJ．
（2）燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置．氫氧燃料電池已用于航天飛機(jī)．以氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液的這種電池的負(fù)極反應(yīng)式為2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O，這種電池在放電使用一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液中的c（OHˉ）將減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”）．
（3）如圖是銀鋅原電池裝置的示意圖，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液．回答下列問題：
鋅為負(fù)極，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)（“氧化”或“還原”），電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，該原電池的總反應(yīng)離子方程式為Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)方程式中的微觀粒子個(gè)數(shù)比進(jìn)行分析消耗氧氣的多少；由于燃燒同樣質(zhì)量的天然氣和一氧化碳，天然氣燃燒需要的氧氣多，燃燒管道煤氣的灶具如需改燒天然氣，需要加大氧氣的量；根據(jù)標(biāo)況下Vm=22.4L/mol，計(jì)算1m³的甲烷的物質(zhì)的量，再利用物質(zhì)的量與熱量的正比例關(guān)系來計(jì)算；
（2）通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液氫氧化鉀參加了反應(yīng)，在負(fù)極生成水；反應(yīng)生成水溶液的體積增大；
（3）該原電池中，Zn易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，Ag作正極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，正極上電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，以此來解答．

解答 解：（1）由化學(xué)方程式的微觀粒子個(gè)數(shù)比可知，燃燒相同體積的管道煤氣和天然氣時(shí)，天然氣消耗的氧氣多；燃燒管道煤氣的灶具如需改燃天然氣，灶具的改進(jìn)方法是增大進(jìn)風(fēng)口；如果燃料不完全燃燒，能生成一氧化碳等污染環(huán)境的物質(zhì)；所以使用管道煤氣用戶改用天然氣，應(yīng)調(diào)整灶具進(jìn)氣量閥門，即增大空氣的進(jìn)入量或減少天然氣的進(jìn)入量；標(biāo)況下Vm=22.4L/mol，則1m³的甲烷的物質(zhì)的量$\frac{1000L}{22.4L•mo{l}^{-1}}$=44.64mol，由25℃，101kPa時(shí)，1molCH₄充分燃燒放出的熱量為890kJ，則1m³（標(biāo)況）甲烷在25℃，101kPa時(shí)充分燃燒，可以放出的熱能是44.64mol×890kJ•mol^-1=3.97×10⁴kJ，
故答案為：空氣；天然氣；3.97×10⁴；
（2）通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液氫氧化鉀參加了反應(yīng)，在負(fù)極生成水，則負(fù)極的電極方程式為：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；供電時(shí)的總反應(yīng)為2H₂+O₂═2H₂O，反應(yīng)生成水溶液的體積增大，則c（OH^-）將減小，
故答案為：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；減小；
（3）由圖可知，Zn為負(fù)極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，失去電子被氧化，為氧化反應(yīng)，Ag為正極，正極上電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，該原電池的總反應(yīng)離子方程式為Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺，
故答案為：負(fù)；氧化；Zn-2e^-=Zn²⁺；Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺．

點(diǎn)評 本題考查了反應(yīng)熱的計(jì)算、原電池原理的應(yīng)用，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，注意把握燃燒熱的概念，題目難度中等．