Question

【题目】化学与人类生产和生活中密切相关，掌握有关的化学基础知识可以改善我们的生活．
日常生活中使用的各种电池就是利用化学反应将化学能转化为电能，各种各样的电池的发展是化学对人类的一项重大贡献．请回答下列有关化学电源的问题：
（1）下列有关电池的叙述中正确的是 ．
A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C.甲烷燃料电池工作时甲烷在负极被氧化
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
（2）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过．下列叙述正确的是

A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后，甲池的c（SO42﹣）减小
C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D.甲池中的阳离子向乙池移动，保持溶液中电荷平衡
（3）航天技术上使用的氢一氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点．氢一氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式都可表示为2H2+O2=2H2O．酸式氢一氧燃料电池的电解质是酸，放电时其正极的电极反应可表示为 ， 放电一段时间后电解质溶液的酸性将（填“增强”、“减弱”、“不变”）．
（4）根据已学知识回答下列问题：
已知拆开1mol H﹣H键，1mol N﹣H键，1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 ．
（5）用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池，能储存比普通碱性电池多50%的电能，己知该电池的总反应为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2 ， 则负极的电极反应为 ．

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）C,D
（3）O2+4e﹣+4H+=2H2O；减弱
（4）N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=﹣92kJ?mol﹣1
（5）Zn﹣2e﹣+2OH﹣=ZnO+H2O
【解析】解：（1）A．锌锰干电池碳棒不发生变化，起到导电作用，故A错误；B．氢氧燃料电池可将化学能直接转变为电能，故B错误；C．甲烷燃料电池工作时甲烷在负极被氧化，氧气为正极，故C正确；D．太阳能电池的主要材料是高纯度的硅，故D错误．所以答案是：C；
（2.）A．由图象可知，该原电池反应式为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，故A错误；B．阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故两池中c（SO42﹣）不变，故B错误；C．甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中发生反应：Cu2++2e﹣=Cu，保持溶液呈电中性，进入乙池的Zn2+与放电的Cu2+的物质的量相等，而Zn的摩尔质量大于Cu，故乙池溶液总质量增大，故C正确；D．甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，以保持溶液电荷守恒，乙池消耗铜，溶液质量增大，故D正确，所以答案是：CD；
（3.）氢氧燃料电池无论是酸性还是碱式性，其电池总反应均为：2H2+O2=2H2O ①，酸性氢氧燃料电池负极电极反应式为：2H2﹣4e﹣=4H+②，用（①﹣②）即得酸性氢氧燃料电池的正极反应：O2+4H++4e﹣=2H2O，溶液体积增大，氢离子浓度减小，酸性减弱，所以答案是：O2+4e﹣+4H+=2H2O；减弱；
（4.）在反应N2+3H22NH3中，断裂3molH﹣H键，1mol N三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH3 ， 共形成6mol N﹣H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ﹣2254kJ=92kJ，即N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92kJmol﹣1 ， 所以答案是：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92kJmol﹣1；
（5.）由总方程式可知负极锌被氧化生成氧化锌，电极方程式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=ZnO+H2O，所以答案是：Zn﹣2e﹣+2OH﹣=ZnO+H2O．