Question

15．第三代混合動力車，可以用電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或二者結(jié)合推動車輛．汽車上坡或加速時(shí)，電動機(jī)提供推動力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時(shí)，電池處于充電狀態(tài)．
（1）混合動力車的內(nèi)燃機(jī)以汽油為燃料，汽油（以辛烷C₈H₁₈計(jì)）和氧氣充分反應(yīng)，生成1mol水蒸氣放熱569.1kJ．則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5 121.9 kJ•mol^-1．
（2）混合動力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬（以M表示）為負(fù)極，堿液（主要為KOH）為電解質(zhì)溶液．鎳氫電池充放電原理示意如圖1，其總反應(yīng)式為H₂+2NiOOH$?_{充電}^{放電}$2Ni（OH）₂．根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時(shí)，乙電極周圍溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”），該電極的電極反應(yīng)式為NiOOH+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-．

（3）Cu₂O是一種半導(dǎo)體材料，可通過如圖2所示的電解裝置制取，電解總反應(yīng)式為2Cu+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，陰極的電極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑．用鎳氫電池作為電源進(jìn)行電解，當(dāng)電池中有1mol H₂被消耗時(shí)，Cu₂O的理論產(chǎn)量為144g．

Answer 1

分析 （1）辛烷C₈H₁₈燃燒生成1mol水蒸氣時(shí)放熱569.1KJ，據(jù)此計(jì)算1mol辛烷燃燒放熱多少，再來書寫熱化學(xué)方程式；
（2）混合動力車上坡或加速時(shí)，是原電池中，正極發(fā)得電子發(fā)生還原反應(yīng)，NiOOH得電子生成Ni（OH）₂，同時(shí)生成氫氧根離子，溶液的pH變化增大；
（3）在電解池中，陰極是陽離子發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，根據(jù)電子守恒來計(jì)算氫氣消耗量和Cu₂O的理論產(chǎn)量之間的關(guān)系．

解答 解：（1）辛烷C₈H₁₈燃燒生成1mol水蒸氣時(shí)放熱569.1KJ，1mol辛烷燃燒生成9mol水，所以1mol辛烷燃燒放熱放熱569.1KJ×9=5 121.9 kJ，其熱化學(xué)方程式為：C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5 121.9 kJ•mol^-1，
故答案為：C₈H₁₈（l）+$\frac{25}{2}$O₂（g）═8CO₂（g）+9H₂O（g）△H=-5 121.9 kJ•mol^-1；
（2）混合動力車上坡或加速時(shí)，是原電池中，乙極是正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，NiOOH得電子生成Ni（OH）₂，同時(shí)生成氫氧根離子，溶液的pH變化增大，故答案為：增大；NiOOH+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-；
（3）在電解池中，陰極是陽離子氫離子發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)電子守恒，當(dāng)蓄電池中有1mol H₂被消耗時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是2mol，當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，根據(jù)電解反應(yīng)：2Cu+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，Cu₂O的生成量為1mol，質(zhì)量為144g，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；144．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生有關(guān)電化學(xué)和熱化學(xué)的知識，注意熱化學(xué)方程式書寫和電極反應(yīng)式書寫，綜合性較強(qiáng)，難度中等．