Question

能源是人類生活和社會發(fā)展的基礎(chǔ)，研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，有助于更好地利用化學(xué)反應(yīng)為生產(chǎn)和生活服務(wù)。閱讀下列有關(guān)能源的材料，回答有關(guān)問題：

（1）從能量的角度看，斷開化學(xué)鍵要吸收能量，形成化學(xué)鍵要放出能量。已知拆開1 mol H－H鍵、1 mol I－I、1 mol H－I鍵分別需要吸收的能量為436 kJ、151 kJ、299 kJ。則由氫氣和碘單質(zhì)反應(yīng)（H₂+I₂=2HI）生成1 mol HI需要             （填“放出”或“吸收”）      ___ kJ的熱量。

（2）在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常遇到化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化。

在如圖甲裝置中，負極電極反應(yīng)式為                      ，發(fā)生的是   反應(yīng)（填“氧化”或“還原”，下同）。正極電極反應(yīng)式為                              ；總反應(yīng)的離子方程式為                                           。

（3）若用氫氧化鉀溶液做電解質(zhì)溶液，用氫氣做燃料，空氣做氧化劑制成燃料電池，其負極反應(yīng)式為                    ；正極反應(yīng)式為                                   。當(dāng)有標(biāo)狀下2.24L氫氣消耗時，另一極消耗氧氣的物質(zhì)的量為        。

（4）在如下圖所示的原電池中，鋁做        極，導(dǎo)線上電子由       極流向       極。

 

Answer 1

【答案】

（12分）（1）放出；5.5

（2）Zn—2e^—＝Zn²⁺；氧化；2H⁺+2e^—＝H₂↑；Zn+2H⁺＝Zn²⁺+H₂↑

（3）2H₂—4e^—+4OH^—＝4H₂O；O₂+4e^—+2H₂O＝4OH^—；0.05mol

（4）負；鋁；鎂（或負；正）

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，所以根據(jù)鍵能可知，該反應(yīng)的反應(yīng)熱＝436 kJ/mol＋151 kJ/mol－299 kJ/mol×2＝－11kJ/mol，所以生成1 mol HI需要放出5.5kJ的熱量。

（2）原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。鋅比銅活潑，則鋅是負極，失去電子。銅是正極，溶液中的氫離子在正極得到電子，析出氫氣。

（3）氫氣在負極通入，由于溶液是堿性溶液，所以負極電極反應(yīng)式是2H₂—4e^—+4OH^—＝4H₂O；氧氣在正極通入，電極反應(yīng)式是O₂+4e^—+2H₂O＝4OH^—；標(biāo)準狀況下2.24L氫氣是0.1mol，失去0.2mol電子，所以根據(jù)電子的得失守恒可知，需要氧氣的物質(zhì)的量是0.2mol÷4＝0.05mol。

（4）鎂的金屬性強于鋁的，但能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是鋁，所以鋁是負極，鎂是正極，導(dǎo)線上電子由鋁電極流向鎂電極。

考點：考查反應(yīng)熱的計算、原電池的有關(guān)應(yīng)用、判斷和計算

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題基礎(chǔ)性強，貼近高考，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納、總結(jié)問題的能力，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。該題的關(guān)鍵是明確原電池的工作原理，然后結(jié)合題意和裝置圖靈活運用即可。