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6.第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆.汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态.
(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,生成1mol水蒸气放出热量569.1kJ.则该反应的热化学方程式为C8H18(l)+$\frac{25}{2}$O2(g)═8CO2(g)+9H2O(g)△H=-5 121.9 kJ•mol-1
(2)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液.镍氢电池充放电原理示意如图1,其总反应式为H2+2NiOOH$?_{放电}^{充电}$2Ni(OH)2.根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH增大(填“增大”、“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为NiOOH+H2O+e-═Ni(OH)2+OH-
(3)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图2所示的电解装置制取,电解总反应式为2CLl-H20=CLl20+H2,阴极的电极反应式是2H++2e-=H2↑.用镍氢电池作为电源进行电解,当电池中有1mol H2被消耗时,Cu2O的理论产量为144g.
(4)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀.为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的负(填“正”或“负”)极相连.

分析 (1)辛烷C8H18燃烧生成1mol水蒸气时放热569.1KJ,据此计算1mol辛烷燃烧放热多少,再来书写热化学方程式;
(2)混合动力车上坡或加速时,是原电池中,正极发得电子发生还原反应,NiOOH得电子生成Ni(OH)2,同时生成氢氧根离子,溶液的pH变化增大;
(3)在电解池中,阴极是阳离子发生得电子得还原反应,根据电子守恒来计算氢气消耗量和Cu2O的理论产量之间的关系;
(4)钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,可以利用原电池原理牺牲阳极的阴极保护法进行保护;在电解池中,阴极是被保护的电极,可以采用外加电源的阴极保护法进行保护.

解答 解:(1)辛烷C8H18燃烧生成1mol水蒸气时放热569.1KJ,1mol辛烷燃烧生成9mol水,所以1mol辛烷燃烧放热放热569.1KJ×9=5 121.9 kJ,其热化学方程式为:C8H18(l)+$\frac{25}{2}$O2(g)═8CO2(g)+9H2O(g)△H=-5 121.9 kJ•mol-1
故答案为:C8H18(l)+$\frac{25}{2}$O2(g)═8CO2(g)+9H2O(g)△H=-5 121.9 kJ•mol-1
(2)混合动力车上坡或加速时,是原电池中,乙极是正极,得电子发生还原反应,NiOOH得电子生成Ni(OH)2,同时生成氢氧根离子,溶液的pH变化增大,故答案为:增大;NiOOH+H2O+e-═Ni(OH)2+OH-
(3)在电解池中,阴极是阳离子氢离子发生得电子得还原反应,即2H++2e-=H2↑,根据电子守恒,当蓄电池中有1mol H2被消耗时,转移电子是2mol,当转移2mol电子时,根据电解反应:2Cu+H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu2O+H2,Cu2O的生成量为1mol,质量为144g,
故答案为:2H++2e-=H2↑;144.
(4)钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,可以利用原电池原理牺牲阳极的阴极保护法进行保护;在电解池中,阴极是被保护的电极,可以把船体与浸在海水里的Zn块相连,并与电源的负极相连,
故答案为:负.

点评 本题考查学生有关电化学和热化学的知识,注意热化学方程式书写和电极反应式书写,综合性较强,难度中等.

练习册系列答案
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1.二氧化碳与氢气催化合成甲醇,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
(1)已知:
 化学键 H-H C-O C=O H-O C-H
 键能(KJ•mol-1 436 326 803 464 414
计算上述反应的△H=-46kJ•mol-1
(2)一定条件下,将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气充入恒温恒容密闭容器中,下列事实可以说明该反应已达到平衡的是BCEF(填选项字母)
A、容器内气体密度保持不变             B、CO2的体积分数保持不变
C、H2O(g)与CO2(g)的生成速率之比为1:1       D、该反应的平衡常数保持不变
E、混合气体的平均相对分子质量不变           F、容器中压强保持不变
(3)一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2,在不同催化剂作用下的反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ,相同时间内CO2转化率随温度变化的数据如表所示,据表中数据绘制图1:
 相同时间内CO2转化率 T1 T2 T3 T4 T5
 反应Ⅰ 65% 77% 80% 80% 66.67%
 反应Ⅱ 56% 67% 76% 80% 66.67%
 反应Ⅲ 48% 62% 72% 80% 66.67%
(T5时,图1中C点转化率为66.67%,即转化了$\frac{2}{3}$)
①催化剂效果最佳的反应是反应Ⅰ(填“反应Ⅰ”、“反应Ⅱ”、“反应Ⅲ”)
②T3的b点v(正)>v(逆).(填“>”“<”“=”)
③T4的a点转化率比T5的c点高原因是该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动.
④在温度为T5时,该反应的平衡常数K=$\frac{100}{27}$.
⑤在温度为T5时,CH3OH的浓度随时间变化的趋势如图2所示.
当时间到达t1时,将生成的甲醇和水同时除去,并维持该温度,在t2时达到平衡.
请在图2 中画出t1时刻后CH3OH的浓度变化总趋势曲线.

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