Question

【題目】I．利用化學(xué)反應(yīng)將儲存在物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，科學(xué)家設(shè)計(jì)出了原電池，從而為人類生產(chǎn)、生活提供能量。

(1)甲同學(xué)認(rèn)為，所有的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池，你是否同意？____ (填“是”或“否”)。

(2)乙同學(xué)依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所示：

①負(fù)極材料是_______，發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________。

②當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一段時(shí)間后取出電極材料，測得某一電極增重了5.4 g，則該原電池反應(yīng)共轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是________。

II．水是生命之源，也是化學(xué)反應(yīng)中的主角。請回答下列問題：

(1)已知：2 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出572 kJ的熱量。

①若2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量________ (填“>”“<”或“＝”)572 kJ。

②每克氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為________。

(2)天然氣(主要成分CH4)和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，該反應(yīng)為放熱的氧化還原反應(yīng)，可將其設(shè)計(jì)成燃料電池，構(gòu)造如圖所示，a、b兩個(gè)電極均由多孔的碳塊組成。a電極的電極反應(yīng)式是____________________________。當(dāng)a極轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)，b極消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為_________________mL。b極附近pH____(填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】否 銅 Cu－2e－=Cu2＋ 0.05NA(或3.01×1022) < 143 kJ CH4－8e－＋10OH－=CO32-+7H2O 1680 增大

【解析】

I．(1)并不是所有的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池，例如C+CO22CO，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，但在高溫條件下進(jìn)行，不能設(shè)計(jì)成原電池；

(2)①由反應(yīng)“2Ag++Cu=Cu2++2Ag”可知，在反應(yīng)中，Cu被氧化，失電子，應(yīng)為原電池的負(fù)極，反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+；

②銀電極上發(fā)生反應(yīng)Ag++e-=Ag，因此銀電極質(zhì)量變大，當(dāng)銀電極質(zhì)量增加5.4g，則n(Ag)=0.05mol，根據(jù)電極反應(yīng)Ag++e-=Ag，可知導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為0.05mol，數(shù)目為0.05NA(或3.01×1022)；

II．(1)①水蒸氣變成液態(tài)水會放出熱量，根據(jù)蓋斯定律可知若2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量<572kJ；

②2mol氫氣的質(zhì)量為4g，所以1g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為=143 kJ；

(2)a電極通入甲烷，甲烷失電子被氧化，電解質(zhì)溶液為堿性，所以生成碳酸根，電極方程式為：CH4－8e－＋10OH－=CO32-+7H2O；反應(yīng)過程中O2→H2O，每個(gè)氧氣分子得到4個(gè)電子，所以轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)，消耗的氧氣為=0.075mol，標(biāo)況下體積為0.075mol×22.4L/mol=1.68L=1680mL；b電極電極方程式為O2+2H2O+4e-=4OH-，所以電極附近pH增大。