Question

【題目】能源是人類生活和社會發展的基礎，研究化學反應中的能量變化，有助于更好地利用化學反應為生產和生活服務．

（1）從能量的角度看，斷開化學鍵要 （填“放出”或“吸收”）能量．已知拆開1molH﹣H鍵、1mol I﹣I、1mol H﹣I鍵分別需要吸收的能量為436kJ、151kJ、300kJ．則由H2和I2反應生成1mol HI需要 （填“放出”或“吸收”） kJ的熱量．

（2）某興趣小組為研究原電池原理，設計如圖1裝置：

①a和b用導線連接，Zn發生 （填“氧化”或“還原”）反應．其電極反應式為 ．溶液H+移向 （填“Cu”或“Zn”）極．

②無論a和b是否連接，Zn片均被腐蝕．若轉移了0.4mol電子，則理論上Zn片質量減輕 g．

（3）①目前常用的鎳（Ni）鎘（Cd）電池其電池總反應式可以表示為：Cd+2NiO（OH）+2H2O2Ni（OH）2+Cd（OH）2，已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均難溶于水，但能溶于酸，以下說法中正確的是 （填序號）．

a．以上反應是可逆反應

b．充電時化學能轉變為電能

c．放電時化學能轉變為電能

②圖2為氫氧燃料電池的構造示意圖，根據電子運動方向可知，則X極為電池的 （填“正”或“負”）極，Y極的電極反應方程式為 ．

Answer 1

【答案】（1）吸收；放出； 6.5；

（2）①氧化； Zn﹣2e﹣=Zn2+； Cu；②13；

（3）①c；②負；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣．

【解析】

試題分析：（1）舊鍵斷裂要吸收能量，新鍵生成要釋放能量，當舊鍵斷裂吸收的能量大于新鍵生成釋放的能量時，反應為吸熱反應，反之則為放熱反應；

（2）①a和b用導線連接，該裝置構成原電池，鋅失電子發生氧化反應而作負極，銅作正極，正極上氫離子得電子發生還原反應，電解質溶液中陽離子向正極移動；

②根據鋅與轉移電子之間的關系式計算，Zn～Zn2+～2e﹣；

（3）①該電池放電時為原電池，充電時為電解池，根據反應條件是否相同判斷是否為可逆反應；

②根據負極反應為2H2﹣4e﹣+4OH﹣=2H2O，則通入氫氣的一極為負極，發生氧化反應，并可判斷溶液呈堿性，堿性溶液中正極發生還原反應，電極反應為O2﹣4e﹣+2H2O=4OH﹣，據此分析．

解：（1）氫氣和碘反應生成2molHI時，舊鍵斷裂吸收能量的值為：436kJ+151kJ=587kJ，新鍵生成釋放能量為：300kJ×2=600kJ，舊鍵斷裂吸收的能量小于新鍵生成釋放的能量，反應為放熱反應，放出的熱量為：600KJ﹣587kJ=13kJ，生成1molHI放熱6.5kJ，

故答案為：吸收；放出； 6.5；

（2）①a和b用導線連接，該裝置構成原電池，銅作正極，正極上氫離子得電子發生還原反應，鋅失電子發生氧化反應而作負極，電極反應式為Zn﹣2e﹣=Zn2+，放電時，電解質溶液中氫離子向正極銅電極移動，

故答案為：氧化； Zn﹣2e﹣=Zn2+； Cu；

②根據鋅和轉移電子之間的關系式得，Zn～Zn2+～2e﹣，消耗鋅的質量=×65g/mol=13g，

故答案為：13；

（3）①a．因為電池沖放電在不同條件下進行，所以該電池反應不是可逆反應，故a錯誤；

b．該電池充電時，電能轉變為化學能，故b錯誤；

c．該電池放電時，是將化學能轉化為電能，故c正確；

故答案為：c；

②X極的電極反應式為2H2﹣4e﹣+4OH﹣=2H2O，則通入氫氣的X極為負極，發生氧化反應，并可判斷溶液呈堿性，堿性溶液中正極Y極發生還原反應，電極反應為O2﹣4e﹣+2H2O=4OH﹣，

故答案為：負；O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣．